离心泵常用的轴封装置——填料密封
离心泵基础知识
2-2 离心泵离心泵结构简单，操作容易，流量均匀，调节控制方便，且能适用于多种特殊性质物料，因此离心泵是化工厂中最常用的液体输送机械。
近年来，离心泵正向着大型化、高转速的方向发展。
2.2.1 离心泵的主要部件和工作原理图2-1 离心泵活页轮一、离心泵的主要部件1．叶轮叶轮是离心泵的关键部件，它是由若干弯曲的叶片组成。
叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，提高液体的动能和静压能。
根据叶轮上叶片的几何形式，可将叶片分为后弯、径向和前弯叶片三种，由于后弯叶片可获得较多的静压能，所以被广泛采用。
叶轮按其机械结构可分为闭式、半闭式和开式（即敞式）三种，如图2-1所示。
在叶片的两侧带有前后盖板的叶轮称为闭式叶轮（c图）；在吸入口侧无盖板的叶轮称为半闭式叶轮（b图）；在叶片两侧无前后盖板，仅由叶片和轮毂组成的叶轮称为开式叶轮（a图）。
由于闭式叶轮宜用于输送清洁的液体，泵的效率较高，一般离心泵多采用闭式叶轮。
叶轮可按吸液方式不同，分为单吸式和双吸式两种。
单吸式叶轮结构简单，双吸式从叶轮两侧对称地吸入液体（见教材图2－3）。
双吸式叶轮不仅具有较大的吸液能力，而且可以基本上消除轴向推力。
2．泵壳泵体的外壳多制成蜗壳形，它包围叶轮，在叶轮四周展开成一个截面积逐渐扩大的蜗壳形通道（见图2－2）。
泵壳的作用有：①汇集液体，即从叶轮外周甩出的液体，再沿泵壳中通道流过，排出泵体；②转能装置，因壳内叶轮旋转方向与蜗壳流道逐渐扩大的方向一致，减少了流动能量损失，并且可以使部分动能转变为静压能。
若为了减小液体进入泵壳时的碰撞，则在叶轮与泵壳之间还可安装一个固定不动的导轮（见教材图2-4中3）。
由于导轮上叶片间形成若干逐渐转向的流道，不仅可以使部分动能转变为静压能，而且还可以减小流动能量损失。
注意：离心泵结构上采用了具有后弯叶片的叶轮，蜗壳形的泵壳及导轮，均有利于动能转换为静压能及可以减少流动的能量损失。
3．轴封装置离心泵工作时是泵轴旋转而泵壳不动，泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。
离心泵原理
压载泵原理船用压载泵一般都是离心泵，离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置和轴承。
1 叶轮叶轮的作用是将原动机的机械能直接传给液体，以增加液体的静压能和动能(主要增加静压能)。
叶轮有开式、半闭式和闭式三种，如图所示。
开式叶轮在叶片两侧无盖板，制造简单、清洗方便，适用于输送含有较大量悬浮物的物料，效率较低，输送的液体压力不高；半闭式叶轮在吸入口一侧无盖板，而在另一侧有盖板，适用于输送易沉淀或含有颗粒的物料，效率也较低；闭式叶轮在叶轮在叶片两侧有前后盖板，效率高，适用于输送不含杂质的清洁液体。
一般的离心泵叶轮多为闭式叶轮。
开式叶轮半闭式叶轮闭式叶轮2 泵壳作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。
泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。
蜗壳-汇聚并导流。
扩压管由小增大，流速降低，大部分动能变为压力能，然后排出.由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使部分动能有效地转换为静压能。
泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。
3 轴封装置作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。
常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。
填料一般用浸油或涂有石墨的石棉绳。
机械密封主要的是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而达到密封的目的轴承的组成部分密封件 滚动件 内圈 外圈 保持架 密封件离心泵的工作原理液体随叶轮旋转在离心力作用下沿叶片间通道向外缘运动，速度增加、机械能提高。
液体离开叶轮进入蜗壳，蜗壳流道逐渐扩大、流体速度减慢，液体动能转换为静压能，压强不断升高，最后沿切向流出蜗壳通过排出导管输入管路系统。
离心泵的性能参数1、流量离心泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示，常用单位为l/s、m3/s或m3/h等。
离心泵的流量与泵的结构、尺寸和转速有关。
2、压头（扬程)离心泵的压头是指离心泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，一般用H表示，单位为m。
离心泵常用的轴封装置——填料密封
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。
化工原理习题——第二章
答案与评分标准
答：余隙系数ε是指气体余隙体积 V3 与活塞一次扫过的体积 V1-V3 之比 （2 分） 。表达式是：
V3 100% （0.5 分） V1 V3
V1 V4 （0.5 分） V1 V3
（共 5 分）
容积系数是指压缩机一次循环吸入气体体积 V1－V4 与活塞一次扫过体积 V1 －V3 之比。 （2 分） 表达式是： 0
答案与评分标准
答：泵轴和泵壳之间的密封称为轴封。 （1 分） 其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。 （2 分） 常用的轴封有：填料密封和机械密封两种。 （1 分） （共 4 分） 41. 试题： 离心泵内能量损失包括哪几项？离心泵的效率与哪些因素有关？
答案与评分标准
答：离心泵的能量损失包括以下几项：容积损失，机械损失，水力损失。 （2 分） 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、制造精确程度、液体的流量及性质等因素 有关。 （2 分） （共 4 分） 42. 试题： 为什么在启动和停止离心泵前，必须先关闭出口阀？
答案与评分标准
（√） （1 分） 36. 试题： 离心泵通常采用改变泵的转速方法来调节流量。 （
）
答案与评分标准
（×） （1 分） 37. 试题： 在化工生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？
答案与评分标准
答：基本要求有： （1） 能适应被输送流体的特性（如粘性、腐蚀性、含固体杂质等） 。 （1 分） （2） 能满足工艺上对流量和能量（压头）的要求。 （1 分） （3） 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低。 （1 分） （共 3 分） 38. 试题： 说明离心泵叶轮的构造和作用。
答案与评分标准
答：离心泵流量调节方法有： （1）改变泵出口阀门开度； （1 分） （2）改变泵的 转速； （1 分） （3）减小叶轮直径。 （1 分）生产中常用第（1）种方法。 （1 分） 45. 试题： 简述选用离心泵的一般步骤。
(整理)四懂三会习题.
“四懂三会”知识习题一、填空题1、离心泵的主要部件有（叶轮）、（轴和轴承）、（吸入室）、（机壳）、（密封装置）。
2、离心泵按流体吸入叶轮的方式分为（单吸泵）、（双吸泵）。
3、离心泵按级数分为（单级泵）、（多级泵）。
4、离心泵的性能参数为（流量）、（扬程）、（转速）、（汽蚀余量）、（功率和效率）。
5、塔按照内件形式分为（板式塔）和（填料塔）。
6、板式塔按照塔盘结构分为（筛板塔）、（浮阀塔）、（泡罩塔）、舌型喷射塔以及复合型塔。
7、管壳式换热器主要由（壳体）、（管束）、（管板）、和（封头）等部件组成。
8、当泵输送的液体在泵内流动时，通常要产生能量损失包括(水利损失)、(容积损失)和(机械损失)三部分。
9、离心泵的特性曲线是反映(流量)与(扬程)、(效率)参数关系的曲线。
10、按照泵的工作原理分为(叶片式)和(容积式)。
11、(轴功率)是指原动机械传给泵轴的功率。
12、泵的扬程高低是由设计决定的。
它与泵的(叶轮直径)大小有关；与(叶轮数目)和(转数快慢)有关：也与(流量大小)的变化有关。
13、泵输送液体粘度增大则泵的(流量减少)、(扬程降低)、(功率增加)、(效率降低)。
14、离心泵常用的轴封装置有（填料密封）和（机械密封）。
15、提高换热器传热效率的三个途径是（增大传热面积）、（提高传热温差）、（提高传热系数）。
16、储罐的结构形式主要有（卧式储罐）、（立式储罐）、（球形储罐）。
17、换热器按照热传递原理或传热方式可分为（直接接触式换热器）、（蓄热式换热器）、（间壁式换热器）、中间载热体式换热器。
18、间壁式换热器可以分为（管式换热器）、（板式换热器）、其他类型换热器。
19、管壳式换热器按照结构特点可以分为（固定管板式）、（浮头式）、（U型管式）、填料函式和釜式重沸器。
20、浮头式换热器结构主要由（管箱）、（封头）、（小浮头）、（管束）、（壳体）组成。
二、单选题1、运行中的离心泵出口压力突然大幅度下降并激烈地振动，这种现象称为（D）。
空分知识答题答案
空分车间理论知识答题一、填空题1、化工用塔设备可分为板式塔、填料塔和空塔。
2、物质发生温度变化时所吸收或放出的热量称为显热。
3、停真空泵时先关一级再关二级。
4、反动式汽轮机是指蒸汽不仅在喷嘴中，而且也在动叶片中进行膨胀的汽轮机。
5、液氧泵轴承发热有异声的主要原因是轴承缺油、轴承损坏。
6、空分造成膨胀机内出现液体的原因有旁通量过大、中抽温度过低、膨胀机前带液空。
7、液氧泵座四周结霜的主要原因是密封气压力过低、密封气中断。
8、板式换热器中部温度升高的原因进塔空气温度升高、正返气流比例失调。
9、空分装置低温的获得是靠气体或液体的节流、膨胀。
10、常用的离心泵轴封装置有填料密封和机械密封两种。
二、判断题1、离心泵正常运转时，其扬程一定大于升扬高度值。
（×）2、离心泵开式叶轮结构简单，易于清洗，适于运送含有杂质或悬浮物液体，因效率比较高，一般情况下经常采用。
（×）3、齿轮泵和螺杆泵都具有流量小，扬程高的特点，适用于输送高粘度的液体。
（√）4、齿轮泵和螺杆泵都属于容积泵，不可用出口阀来调节流量。
（√）5、循环水冷却塔中空气温度变化很大，水的温度变化较小，这说明空气吸收的热量不等于水放出的热量。
（√）6、出冷箱的氧气压力比氮气压力高。
（√）7、要使装置冷量平衡，就要多增加膨胀量，减少冷量损失。
（×）8、污氮中氧含量越高，平均氮纯度就越低。
（√）9、空分分子筛切换时，空气没有放空，故没有切换损失。
（×）10、氧的提取率越低，污氮中含氧量越少。
（×）三、选择题1、膨胀机密封采用（A）密封A、迷宫式B、石墨C、聚四氟乙烯2、测得空分塔内液氧温度－180℃，放出塔外后液氧温度（B ）A、上升B、下降C、不变3、分子筛吸附空气中的杂质（A）（按吸附能力强弱顺序排列）A、水分、乙炔、二氧化碳B、水分、二氧化碳、乙炔4、我工段空气过滤器选用的是（ C ）A、拉西环式B、布袋式过滤器C、自洁式过滤器5、我厂空分吸附器净化后，空气出口露点是（C）。
离心泵的结构知识
恒位油杯原理 下图为恒位油杯正常工作状 态，理论设计上工作油位点 和设计油位是相同的，恒位 油杯内初始油量一般保持在 整个油杯的2/3处。恒位油 杯内液面高于轴承箱体内液 面并能保持一定高度的液位， 是由于连通器的原理，油杯 内气体压力小于外界大气压 力。
七、离心泵的主要零部件
恒位油杯原理 右图为恒位油杯补油状态图。 当轴承箱体内的润滑油由于各 种原因而损耗后，箱体内油位 下降，由于连通器原理，恒位 油杯斜面处的油位降低到工作 油位点以下，导致恒位油杯内 油液的压力平衡被破坏，润滑 油从恒位油杯内流出并进入轴 承箱体，外界气体在大气压力 作用下通过斜面的上端进入恒 位油杯，直到润滑油液面恢复 到工作油位点时，补油结束。
1、泵座 泵座上有与底板或基础固定用的法兰孔。在泵 壳的底部设有放水螺孔。 2、轴承箱 轴承的作用是对泵轴进行支撑，实质是能够 承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴 的，使轴只能实现转动，而控制其轴向和径向 的移动。 轴承箱则用来固定轴承，同时作为装载轴承 润滑油的容器。
七、离ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ泵的主要零部件
泵轴轴承润滑 离心泵大部分采用滚动轴承，而滚动轴承的元件(滚 动体、内外圈滚道及保持器)之间并非都是纯滚动的。 由于在外负荷作用下零件产生弹性变形，除个别点外， 接触面上均有相对滑动。滚动轴承各元件接触面积小， 单位面积压力往往很大，如果润滑不良，元件很容易 胶合，或因摩擦升温过高，引起滚动体回火，使轴承 失效，所以轴承时刻都要处于油膜的涂覆之中。 在油槽润滑中，轴承部分浸在油中，油浸润高度以没 过轴承底的50％为宜。如果超过50％，过量的油涡流 会使油温上升，油温升高会加速润滑荆的氧化，从而 降低润滑性能；如果低于50％，则油对轴承的冲洗作 用降低，润滑效果不好。
2024年裂解工(初级)职业技能考试题库及答案
2024年裂解工（初级）职业技能考试题库及答案一．选择题1、急冷水乳化的原因大多是由于PH值而引起的。
A.过低B.过高C中性答案：B2、裂解炉烟道气氧含量一般控制在。
A.5—6％B.2—3％C.1—2％答案：B3、汽油分馏塔温度过高，将导致裂解汽油干点。
A.提高B.降低C.不变答案：A2、下列属于酸性氧化物的是A.CaOB.NaOC.CO答案：C3、裂解炉汽包连续排污的目的是A.正常控制汽包的液位B.事故状态保证汽包液位c.防止汽包液位过高D.防止杂质在汽包内积累答案：D4、裂解炉的停留时间是指A.原料进对流段至出急冷器的时间B.原料进辐射段至出辐射段时间C.原料进对流段至出车身段的时间答案：B5、下列碳原子数同的烃在同样条件下裂解时，的乙烯收率最高。
A.烯烃B.正构烷烃C.异构烷烃D.环烷烃答案：B6、炉出口压力是指处的压力。
A辐射段出口B.废热锅炉出口C.急冷器出口答案：A二．填空题1、裂解炉炉体的对流和辐射段之间有一横跨段，其目的是（）（）。
答案：使辐射室顶部炉管不会因辐射散热而降低温度2、裂解炉辐射段炉管第一程采用较小口径的炉管，是因为（）（）（）。
答案：小口径管子有较大的受热面积，可以更迅速均匀地使进料达到反应温度，以进行裂解反应。
3、裂解炉辐射段炉管在最后一程采用大管径，是为了（）。
答案：减少二次反应，提高乙烯收率4、一般在只需切断而不需流量调节的地方为减少管道阻力，选用（）阀。
答案：闸5、在工艺流程中，需要调节流量及压力高的场合，宜选用（）阀或（）阀。
答案：截止针形6、对于阀门的连接形式，在低、中压场合，≤1??时，一般用（）或（）连接，≥2??时，常用（）连接答案：丝扣插焊法兰7、对于高压阀门（11500磅/寸）时，≤1??一般用（），≥2??时常采用（）连接。
答案：插焊对焊8、对于长距离输送较高温度介质的管线，其热补偿最好选用（）。
答案：膨胀节9、CH的爆炸极限是（），丙烯的爆炸极限是（），裂解气的爆炸极限是（）。
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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。
当有一定压力的流体介质通过轴表面时，将被多次引起节流降压作用，这就是所谓的“迷宫效应”，正是凭借这种效应，使流体沿轴向流动受阻而达到密封。
填料与轴表面的贴合、摩擦，也类似滑动轴承，故应有足够的液体进行润滑，以保证密封有一定的寿命，即所谓的“轴承效应”。
显然，良好的填料密封即是“轴承效应”和“迷宫效应”的综合。
适当的压紧力使轴与填料之间保持必要的液体润滑膜，可减少摩擦磨损，提高使用寿命。
压紧力过小，泄漏严重，而压紧力过大，则难以形成润滑液膜，密封面呈干摩擦状态，磨损严重，密封寿命将大大缩短。
因此如何控制合理的压紧力是保证填料密封具有良好密封性的关键。
图2-12填料函的主要结构尺寸
2.填料函的主要结构尺寸填料函结构尺寸主要有填料厚度、填料总长度（或高度）、填料函总高度等，如图2-12所示。
填料函尺寸的确定一般有两种方法：一是以轴（或杆）的直径d直接选取填料的厚度B，见表2-2,再由介质压力按表2-3来确定填料的环数，它们所根据的是有关的国家标准或者企业标准；二是依据一些相关的经验公式来确定，如
填料厚度B=(l.5〜2.5)√d
填料函内径D=(d+2B)
填料函总高度H=(6～8)B+ｈ十2B
式中ｈ——封液环高度，ｈ=(1.5～2)B。
填料函内壁的表面粗糙度Ｒａ＜1.6μm，轴（杆）的表面粗糙度Ｒａ＜0.4μm，除金属填料外，轴（杆）表面的硬度＞180HBS。
表2-2填料厚度与轴径的关系
表2-3填料环数与介质压力的关系
需要强调的是，填料环数过多和填料厚度过大，都会使填料对轴或轴套表面产生过大的压紧力，并引起散热效果的降低，从而使密封面之间产生过大的摩擦和过高的温度，并且其作用力沿轴向的分布也会越不均匀，导致摩擦面特别是轴或轴套表面的不均匀磨损，同时填
料也可能烧损，如果密封面间的润滑液膜也因此而被破坏，磨损就会随之加速，最后造成密封的过早失效，也会给后面的检修、安装、调整等工作带来很大的不便。
实际起密封作用的仅仅是靠近压盖的几圈填料，因此除非密封介质为高温、高压、腐蚀性和磨损性，一般4～
5圈填料已足够了。