摘要:简述传统盘根密封在做出很多改进后仍未根本解决的七种缺陷;介绍了美国型层状剪切式密封材料的构成、特点、适用范围、工作原理以及替代传统盘根密封的方法,归纳了它在应用中取得的效果,具有较高的推广应用价值。
关键词: 新型密封材料;替代;传统盘根密封
盘根密封有长年的应用历史,具有价格低、安装维护简单等特点,但也存在以下缺陷:一是泄漏量较大;二是自动补偿能力差,需要经常紧固调整;三是摩擦严重,散热性差,一般要进行冲洗冷却;四是轴(轴套)表面的磨损严重,须对轴套经常加以更换或外表面修复;五是对轴的振动和偏摆比较敏感,经常因振动等原因导致泄漏;六是因摩擦而引起的功率损耗比较严重;七是各类设备所需的盘根种类和规格不一,库存量较大。
美国CHESTERTON公司研制的CMS-2000型层状剪切式密封材料(以下简称 )突破了传统的盘根密封模式,可作为传统盘根密封的较好替代品,它能避免传统盘根密封的缺点,从而提高密封可靠性,延长其使用寿命。
CMS-2000是由高密度石墨、纯合成纤维、PTFE和获专利的有机密封剂组成的胶泥状混合物,具有摩擦系数低、混合体之间分子吸引力小的特点,适用于、线速度低于10m/s的场合,而且对水基介质和大部分化学介质都较适用。
其工作原理是利用该材料摩擦系数低、混合体之间分子吸引力小的特点。轴在转动时,中的纤维会缠绕在轴上,并随轴同步旋转,使得靠近轴的部位形成一个“旋转层” 。此“旋转层”和轴保持相对静止,起到了对轴(轴套)外表面的保护作用,避免了轴套的磨损。随着“旋转层”厚度的渐增,纤维的缠绕能力将逐渐减小,未与轴缠绕的部分材料将与填料箱内表面保持相对静止,形成一个“静止层” ,使轴和密封腔内壁大约中间位置的 发生内部层状剪切。密封面实际上在“旋转层”和“静止层”之间,而非传统填料密封那样,在轴 (轴套) 外表面和盘根之间。
传统盘根密封改为 密封的方法简单,操作方便。可去掉盘根密封的封水环,然后加工一个专用接头,一端连接密封腔原来的冷却水入口,另一端连接专用的 注入枪的出口,用注入枪注满即可。
将部分使用盘根密封的循环水泵改造为密封。经长期考察,该材料相对于传统盘根密封在以下方面效果明显。
1、泄漏量减少。使用盘根密封时,总有少量泄漏,污染环境,浪费资源。改造后,经年多观察未发现明显泄漏。
2、维护工作量减少。原来每隔一段时间须对盘根加以紧固调整,甚至要停机更换;而密封仅需偶尔维护,或在不停机状态下,通过补充填加来实现。
3、可反复使用,不影响性能。盘根使用时间过长会因磨损严重而更换;而可重复使用,效果如初,从而节约了材料费用。
4、节电效果好。使用盘根密封对轴的功率损耗较大,一般为总功耗的5%~10%,而CMS-2000一般在2%~3%左右。如我厂改造的200S63离心式水泵,在使用盘根密封时,工作电流达98~100A,而改用CMS-2000后,工作电流降低到88~90A,效果明显。
5、节水环保。盘根密封一般用冷却水降温,而冷却水的流失不仅污染环境,还会浪费大量水。CMS-2000由于摩擦系数低,不需要配备冷却装置,因而可收到节水和环保的效果。
6、对轴或轴套实现真正的零磨损。由于盘根密封是靠盘根在轴向紧固时对轴产生的径向“抱紧力”实现对转轴的密封,因而摩擦力大,对轴(轴套)和盘根的磨损较严重;由于材料与轴套外表面无相对旋转,摩擦的是材料内部的“旋转层”与“静止层” ,因而使用期再长,轴套表面也不会有磨损。另外,即使轴套外表面严重磨损,也不会影响该材料的正常使用。
7、品种单一,可大幅度降低库存。因为盘根有许多种类和规格,所以要有较大的库存;
CMS-2000品种单一,一般为黑色胶泥状物体,可用于各种轴径和密封腔以及大部分介质,故可大大降低库存种类和数量。
CMS-2000作为一种新型密封材料,虽然价格较贵,首次填充成本较高,但由于它具有以上诸多优点,可以完全替代现有的盘根密封,长远角度出发,仍具有较好的推广应用价值。
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