离心泵密封基础：机械密封冲洗.docx

使用“冲洗”一词来描述将流体送到离心泵填料函区域的六种不同方法。经验丰富的密封人使用不同的术语来区分这些方法：

1）出口再循环
2）吸入再循环
3）冲洗
4）隔离液或缓冲液
5）夹套液
6）急冷

出口再循环

在泵的出口和填料函之间连接的一条管线。泵出口的高压流体（冲洗液）进入填料函靠近机械密封端面处冲洗端面，然后穿过填料函再循环到泵体内。这种技术给维护人员带来了几个问题：

1）如果流体中含有固体（大多数流体中都含有固体），叶轮的离心作用会将固体集中在泵蜗壳的内径上，而正是这种脏流体再循环到填料函中。不用说，这将不利于机械密封的可靠使用，因为固体颗粒会像 “喷砂器”一样，切入搭接的密封面，并堵塞滑动密封部件。
2）当固体通过狭窄的间隙时，泵耐磨环、临界公差和紧密配合的衬套将会经历快速磨损。

这种冲洗的唯一合法用途是对填料函加压，以防止液体汽化。如果在热水应用中使用此方法，尤其是在再循环管路中安装了热交换器的情况下，请小心。任何连接中的高温水或蒸汽泄漏都可能对该区域的任何人员造成危险，同时，固体还可能会堵塞热交换器。
当使用该管线对填料函加压时，应记住以下几点：

1）在填料函的底部安装一个紧密配全的衬套（即喉部衬套），间隙应为轴直径的0.002英寸/英寸(0.002毫米/毫米)。
2）如果使用金属波纹管密封，请确保将管线从搭接密封面和薄金属片上移开。
3）如果使用的是安装正确、平衡的O形密封圈（应该这样做），只要填料函压力至少比液体汽化压力高一个大气压，密封产品就不会在密封面之间闪蒸。出口再循环管线应该能保证有这样的压差。

吸入再循环

在泵的吸入口和填料函底部或密封压盖之间连接的一条管线。许多泵的吸入口已经有一个接头，用于安装吸入压力表。但如果没有可用的吸入再循环管线接口、且管壁不够厚无法钻孔和攻丝时，则可以在管道或管道法兰上安装一个接口。
填料函的压力几乎总是高于泵的吸入压力。叶轮后面的液体将通过填料函循环至泵吸入口。这种液体已经被叶轮离心了，结果是填料函中的液体比泵送的要干净得多。在许多情况下，可以避免引入清洁的液体和对流程液体的稀释。
这种环境控制在闭式叶轮泵设计和那些向泵蜗壳而不是背板调整的开式叶轮设计中非常有效，例如Duriron（福斯）泵。

冲洗

在比填料函压力高一个大气压（15 psi./1 bar）的工况下，通过一只调节阀将来自外部的清洁液体引入填料函。应将液体从填料函底部引入，以确保彻底清洁。所有这些液体最终都会进入你的产品中。
如果您使用平衡O形密封圈，则只需要足够的液体来去除可能干扰密封运动的固体。不需要额外的液体来提供冷却，因为平衡密封不会产生足够的热量，在大多数应用中不会造成问题。
对于浸没在液体中的弹簧型机械密封，每小时只需要1到2加仑（4到8升/小时）的冲洗量。注意：这是每小时、而不是每分钟的冲洗量。如果使用的是多弹簧设计，请咨询制造商的建议。清洁的冲洗液可以有以下几个来源：

1）清洁水
2）兼容液体
3）溶剂
4）泵送产品中的一种成分
5）干净的、不会伤害原材料的成品
6）一种将被放入产品下游的添加剂，可以在泵填料函处添加

如果你使用车间用水冲洗，你必须小心，否则冲洗水中的固体会堵塞流量控制阀。车间水压在一天中也会有变化，在某些情况下可能会低于泵填料函内压力。

隔离液或缓冲液
如果在一个应用中使用两个密封时，都需要在它们之间注入液体。如果密封之间的液体高于填料函压力，我们称之为隔离液体。如果它低于填料函压力，我们称之为缓冲液体。液体可以通过强制循环、泵送环或对流进行循环。具体使用的方法将由压力、泵转速和轴的尺寸决定。所有密封制造商都有可用的图表，为您提供正确的选用指南。
如果选择使用强制循环系统，请确保将流体从填料函底部连接引入并从顶部连接排出。这种布置将确保密封之间的空间排气，并进行适当的冷却。
强制循环是所有立式轴应用的推荐方法，尽管当密封中循环的液体在对流罐连接处改变速度时，可能会抵消密封压盖的中心位置，并获得少量的泵送作用。请咨询您当地的经销商以了解此原理的解释。
许多最新的密封设计都使用内置的泵送环来增强对流。当使用油作为隔离液体时，这种泵送布置是非常必要的。下图显示了一个典型的对流系统，可以与两个平衡密封一起使用。
水是最佳的隔离或缓冲液体之一，因为它具有高比热和良好的导电性。油可能是最差的一种，因为它的比热低，导电性差。当为密封选择隔离或缓冲液时，请记住这一点。
选择的密封类型将决定隔离液体是否必须保持高于或低于填料函压力。在这种情况下，压力波动是正常的，因此应该选择双向平衡的密封，以消除隔离液体或系统压力变化时可能引起的任何问题。
确保连接对流罐或强制润滑系统，使入口位于双密封的底部，出口从密封的顶部排出。这种布置将允许密封排气，并确保通道充满液体。

夹套（B）
高温泵在泵填料函周围安装了一个冷却/加热夹套。如果泵上没有安装夹套，可以从泵制造商或“售后”供应商处购买。使用夹套填料函的秘密是在填料函底部安装一个隔热套管，然后“死端”填料函液体。死端意味着不应安装吸入或排出再循环管路。任何导热性能差的材料，都可以满足套管的要求，前提是它与所密封的泵送产品兼容。碳是一个很好的选择，因为与聚四氟乙烯不同，它不会随着温度的变化而改变太多尺寸。
通过夹套的少量液体或蒸汽可以将填料函控制在所需的温度范围内。在某些情况下，使用冷的导热油。请记住，该夹套还为轴承箱和填料函提供冷却。
确保夹套流体不含钙（硬水）或任何可能在夹套表面内侧形成薄膜并限制传热的物质。如果您遇到此问题，可以使用一些清洁剂。冷凝液是一种很好的夹套循环液体，很少出现问题。

急冷
急冷：API压盖上的Q接口。
1）一些密封压盖在密封后面设有排气口或急冷连接，以便使用蒸汽或其它流体控制密封区域的温度。紧密配合的碳（或任何其它无火花材料）衬套（节流衬套）安装在该连接的外侧，以在压盖和轴之间提供紧密间隙。
2）炼油厂应用使用一种急冷压盖，并称之为API（美国石油学会）压盖。
现在您已经知道了六种不同方式的名称，让我们看看如何在各种密封应用中使用它们：
出口再循环
1）可以使用它对填料函加压，以防止产品汽化。
2）可以在该管线中安装热交换器，但只有在泵运行时才有效。
3）不要在该管线中安装过滤器，因为它会堵塞并限制填料函的再循环。
4）许多消费者在再循环管线中安装了“旋风分离器”类型的装置。这些分离器从未被证明能够非常有效地从填料函流体中去除固体。
吸入再循环
1）立式泵通过这条管线来排气。
2）使用管线进行正常的产品再循环，并用从叶轮后面再循环的更清洁的流体更换填料函流体。
3）在拆除密封之前，这种连接提供了一种安全的方式来排空填料函。
冲洗
1）将清洁的液体引入填料函，清除固体或任何问题流体。
2）用较冷的液体冲洗来冷却较热的液体。
3）去除对温度和/或压力变化敏感的液体。
4）在双重密封应用中，可以使用这种连接来交叉连接填料函，从而均衡填料函中的压力。
隔离液或缓冲液
1）阻止内侧密封的压降。
2）保护环氧乙烷应用中的动态O形圈。
3）控制密封面的温度。
4）在高压应用中分级压力。
5）使空气或氧气远离密封面。
6）与对流罐一起使用时，检测内部密封泄漏。
7）当用内侧密封来密封非润滑剂时，将负载转移到外侧密封。
8）这是密封气体的常规方法。

夹套
1）当泵停机时，控制填料函内部温度的最佳方法。
2）确保没有连接吸入或出口再循环管路。

急冷或排气和排液 - 加灾难衬套

1）如果轴承出现故障，灾难衬套将保护密封不会撞到填料函内部。在产品过热会燃烧或爆炸的应用中，这是一个非常重要的功能。
2）如果密封出现重大故障，灾难衬套将（阻止泵送介质出现大量泄漏而）保护现场人员免受伤害。大部分泄漏可以通过排放接口连接至收集罐或现场排放管。
3）冲洗掉密封外侧的固体物质，防止密封磨损和密封向前移动时“挂起”。
4）冲洗掉可能从密封面泄漏的有毒或腐蚀性蒸汽。
5）控制密封区域的温度。
6）作为加热/冷却夹套失效的备份。