水泵組合軟填料的密封試驗(yàn)

a543582808 · 發(fā)表于 2007-3-23 11:10:15

填料密封具有填料來(lái)源廣,、加工容易,、價(jià)格低廉、密封可靠,、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),，因此適用范圍較廣。近幾年來(lái)隨著密封填料的發(fā)展,，填料密封在材料,、結(jié)構(gòu)形式以及各種特性方面得到了較大的改善，所以在機(jī)械行業(yè)填料密封得到了更為廣泛的應(yīng)用,，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,。

一、填料密封的工作機(jī)理

在機(jī)械行業(yè)填料密封主要用作動(dòng)密封,。常用作離心泵,、壓縮機(jī)、真空泵,、攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)軸密封,，在填料密封的設(shè)計(jì)選擇上，應(yīng)以機(jī)械設(shè)備的工作條件為主要考慮因素,，填料的選擇應(yīng)考慮具備如下條件：

1,、有一定的塑性，在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并與緊密軸接觸,。

2,、有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，不污染介質(zhì),，填料不被介質(zhì)泡脹,，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面,。

3,、填料自潤(rùn)滑性能良好，耐磨,，摩擦系數(shù)小,。

4、軸存在少量偏移時(shí),，填料應(yīng)有足夠的浮動(dòng)彈性,。

5,、制造簡(jiǎn)單、填裝方便

為此,，需要經(jīng)常對(duì)填料的壓緊程度進(jìn)行調(diào)節(jié),，使填料中的潤(rùn)滑劑在運(yùn)行一段時(shí)間而有所流失之后，再擠出一些潤(rùn)滑劑,，同時(shí)補(bǔ)償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛,。當(dāng)然這樣經(jīng)常擠壓填料，最后將使浸漬劑枯竭,，所以定期更換填料是必要的,。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱,，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的,。

二、盤根填料在水泵使用中存在的問(wèn)題

水泵的軸封一般采用油浸石棉盤根或油浸棉紗盤根,。油浸石棉盤根具有耐熱性,、柔軟性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),，但它也有致命的缺點(diǎn)：編結(jié)后表面粗糙,、摩擦系數(shù)大、有滲漏現(xiàn)象,，另外使用久了浸入的潤(rùn)滑劑容易流失,。浸油棉紗盤根在水中長(zhǎng)期浸泡會(huì)變得很硬，而且由于膨脹系數(shù)大,，摩擦力較大,。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)這樣的狀況：新修好的設(shè)備,，開始運(yùn)行時(shí)軸封狀況良好,，但用不了多久,，泄漏量便不斷增加,，調(diào)整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運(yùn)轉(zhuǎn)不到一個(gè)周期,，軸套就已磨損成花瓶狀,，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)軸套磨斷，并且水封環(huán)后面更換不到的盤根均已腐爛,，無(wú)法起到密封作用,。

總的來(lái)開，盤根填料具有如下缺點(diǎn)（1）盤根填料與軸直接接觸,，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),，造成軸與軸套的磨損,，所以必須定期或不定期更換軸套。（2）為了使盤根與軸或軸套間產(chǎn)生的摩擦熱及時(shí)散掉,，盤根密封必須保持一定量的泄漏,，而且不易控制。（3）盤根與軸或軸套間的摩擦,，造成電機(jī)有效功率降低,，消耗電能，有時(shí)甚至達(dá)到5％－10％的驚人比例,�,？偟膩�(lái)看，盤根填料具有如下缺點(diǎn)：從填料密封的原理來(lái)看,，流體在密封腔內(nèi)可泄漏的通道有三處：其一是流體穿透纖維材料造成泄漏,；其二是從填料與填料箱體之間泄漏；其三是從填料與軸表面之間泄漏,。因此防止水泵泄漏最為關(guān)鍵的措施是：（1）合理選擇密封填料,；（2）設(shè)計(jì)合理的密封腔體，調(diào)整適當(dāng)?shù)拿芊鈮壕o力,。

三,、組合軟填料密封的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的填料腔結(jié)構(gòu)如圖2所示。填料腔體內(nèi)填充一種優(yōu)良的密封軟材料,，它是由碳纖維,、高純度石墨、聚四氟乙烯,、有機(jī)密封劑等組成,。它耐熱-18℃～200℃，最大壓力0.7Mpa,，最大線速度8m/s,，耐腐蝕性強(qiáng)，適用介質(zhì)PH值范圍4～13,，主要適用于水介質(zhì),。這種軟填料狀態(tài)為膠泥狀，摩擦系數(shù)低,、混合體之間分子吸引力小,。
在軸的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，填料中的纖維會(huì)纏繞在軸上,，并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),，形成一個(gè)“旋轉(zhuǎn)層”，此“旋轉(zhuǎn)層”起到了保護(hù)軸或軸套的作用,，避免了軸套磨損,，減小了動(dòng)力消耗,；隨著“旋轉(zhuǎn)層”直徑的逐漸增大，軸對(duì)纖維的纏繞能力將逐步減弱,，沒有與軸纏繞,，并且與填料腔內(nèi)壁保持相對(duì)靜止，在填料腔內(nèi)形成一個(gè)“剪切層”,，此時(shí)相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的摩擦剪切區(qū)域就存在于填料中間而不是存在于填料與軸之間,。另外在注入的填料兩端壓入聚四氟乙烯編結(jié)填料，利用此編結(jié)填料端環(huán)將混合軟填料壓緊,。為了使軸在高速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,，混合軟填料不被擠壓摔出，特意在填料腔體和壓蓋處設(shè)計(jì)加工了螺旋槽,，值得注意的是填料兩端的螺旋槽方向應(yīng)互為相反,，這樣保證軸旋轉(zhuǎn)時(shí)能產(chǎn)生使混合填料受到向內(nèi)的泵送作用，有效防止了填料的飛濺,。

四,、水泵試驗(yàn)情況

組合填料設(shè)計(jì)制作完成后，在水泵試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行試驗(yàn),。試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)工況如下：電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min,，工作壓力1MPa，介質(zhì)為清水,，介質(zhì)溫度常溫,。

填料裝填過(guò)程按如下操作步驟進(jìn)行（1）清理填料腔，檢查軸表面是否有劃傷,、毛刺等現(xiàn)象,，保證軸的粗糙度達(dá)到圖紙要求Ra1.6；（2）用百分表檢查軸在密封部位的徑向跳動(dòng),，其公差應(yīng)在0.03mm-0.08mm范圍內(nèi),。（3）裝填時(shí)對(duì)編結(jié)聚四氟乙烯端環(huán)最好先取一根與軸同尺寸的木棒，將編結(jié)聚四氟乙烯纏繞在木棒上,，再用刀切斷,，切口最好成45o斜面，用一與填料腔同尺寸的木質(zhì)兩半軸套,，合于軸上將編結(jié)填料推入腔的深部,，并用壓蓋對(duì)木質(zhì)軸套施加一定壓力，使之預(yù)壓縮,，注意保持編結(jié)填料在腔底部平整。（3）注入混合膠泥狀填必須邊注入邊用木質(zhì)軸套壓緊,，最后再用編結(jié)聚四氟乙烯壓在填料腔的外邊,，均勻上緊壓蓋,，同時(shí)用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，使裝填后的壓緊力趨于拋物線分布,，然后將壓蓋稍放松,，填料裝填完畢。進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),，剛啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，泄漏情況以間斷滴漏為主，當(dāng)泄漏增大時(shí),，適當(dāng)調(diào)緊壓蓋螺栓,。若發(fā)熱過(guò)大，將螺栓放松一下,。運(yùn)行正常后,，泄漏基本停止。試運(yùn)行60h后,，打開填料密封腔觀察,，編結(jié)聚四氟乙烯端環(huán)形狀保持完整，混合軟填料沒有摔出現(xiàn)象,，軸上毫無(wú)磨損跡象,。

五、結(jié)論

1,、組合式軟填料有效提高了泵的機(jī)械效率,，減少了對(duì)軸的磨損。由于填料壓蓋處可保持長(zhǎng)期不滴漏,，保護(hù)環(huán)境,。

2、維護(hù)保養(yǎng)方便,，在泄漏量大時(shí),，可進(jìn)行不停工注入填料，延長(zhǎng)了泵的連續(xù)工作時(shí)間,，節(jié)約了人工和維修的費(fèi)用,。據(jù)初步估算節(jié)約的能耗每臺(tái)泵每年節(jié)約上萬(wàn)元。

3,、組合式軟填料具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值

365ca · 發(fā)表于 2008-3-24 19:58:03

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