新型填料密封在水泵上的应用

　　【摘要】分析了水泵常用的传统填料密封存在的缺点，介绍了一种新型的填料密封及其在水泵上的应用。

　　【关键词】填料密封; DSF 动密封填料;水泵

　　1 概述

　　100 多年来，编织盘根广泛应用于各类泵、 阀等旋转或往复运动的轴(阀杆)类填料密封元件。 把特定型号规格的编织盘根装入填料函，依靠压盖的压紧力使编织盘根变形后抱紧轴(阀杆)和填料函内侧来达到密封的目的。这种密封方式动力消耗大，对轴磨损严重，泵体检修频繁。在盘根之间有一分水环与泵壳体相通，用于通入冷却水。其作用有：一是冷却盘根和轴套，防止盘根因摩擦发热而烧损;二是一定程度上起到以水润滑的作用。其结构示意图如图 1 所示。

　　2 传统填料密封的缺点

　　( 1)填料密封的贴紧接触力来源于压盖对填料的轴向压力而使填料产生径向扩张力，造成填料与轴套之间形成较大的摩擦，因而需要经常更换磨损的轴套。

　　( 2)需要损耗 10% ～15%的轴功率来克服轴套与填料之间的摩擦力而实现密封。

　　( 3)填料密封的泄漏极易使泄液进入轴承箱，造成轴承的损坏。

　　( 4)填料密封在使用过程中，由于填料经常处于非正常的使用状态，加剧了填料磨损和轴套的损坏，使得填料密封的使用处于恶性循环。

　　( 5)为了将填料与轴或轴套之间的摩擦热带走，必须有定量的泄漏，造成冷却水的流失。

　　总之，填料密封的优点是简单易行，缺点是维修工作量大，功率的损失也较大，且由于它总是有一定的泄漏，故不适用于输送易燃、 易爆、 有毒和贵重液体。

　　3 DSF 动密封填料的应用

　　3.1 工作机理

　　DSF 动密封填料是无固定形态的柔性材料，即使机械运转表面粗糙，填料也与轴表面也会完全粘合，运转时依附在轴上，并完全充满整个填料腔，纹织融合为一个整体，形成无数个 “迷宫” ，当带压介质通过轴表面时，介质被无数次节流，凭借 “迷宫效应”达到密封目的。

　　3.2 特点

　　3.2.1 可实现零泄漏

　　DSF 动密封填料作为一种新型的密封产品，填料内外层分别粘附在轴和填料函腔，泵送介质必须击穿填料才可能外漏，在填料的许用范围内达到完全无泄漏的效果，且使用寿命较长。

　　3.2.2 不会对轴造成磨损

　　DSF 动密封填料的“旋转层”紧紧缠绕在轴套上，与轴套保持相对静止，对轴套起到了保护作用，不会产生磨损现象。 即使轴套有一些磨损，由于是环状磨损，而该填料具有很强的可塑性，使得 “旋转层”始终能紧紧包在轴套上，从而达到密封效果。 这是传统填料密封和机械密封无法做到的。

　　3.2.3 节能降耗效果显著

　　DSF 动密封填料是一种胶泥状物质，分子间作用力很小，其摩擦力很小，因此对轴功率损耗很小，只有盘根密封的 22%左右，即是轴功率的 2%～3%，大大降低了电耗，提高了水泵的效率。另外填料所消耗的轴功率极小，产品的摩擦热也很少，不需要像机械密封和传统填料密封那样需要冲洗和冷却，可以大大节约水资源。

　　3.2.4 延长了填料的使用寿命

　　由于泥状填料采用的润滑物质和导热物质，使得产生的少量的热量及时通过泵壳传导出去，使得填料的使用寿命得以延长。

　　3.3 安装指南

　　( 1)首次使用本品应打开水泵上半壳体，拆掉水封环及水封管。

　　( 2)在填料函内侧垫装两根普通盘根，(如空间过小可垫装一根)

　　( 3)填充深度：填料的深度由水泵的压力决定，压 力 小 于 0.5MPa, 深度≧ 40mm;压力第增加0.5MPa，深度增加 10mm，直至 100mm 为止。

　　( 4)将 DSF 层层压入下半腔内，然后按下半腔的形状堆放在上半轴上，深实度不低于 95%，在填料腔外侧留出一个盘根的位置。

　　( 5)将上半壳体安好

　　( 6)外侧加装一根盘根，装好压盖，旋紧螺母，直至压兰盖口进入填料腔 3~5mm 即可。

　　( 7)将压盖旋松两扣，用手盘车感觉转动灵活后，开泵试车

　　( 8)如有漏水现象，将压盖旋紧半扣，观察 30min如不能控制漏水，继续旋紧半扣压盖，直至满足工艺要求为止。

　　( 9)试车后如发现轴套或压兰盖有严重发热现象，应及时旋松压盖螺母，过一段时间发热现象就会消失。

　　( 10)使用过程中 DSF 损失过多应适量补充。

　　安装后结构图如图 2。

　　4 应用效果

　　4.1 泵轴磨损比较

　　由图 3 可以看出，传统普通填料径向压紧力大，摩擦力也大，导致轴的异常磨损，而 DSF 动密封填料摩擦小，受力平稳，基本没有磨损。

　　4.2 密封性能对比

　　由图 4 可以看出， DSF 动密封填料随着运转时间的不断延长，实现了零泄漏。

　　4.3 经济效益计算

　　我矿中央泵房共有主排水泵 5 台，由于水质的问题，泵的填料每个月需要更换一次，盘根数量 4层×2 (侧)，每次更换大约费用为 50 元，则泵房每年的盘根维护费用为 12 次×50 元 / 次×5 台 =3000元;由于盘根磨损，导致每年每台需要更换轴套 2件，费用为 200×2×5=2000 元。因此传统填料每年相关的维护费用为 5000 元左右。现在按每年加注DSF 动密封填料 4 次，每次加注 30ml 计算，约需要4×30×2.8 元 /ml×5 台 =1680 元，即与传统填料相比，每年可降低维修费用 5000- 1680=3320 元。

　　5 结语

　　这种新型动密封填料由于其独特的工艺和性能，在使用过程中真正实现了零泄漏，有效解决了使用编织填料过程中普遍存在的泄漏、 磨损轴、 使用寿命短、 维护工作量大、能耗大的问题，具有广泛的推广价值和应用前景。

　　【参考文献】

　　[1] 张志民，蔡振东，于爱华等.机械密封在水泵中 的使用[J].机械研究与应用， 2003， 16 (增刊) .

　　[2] 蔡晓君，辛国栋.水泵组合软填料的密封试验[J].化工设备与管道， 2004,41 ( 5) .

　　[3] 顾永泉.流体动密封[M].北京：石油大学出版社， 1990.

更多填料密封、高温盘根及芳纶盘根的知识欢迎访问四氟网