循环泵用盘根密封技术

　　摘要：本文从盘根密封与机械密封优缺点的比较,密封工作环境,盆根密封失效的机理友正常泄漏全分析着手,着重闲述了保证真空制盐强制循环系盘根密封性能的必要条件。笔者对于盘根密封被成功应用后, 所显示出来的优越性作了简述。可供有关泵的设计、制造、安装及维修工程技术人员工作中参考。

　　循环泵是真空制盐的关键设备之一。在国内真空制盐行业中, 循环泵轴的动密封以往均采用机械密封。只是近几年来在引进消化进口泵的荃础上,才能使盘根密封得到了成功的应用。

　　一般来讲, 机械密封具有密封可靠、摩擦力小、寿命长的优点。缺点是制造安装、使用要求高, 成本高, 检修装卸不方便。盘根密封具有结构简单、成本低廉、装卸方便的优点。主要缺点是密封性能可靠性较差、寿命较短。通过对制盐行业循环泵使用机械密封的效果, 与近期本厂新产品WFZ一70 循环泵应用盘根密封效果的对比，笔者认为：对盘根密封的认识还有待进一步更新、深化, 盘根密封的缺点是可以克服的。应立足于克服盘根密封缺点，对盘根密封技术作深入探讨，使盘根密封在盐业生产各种泵上推广应用，将会取得好的效果。

　　要克服盘根密封的缺点,需依据循环泵在真空制盐中所处的工作环境和盘根密封的失效机理来加以分析,从泵的设计、制造和使用的各个环节, 严格实施确保密封正常工作的各项必要条件。

　　一、循环泵密封工作环境

　　循环泵在真空制盐蒸发系统中，对介质做强制循环。介质温度高达135℃ 左右，且含有大量的固体盐拉。实际上是一种含卤水和结晶固体盐粒、饱和水蒸汽的混合液，具有一定压力、高温和盐卤腐蚀及摩擦的特点。因此泵密封的工作条件恶劣。

　　二、盘根密封的失效机理

　　密封和密封失效, 是盘根密封对立的两个方面。

　　盘根密封装置的结构，通常是由填料箱体盘根、压盖和双头螺栓等组成。当旋紧螺母时, 压盖压缩盘根, 盘根在转轴与填料箱之间产生轴向受压缩、向径向扩张的变形, 使其紧贴在轴的表面与填料箱的内表面上, 堵塞了介质向外泄漏的通道, 从而起到密封作用. 由于盘根与转轴的接触, 会产生摩擦力和摩擦热, 在摩擦力的作用下, 盘根和轴( 轴套) 被磨损. 摩擦热引起的高温, 使盘根的有机物及结晶水分解、炭化、挥发造成减量( 这种减量对原重量之比称为烧失量)。盘根的磨损与烧失使盘根与转轴间产生间隙,其密封性能下降。如果盘根被严重磨损和烧失, 间隙就迅速增大, 使泵的密封性能不能满足要求, 即出现密封失效。

　　三、关于循环泵盘根密封的正常泄漏量

　　事实上,用盘根的动密封只是尽可能降低泄漏量,而不是也不可能完全不准有泄漏,只要当轴开始旋转, 与盘根发生摩擦后, 盘根与转轴间的间隙就产生了, 也就开始有了泄漏。对于循环泵, 由于都有外接的高压密封水,泄漏的只不过是进人密封腔的密封水,而不是被密封的介质而已。

　　对于一定的泄扮量, 不但允许,而且是有益的。它既成了摩擦表面的润滑剂,又成了降低盘根、轴及填料箱温升的冷却剂。对保持盘根的密封性能非常有利。根据理论计算和实际经验, 循环泵盘根密封的泄漏量在60滴/min左右比较适当,能够长时期保持盘根密封的正常工作。

　　四、克服盘根密封缺点的必要条件

　　要求循环泵在工作中, 盘根密封性能可靠、寿命长，满足了以下条件是能够达到要求的。

　　1. 泵轴的旋转精度要高。按国家标准规定, 泵安装后其密封部位轴颈(轴套)外圆的径向跳动应≤0.07mm。要达到这一规定, 需要从设计、制造、安装的全过程加以控制。特别是在设计中, 要从泵的结构上保证泵轴具有足够的刚性。制造过程中, 应保证泵轴轴颈的同轴度。只有达到了以上要求, 才能保证盘根与转轴间存在一个较小而均曳帅间隙。

　　2.轴( 轴套) 的密封部位表面的粗糙度要求高,一般应在0.8以上, 材料应具有较好的耐腐蚀性和耐磨性。因此,要求轴颈( 轴套) 外圆应经过磨削加工。如果当轴套出现腐蚀, 磨报沟痕时应及时修复或更换。这样, 才能有效的减小盘根与轴( 轴套) 的摩擦。

　　3.盘根材料尽量选择耐热耐腐蚀、摩擦系数小、烧失量小、密封性好的材料. 聚四氟乙烯石棉盘根,具有摩擦系数小、耐高沮( 适用于-10 0~ 250 ℃ )、耐腐蚀, 特别适应循环泵的高沮工作环境要求。一般选用聚四氛乙烯石棉盘根比较适宜。

　　4.合理确定盘根尺寸及根数。循环泵用的密封盘根,一般选用截面形状为正方形的商品件,并以轴径为基准来确定盘根尺寸。盘根宽度与轴径的对应关系见下表：

　　盘根的根数则根据泄漏流体压力来确定. 由于真空制盐中循环泵泄漏流体压力一般在0.1MPa左右，根据计算和经验，盘根根数为4 ~ 5 根比较适当。

　　5.将盘根通过定型压制, 再装入填料箱内。由于盘根密封中，每根盘根所受到的压紧力是不均匀的,每根盘根受到的压力会从压盖端沿轴向逐渐减弱,后面的盘根存在压力不够.。径向膨涨不足，不能起到密封作用的可能。要使每根盘根都能发挥密封作用,可以通过与填料腔各部尺寸相同的模具, 将盘根先作定型压制处理。压力的大小以盘根作径向膨涨, 基本坟满填料腔间隙为度。 压力不能过大， 如果压力过大, 将把盘根“压死”，使其失去弹性，大大降低其密封性能。

　　盘根的切口与安放也要符合常用要求。盘根装入填料箱后, 压盖的压力不能太大，以手( 不用工具)稍用力拧紧螺母就行了。

　　6. 避免介质直接渗入盘根与转轴之间, 造成大的磨损、腐蚀和盘根的烧失。要求盘根与转轴间应有外接高压、清洁的密封水, 其压力应稍高于蒸发雄内压力, 一般可稍高0.1MPa。中应注意观察, 随时调整密封水压力。若压力过低会造成介质外泄,压力过高会造成密封水内灌, 产生无功蒸发。如果密封水不清洁, 会造成堵塞“渴水”, 造成盘根烧失。

　　五、真空制盐循环泵应用盘根密封的效果

　　本厂生产的WFZ系列循环泵,均采用盘根密封。由于在设计、制造和安装使用方面都实施了笔者前述的内容,保证其盘根密封性能的必要条件, 成功的克服了盘根密封的缺点, 收到了很好的效果。其中, 所生产的WFZ—70循环泵已分别在自贡市邓关盐厂、自贡市自流井盐厂投入生产运行1~ 2 年以上,泵的盘根密封性能可靠, 完全能够符合正常生产的需要, 盘根使用寿命已达6个月。上述厂原来循环泵使用机械密封,由于工作条件恶劣, 密封面经常被划伤、烧伤,造成密封性能急剧下降, 平均每两个月就得检修一次。而盘根密封在寿命期内不存在检修,加上盘根密封结构简单, 装卸十分方便,深受操作和维修工人的欢迎。盘根密封的成本不足机械密封成本的1/10 , 每台泵每年可以节约维修费500以上。

　　由此可见, 随着对泵用盘根密封认识的不断深化, 盘根密封技术的不断改进, 对盘根密封的缺点完全能够克服。在真空制盐循环泵上采用盘根密封技术, 完全代替价格昂贵的机械密封, 也不是不可能的。

　　六、结束语

　　本文主要根据笔者在循环泵采用盘根密封技术方面的认识和实践, 阐述了如何保证真空制盐强制循环泵盘根密封性能。可供有关循环泵的设计、制造和使用者参考, 希望对大家有所帮助。

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