离心泵填料密封计算

离心泵常用的轴封装置——填料密封填料密封又叫压盖填料密封，俗称盘根。

它是一种填塞环缝的压紧式密封，具有结构简单、成本低廉、拆装方便等特点。

(一）填料密封的工作原理与结构1.填料密封的工作原理与结构图2-10软填料密封图2-11填料密封泄漏途径1-压盖螺栓；2-压盖；3-封液环；1-压盖螺栓；2-压盖；3-填料函；4-封液入口；4-软填料；5-填料函；6-底衬套5-封液环；6-软填料；7-底衬套A-填料渗漏；B-靠箱壁侧泄漏；C-靠轴侧泄漏图2-10为一填料密封的典型结构。

填料4装在填料函5内，压盖2通过压盖螺栓1轴向预紧力的作用使填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀的趋势，而填料的膨胀又受到填料函内壁与轴表面的阻碍作用，使其与两表面之间产生紧贴，间隙被填塞而达到密封。

即填料是在变形时依靠合适的径向力紧贴轴和填料函内壁表面，以保证可靠的密封。

为了使沿轴向的径向力分布均匀，采用中间封液环3将填料函分成两段。

为了使填料有足够的润滑和冷却，往封液环人口注人润滑性液体（封液）。

为了防止填料被挤出，采用具有一定间隙的底衬套6。

在填料密封中，液体可泄漏的途径有三条，如图2-11所示。

①流体穿透纤维材料编织的填料本身的缝隙而出现渗漏（如图2-11中A所示）。

一般情况下，只要填料被压实，这种渗漏通道便可堵塞。

高压下，可采用流体不能穿透的软金属或塑料垫片和不同编织填料混装的办法防止渗漏。

②流体通过填料与箱壁之间的缝隙而泄漏（如图2-11中B所示）。

由于填料与箱壁内表面间无相对运动，压紧填料较易堵住泄漏通道。

③流体通过填料与运动的轴（转动或往复）之间的缝隙而泄漏（如图2-11中C所示）。

显然，填料与运动的轴之间因有相对运动，难免存在微小间隙而造成泄漏，此间隙即为主要泄漏通道。

填料装入填料函内以后，当疔紧压盖螺栓时，柔性软填料受压盖的轴向压紧力作用产生弹塑性变形而沿径向扩展，对轴产生压紧力，并与轴紧密接触。

但由于加工等原因，轴表面总有些粗糙度，与填料只能是部分贴合，而部分未接触，这就形成了无数个不规则的微小迷宫。

一、填料密封的工作机理在机械行业填料密封主要用作动密封。

常用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机的转轴密封，在填料密封的设计选择上，应以机械设备的工作条件为主要考虑因素，填料的选择应考虑具备如下条件：1、有一定的塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并与紧密轴接触。

2、有足够的化学稳定性，不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。

3、填料自润滑性能良好，耐磨，摩擦系数小。

4、轴存在少量偏移时，填料应有足够的浮动弹性。

5、制造简单、填装方便为此，需要经常对填料的压紧程度进行调节，使填料中的润滑剂在运行一段时间而有所流失之后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。

当然这样经常挤压填料，最后将使浸渍剂枯竭，所以定期更换填料是必要的。

此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处有少量泄漏也是必要的。

二、盘根填料在水泵使用中存在的问题水泵的轴封一般采用油浸石棉盘根或油浸棉纱盘根。

油浸石棉盘根具有耐热性、柔软性好、强度高等优点，但它也有致命的缺点：编结后表面粗糙、摩擦系数大、有渗漏现象，另外使用久了浸入的润滑剂容易流失。

浸油棉纱盘根在水中长期浸泡会变得很硬，而且由于膨胀系数大，摩擦力较大。

在实际生产中，经常出现这样的状况：新修好的设备，开始运行时轴封状况良好，但用不了多久，泄漏量便不断增加，调整压盖和更换填料的工作也逐渐频繁，运转不到一个周期，轴套就已磨损成花瓶状，严重时还会出现轴套磨断，并且水封环后面更换不到的盘根均已腐烂，无法起到密封作用。

总的来开，盘根填料具有如下缺点（1）盘根填料与轴直接接触，且相对转动，造成轴与轴套的磨损，所以必须定期或不定期更换轴套。

（2）为了使盘根与轴或轴套间产生的摩擦热及时散掉，盘根密封必须保持一定量的泄漏，而且不易控制。

（3）盘根与轴或轴套间的摩擦，造成电机有效功率降低，消耗电能，有时甚至达到5％－10％的惊人比例。

总的来看，盘根填料具有如下缺点：从填料密封的原理来看，流体在密封腔内可泄漏的通道有三处：其一是流体穿透纤维材料造成泄漏；其二是从填料与填料箱体之间泄漏；其三是从填料与轴表面之间泄漏。

化工原理：2-1离心泵的工作压力及性能参数（液体密度粘度对水泵性能的影响）特别说明：由于360摘手不能对全文剪切复制，现以形式剪切上传。

【2-1】在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26m3/h时，离心泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa，轴功率为2.45kW，转速为2900r/min。

若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。

试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。

[答：泵的效率为53.1%，其它性能略]【2-2】如本题附图所示的输水系统，管路直径为φ80×2mm，当流量为26m3/h时，吸入管路的能量损失为6J/kg，排出管路的压头损失为0.8m，压强表读数为245kPa，吸入管轴线到U形管汞面的垂直距离h = 0.5m，当地大气压强为98.1kPa，试计算：（1）泵的升扬高度与扬程；（2）泵的轴功率（η=70%）；（3）泵吸入口压差计读数R。

[答：(1)ΔZ = 24.9m, H =30.84m; (2)N = 4.32kW; (3)R = 0.3573m]离心泵在化工生产中应用最为广泛，这是由于其具有性能适用范围广（包括流量、压头及对介质性质的适应性）、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点。

因而，本章将离心泵作为流体力学原理应用的典型实例加以重点介绍。

一. 离心泵的基本结构和工作原理讨论离心泵的基本结构和工作原理，要紧紧扣住将动能有效转化为静压能这个主题来展开。

（一）离心泵的基本结构离心泵的基本部件是高速旋转的叶轮和固定的蜗牛形泵壳。

具有若干个（通常为4～12个）后弯叶片的叶轮紧固于泵轴上，并随泵轴由电机驱动作高速旋转。

叶轮是直接对泵内液体做功的部件，为离心泵的供能装置。

泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接，吸入管路的底部装有单向底阀。

泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排出管路相连接。

1 引言众所周知，泵在世界范围内得到非常广泛的应用，它涉及到国民生产的各个领域。

可以这样说，只要有液体流动的地方就会有泵的出现。

在农业生产过程中，泵是主要的灌溉机械。

我国的农村每年都需要大量的泵，据不完全统计，在我国，农业用泵占到泵总产量的一半以上。

在电力部门当中，火力发电站需要大量的锅炉给水泵、循环水泵、灰渣泵、和冷凝水泵，核电站不仅有核主泵，还有二级泵、三级泵等。

在国防工业当中，飞机的机翼、座舱和起落架的调节、各种步战车炮塔的转动、潜艇的上升和下潜等都需要用到泵。

化学化工行业中，很多的原材料、成品都是液体，将原材料料制成品，都需要经过十分复杂繁复的工艺过程，泵在这些生产加工过程当中起到了输送液体与提供化学反应的压力流的作用。

总之，无论是在航天飞机、大炮、火箭还是钻采矿、火车、汽车，或者是日常的生活当中，到处都需要用到泵，到处都有泵在运行。

泵作为一种通用机械，它是机械工业中的一类非常重要的产品。

泵的种类繁多，按照泵的工作原理可以非为三类：一、叶片式泵叶片式泵又叫动力式泵，这种泵是通过高速旋转的叶片将能量传递给液体，使液体的能量增加，从而达到输送液体的目的。

叶片式泵又分为离心泵、混流泵、和轴流泵。

二、容积式泵容积式泵是通过密闭的，充满液体的工作强溶剂的周期变化，非连续的给液体施加能量，从而达到输送液体的目的。

容积式泵按工作腔变化方式有份为往复式泵和回转式泵。

三、其他类型其他类型的泵的工作原理各异，有射流泵、气升泵、螺旋泵、水锤泵等。

螺旋泵利用的是螺旋推进原理来提高液体的位能，其余几种泵，都是通过液体本身来传递能量，从而达到输送液体的目的的。

离心泵是各种类型的泵当中用量最大的一种泵。

离心泵的结构紧凑、流量与扬程的范围比较宽；适用于腐蚀性较低的液体；流量比较均匀、稳定性良好、振动比较小，不需要加装特殊的减震装置；设备安装和维护检修费用比较低。

离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、密封机构、轴与轴承。

叶轮式泵的最为主要的部件，动力机要依靠叶轮将能量传递给液体。

目录1、概述 (1)2、结构特征 (2)3、技术特性—性能曲线及性能表 (4)4、安装图及安装尺寸表 (43)5、安装、调整 (85)6、使用、操作 (87)7、故障分析与排除 (88)8、保养、维修 (88)9、运输、贮存 (90)10、开箱及检查 (90)11、简单计算说明 (90)本使用说明书编写依据：GB9969.1—1998《工业产品使用说明书总则》1、概述1.1 MD型煤矿用耐磨多级离心泵，是我厂在D型煤矿用卧式单吸多级离心泵的基础上，改进设计的一种耐磨多级离心泵。

MD型煤矿用耐磨多级离心泵高效节能，耐磨可靠，寿命长。

适用于输送清水及固体颗粒含量不大于 1.5%(体积浓度)的中性矿井水(粒度小于0.5mm)，以及类似的其他污水的液体。

特别适用于煤矿等矿山排水。

MD型煤矿用耐磨多级离心泵输送的介质温度不高于80℃。

1.2泵型号意义说明MD450-60×6100MD45×8MD—煤矿用耐磨多级离心泵 100—吸入口直径为100mm450—设计点流量（m3/h） MD—煤矿用耐磨多级离心泵60—设计点单级扬程（m） 45—设计点单级扬程（m）6—泵的级数 8—泵的级数1.3性能范围（按设计点）流量：6.3～720 m3/h 扬程：50～1140m1.4产品执行标准：MT/T114-2005《煤矿用多级离心泵》，Q/CSB1-2007《多级清水离心泵》。

1.5警告2、结构特征MD型煤矿用耐磨多级离心泵为两端支承，壳体部分为节段式，泵的传动方式是通过柱销弹性联轴器与电机联结，泵的旋转方向，从驱动端看，泵为顺时针方向旋转。

泵的结构见图1。

2.1定子部分主要由吸入段（进水段）、中段、吐出段（出水段）、导叶、填料函体（尾盖）和轴承体等分别用拉紧螺栓联接成一体，从联轴器端看，泵吸入口为水平右方向，吐出口为垂直向上。

2.2转子部分主要由轴、叶轮、平衡盘、轴承及轴套等组成。

2.3泵的密封2.3.1泵吸入段（进水段）、中段、吐出段（出水段）之间的静止结合面用纸垫或二硫化钼来密封。

离心泵检修规程一、本规程适用于公司离心泵检修。

二、检修周期和检修内容：（一）检修周期：因本厂离心型泵使用范畴较广，使用寿命和损坏程度，备用情形和使用条件大体进行分类：检修类别小修中修大修检修周期2-3个月6-12个月18-24个月注：检修周期按运行连续运转的累计时刻运算。

（二）、检修内容：1、小修：（1）检修、清扫吸入阀；（2）检修填料密封，更换填料，必要时更换填料压盖和螺栓；（3）找正联轴器，调整联轴器的轴向间隙更换联轴器的易损件橡胶弹性圈；（4）检查、修理在运行中发生的各种缺陷，更换易损零件，并紧固各部螺栓；（5）更换润滑油（脂），清洗设备壳体。

2、中修：（1）包括小修内容；（2）检修机械密封，修理或更换静密封环；（3）解体、检查各零部件的磨损，腐蚀和冲蚀程度，予以修理或更换；（4）检查轴的磨损，腐蚀和不直度，进行修复或更换；（5）校核转子晃动度，测定转子的静平稳；（6）检查轴承/油封的磨损程度，必要时进行更换；（7）检查、调整轴套、压盖、口环、轴封的各种间隙；（8）测量泵体水平度，修整机座及设备油漆；（9）校验压力表，电流表。

3.大修：（1）.包括中小修内容。

（2）.检查各部件老化磨损情形，更换泵体，叶轮，泵轴等。

（3）.电机保养，更换轴承/风叶，电缆绝缘老化情形检查爱护。

三、检修方法及质量标准：（一）主轴部分：１、是否有腐蚀，裂纹等缺陷；２、轴颈的圆度及圆柱度不大于其直径的公差之半；３、轴的不直度，轴颈处不大于0.02mm，其它部位不大于0.01mm；４、键槽中心线对轴中心线的不对称度应不大于0.03mm/100mm；５、键与键槽应接合紧密，不许加垫片。

键槽磨损后，可依照磨损情形，适当加大，但最大可按标准尺寸增大一级在结构，可在本键槽的90度或120度方向上另开键槽；６、在泵上使用机械密封时，对轴（或轴套）的要求见本规程有关机械密封部分，以及所采纳的机械密封型号的技术要求。

（二）转子部分：１、轮及轴套的径向跳动不应超过下表规定：名义直径部位≤5叶轮密封环直径0.05轴套外径0.04~0.05（三）轴套：１、轴套与轴不能采纳同一种材料，专门是不能采纳同一种牌号的不锈钢，以免咬死，２、轴套与轴的接触面配合应采纳图纸上要求，如无图纸可采纳D/d配合；３、泵体密封环与叶轮密封环的径向间隙应符合相关规定：（四）、叶轮：１、轮与轴一样采纳D/d配合，并采纳叶轮螺母并紧；２、新装叶轮应找静平稳，叶轮的平稳重应不大于下表规定，超过表值可用去重法找静平稳，去重时，应从叶轮的两侧切削，但切去的厚度不得大于原叶轮壁厚的1/3，切削部位应与圆盘平滑相接。

填料密封填料密封最早是以棉麻等纤维塞在泄漏通道内来阻止液流泄漏，主要用作提水机械的轴封。

由于填料来源广泛，加工容易，价格低廉, 密封可靠，操作简单，所以沿用至今。

填料主要作动密封件，它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，活塞泵、往复式压缩机、制冷机的往复运动轴圭寸，以及各种阀门阀杆的旋动密圭寸等。

填料必需具备下列条件：①有一定的塑性。

在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。

②有足够的化学稳定性。

不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。

③自润滑性能良好。

耐磨、摩擦系数小。

④轴存在少量偏心的，填料应有足够的浮动弹性。

⑤制造简单、装填方便。

填料密封机理填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩（见图29.5-9 ）, 当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。

与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。

由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。

这就是填料密封的机理。

显然，良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。

也就是说，要保持良好的润滑和适当的压紧。

若润滑不良，或压得过紧都会使油膜中断，造成填料与轴之间出现干摩擦，最后导致烧轴和出现严重磨损。

图29.5-9填料的压紧力分布为此，需要经常对填料的压紧程度进行调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。

显然，这样经常挤压填料，最终将使浸渍剂枯竭，所以定期更换填料是必要的。

此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处有少量泄漏也是必要的。

一般转轴用填料密封的允许泄漏量可参考表29.5-12。

表29.5-12 一般转轴用填料密封的允许泄漏量注：转速3600r/min，介质压力0.1〜0.5MP&正常填装并压紧的填料，其径向力的分布如图29.5-9所示，在填料接触的长度方向取填料的微分量dx，作用在此微分量上的轴向压紧力为p x，径向压紧力为p r，则有p r = Kp A(2951) 式中K填料的柔软系数，小于或等于1 (表29.5-13 )。

离心泵工程技术规定1. 总则2。

设计3. 辅助设备4。

检验和试验5.油漆、标志、包装和运输6。

图纸及资料7。

保证1。

总则1。

1 范围本工程规定连同请购单、订货合同/询价书和数据表一起,提出了对中、轻负载石油、化工用离心泵,驱动机及辅助设备在设计、制造、检验、试验及交货状态等方面的基本要求.本工程规定适用于能全部满足以下条件的离心泵：(1）额定排出压力≤1。

96MPa(G）；（2）介质温度〈180℃；(3) 额定转速(对透平驱动机应加5％) 3000r/min；（4）驱动机功率≤110KW；（5) 额定扬程≤120m；（6）最高吸入压力≤0.5MPa（G）；(7) 最大叶轮直径≤333mm。

符合这些条件的泵主要包括:（1) 按GB5662和GB/T5656标准设计的离心泵；(2）按ISO2858和ISO5199标准设计的离心泵;(3）按ANSI/ASME B73。

1M标准设计的离心泵。

本工程规定不适用于以下类型的泵：（1）屏蔽泵;（2）磁力驱动泵；（3）其他特殊泵.1。

2 工程特殊要求“工程特殊要求”是指根据用户提出的要求或现场具体情况以及特定的工程设计数据对本通用工程规定有关条款修改后作为附件的技术文件.当“工程特殊要求”与本通用工程规定发生矛盾时，以“工程特殊要求"为准。

1。

3 标准与规范1。

3.1 下列标准与规范的最新版本可构成本规定的一部分:(1) 按GB5662轴向吸入离心泵（1.6MPa）标记、性能和尺寸;（2）按GB/T5656离心泵技术条件（Ⅱ类）；（3）按ISO2858轴向吸入离心泵（16Bar)标记、性能和尺寸；（4) 按ISO5199离心泵技术条件（Ⅱ类）；（5) 按ANSI/ASME B73。

1M化工用卧式端吸离心泵技术规范。

1。

3.2 数据表中指定的其他标准与规范也可成为本规定的一部分。

1.3。

3 卖方必须使其设计、制造、检验和试验等符合指定的标准、规范以及有关法规的要求.1。