DIP生產(chǎn)線條縫篩填料密封的改造

林兆武

（福建省南紙股份有限公司，福建 南平 353000）

DIP生產(chǎn)線條縫篩填料密封的改造

林兆武

（福建省南紙股份有限公司，福建 南平 353000）

描述了DIP生產(chǎn)線MSS10/10 MultiScreen條縫篩填料密封的工作原理和存在問題，并提出改造方案。改造方案為，填料密封改造成金屬波紋管機(jī)械密封。改造后，經(jīng)長期運行，效果顯著，其運行穩(wěn)定、泄漏量減少、使用壽命延長、能耗降低、停機(jī)時間減少、抗振性增加。

條縫篩 填料 密封 潤滑 泄漏

0 前 言

Voith公司生產(chǎn)的MSS10/10 MultiScreen條縫篩，是DIP生產(chǎn)線最常用的密閉的壓力篩選設(shè)備，用于去除紙漿懸浮液中的雜質(zhì)，如塑料顆粒、膠片、纖維束等。其工作原理是：紙漿懸浮液沿切線方向送到篩子入口，良漿通過篩籃離開，進(jìn)入后篩選系統(tǒng)予以回收，留在篩中的雜質(zhì)受離心力及重力作用流到底部收集室連續(xù)排出。篩中轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生壓力脈沖，使部分良漿返回篩籃沖刷篩孔，保持篩孔暢通。

該設(shè)備軸向密封采用填料密封。在我國古代的提水機(jī)械中，就是用填塞棉紗的方法堵住泄漏，世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機(jī)也是采用這種密封形式。在19世紀(jì)，石油和天然氣開采技術(shù)的開發(fā)，使得填料密封的材料得到更多的發(fā)展。到了20世紀(jì)，填料密封因其結(jié)構(gòu)比較簡單、價格便宜、來源廣泛，而獲得青睞。

填料密封工作原理是將填料裝入填料腔內(nèi)，通過壓蓋螺絲對填料作軸向均勻壓縮，使得軸與填料有相對上下運動，由于填料材料的可塑性，使得填料產(chǎn)生徑向力，并與軸均勻緊密接觸、同時，填料中所含的潤滑物質(zhì)被擠出，在填料與軸之間形成潤滑膜。由于接觸狀態(tài)不是特別均勻，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的潤滑膜，接觸部分與未接觸部分形成一道不規(guī)則的迷宮，阻止流體物質(zhì)泄漏。

保持良好的潤滑和適當(dāng)?shù)膲壕o非常重要。如果由于潤滑不良，或壓得過緊螺絲上的不均勻過松都會使?jié)櫥ぶ袛啵斐商盍吓c軸之間形成干摩擦，發(fā)熱后導(dǎo)致燒軸和填料嚴(yán)重磨損，因此需要在一段時間對填料的壓緊程度進(jìn)行檢查和調(diào)整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間數(shù)量減少或流失之后，再調(diào)整出一些潤滑劑，同時還能補(bǔ)償填料因磨損所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常用螺絲調(diào)整填料松緊，最終將導(dǎo)致潤滑劑枯竭，所以還需要定期更換填料。此外，為了保持潤滑膜和減少摩擦產(chǎn)生發(fā)熱，需要調(diào)整填料與軸之間的壓緊力使之有少量泄漏。

1 條縫篩填料密封存在問題

條縫篩漿機(jī)在填料密封上存在著填料的選擇、設(shè)計和管理的合理性將會造成細(xì)篩使用過程的許多問題。

（1）填料密封的壓緊程度需要經(jīng)常調(diào)整，使得含有潤滑劑的填料中能夠擠出一些潤滑劑。細(xì)篩是個大型設(shè)備，每次停機(jī)時間有限，而填料密封所占的體積和重量很大，還要拆除一些配件、轉(zhuǎn)子和篩籃等，維修起來比較麻煩，耗時多。

（2）填料是易損件，運行一段時間后就需要更新。一段時間運行磨損后，不及時更換，會造成泄漏，雜質(zhì)和水進(jìn)入造成軸承損壞。

（3）填料密封安裝要求較高，若安裝不正確，易造成泄漏。

（4）填料密封不耐磨，與軸的接觸摩擦面較大，且對軸的壓力也很大，因而易發(fā)熱及磨損。密封最大的工作壓力達(dá)0．6 MPa，所以必須將螺釘擰得更緊，見圖1，這樣使填料密封軸保護(hù)套的壓緊力更大，才能保證高壓密封不漏。但這樣容易造成軸保護(hù)套因磨損而滲漏。

（5）由于填料密封摩擦發(fā)熱，所以需要用密封水來冷卻和潤滑。密封水在使用過程中容易發(fā)生堵塞造成設(shè)備報警或停機(jī)。往往生產(chǎn)使用單位為了不影響生產(chǎn)，采用解鎖運行，填料密封燒壞現(xiàn)象時有發(fā)生。

圖1 改造前填料密封示意圖

2 條縫篩填料密封的改造方案

2.1 在保證傳動軸尺寸不變的情況下進(jìn)行改造

由于機(jī)械密封型號規(guī)格有標(biāo)準(zhǔn)尺寸，為此對保護(hù)套外徑尺寸大小做了改動以適合機(jī)械密封的標(biāo)準(zhǔn)型號。

2.2 選擇機(jī)械密封類型

根據(jù)該條縫篩的特點和結(jié)構(gòu)，我們選定單端面金屬波紋管機(jī)械密封，見圖2。該機(jī)械密封特點：主要由動環(huán)和靜環(huán)組成，動環(huán)和靜環(huán)是構(gòu)成機(jī)械密封最主要的元件。密封環(huán)在很大程度上決定了機(jī)械密封的使用性能和壽命。密封環(huán)有足夠的強(qiáng)度和剛度，有良好的耐熱沖擊能力和較小的摩擦因數(shù)，有良好的自潤滑性且結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。

圖2 改造后機(jī)械密封示意圖

2.3 制作壓蓋部件

利用填料箱壓蓋部件的螺絲孔尺寸（改造前圖），加工制作一個壓蓋部件（改造后圖）固定在篩體的軸承傳動裝置上。作為機(jī)械密封靜環(huán)部件（改造后圖）的定位支撐座。

2.4 安裝金屬波紋管機(jī)械密封

金屬波紋管機(jī)械密封的安裝要求較高，必須十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差。

（1）螺絲應(yīng)調(diào)整均勻，防止壓蓋端面偏斜，使用塞尺進(jìn)行檢查，其允許誤差范圍在0．05 mm以內(nèi)。

（2）使用塞尺檢查壓蓋與軸或軸套之間的配合間隙，其允許誤差范圍在0．02 mm以內(nèi)。

（3）使用游標(biāo)卡高度尺對彈簧壓縮量進(jìn)行測量，不允許有過大或過小現(xiàn)象，其允許誤差范圍在2．00～2．10 mm內(nèi)。太大會增加兩端面的比壓，造成端面快速磨損；太小會造成兩端面比壓不足而起不到密封作用。

2.5 安裝時技術(shù)要求

為了保證機(jī)械密封穩(wěn)定運行、長壽命和低泄漏性能，正確的安裝機(jī)械密封是十分重要的。機(jī)械密封屬于較精密的機(jī)械設(shè)備部件，對其正確的安裝與操作對它的使用壽命都有較大的影響。在安裝機(jī)械密封的軸或軸套與機(jī)械密封配合部分有如下技術(shù)要求：

（1）主體設(shè)備軸或軸套彎曲度最大應(yīng)小于0．05 mm。

（2）主體設(shè)備轉(zhuǎn)子擺動中動環(huán)密封圈與軸套間隙應(yīng)小于0．06 mm。

（3）主體設(shè)備軸裝配后的軸向竄動量應(yīng)小于±0．5 mm，主軸與軸套之間不允許松動。

（4）主體設(shè)備中壓蓋與密封配合止口對主軸中心線的同心度允許誤差在0．05 mm。

3 改造后效果

（1）在長期運行中，金屬波紋管機(jī)械密封運行狀態(tài)很穩(wěn)定，基本上沒有泄漏，按使用過程中粗略統(tǒng)計，金屬波紋管機(jī)械密封泄漏量僅為原來填料密封的2/100。

（2）金屬波紋管機(jī)械密封在現(xiàn)有環(huán)境條件下使用壽命能達(dá)半年到一年，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定運行。

（3）金屬波紋管機(jī)械密封的摩擦消耗功率小僅為原來軟填料密封的15%～55%，從而降低了生產(chǎn)電耗。

（4）主體設(shè)備主軸或軸套基本不存在磨損，無需更換。原來軸套半年磨損一個，且更換軸套難度大，增加了停機(jī)時間。

（5）從運行過程統(tǒng)計，維修周期在一年到一年半。金屬波紋管機(jī)械密封端面少量磨損后，可有波紋彈簧來自動補(bǔ)償，故不需要經(jīng)常維修。

（6）金屬波紋管機(jī)械密封對于設(shè)備振動較大的有良好的抗振性，對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不會產(chǎn)生影響。