一浸桶機械密封改型

摘 要：目前，粘膠短纖維市場供貨需求量大，各化纖廠都在開足馬力，全力生產，搶占市場。一浸桶作為浸漬工序最重要的設備，其是否穩定運行直接關乎粘膠生產的產量。本人通過在TS化纖廠多年工作和使用經驗，發現機械密封泄露成為一浸桶停車修理的主要因素。原有一浸桶機械密封采用分體式雙端面機械密封，動環和靜環分開組裝，泄漏率高。本文旨在通過將一浸桶機械密封改型升級，由分體式改造成整體式，降低泄漏率，減少停車修理時間。

關鍵詞：雙端面機械密封；一浸桶；泄露；集裝式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.227

1 當前狀況分析

目前，粘膠短纖維市場競爭激烈，大能力生產線建設，不僅帶來產量的增加，更能帶來成本優勢，對企業而言，誰能保證穩產高產，誰就搶占了市場機遇。浸漬工序是粘膠生產中一個非常重要的環節，一浸桶作為浸漬工序最重要的設備，其是否穩定運行直接關乎粘膠生產的產量。通過在TS化纖廠多年工作和使用經驗，發現機械密封泄露成為一浸桶停車修理的主要因素。

2 分體式一浸桶機械密封

目前，公司一浸桶采用下攪拌形式，在機體上設有動環座和靜環座。機械密封類型為雙端面機械密封，其工作原理是靠垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而防止流體泄露的裝置[1]。

2.1 安裝步驟

原有機械密封的動環和靜環為分體式，在安裝時需要進行組裝。轉動軸穿過動環座和靜環座中心空洞，動環安裝時，需要將動環從軸端套入，逐漸向下移動至動環座處，在移動過程中需要注意動環內壁O型圈要始終貼合在凹槽內，防止擠壓刮蹭。此過程中無需進行過多調節只需要將動環法蘭與動環座用螺栓進行緊固即可，之后在動環法蘭上部有垂直于軸線方向的頂絲，將頂絲緊固，使動環內部轉動套與軸不產生相對轉動。在機體下部的靜環座，為一階梯形狀的法蘭盤，在法蘭盤下部有兩根凸起的細桿，起到定位作用，靜環安裝時，靜環下部有凹槽，與靜環座凸起細桿配合，起到定位作用，防止徑向轉動。靜環密封面下部有O型圈，安裝時，O型圈與靜環座階梯狀臺階處進行密封，防止機械密封密封水泄露。

2.2 靜環安裝問題

（1）作業空間狹小，不便于安裝。靜環本身體積小，重量輕，受安裝空間限制，需要制作小掛鉤，勾住靜環下部凹槽，將位置對正。（2）密封面易受損。將位置對正后，需要用材質較軟的墊子，用力按壓安裝。墊子太厚，靜環無法受力，不能安裝到位；墊子太薄，按壓時，上部硬物易接觸到密封面，造成密封面磕碰，出現微觀表面不平整，不能起到密封作用；（3）O型圈易損壞。將靜環向下按壓過程中，密封面下部O型圈，極易擠壓，造成O型圈變性，造成密封水泄露；（4）靜環水平位置有傾斜。當O型圈與靜環座嵌入式安裝后，因靜環本身重量較輕，O型圈橡膠的彈性壓縮量導致靜環會有輕微頂起，造成密封面不平整，易造成泄露。

2.3 動靜環組裝問題

（1）動環補償機構彈簧壓縮量需調節，需要達到很高的尺寸精度，才能保證動靜環結合時，留有合適的壓縮余量，人為調節，易出現彈簧受力不均現象，造成圓周彈簧受力不均。（2）因靜環在安裝時，O型圈橡膠彈性余量的原因，靜環水平稍有傾斜，需要靠動環安裝下按時，徹底將靜環下壓到位。此過程中動環補償機構受力大，安裝時極易發生損壞，造成彈簧損壞。因機械密封動靜環組裝時，不可觀測到密封面處情況。安裝完成后需要打開密封水，進行試漏。鑒于以上種種原因，組裝時很難達到裝配要求，泄露現象明顯，需要多次拆裝調試才能滿足要求。

3 一浸桶機械密封改型

鑒于分體式雙端面機械密封種種弊端，為此，決定將原有機械密封改成集裝式。集裝式機械密封是把動環、靜環、彈簧、輔助密封圈、軸套、壓蓋靜密封墊圈等7個主要零件組合成一起的一個集合體，也可稱集裝式機封（Cartridge Seal），有時也稱卡式密封[2]。通過對現場設備進行測量，確定機械密封整體高度，進而確定補償機構彈簧壓縮量。此改造旨在將原有分體式動環和靜環進行整體固定，外部包有固定殼體。安裝時，只需將此集裝式機械密封從軸端套在軸上，下部用O型圈與靜環座進行進行密封。改造完成后，避免了動靜環安裝時出現的種種問題。安裝成功率幾乎達到100%，泄漏率為零。

4 改造前后對比

通過統計近幾年生產情況，就因機械密封改型前后故障次數進行數據總結。發現改造完成后，集裝式機械密封不論是從停車處理次數，還是更換次數上，都優于分體式機械密封，故障率更低，使用壽命更長。此改造減少了人為組裝點，裝配精度更高。同時，我又對每次更換機械密封時間進行了統計，發現改造完成后，集裝式機械密封比分體式機械密封安裝方便快捷。因為集裝式機械密封密封點少，安裝更方便，且安裝后基本不用調試，減少了反復拆裝時間。

5 取得的經濟效益

改造完成后，每條線年平均減少停車時間28.4小時，每小時投料5.62噸，每噸可產生效益200元，三條生產線可多投料產生效益28.4*5.62*200*3=95764.8元；改造前每條線平均更換機械密封1.2個，改造后每條線平均更換機械密封0.3個，每套機械密封12800元，三條線年節約備件費用（1.2-0.3）*3*12800=34560元；共計節省費用95764.8+34560=130324.8元。

6 鞏固措施

（1）目前，公司共計擁有原液車間生產線12條，目前只在3條生產線上使用，其余生產線深入推廣；（2）試驗數據，材料整理存檔，對以后生產提供理論依據。（3）加強員工培訓，使之對集裝式機械密封原理及安裝要求有進一步的了解，拆裝熟練。

7 結論

我公司通過對三條線一浸桶機械密封形式進行改造實驗，摸索數據，總結經驗，改造完成后，集裝式機械密封不論是從停車故障次數還是檢修更換時間上均優于分體式機械密封，減少了設備故障率，提高了設備安裝效率，降低了生產成本。為后續9條生產線的推廣提供了數據基礎。

參考文獻：

[1]趙輝.淺談雙端面機械密封[J].中國設備工程，2016（01）：74-76.

[2]胡國楨，張軍，王明.第三代集裝式機械密封[J].液壓氣動與密封，2006（01）：45-46.

作者簡介：張向忠（1977-），唐山人，本科，助理工程師，唐山三友集團遠達纖維有限公司制膠二車間設備主任， 研究方向：粘膠設備管理與控制。