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通常，在被污染的過程中，通常采用普通接觸式雙面機械密封。封堵液輔助系統(tǒng)注入的堵塞液高于密封介質的壓力，以防止密封介質向外界泄漏。然而，在實際工程應用中，由于諸多原因，密封介質的泄漏無法得到有效的預防，特別是輸送固體顆粒介質的過程泵，容易開啟和停止，且易空。

由于某石化企業(yè)單一車間污水泵的密封效果不理想，其泄漏問題已成為亟待解決的問題。

(1)污水泵機械密封技術參數(shù)

WQ30-35-7.5型泵工作正常，總體壓力接近常壓，出口壓力0.55MPa，輸送溫度為室溫，機械密封為雙端面，多彈簧平衡結構，密封表面內(nèi)徑為35.2mm，外徑為44.2mm，端面寬度為4.5mm，平衡直徑為36.8mm。

(2)工作條件下的問題

(1)隔離液的壓力小于密封介質的壓力，為了保證雙端面密封的密封性能，理論上要求隔離液的壓力小于密封介質的壓力。

為了防止含有一定毒性的介質泄漏，隔離液的壓力必須比密封介質高出0.1≤0.15 MPa，但在實際工程中，隔離液的壓力不大于0.3 MPa，小于密封介質的0.5 5 MPa，密封效果不理想

(2)輸送介質中含有大量固體顆粒，因為污水泵定期將排入貯罐的各種加工流體(包括大量冷卻水)輸送到污水處理站進行凈化處理，其中含有一定比例的雜質固體顆粒，容易進入密封面產(chǎn)生嚴重的磨粒磨損，使密封在早期失效。如果隔離流體輔助系統(tǒng)不能正常工作，當隔離流體的壓力小于密封介質的壓力時，固體顆粒會進入內(nèi)密封端面之間，從而大大增加失效概率。

(3)當污水艙內(nèi)的液體被抽運時，泵自動停止運轉，當液體在水箱中積聚到指定的液面時，泵自動切換到運行狀態(tài)。正是因為泵處于頻繁開停狀態(tài)，機械密封出現(xiàn)周期性不穩(wěn)定的干摩擦狀態(tài)，這也是密封頻繁失效的主要原因之一。

由于泵經(jīng)常處于開停狀態(tài)，泵易空，當液面下降到一定程度時，容易使泵出現(xiàn)抽水現(xiàn)象，造成嚴重的振動和噪聲，不可避免地導致密封工作狀態(tài)不穩(wěn)定，從而大大增加了密封失效的可能性。

從以上分析可以發(fā)現(xiàn)，由于密封原理的限制和工作條件的特殊性，在這種環(huán)境條件下很難保證密封的長時間安全運行。此外，在穩(wěn)定的工作條件下，雖然采用雙面密封或串聯(lián)密封可以基本消除密封介質的泄漏，但密封輔助系統(tǒng)復雜，運行成本大幅度增加，輔助系統(tǒng)的可靠性直接影響密封效果。

  (3)密封結構的重建

由于錐形機械密封特別適用于含有固體懸浮液的抽油機，密封表面改為錐形密封，如圖7/25所示。靜態(tài)環(huán)材料填充聚四氟乙烯，運動環(huán)材料為不銹鋼，圓錐表面噴涂碳化鎢，其主要特點如下。

(1)圓錐機械密封動態(tài)環(huán)為錐環(huán)，半錐角為口，靜環(huán)內(nèi)徑D1固定，靜環(huán)磨損使接觸母線長度L增大，靜環(huán)外徑D2增大。

(2)密封接觸面母線長度很短(穩(wěn)定運行初期為0.3~0.5mm)，接觸面內(nèi)外溫差小，溫升低，粘著磨損程度降低，靜環(huán)壓縮截面大，壓力變形小。

(3)密封套筒和運動環(huán)均具有一定的浮力，可使密封面始終保持良好的接觸狀態(tài)，介質中的懸浮顆粒不易進入密封面。

(4)介質的泄漏方向與離心力的方向存在一定的夾角，有利于減小泄漏。

(4)需要注意的事項

(1)圓錐機械密封比壓力的計算公式與端面機械密封的計算公式相同。

(2)在設計中注意K與接觸總線L之間的關系。圓錐機械密封靜環(huán)磨損時，接觸母線L的長度增加，使載荷系數(shù)K減小。接觸母線長度L與載荷系數(shù)K的關系曲線，在運行過程中，靜壓環(huán)磨損和K值降低引起卸載，使密封比壓力Pc降低，導致泄漏，需要調(diào)整彈簧的壓縮(彈簧載荷)以保持足夠的密封比壓。

彈簧比壓是影響機械密封密封性能和使用壽命的重要參數(shù)之一。彈簧比壓的主要作用是保證泵在泵的啟動、運行和停止時，使密封面與密封面很好地吻合；當密封表面磨損，密封套筒振動和移動時，用于克服密封套筒軸向運動時0型密封圈與泵體密封腔內(nèi)表面之間的摩擦，起到補償和緩沖作用。當機械密封運行時，彈簧一般不再調(diào)整。彈簧在補償密封環(huán)的磨損和卸載以及降低錐形機械密封的K值方面起著雙重作用。在設計中正確確定彈簧的比壓是保證密封性能和使用壽命的重要環(huán)節(jié)。

實踐證明，錐形機械密封特別適用于含顆粒介質的密封，改進后的密封結構可靠，泵基本無泄漏，調(diào)節(jié)和維護方便，密封性能提高，延長了運行周期，節(jié)省了維護費用。

彈簧在補償錐形機械密封的密封環(huán)磨損和密封比壓下降方面起著雙重作用，因此需要正確確定彈簧的比壓。在錐形密封中，載荷系數(shù)K是一個變量，在設計中必須注意。