超高壓截止閥在不同密封型式下軸向力的計(jì)算及其確定并加以論證,分析了超高壓截止閥的密封機(jī)理和密封面加工精度對(duì)截止閥軸向力的影響以及密封副材料的選用。
一、概述:超高壓截止閥密封副材料通常為金屬對(duì)金屬,為了使截止閥關(guān)閉時(shí)密封嚴(yán)密,必須提高密封面的加工精度和粗糙度等級(jí),并且對(duì)密封面施加非常大的軸向密封力。然而,軸向密封力并非越大越好。
有一種觀點(diǎn)認(rèn)為超高壓截止閥( ≥300MPa)應(yīng)為塑性法密封,且大都采用錐面線性密封。所謂塑性法密封,就是密封面的密封比壓等于密封副軟材料的屈服極限,使結(jié)合面緊密接觸,利用軟材料的塑變而堵塞硬件表面的不平處,形成近似理想平面,并產(chǎn)生等于軟材料屈服極限的反力而保持密封。 。
二、軸向力分析:閥桿軸向力主要取決于密封面的總作用力,閥門設(shè)計(jì)中確定密封面總作用力的關(guān)鍵參數(shù)是密封比壓。但是在超高壓截止閥的錐面線密封情況下,其軸向力Q在無介質(zhì)壓力關(guān)閉時(shí)所產(chǎn)生的密封比壓q是否可以大于密封副軟材料的屈服極限δs,在有介質(zhì)壓力關(guān)閉時(shí)的密封比壓q是否一定等于δs,本文將討論q的合適值。
三、密封面粗糙度對(duì)軸向力的影響:根據(jù)只有當(dāng)密封表面間的間隙小于介質(zhì)分子直徑時(shí),才能保證介質(zhì)不滲漏的觀點(diǎn),可以認(rèn)為,防止流體滲漏的間隙值必須小至0.003μm。
但是,即使經(jīng)過精研, 金屬表面上的凸峰高度仍然超過0.05μm,要達(dá)到理想平面,就必須對(duì)接觸面施加一定的力,這個(gè)力的大小與密封副軟材料的σs 及密封面的粗糙度有關(guān)。 當(dāng)密封面上的比壓q < 40MPa時(shí),密封面的質(zhì)量起著決定作用。例如在q = 65MPa時(shí),隨著粗糙度等級(jí)的越來越高,滲透量迅速減小,也就是說在q< 40MPa時(shí),在同樣一個(gè)滲漏量等級(jí),粗糙度愈高所需要的q愈小,其軸向力越小。
對(duì)于σs > 900MPa 密封副材料,在用于300MPa等級(jí)的超高壓閥時(shí),除了從線彈性斷裂力學(xué)觀點(diǎn)出發(fā), [σ]從強(qiáng)度要求考慮, Ra 0.05μm以上,還要從密封機(jī)理上考慮。因此,對(duì)于σs 為900MPa的超高壓截止閥用密封副,其密封面粗糙度必須在Ra 0.05μm以上。
而對(duì)于經(jīng)HIP處理的WC硬質(zhì)合金密封副來說,由于其性質(zhì)較脆,要增大密封面上的比壓來壓縮密封面上的波峰,就會(huì)使軸向力增加很大,而且會(huì)使密封副產(chǎn)生斷裂,因此,其密封面上粗糙度必須高于Ra 0105μm。只有在這個(gè)范圍內(nèi),才能使用式的軸向力計(jì)算式。
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無脈動(dòng),無攪拌,不受剪切和擠壓,適合輸送敏感性介質(zhì),能輸送高濃度、高粘度、高磨蝕性介質(zhì)。能輸送含纖維,含固體顆粒的介質(zhì),螺桿泵轉(zhuǎn)子主要是由固定在泵體中的襯套以及安插在泵缸中的主動(dòng)螺桿和與其嚙合的兩根從動(dòng)螺桿所組成。三根互相嚙合的螺桿在泵缸內(nèi)按每個(gè)導(dǎo)程形成為一個(gè)密封腔,造成吸排口之間的密封。
螺桿泵應(yīng)在吸排停止閥全開的情況下起動(dòng),以防過載或吸空。
螺桿泵雖然具有干吸能力,但是必須防止干轉(zhuǎn),以免擦傷工作表面。
假如泵需要在油溫很低或粘度很高的情況下起動(dòng),應(yīng)在吸排閥和旁通閥全開的情況下起動(dòng),讓泵起動(dòng)時(shí)的負(fù)荷最低,直到原動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),再將旁通閥逐漸關(guān)閉。 螺桿泵轉(zhuǎn)子工作時(shí),兩端分別作用著液體的吸排壓力,因此對(duì)螺桿要產(chǎn)生軸向推力。
對(duì)于壓差小于10千克力/cm2的小型泵,可以采用止推軸承。
此外,還通過主動(dòng)螺桿的中央油孔將高壓油引入各螺桿軸套的底部,從而在螺桿下端產(chǎn)生一個(gè)與軸向推力方向相反的平衡推力。螺桿泵轉(zhuǎn)子和其它容積泵一樣,當(dāng)泵的排出口完全封閉時(shí),泵內(nèi)的壓力就會(huì)上升到使泵損壞或使電動(dòng)機(jī)過載的危險(xiǎn)程度。
所以,在泵的吸排口處,就必須設(shè)置安全閥。螺桿泵轉(zhuǎn)子的軸封,通常采用機(jī)械軸封,并可根據(jù)工作壓力的高低采取不同的形式。
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單級(jí)懸臂式離心泵泵體的拆卸。拆下泵體的基座螺栓及后蓋的禁固螺栓,即可拆下泵體。
泵體基座位于離心泵最下方靠近連軸器一側(cè),它與機(jī)座上的螺孔連接,容易生銹,因而在拆卸的時(shí)候要先把螺栓除銹以方便地角螺栓的拆卸。 單級(jí)懸臂式離心泵的泵蓋拆卸。泵蓋緊固螺栓位于泵體與泵蓋連接處,將泵蓋的螺栓拆除后,即可將泵蓋從泵體上拆下,由于泵蓋和泵體連接體之間很緊,長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)令其出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象,使泵體的拆卸十分的困難,這時(shí)候可對(duì)稱均勻地?cái)Q緊泵蓋上的兩個(gè)頂絲,使泵蓋退出,若泵蓋上沒有頂絲,可用手錘敲擊同心螺絲刀,使螺絲刀上的刀口部分進(jìn)入密封墊,將泵體和泵蓋分離開,但這種方法一般不采用,會(huì)在泵體和泵蓋結(jié)合面造成損傷磨損。
單級(jí)懸臂式離心泵的葉輪及泵蓋的拆卸。拆卸,拆卸葉輪的時(shí)候,用專用扳手卡住葉輪前端的軸頭螺母,把葉輪螺母拆下,并用雙手將葉輪從泵軸上拉出,然后把填料壓蓋的壓緊螺母松開,以避免增加拆下泵蓋時(shí)增加滑動(dòng)阻力。最后,拆開連接泵體與泵蓋的雙頭螺栓,用手錘沿著四周敲擊泵蓋,將其取下。