主要指
液下泵其工作原理以
加油站潛油泵 和長軸液下泵為例,
潛油泵是將電機和泵一起浸入罐底,電機帶動葉輪增壓將介質推送到地面目標,長軸液下泵是將泵和電機分開用長軸連接,其工作原理是正壓輸送介質,因此解決了負壓輸送介質時產(chǎn)生的氣阻問題和葉輪的
汽蝕問題。潛油泵的電機不在液面上,而是在液面下。電機是
潛沒電機,與泵輪連接成一體潛在液體里,這樣設計的主要優(yōu)點是:
泵的軸承只有幾百毫米,沒有長軸,不會出現(xiàn)擺動問題,運行平穩(wěn),聲音很小,幾乎沒有磨損。
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油封密封
是一種自緊式唇狀密封,其結構簡單,尺寸小,成本低廉,維護方便,阻轉矩較小,既能防止介質泄漏,也能防止外部塵土和其它有害物質侵入,而且對磨損有一定的補償能力,但不耐高壓,所以一般用在低壓場合的化工泵上。
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墊片是
離心泵靜密封的基本元件,使用范圍非常廣泛。墊片的選型主要根據(jù)化工泵輸送介質、溫度、壓力和腐蝕性等因素決定。
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螺紋密封
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迷宮密封
在設計合理,加工精良,裝配完好、轉速較高時,迷宮密封效果很好。但在實際應用中,因此而產(chǎn)生的化工泵泄漏卻很多,所以在化工泵密封中不常用。
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是將富有壓縮性和回彈性的填料放入
填料函內(nèi),依靠壓蓋的軸向壓緊力轉化為徑向密封力,從而起到密封作用。
這種密封方法稱為填料密封,這種填料稱為密封填料。由于填料密封結構形式簡單,更換方便、價格低廉、適應轉速、壓力、介質寬泛而在化工泵的設計中得到普遍采用。
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動力密封
化工泵在與運轉時,副葉輪所產(chǎn)生的壓頭平衡了主葉輪出口高壓液體,從而實現(xiàn)密封。停車時,副葉輪不起作用,因此必須同時配備
停車密封裝置解決停車時可能產(chǎn)生的化工泵泄漏。
副葉輪密封結構簡單、密封可靠、使用壽命長,化工泵運轉中可實現(xiàn)滴水不漏,因此在化工泵輸送含雜質介質的泵上經(jīng)常采用。
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現(xiàn)在化工泵行業(yè)使用最為廣泛的密封形式,由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點,所以當今世界上機械密封是在這些設備最主要的軸密封方式。機械密封又叫端面密封,在國家有關標準中是這樣定義的:“由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在
流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。”
一直以來,腐蝕就是化工設備最頭痛的危害之一,稍有不慎,輕則損壞設備,重則造成事故甚至引發(fā)災難。據(jù)有關統(tǒng)計,化工設備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的,因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學性。通常有一種誤區(qū),認為不銹鋼是“萬能材料”,不論什么介質和環(huán)境條件都捧出不銹鋼泵,這是很危險的。下面針對一些常用化工介質談談選材的要點:
⒈硫酸作為強
腐蝕介質之一,硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大,對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸,碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性,但它不適合高速流動的硫酸,不適用作泵閥的材料;普通不銹鋼如304(
0Cr18Ni9)、316(
0Cr18Ni12Mo2Ti)對硫酸介質也用途有限。因此輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(
20號合金)制造。
氟塑料具有較好的耐硫酸性能,采用
襯氟泵(F46)是一種更為經(jīng)濟的選擇。
⒉鹽酸決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不銹鋼材料),含鉬高
硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反,絕大多數(shù)
非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性,所以
內(nèi)襯橡膠泵和
塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的最好選擇。
⒊
硝酸一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不銹鋼是應用最廣的耐硝酸材料,對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性,值得一提的是含鉬的不銹鋼(如316、
316L)對硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼(如304、321),有時甚至不如。而對于高溫硝酸,通常采用鈦及
鈦合金材料。
⒋
醋酸它是有機酸中腐蝕性最強的物質之一,普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐蝕,不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料,含鉬的
316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它
腐蝕介質等苛刻要求時,可選用高合金
不銹鋼泵或
氟塑料泵。
⒌堿(氫氧化鈉) 鋼鐵廣泛應用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液,也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵,雖然腐蝕增加,但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點,只要介質中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及
鈦合金或者高合金不銹鋼。
⒍氨(氫氧化氨) 大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及
氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅和
銅合金不宜使用。
⒎鹽水(海水) 普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高,一般須采用涂料保護;各類不銹鋼也有很低的
均勻腐蝕率,但可能因氯離子而引起局部性腐蝕,通常采用
316不銹鋼較好。
⒏
醇類、酮類、酯類、醚類 常見的醇類介質有甲醇、乙醇、
乙二醇、
丙醇等,酮類介質有
丙酮、丁酮等,酯類介質有各種甲酯、乙酯等,醚類介質有甲醚、乙醚、
丁醚等,它們基本沒有腐蝕性,常用材料均可適用,具體選用時還應根據(jù)介質的屬性和相關要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性,在選擇
密封材料時避免出錯。
冷卻問題
高溫介質的輸送對泵的結構、材料以及輔助系統(tǒng)提出了更高要求,下面談一談不同的溫度變化對冷卻的要求以及公司適用泵型:
⒈對于溫度低于120℃的介質,通常不設置專門的
冷卻系統(tǒng),多采用本身介質來潤滑和冷卻。像IHG、ISWH化工泵、PHG屏蔽化工泵(超過90℃時
屏蔽電機的防護等級應采用H級);而CZ普通型和
IH化工泵由于采用了懸架結構可使溫度上限達到140℃~160℃;IHF
襯氟泵最高使用溫度可達200℃;只有CQB普通
磁力泵使用溫度不超過100℃。值得一提是對于易結晶或含有顆粒的介質應配有密封面沖洗管路(設計時均留有接口)。
⒉對于120℃以上、300℃以內(nèi)的介質,一般在泵蓋上須設有冷卻腔,密封室也應接通冷卻液(須配
雙端面機械密封),當不允許冷卻液滲入介質中時,應采取將本身介質冷卻后接入(可通過簡易熱交換器實現(xiàn))。另外CQB-G高溫型磁力泵可用于280℃以內(nèi)的高溫介質。
密封問題
無泄漏是化工設備的永遠追求,正是這種要求促成了
磁力泵和
屏蔽泵的應用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走,比如磁力泵隔離套和屏蔽泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題、
靜密封的可靠性問題等等?,F(xiàn)就密封方面的一些基本情況簡單介紹如下:
⒈密封形式 對于靜密封來說,通常只有密封墊和密封圈兩種形式,而密封圈又以
O型圈應用最廣;對于動密封,化工泵很少采用
填料密封,以
機械密封為主,機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型適用于高壓介質的密封(通常指壓力大于1.0MPa),雙端面
機封主要用于高溫、易結晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質,雙端面機封應向密封腔中注入隔離液,其壓力一般高于介質壓力0.07~0.1MPa。
⒉
密封材料 化工泵
靜密封的材料一般采用
氟橡膠,特殊情況才采用聚四氟材料;機械密封動靜環(huán)的材料配置較為關鍵,并不是硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方面,兩者沒有硬度差也并不合理,所以最好根據(jù)介質特點區(qū)別對待。
(注:
美國石油學會API 610第八版對
機械密封和管路系統(tǒng)的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規(guī)定)
粘度問題
介質的粘度對泵的性能影響是很大的,當粘度增加時,泵的
揚程曲線下降,最佳工況的揚程和流量均隨之下降,而功率則隨之上升,因而效率降低。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時的性能,當輸送粘性介質時應進行換算(不同粘度的
修正系數(shù)可查閱相關換算圖表)。對于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送,建議選用螺桿泵,
G單螺桿泵適用介質粘度可達1000000cst。
什么叫化工泵
泵是用來輸送液體并提高其壓力的機器化工泵是一個統(tǒng)稱,而化工泵是指化工生產(chǎn)對泵的特殊要求:⑴能滿足化工工藝需求⑵耐高溫、低溫⑶耐腐蝕⑷耐磨損⑸無泄漏或少泄漏⑹能輸送臨界狀態(tài)的液體⑺運行可靠主要是指針對介質的特性來說的,凡是能通過材料或者其它結構的變化來改善提高泵類產(chǎn)品對除純水之外的所有化學品引起的腐蝕的要求,這類泵都統(tǒng)稱為化工泵。其中包含:離心泵(普通離心泵、
軸流泵、屏蔽離心泵、
磁力離心泵等)和容積泵(齒輪泵、螺桿泵、柱塞泵、
滑片泵、
往復泵等)以及其它特殊泵(金屬襯塑料或者襯橡膠材料泵)。