1、山東化工職業學院畢業設計(論文題目:基于機泵知識和對機封泄漏的解析與探究年級專業:08機械制造與自動化學生姓名:李謙學號:200802030027指導教師:王俊澤職稱:講師導師單位:山東化工職業學院機電工程系論文完成時間:2010年11月22日畢業設計(論文任務書發給學生李謙1.設計(論文題目:基于機泵知識和對機封泄漏的解析與探究2.學生完成設計(論文期限:2011年5月20日3.設計(論文課題要求:(1所選課題應體現專業基本訓練,有利于鞏固,深化和擴充所學知識;(2設計結構要合理,條理要鮮明;理論分析與計算準確,數據可靠,圖表單位等符合國家或行業標準。(3設計內容應能充分體現實際工作中的需要

2、,并能根據需要提出自己的觀點或具體的解決措施,要有自己獨到的見解,不能套用和抄襲他人成果;(4設計格式必須符合山東化工職業學院機電工程系畢業設計(論文組織管理要求;(5設計(論文寫作過程中要大量查閱文獻資料,以加深對理論知識的理解,提高解決實際工作問題的能力;(6嚴格按時間控制點完成畢業設計。4.實驗(上機、調研部分要求內容:1嚴格按照畢業設計程序進行切實有效的實踐調研;2調研實踐活動要結合所選課題有針對性有計劃地實施;3在實際調研中檢驗論證有關結論或方案的實用性;4利用計算機等現代化媒體工具進行圖形圖表等的繪制實踐。5.文獻查閱要求:1查閱圖書、期刊等文獻資料了解當前相關課題研究的最新成果及

3、發展趨勢。2參閱廠方內部資料,熟悉與課題相關設備、流程、工藝等。3結合所選課題,利用網絡等多種渠道查閱大量資料,使自己的設計符合時代發展,具有前瞻性,科學性,實用性。4查閱的資料要真實可靠。6.發出日期:2010年6月25日7.學生完成日期:2010年11月22日指導教師簽名:學生簽名:審批意見:系主任簽名:年月日摘要我廠有兩臺200ay-150型不銹鋼渣油泵,負責常減壓車間渣油回煉輸送工作。該泵原來軸封采用填料密封,由于泄漏量大,污染環境,后改為DBN90機械密封,動環采用YG6硬質合金,靜環為DM-4石墨環,密封圈采用O型鋁制密封圈。運行一段時間后效果不理想,經常發生泄漏現象,不但增加了維

4、修費用,而且影響了正常的渣油外輸。針對這種情況,我們對其進行了分析改進。針對煉油裝置渣油泵接觸式波紋管機械密封頻繁失效,使用壽命短的問題,設計出一種新型非接觸式波紋管機械密封,介紹了其結構特征及技術優勢。工業應用結果表明:新型非接觸式波紋管密封具有無泄漏、安全,使用壽命長,封油消耗量少以及維修費用低等優點,并在工廠行業具有廣闊應用前景。關鍵詞:機械密封非接觸式波紋管渣油泵密封泄漏摩擦副YG 硬質合金目錄任務書 (2摘要 (4前沿 (7第一章化工油泵的認識 (81.1化工行業現狀分析 (81.2基礎知識的學習 (81.3離心泵的工作原理 (101.4離心泵的重要的性能曲線 (10第二章密封的發展

5、和使用 (142.1填料密封的應用發展 (142.2機械密封的發現和應用 (16第三章機械密封泄漏的處理和創新 (183.1生產現狀的概述 (183.2新型密封的探究 (18第四章產品性能參數的分析 (214.1基于約束的產品族參數 (214.2基于產品族的裝配 (22結論 (23前沿泵在化工流程生產流水線上被廣泛應用,品種規格繁多。對它的分類方法也各不相同,按其工作原理可以分為三大類:葉片式油泵,容積式油泵,其他類型油泵。離心泵的應用是很廣泛的,在國民經濟的許多部門要用到它。在化工生產流程系統中幾乎是不可缺少的一種設備,如若把化工行業的油線管網當作人身的血管系統,那么離心泵就是壓送血液的心臟

6、。由于離心泵是一種重要的設備,而且它的運轉過程中會不斷的出現泄漏等現象!為了合理,經濟的選擇和使用油泵,以保證化工煉廠行業的安全和生命存活,就必須對離心泵的工作原理和基本性能以及做好防泄漏等方面有所了解。煉油行業減壓塔底渣油泵是蒸餾裝置的關鍵設備,主要作用是為減壓塔底渣油提供輸送動力。渣油為高真空度下不能蒸發汽化的塔底油品,具有溫度高、易結焦、相對含硫量高以及易腐蝕等特點。煉油裝置渣油泵通常采用接觸式單端面波紋管機械密封作為其軸封,但使用效果不理想,經常會出現滴漏、滲漏并最終導致突然大量泄漏。因輸送介質渣油為高溫熱油溫度高達300以上,一旦密封失效產生泄漏,將帶來極大的安全隱患,它不僅污染環境

7、,造成經濟損失,而且往往會導致火災等重大事故。針對以上情況,設計了一種新型非接觸式波紋管密封,并成功進行了工業應用。工業應用表明,新型非接觸式波紋管密封不僅可以實現渣油的無泄漏、裝置長周期安全運轉,而且輔助系統結構簡單,運行費用低,經濟效益顯著第一章化工油泵的認識1.1化工行業現狀分析目前,油泵行業的科研單位側重于模擬機理、配試機理等基礎性研究,生產單位側重于產品仿制和改型,很少研究油泵類產品設計開發過程。國內大多數生產廠家的新產品從設計到定型經歷很長時間,造成產品開發周期長,質量不佳,介質密封更是一種考驗。針對油泵生產行業在產品開發過程中的不足,我們提出了基于知識和技術的對油泵設計和材質的不

8、斷更新和研制。通過改進和完善油泵產品的設計過程,使產品開發過程模型能覆蓋用戶需求、初步設計、模擬性能分析、詳細設計和裝配分析等過程。對此,我們可以在實際生產和工作中得到身心體會,我們本書中不做更多講解,我們要在本書中了解的更多的是有關介質密封的知識和探討。在對介質密封方案設計與生產階段,可采用基于實例的設計方法或模型的設計方法進行主關鍵參數的設計和說明。前者將充分利用方案設計實例庫,按照適宜的檢索方法進行方案的檢索,并按需求變化改變實例;后者則基于數學模型,選用不同的經驗系數進行設計。方案設計后,可進行模擬性能仿真,由性能評價及再設計系統決定對某些主參數的修改。詳細設計中,主要通過基于約束的產

9、品族設計方法,進行密封部件的結構設計參數審核后,即可進行裝配仿真分析生產等工作。各種要求要求我們不斷的去追求知識領域和大膽的去思考創新。1.2基礎知識的學習離心泵的基本構造是由六部分組成的分別是葉輪,泵體,泵軸,軸承,密封環,填料函。1、葉輪是離心泵的核心部分,它轉速高出力大,葉輪上的葉片又起到主要作用,葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內外表面要求光滑,以減少水流的摩擦損失。2、泵體也稱泵殼,它是油泵的主體。起到支撐固定作用,并與安裝軸承的托架相連接。3、泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接,將電動機的轉距傳給葉輪,所以它是傳遞機械能的主要部件。4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構件,有滾動軸

10、承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當一般為2/33/4的體積太多會發熱,太少又有響聲并發熱!滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂賤,太少軸承又要過熱燒壞抱軸造成事故!在油泵運行過程中軸承的溫度最高在85度一般運行在60度左右,如果高了就要查找原因(是否有雜質,油質是否發黑,是否進水并及時處理!5、密封環又稱減漏環。葉輪進口與泵殼間的間隙過大會造成泵內高壓區的油經此間隙流向低壓區,影響泵的出油量,效率降低!間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦產生磨損。為了增加回流阻力減少內漏,延緩葉輪和泵殼的所使用壽命,在泵殼內緣和葉輪外援結合處裝有密封環,密封的間

11、隙保持在0.251.10mm之間為宜。6、填料函主要由填料,水封環,填料筒,填料壓蓋,水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙,不讓泵內的介質流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內。始終保持油泵內的性能!當泵軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管住水到水封圈內使填料冷卻!保持油泵的正常運行。所以在油泵的運行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意!在運行600個小時左右就要對填料進行更換。采用填料密封,由于泄漏量大,污染環境,后改為波紋管機械密封,我們將在以后學習中重點講解!離心泵的過流部件有:吸入室,葉輪,壓出室三個部分。葉輪室是泵的核心,也是流部件的核心。泵通過葉輪對液體的作功,

12、使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類:(1徑流式葉輪(離心式葉輪液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。(2斜流式葉輪(混流式葉輪液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。(3軸流式葉輪液體流動的方向與軸線平行的。葉輪按吸入的方式分為二類:(1單吸葉輪(即葉輪從一側吸入液體。(2雙吸葉輪(即葉輪從兩側吸入液體。葉輪按蓋板形式分為三類:(1封閉式葉輪。(2敞開式葉輪。(3半開式葉輪。其中封閉式葉輪應用很廣泛,前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。1.3、離心泵的工作原理離心泵的工作原理是:離心泵所以能把介質送出去是由于離心力的作用。油泵在工作前,泵體和進油管必須罐滿介質行成真空狀態,當葉輪快速轉動時,

13、葉片促使介質很快旋轉,旋轉著的介質在離心力的作用下從葉輪中飛去,泵內的介質被拋出后,葉輪的中心部分形成真空區域。介質原的介質在大氣壓力的作用下通過管網壓到了進水管內。這樣循環不已,就可以實現連續抽液。在此值得一提的是:離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿介質以后,方可啟動,否則將造成泵體發熱,震動,出油量減少,對油泵造成損壞(簡稱“氣蝕”造成設備事故!離心泵的種類很多,分類方法常見的有以下幾種方式1按葉輪吸入方式分:單吸式離心泵雙吸式離心泵。2按葉輪數目分:單級離心泵多級離心泵。3按葉輪結構分:敞開式葉輪離心泵半開式葉輪離心泵封閉式葉輪離心泵。4按工作壓力分:低壓離心泵中壓離心泵高壓離心泵。5按泵軸

14、位置分:臥式離心泵邊立式離心泵。1.4、離心泵的重要的性能曲線泵的性能參數如流量Q揚程H軸功率N轉速n效率之間存在的一定的關系。他們之間的量值變化關系用曲線來表示,這種曲線就稱為泵的性能曲線。泵的性能參數之間的相互變化關系及相互制約性:首先以該泵的額頂轉速為先決條件的。泵性能曲線主要有三條曲線:流量揚程曲線,流量功率曲線,流量效率曲線。它是離心泵的基本的性能曲線。比轉速小于80的離心泵具有上升和下降的特點(既中間凸起,兩邊下彎,稱駝峰性能曲線。比轉速在80150之間的離心泵具有平坦的性能曲線。比轉數在150以上的離心泵具有陡降性能曲線。一般的說,當流量小時,揚程就高,隨著流量的增加揚程就逐漸下

15、降。軸功率是隨著流量而增加的,當流量Q=0時,相應的軸功率并不等于零,而為一定值(約正常運行的60%左右。這個功率主要消耗于機械損失上。此時水泵里是充滿介質的,如果長時間的運行,會導致泵內溫度不斷升高,泵殼,軸承會發熱,嚴重時可能使泵體熱力變形,我們稱為“悶水頭”,此時揚程為最大值,當出水閥逐漸打開時,流量就會逐漸增加,軸功率亦緩慢的增加。它的曲線象山頭形狀,當流量為零時,效率也等于零,隨著流量的增大,效率也逐漸的增加,但增加到一定數值之后效率就下降了,效率有一個最高值,在最高效率點附近,效率都比較高,這個區域稱為高效率區。1.改變離心泵特性曲線根據比例定律和切割定律,改變泵的轉速、改變泵結構

16、(如切削葉輪外徑法等兩種方法都能改變離心泵的特性曲線,從而達到調節流量(同時改變壓頭的目的。但是對于已經工作的泵,改變泵結構的方法不太方便,并且由于改變了泵的結構,降低了泵的通用性,盡管它在某些時候調節流量經濟方便1,在生產中也很少采用。這里僅分析改變離心泵的轉速調節流量的方法。從圖1中分析,當改變泵轉速調節流量從Q1下降到Q2時,泵的轉速(或電機轉速從n1下降到n2,轉速為n2下泵的特性曲線Q-H與管路特性曲線He=H0+G1Qe2(管路特曲線不變化交于點A3(Q2,H3,點A3為通過調速調節流量后新的工作點。此調節方法調節效果明顯、快捷、安全可靠,可以延長泵使用壽命,節約電能,再來降低轉速

17、運行還能有效的降低離心泵的汽蝕余量NPSHr,使泵遠離汽蝕區,減小離心泵發生汽蝕的可能性2。缺點是改變泵的轉速需要有通過變頻技術來改變原動機的轉速,原理復雜,投入資金較大,且流量調節范圍小。2.泵的串、并連調節辦法當單臺離心泵不能滿足輸送任務時,可以采用離心泵的并聯或串聯操作。用兩臺相同型號的離心泵并聯,雖然壓頭變化不大,但加大了總的輸送流量,并聯泵的總效率與單臺泵的效率相同;離心泵串聯時總的壓頭增大,流量變化不大,串聯泵的總效率與單臺泵效率相同。不同調節辦法下泵的能耗分析在對不同調節辦法下的能耗分析時,文章僅針對目前廣泛采用的閥門調節和泵變轉速調節兩種調節辦法加以分析。由于離心泵的并、串聯操

18、作目的在于提高壓頭或流量,在化工領域運用不多,其能耗可以結合圖2進行分析,方法基本相同。3.閥門調節流量時的功耗離心泵運行時,電動機輸入泵軸的功率N為:N=vQH/式中N軸功率,w;Q泵的有效壓頭,m;H泵的實際流量,m3/s;v流體比重,N/m3;泵的效率。當用閥門調節流量從Q1到Q2,在工作點A2消耗的軸功率為:NA2=vQ2H2/vQ2H3實際有用功率,W;vQ2(H2-H3閥門上損耗得功率,W;vQ2H2(1/-1離心泵損失的功率,W。4.變速調節流量時的功耗在進行變速分析時因要用到離心泵的比例定律,根據其應用條件,以下分析均指離心泵的變速范圍在±20%內,且離心泵本身效率的

19、變化不大3。用電動機變速調節流量到流量Q2時,在工作點A3泵消耗的軸功率為:NA3=vQ2H3/同樣經變換可得:NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/-1(2式中vQ2H3實際有用功率,W;vQ2H3(1/-1離心泵損失的功率,W。第二章密封的發展和使用在上節的學習中我們,學習了有關化工行業主要設備泵的知識和結構。相信我們對他的結構有了深刻和自己的理解和了解,在本節中我們將重點學習和探究有關密封的發展和創新,在我們的生產過程中,介質的泄露一直是我們所困擾和在不斷開發的知識創新點,我們有原來的填料密封到后來的的機械密封和不同形式的機械密封,以至于我們后來會廣泛應用的無泄漏屏蔽式油泵。2.1填料密封

20、的應用發展在最初的泵設計和使用中,其密封形式多采用的是填料密封。它有填料函和填料等簡單結構,在填料函內填充一種優良的密封軟材料,它是由碳纖維、高純度石墨、聚四氟乙烯、有機密封劑等組成。它耐熱-18200,最大壓力0.7Mpa,最大線速度8m/s,耐腐蝕性強,適用介質PH值范圍413,主要適用于水介質。這種軟填料狀態為膠泥狀,摩擦系數低、混合體之間分子吸引力小。在軸的運轉過程中,填料中的纖維會纏繞在軸上,并隨軸一起轉動,形成一個“旋轉層”,此“旋轉層”起到了保護軸或軸套的作用,避免了軸套磨損,減小了動力消耗;隨著“旋轉層”直徑的逐漸增大,軸對纖維的纏繞能力將逐步減弱,沒有與軸纏繞,并且與填料腔內

21、壁保持相對靜止,在填料腔內形成一個“剪切層”,此時相對旋轉運動的摩擦剪切區域就存在于填料中間而不是存在于填料與軸之間。另外在注入的填料兩端壓入聚四氟乙烯編結填料,利用此編結填料端環將混合軟填料壓緊。為了使軸在高速轉動過程中,混合軟填料不被擠壓摔出,特意在填料腔體和壓蓋處設計加工了螺旋槽,值得注意的是填料兩端的螺旋槽方向應互為相反,這樣保證軸旋轉時能產生使混合填料受到向內的泵送作用,有效防止了填料的飛濺。在機械行業填料密封主要用作動密封。常用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機的轉軸密封,在填料密封的設計選擇上,應以機械設備的工作條件為主要考慮因素,填料的選擇應考慮具備如下條件:1、有一定的塑性,在

22、壓緊力作用下能產生一定的徑向力并與緊密軸接觸。2、有足夠的化學穩定性,不污染介質,填料不被介質泡脹,填料中的浸漬劑不被介質溶解,填料本身不腐蝕密封面。3、填料自潤滑性能良好,耐磨,摩擦系數小。4、軸存在少量偏移時,填料應有足夠的浮動彈性。5、制造簡單、填裝方便為此,需要經常對填料的壓緊程度進行調節,使填料中的潤滑劑在運行一段時間而有所流失之后,再擠出一些潤滑劑,同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。當然這樣經常擠壓填料,最后將使浸漬劑枯竭,所以定期更換填料是必要的。此外,為了維持液膜和帶走摩擦熱,有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。事物的發展和應用我們是了解它的規律的,任何一種新事物的發展也

23、總是要求我們不斷的去了解和開發的,對于我們的生產更是這樣的。泵的軸封一般采用油浸石棉盤根或油浸棉紗盤根。油浸石棉盤根具有耐熱性、柔軟性好、強度高等優點,但它也有致命的缺點:編結后表面粗糙、摩擦系數大、有滲漏現象,另外使用久了浸入的潤滑劑容易流失。浸油棉紗盤根在水中長期浸泡會變得很硬,而且由于膨脹系數大,摩擦力較大。在實際生產中,經常出現這樣的狀況:新修好的設備,開始運行時軸封狀況良好,但用不了多久,泄漏量便不斷增加,調整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁,運轉不到一個周期,軸套就已磨損成花瓶狀,嚴重時還會出現軸套磨斷,并且水封環后面更換不到的盤根均已腐爛,無法起到密封作用。總的來開,盤根填料具有如

24、下缺點(1盤根填料與軸直接接觸,且相對轉動,造成軸與軸套的磨損,所以必須定期或不定期更換軸套。(2為了使盤根與軸或軸套間產生的摩擦熱及時散掉,盤根密封必須保持一定量的泄漏,而且不易控制。(3盤根與軸或軸套間的摩擦,造成電機有效功率降低,消耗電能,有時甚至達到5%-10%的驚人比例。總的來看,盤根填料具有如下缺點:從填料密封的原理來看,流體在密封腔內可泄漏的通道有三處:其一是流體穿透纖維材料造成泄漏;其二是從填料與填料箱體之間泄漏;其三是從填料與軸表面之間泄漏。因此防止水泵泄漏最為關鍵的措施是:(1合理選擇密封填料;(2設計合理的密封腔體,調整適當的密封壓緊力針對于它的發展和科技的不斷進步,我們

25、經過生產中的經驗、生產、管理,以及數據庫技術的廣泛應用,產品開發部門已記錄了大量有關產品開發的數據庫,據庫知識發現技術挖掘。我們急需一種更好的更完善的密封。2.2機械密封的發現和應用在科技科研不斷發展的今天我們在這一領域的不斷完善我們逐步在這一領域里一機械密封代替了填料密封這一發現,這同樣是一個時期的創新,要求我們在學習和了解之后,通過生產實踐來對他又一次的發展和更新。機械密封的安裝要求要比填料密封要高得多,比如,對其各個密封點的不同要求,動密封和靜密封等。1必須按工況條件與主機情況選擇適宜型號的機械密封與材料匹配,才能確保機封正常運轉及使用壽命。2安裝機械密封部位的軸(軸套的徑向跳動公差應0

26、.04mm,轉子的軸向竄動量0.1mm。3安裝機械密封靜止環的密封端蓋(或殼體,定位端面對軸的垂直度0.04mm。4機械密封在安裝時,必須將軸(軸套、密封腔體、密封端蓋及機械密封本身清洗干凈,防止任何雜質進入密封部位。5當輸送介質溫度偏高、過低、或含有雜質顆粒、易燃、易爆、有毒時,必須參照機械密封有關標準,采取相應的阻封、沖洗、冷卻、過慮等措施。6機械密封安裝時,應有適當的潤滑。按產品安裝說明書,保證機械密封的安裝尺寸。7設備在運轉前必須充滿介質,以防止干摩擦而使密封失效。8樣本中單彈簧傳動的機械密封,應合理選擇彈簧旋向,一般從靜止環端看,軸轉向為順時針時,應選右旋彈簧。反之則選左彈簧。1、設

27、備轉軸的徑向跳動應0.04毫米,軸向竄動量不允許大于0.1毫米;2、設備的密封部位在安裝時應保持清潔,密封零件應進行清洗,密封端面完好無損,防止雜質和灰塵帶入密封部位;3、在安裝過程中嚴禁碰擊、敲打,以免使機械密封摩擦付破損而密封失效;4、安裝時在與密封相接觸的表面應涂一層清潔的機械油,以便能順利安裝;5、安裝靜環壓蓋時,擰緊螺絲必須受力均勻,保證靜環端面與軸心線的垂直要求;6、安裝后用手推動動環,能使動環在軸上靈活移動,并有一定彈性;7、安裝后用手盤動轉軸、轉軸應無輕重感覺;8、設備在運轉前必須充滿介質,以防止干摩擦而使密封失效;9、對易結晶、顆粒介質,對介質溫度>80oC時,應采取相

28、應的沖洗、過濾、冷卻措施,各種輔助裝置請參照機械密封有關標準10、安裝時在與密封相接觸的表面應涂一層清潔的機械油,要特別注意機械油的選擇對于不同的輔助密封材質,避免造成O型圈侵油膨脹或加速老化,造成密封提前失效。11、密封端面跳動量不應大雨0。05mm,安裝機械密封調整壓縮量是關鍵的;另外如樓上所說,乙丙膠的O型圈是嚴格禁止潤滑油的!第三章機械密封泄漏的處理和創新3.1生產現狀的概述在上節的學習過程中我們學習和分析了機械密封,而在上述學習中我們接觸的全是接觸式機械密封它的泄露和使用周期是非常短的,比如是在我廠中的渣油泵我們通過對國內煉油行業渣油泵接觸式波紋管機械密封使用情況充分調研,并對失效密

29、封從結構設計、材質以及輔助系統布置方面做了充分分析,發現其主要存在3個問題。(1密封摩擦副端面磨損嚴重。由于渣油粘度大、流動性差,并且渣油介質中含有粒狀和粉末狀結焦物,在摩擦副周圍不可避免地存在著結焦物,這對摩擦副的危害相當大。結焦物一旦進入密封端面,由于摩擦副高速旋轉,很快便將密封端面拉傷,產生劃痕,隨著聚合物和雜質顆粒不斷進入摩擦副端面,密封面逐漸被磨損,最終造成密封泄漏失效。(2波紋管組件失彈。在實際使用過程中,為了在高溫、高壓狀態下能夠實現密封功能,接觸式波紋管密封普遍采用較大的壓縮量,這樣密封端面比壓相應會大大提高,摩擦副端面磨損嚴重,同時產生大量摩擦熱。若摩擦熱不能及時帶走,在高溫

30、長期作用下,波紋管剛度或彈性會逐漸減少甚至消失,即失彈,并且溫度越高,載荷越大,失彈越快。若波紋管失彈,密封端面在介質壓力作用下隨即打開,即出現大量泄漏。(3沖洗油、冷卻水消耗量大。為了防止密封部位溫度升高,產生結焦,必須采用外沖洗和冷卻等措施,以降低摩擦溫升、防止結焦、熱裂、老化等而導致密封失效。為此,必然消耗大量的沖洗油和冷卻水,造成運行費用高初步估計,1臺熱油泵年沖洗冷卻所需運行費用超過50萬元,能耗量大,而且可靠性差,安全性低,維修成本高。在實際生產中,對于我們多付出的勞動,經濟損失我們要急切的求得更好的機械密封形式,所以我們針對這種端面的磨損情況我們是不是可以生產一種非接觸式的密封?

31、一種非接觸式波紋管機械密封3.2新型密封的探究新型非接觸式波紋管機械密封示意圖。密封整體結構采用串聯式結構,整體布置簡單緊湊。兩套密封之間通常注入溫度100120、壓力014016MPa的蠟油或柴油,作為封液。其結構特征突出。(1介質側主密封采用波紋管非接觸式機械密封。充分利用了波紋管可在較高溫度下正常工作的特性,同時密封靜環采用硬質合金材料,在密封環內徑側開設流體動壓槽。流體動壓槽既可以將泄漏介質反輸回填料箱內,又可以將低溫封油泵入密封端面,形成一層低溫流體膜,防止端面溫升。由于端面流體動壓效應相應地使其所形成的端面開啟力增大,密封端面處3-5于非接觸運轉狀態,大大減少端面磨損。(2大氣側密

32、封采用獨特設計的接觸式密封。密封動環采用純碳材料,端面設計成窄環形式。密封窄環可以很大程度上減少溫度造成的密封端面變形,有效防止熱變形造成的端面泄漏失效。(3沖洗采用外部沖洗。密封輔助系統。沖洗液經過冷卻、過濾,自入口注入機械密封內部,自出口返回沖洗液罐冷卻后循環利用,不進入被輸送介質。這樣,就可以徹底避免原單端面機械密封用沖洗液進入機泵密封腔,對被輸送介質產生影響。控制沖洗液壓力高于密封腔內壓力,避免主密封泄漏后輸送介質進入沖洗液污染沖洗液,即使密封腔內壓力高于沖洗液壓力,該螺旋槽密封也會將液體返回高壓側。由于采用串聯式結構,當主密封失效時,高溫渣油從間隙中泄漏出來,與低溫沖洗液接觸,便會迅

33、速冷卻,此時副密封充當主密封,延長了密封使用周期,當副密封也失效時,此時泄漏出來的液體溫度已經很低,不會帶來安全隱患,避免了火災事故,因此安全性提高。沖洗液自入口進入密封腔,對主、副密封都具有一定的潤滑作用;而在主密封上,由于靜環上開了螺旋槽,沖洗液由內徑向外徑流動,產生液膜,形成動壓效應,使動靜環分開,實現了非接觸運轉,延長了密封使用壽命。同時,減少了端面摩擦生熱,有效防止熱變形造成的泄漏失效。主密封采用內徑開槽上游泵送結構,一方面可以有效阻止高溫渣油泄漏;另一方面可將少量清潔、低溫封油通過密封端面泵入填料箱,對密封端面起到冷卻作用的同時,可以防止固體顆粒進入密封端面,減少了端面間的磨粒磨損

34、,解決了原波紋管接觸式機械密封的磨損嚴重的問題,延長了摩擦副的使用壽命。因此,新型密封具有優良的防固體顆粒能力。與接觸式波紋管密封需要大量沖洗油如蠟油進入密封腔體對密封端面冷卻沖洗,浪費嚴重蠟油價格為渣油的幾十倍相比,非接觸式波紋管密封沖洗液用量不足其1/10,同時冷卻水用量僅不足2L/h。因此,經濟效益顯著。第四章產品性能參數的分析4.1基于約束的產品族參數在油泵部件結構的變型產品開發中,尤其在詳細設計階段,基于約束的參數應用是一種有效直接的方法。可利用產品模塊化、可配置性、系列化,以及在范圍和規模的折衷中獲得經濟性。產品族的約束按層次劃分,可分為多功能小組間的約束、多功能小組內的約束、屬于

35、同一分工的設計人員之間的約束和單個設計人員對應的約束。約束的處理是通過產品開發過程中的約束管理系統來實現,包括約束的創建、刪除、讀出、修改和寫入等編輯功能,還包括約束的語法檢查和合理性檢查。油泵產品總成及基因零件的開發和設計是更多在實際中實現和應用的。為保證變型零件設計和總成設計實現無縫集成,產品族設計零件圖及標注尺寸均可在微機技術和模擬技術中來實現我們的產品造型,尤其是特征的標注代碼與Pro/E中的基因零件完沒結合和運用,在此不予更多講述。在各種得到實際生產要求時,合理性檢查就是為基因零件的尺寸所認可。在油泵的變型產品開發中,尤其在詳細設計階段我們要嚴格的要求技術和工作原則,則約束的創建原則

36、有:(1設計規范。產品變型要符合產品設計的標準、系列等要求;(2產品性能要求。變型參數的組合能滿足產品功能和性能的要求;(3生產資源。產品變型要考慮公司的生產資源,為生產單位的柔性工藝和柔性組織所接受;(4設計習慣。產品變型要考慮產品開發人員的設計習慣和產品開發戰略;(5基因產品。約束的建立必須為基因產品所認可。產品族設計流程可描述為:特征化用戶的需求;按功能結構映射關系建立產品分類;由公司的設計能力、制造能力和生產組織能力建立產品族;按配置規則確定基本構造塊;由產品族約束確定零件變型特征和參數。配置的規則有:不同的構造塊中的相容,例如,構造塊之間的干涉內容;用戶需求和設計參數之間的映射關系。

37、4.2基于產品族的裝配基于的裝配分析是對設計中裝配的難易程度的檢驗,是一種優化產品設計,以獲得最低的裝配費用的技術。在產品設計階段,通過分析影響產品可裝配性的各種因素,對產品的裝配性能進行評價。按照模擬過程的三個環節,裝配仿真的數據操縱是確定變異特征和參數,從產品設計和性能驗證中得到這些參數和特征;模擬映射是把這些參數和特征映射到變型特征文件中,得到變型零件;繪制是利用軟件中的裝配體,顯示功能反映零件變型后的裝配體,并計算裝配體中的干涉量。產品變型特征和尺寸由產品設計專家系統、性能評價子系統及再設計專家系統來決定。變型特征文件經網絡傳至裝配仿真子系統進行裝配仿真。對于生產中的種種問題,我相信隨我們科技的發展和我們生產中的經驗,一切都會的要好的革新和更科學的模擬應用,以至于讓我們的國民經濟脈絡不斷擴展和延續。結論本文提出了基于知識和技術的發展對油泵機械密封泄露的處理方法和更新探究。在發展階段我們敘述了密封的發展簡單過程和以后發展展望,可采用基于實例的