副叶轮密封

副叶轮密封是一个旋转的泵轮，靠泵送作用封堵液体的泄漏，又称流体动力密封。它可以克服填料密封和机械密封的某必不足，尤其适合于其他密封难以胜任的场合，如高速、高温以及密封具有强烈腐蚀性或有悬浮固体颗粒等的介质。副叶轮动力密封具有结构简单、密封可靠、使用寿命长、点滴不漏的优点，已广泛应用于冶金、石油、化工、食品、制药、轻工等工业用泵中。尤其在火力电厂用来抽送煤粉、灰清等的渣浆泵上得到了广泛的应用，取得了明显的效果。

(1)副叶轮密封的工作原理

副叶轮动力密封通常由副叶片(又叫背叶片)、副叶轮、固定导叶和停车密封装置等组成，如图22-26所示。

副叶片的作用是减低泵腔的压力，达到平衡轴向力和防止颗粒进人密封装置的目的，故常用于抽送含有杂质的泵，如渣浆泵等。

图22一26 副叶轮密封

副叶轮实际是一个小离心泵叶轮，靠它产生的压头顶住主叶轮出口的高压液体向外泄漏口泵停车时，副叶轮不起作用，所以应配备停车密封装置。

固定导叶的作用是消除液体的旋转，在无固定导叶时，副叶轮后盖板侧的液体大约

以的角速度旋转，压力呈抛物线规律分布·副叶轮后盖板侧下部的压力小于副叶轮外径处的压力。如果有固定导叶，则可防止液体旋转，后盖板侧下部的压力和副叶轮外径处的压力差不多，这就提高了副叶轮的封堵压力。

（2）副叶轮密封的特点

副叶轮密封具有以下特点:

1）运转时无泄漏，不存在机械磨损，可靠性高，寿命长。

2)适合各种苛刻条件下的介质密封，如密封高温、强腐蚀和含固体颗粒的介质。副叶轮动力密封，在防止有毒，有害原料的泄漏，解决三废，减少环境污染等方面开辟了新的途径，特别在输送含砂介质方面效果更显著。

3）副叶片和副叶轮密封都要消耗一些附加功率，该功率值主要消耗在副叶轮(副叶片)与液体的相互作用上，一般需增加功率约5%~10%。

4)仅适用于低压密封，泵扬程一般在50 m以下。若扬程较高，则可采用副叶片加副叶轮密封或平衡孔加副叶轮密封口由于平衡孔加副叶轮密封结构简单，应用范围广，节省能源，故在工厂的旧泵改造中不失为一种比较合理的结构形式。

5)仅在泵运转时起作用，因此应配备停车密封装置。

6）副叶轮本身的轴向力指向左方可平衡主叶的一部分轴向力(图22--26) 。

副叶轮密封封压能力的计算

（1}副叶片

副叶片就是在叶轮后盖板平面上作几条开式径向肋筋，其形状可采用径向直叶片或像泵叶轮一样的后弯叶片。叶片数z= 4~l 0片，叶片宽度t=5~10 mm副叶片与泵壳后壁的间隙大小对性能影响较大，理论上该间隙值应越小越好。但若间隙过小，泵运转时副叶片易引起摩擦发热而损坏零件，故一般取，s——t =0. 3~3 mm(图22——27）。

图22-27 副叶一片密封原理

由轴向力平衡章节可知，副叶片平衡的轴向力应等于图22-27右部GKF部分压力体的重最，可写为

副叶片除平衡轴向力外，同时还能减小轴封前液体的压力。副叶片下部(密封腔)的液体压头可写为

斯捷潘诺夫推荐副叶片中的液体以下式表示的角速度w旋转

式中A_e-一以Re为半径的圆的面积，A_e =Re2

A_h一一以Rh为半径的圆的面积  A_h=Rh2

(2)副叶轮

副叶轮叶片的形状大致有4种，如图20 -28所示。

1)前弯叶片(进口角大于90°)

2）进口部分斜30°角而后为径向直叶片;

3)与泵主叶轮一样为后弯叶片〔进口角小于90°) ;

4)径向直叶片

据试验研究，通常采用后弯叶片或径向直叶片，叶片数z=6~16片，叶片宽度h=5~30 mm，增加叶片宽度和叶片数可以提高封压能力。叶片和侧壁的轴向间隙δ= 0. 8~1. 2 mm;叶轮外缘的径向间隙△R=1~1.3 mm,间隙越小封压能力越好。

为计算副叶轮的封压能力，如图22-29所示，在叶轮中取一微元半径dR环，当泵

图22——28 副叶轮形状

图22一29 副叶轮封压能力图

在运行时，副叶轮周围的介质压力将一与密封腔内液体的离心压力相平衡。即