再造煙葉浸提罐底攪拌軸封裝置的改進

高尚鐸 鄭慶元

( 江蘇鑫源煙草薄片有限公司，江蘇 淮安 223400)

1 問題簡述

鑫源公司再造煙葉生產線提取段現有一級浸提罐4套(煙梗、煙末浸提罐各2套)，均使用底部攪拌結構，攪拌器軸封裝置前期曾采用機械密封與填料密封結構，但由于煙梗、煙末原料中含有較多泥沙顆粒，機械、填料密封損壞頻次較高，在使用填料密封后，攪拌軸亦發(fā)生磨損，當密封材料損壞后，提取液與物料顆粒等順著攪拌軸依次向下滲漏，極易損壞軸承座、減速機及電機，嚴重影響了再造煙葉生產線的連續(xù)穩(wěn)定。

為應對提取一級浸提罐攪拌器軸封問題，企業(yè)維修人員前期制作臨時接料盤置于軸封裝置下方，但該方法不能解決根本問題，提取一級浸提罐攪拌器漏液不符合現場設備管理要求，需進行更新改進。

2 原因、對策分析

再造生產線一級浸提罐攪拌器軸封裝置曾使用機械密封，機械密封型號為HM204-125，在2016年5月至2017年5月累計損壞8次，因更換機械密封耗時較長(需拆除減速機、軸承座，將機械密封沿攪拌軸底部整體安裝至罐體底部，調整機械密封端面，工作量較大)且影響生產，2017年企業(yè)完成了再造生產線提取段一級浸提罐攪拌器軸封裝置改造，將機械密封改造為現有的填料密封。填料密封結構相對簡單，結合公司一級浸提罐情況，使用填料密封減少了填料的更換時間，但因泥沙顆粒聚集極易損壞填料，造成了目前提取一級浸提罐攪拌器軸持續(xù)漏液、減速機、軸承等經常損壞的情況，確認一級浸提罐使用普通機械密封或填料密封均不合適，無法解決根本問題。

機械密封采用的靜環(huán)、動環(huán)加橫向密封的結構，即動環(huán)隨軸轉動，通過在動靜環(huán)橫向接觸面上進行碳化硅等耐磨處理，達到橫向密封效果。填料密封采用靜環(huán)、動環(huán)加軸向密封的結構，即在靜環(huán)內部加裝填料，以塞滿攪拌軸與靜環(huán)的間隙，達到密封效果。以上兩種密封結構在再造煙葉浸提罐上進行使用，但因為泥沙顆粒較多等原因，密封裝置磨損速度非常快，主要原因分析如下：

(1)密封裝置處攪拌軸徑向跳動較大。再造煙葉一級浸提罐容積20m3，實際攪拌物料約16t左右，攪拌軸軸徑125mm，軸長3.4m(分為兩段，中間使用法蘭盤連接)，攪拌軸只有底部、頂端2個軸承，在浸提罐實際工作過程中，攪拌軸徑向跳動大，造成機械、填料密封損壞。

(2)浸提罐中物料中泥沙顆粒較多。提取一級浸提罐為煙梗、煙末物料初次進入提取工序，物料中的泥沙顆粒含量較多，在攪拌過程中，泥沙顆粒進入機械密封端面或填料中，造成機械、填料密封損壞。

結合浸提罐軸封使用情況及原因，確認了浸提罐軸封裝置改造方向，即減少攪拌軸徑向跳動及大幅減少泥沙顆粒進入密封裝置中。

3 影響分析

3.1 直接影響

再造煙葉生產線提取段一級浸提罐攪拌器軸封裝置為填料密封，密封裝置效果不好導紙?zhí)崛∫旱任锪铣掷m(xù)滲漏，直接造成原料浪費(無法計量損失量)。另外一級浸提罐的減速機、電機等損壞，每次減速機維修費用約需1.5萬元，潤滑油費用0.5萬元，減速機內軸承、密封等約費用1.3萬元，即每次攪拌器損壞直接修復費用3.3萬元。

3.2 間接影響

一級浸提罐攪拌器損壞后，需維修人員拆卸安裝減速機、電機等，工作量較大，另外一級浸提罐攪拌器損壞后，后續(xù)生產工序物料等需降低生產速度，進一步延長了生產時間，另外后續(xù)設備的超預期運行，必然造成能源浪費，且停機時間較長時需排除變質漿料，對生產連續(xù)、穩(wěn)定及生產能耗控制、現場管理等都產生較大影響。

4 改造方案說明

在分析了再造煙葉一級浸提罐原有機械、填料密封裝置損壞的原因后，企業(yè)組織設備部門相關人員對其進行專項攻關，為解決再造煙葉一級浸提罐攪拌軸密封問題，降低設備維修頻次，保障生產運行穩(wěn)定，重新設計了一種用于再造煙葉浸提罐的軸封裝置，如圖1所示。

圖1 再造煙葉浸提罐軸改造簡圖

(1)攪拌軸；(2)防塵圈；(3)O型圈；(4)外密封座；(5)深溝球軸承；(6)O型圈；(7)O型圈；(8)內密封座；(9)罐體底板；(10)O型圈；(11)X型密封圈；(12)斯特密封環(huán)；(13)耐磨密封環(huán)；(14)Y型密封圈；(15)調心滾子軸承

4.1 外密封座安裝說明

外密封座(4)與罐體底板(9)用螺絲連接，頂部裝防塵圈(2)阻止顆粒物進入，裝入O型圈(3)與攪拌軸(1)進行軸向密封。

4.2 內密封座的安裝說明

內密封座(8)頂端采用O形圈(10)與外密封座進行徑向端面密封，內密封座與攪拌軸(1)相配的內徑裝有耐高溫軸用X型密封圈(11)Y形密封圈(14)和一個防高溫旋轉斯特密封圈(12)，同時設計有一個高耐磨防高溫耐磨環(huán)(13)，以支持主軸旋轉時不損壞所有密封件。

4.3 軸承的主要作用

在內密封座底部裝有深溝球軸承(15)、外密封座底部裝有調心滾子軸承(5)，通過以上兩個軸承的作用，減少主軸的徑向跳動，進一步保障密封效果及密封裝置的使用壽命。

5 改造后效果及影響

本次再造煙葉一級浸提罐軸封裝置的改進，主要將傳統(tǒng)機械密封與O型圈密封、旋轉密封等進行有機結合，增加橫向、軸向雙重密封端面，對內、外密封座的接觸密封方式進行重新設計，在保障密封效果的同時延長了密封件的更換使用壽命。經過現場驗證，該新式軸封裝置完全適用于再造煙葉浸提罐底攪拌軸封。另外在泥沙顆粒較多的底部攪拌系統(tǒng)中，該軸封裝置有很好的推廣價值。