污水泵密封的改造

行業(yè)科技污水泵密封的改造◆陳煒明(福建省泉州市排水管理中心)[摘要]本文分析了污水泵常見(jiàn)密封形式及影響密封的因素,對污滑動(dòng),從而防止流體泄漏。水泵填料式密封進(jìn)行機械密封改造,給出改造方法及改造技術(shù)要污水泵中常用的機械密封結構有兩種形式:一種方案是在潛求。文中對機械式密封做出進(jìn)一步改進(jìn),并應用到了排水管理中心水污水泵的油室 里安裝-套雙端面機械密封(見(jiàn)圖2);另一種方的現有設備中,取得了良好的密封效果及經(jīng)濟效益。案是在污水泵油室里設置- -套單端面機械密封,而另一套設置在[關(guān)鍵詞]污水泵填料密封 機械密封改造泵腔,使用在所抽送的污水介質(zhì)中。污水處理工程是環(huán)境保護的重要項目,而污水泵作為污水處理工程的主要配套設備被廣泛應用于城市排污、礦山、冶金電力以及石化等污水處理作業(yè),發(fā)展前景廣闊。污水泵產(chǎn)品除了要求技術(shù)性能好之外,密封是污水泵的關(guān)鍵，必須可靠性高,污水泵無(wú)故障運行時(shí)間長(cháng)。污水泵在工作中,密封- -旦失效,外部介質(zhì)或油室中的油便會(huì )進(jìn)人電機腔,引起潛水電機缺相、短路、漏電燒壞電機,甚至影響人身安全。因此,為了進(jìn)一-步 提高污水泵使用的安全圖2機械密封的結構示意圖性、運行可靠性以及提高污水泵無(wú)故障運行時(shí)間，有必要對污水泵1-軸套;2- -動(dòng)環(huán)輔助密封圈;3-動(dòng)環(huán);4 -密封墊片;5一靜通常使用的機械密封進(jìn)行結構分析,實(shí)行改進(jìn)。環(huán);6一靜環(huán)輔助密封圈圖機械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和-、常用的密封形式及不足目前,污水泵產(chǎn)品常用的密封形式有兩種:填料密封和機械密密封元件組成。其中動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面組成- - 對摩擦副,動(dòng)環(huán)靠封。填料密封,如圖1所示,是最古老的一種密封結構,發(fā)源于工密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上,并在兩環(huán)端面業(yè)革命之前的傳統密封裝置,有著(zhù)100年的材料工藝、潤滑劑系統上產(chǎn)生適當的比壓和保持--層極薄的液體膜而達到密封的目的。和制造方法,并保持持續進(jìn)步,目前很多的應用場(chǎng)合。經(jīng)分析,該壓緊元件產(chǎn)生壓力,可使泵在不運轉狀態(tài)下,也保持端面貼合,保證密封介質(zhì)不外漏并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。圖2所示為雙端軟填料密封結構存在如下缺陷:面機械密封,水泵側與電機側兩道密封端面都是靠彈性構件-彈月月P簧和密封介質(zhì)的壓力在旋轉的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸表面上產(chǎn)生適當的壓緊力,使這兩個(gè)密封端面緊密貼合端面間維持-層極薄的液體膜而達到密封的目的。其中水泵側密封端面與電機側密封端面敏鎮料結合處B,是密封點(diǎn),防止所抽介質(zhì)進(jìn)人油腔,防止油腔內的油進(jìn)人電機腔;6為靜環(huán)與壓蓋端面之間密封點(diǎn), A處是動(dòng)環(huán)與軸配合面之間的密封點(diǎn),C是箱體間的密封。圖1填料密封的結構示意圖圖2中,A、B、C所示結構機械密封最容易出現泄露現象,由于1.密封介質(zhì)含有的雜質(zhì)嚴重影響密封性能。雜質(zhì)進(jìn)人軟填料使 用介質(zhì)的復雜性,易使抱軸橡膠老化,一旦出現老化就直接影響密封內部,進(jìn)-步增大了填料密封和軸套之間的摩擦、磨損。雖然彈簧傳 動(dòng)而使得密封失效,同時(shí),兩端面密封都得靠同一個(gè)彈簧產(chǎn)材料耐磨性較好但是使用效果仍然不佳，泄漏頻繁。另外由于沒(méi)生壓力,若其中- -邊端面接觸失效,整套密封也就失效。因此,這有采用封液對填料密封進(jìn)行潤滑冷卻,也加劇了填料與軸套之間種機械密封一直存 在失效快返修率高的不足之處,直接影響到泵的磨損。使用壽命。2.工作狀態(tài)不穩定需頻繁調整和更換填料。由于軟填料自身機械密封在實(shí)際運行中不是一一個(gè)孤立的部件,它是與泵的其具有的粘彈特性,在工作狀態(tài)F會(huì )出現明顯的應力松弛。為保持它零部件- -起組 合起來(lái)運行的,同時(shí)通過(guò)其基本原理可以看出,機其正常的密封功能,需不斷地通過(guò)壓緊壓蓋來(lái)增大填料與軸的徑械密封的正常運行是有條件的,例如:泵軸的竄量不能太大,否則向接觸力,同時(shí)也增大了軟填料與軸的磨損,因此不得不經(jīng)常更換摩擦副端面不能形成正常要求的比壓;機械密封處的泵軸不能有(或添加)填料,維修工作量和費用大大增加。太大的撓度,否則端面比壓會(huì )不均勻等等。只有滿(mǎn)足類(lèi)似這樣的3.磨損嚴重致使能耗量大。根據軟填料密封的工作機理,填外部條件,再加上良好的機械密封自身性能,才能達到理想的密封料密封與軸(或軸套)之間必須保持較大的徑向接觸壓力以維持密效果。封,因此填料和軸(或軸套)的摩擦、磨損都很?chē)乐?在密封很快失因此,在實(shí)際應用中,以機械密封來(lái)代替填料密封的情況越來(lái)去工作能力的同時(shí),造成相當大的能耗浪費。越多。機械密封具有摩擦功率損失小、壽命長(cháng)、不泄漏等諸多優(yōu)點(diǎn)，二、填料密封的機械密封改造目前已在水泵上廣泛應用。要把填料密封結構的水泵改造成機械中國煤化工密封結構需從設計、結構和加工幾方面考慮。寸較小,影響了機械密封文獻討論了污水泵工況時(shí)軟填料密封的失效原因，并提出了的安裝。MH.cn M HG的內徑相應地擴大:若有改進(jìn)的方案有-定的借簽和實(shí)用價(jià)值;機械密封亦稱(chēng)端面密封，軸套 ,可將軸套的外徑相應地縮小或將軸套拆除。其有一對垂直于旋轉軸線(xiàn)的端面,該端面在流體壓力及補償機械2.主要尺寸確定外彈力的作用下,依賴(lài)輔助密封的配合與另一端保持貼合,并相對(1)確定傳動(dòng)套或彈簧座在軸套上的位置。如圖3所示。為鐘山136方數據行業(yè)科技 |了防止傳動(dòng)套或彈簧座同填料內套端面碰,把安裝機械密封的起R,為定值,隨著(zhù)靜環(huán)的磨損接觸母線(xiàn)長(cháng)度T增長(cháng),靜環(huán)的外徑R2點(diǎn)尺寸定為[H-K =5 ~ 15mm]。也隨之增大,R, =R, +2T sina。(2)確定軸套總長(cháng)度。軸套的總長(cháng)度-般比原來(lái)的總長(cháng)度稍動(dòng)環(huán)稍長(cháng)--點(diǎn)。因為考慮到軸套尾端部分要伸出密封壓蓋5~10mm5|左右,以利于安裝方便。尺寸根據設計的密封壓蓋厚度而定。10s(3)確定傳動(dòng)套或彈簧座在軸套上的定位尺寸D:D=L-[H1234-K-(5-10) +1]。T /mm附4錐面崇村示意開(kāi)剛5 GT的父系曲線(xiàn)2.密封接觸面母線(xiàn)長(cháng)度很短(穩定運轉初期為0.3 ~0. Smm),因此接觸端面內外溫差小,溫升低,降低了粘著(zhù)磨損的程度。靜環(huán)具有較人的抗壓截面,壓力變形小。3.密封套和動(dòng)環(huán)都具有一定的浮動(dòng)性,可使密封面始終保持良好的接觸狀態(tài),介質(zhì)中的懸浮顆粒不易進(jìn)人密封面。。4.介質(zhì)泄漏方向與其離心力方向成一定角度,對減少泄漏有利圖3填料箱結構尺寸簡(jiǎn)圖錐面機械密封的密封比壓計算為:1.填料箱平面2. 填料箱殼體3. 填料內套4.軸套5. 軸pe=p, +p:(C-λ)在上式中:p,- -密封比壓, MPa;p.-彈簧比6.密封圈E. 內套端面H. 填料箱深度L. 套簡(jiǎn)長(cháng)度壓,MPa;p1- -介質(zhì)壓力, MPa;C-載佝 系數;λ-反壓系數(可根據(4)軸套與軸的密封。軸套與的形圈軸的密封叮采用聚四氟文獻中[5]推 薦值選取)。乙烯車(chē)制成直徑為3mm的0形圈來(lái)進(jìn)行密封。安裝機械密封的在設計中注意C與接觸母線(xiàn)T的關(guān)系,當錐面機械密封的靜軸套,要求具有良好的抗腐蝕性和耐廓性,對于放置動(dòng)環(huán)密封圖的環(huán)磨損后 ,接觸母線(xiàn)長(cháng)度T不斷增加.使得載荷系數G不斷戰小。軸套表面要求鍍鉻處理,表面粗糙度為0.8。圖5所示為接觸母線(xiàn)長(cháng)度T與載荷系數G的關(guān)系曲線(xiàn),運轉過(guò)程(5)密封壓蓋結構尺寸的確定。機械密封的靜環(huán)裝在壓蓋上。中 ,靜環(huán)磨損和G值降低所造成的卸載,使密封比壓p.降低。由此壓蓋上安裝靜環(huán)的各種配合尺寸均按靜環(huán)的幾何尺寸進(jìn)行設計，而產(chǎn)生泄漏時(shí),必須通過(guò)調節彈簧)縮黛(彈簧加載)來(lái)維持足夠結構可參照機械密封有關(guān)資料。的密封比壓。3.改造技術(shù)要求機械察封在運轉中,彈簧一般不再進(jìn)行調整。彈簧在錐面機(1)安裝機械密封部位的軸或套。軸或套的徑向跳動(dòng)0.04 ~械密 封中起著(zhù)補償密封環(huán)磨損卸載和G值降低卸載雙重作用,設0.06mm;表面粗糙度不低于0.8,軸或套外徑尺寸公差為h7;密封計中 正確確定彈簧比壓是保證密封性能和使用壽命的重要- -環(huán)。軸套端部必須做倒角并修光滑。四、結束語(yǔ).(2)密封壓蓋。密封壓蓋應有足夠的厚度,防止在液體壓力作改造后的密封結構,密封可靠,泵在運轉中基本不漏,調節維用下產(chǎn)生變形;密封壓蓋固定螺栓不少于3個(gè);與靜環(huán)密封圈接觸護方便。 提高了密封性能,延長(cháng)了運行周期,節省了檢修費用。經(jīng)部位的表面粗糙度不低1.6, 其接觸面對軸中心線(xiàn)跳動(dòng)允差+0.過(guò) 上述改造之后的污水泵運行良好,延長(cháng)了設備的連續運行時(shí)間。04mm;安裝靜環(huán)密封圈的端部必須做倒角并修光滑。(3)轉子。瞬時(shí)軸向竄動(dòng)量不超過(guò)0.15mn;軸向游動(dòng)量不參考文獻:超過(guò)+0. 1mm軸振動(dòng)最不超過(guò)+0. 05mm。[1]郝木明,顧永泉.密封填料的粘彈特性及其對密封性能的(4)密封腔。密封腔與密封壓蓋配合的止口跳動(dòng)允差為0.04 ~0.影響[J].化工機械,1995, 22(5):277 - 282.08mm;密封腔與密封壓蓋配合的端面跳動(dòng)允差為0.06 -0.08mn。[2]趙丹峰.污水泵用軟填料密封改造[J].化工機械, 2008,三、機械密封結構改造35(4) :244 -245.將圖2中C處密封面是機械密封最容易發(fā)生泄露處，而錐面[3]田應雄,徐德東.關(guān)于液下污水泵軸封結構的改造[J].通機械密封特別適合于含有固體懸濁物的泵送設備，因此將C處改用機械, 2008.73 -74.為錐面密封,如圖4所示。靜環(huán)材料為填允聚四氟乙烯,動(dòng)環(huán)材料[4]宋樹(shù)波,邵澤波,王軍,等.污水泵機械密封的改造[J].化為不銹鋼，錐面噴涂碳化鎢。其主要特點(diǎn)為:工機械,2005 ,32(5):113-115.1.錐面機械密封的動(dòng)環(huán)為一錐環(huán) ,其半錐角為a;靜環(huán)的內徑[5]李繼和,蔡紀寧.機械密封技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.(上接第134頁(yè))才能實(shí)現灌區的水土資源甲衡,確保漱區設施面因此,灌 區實(shí)施節水灌溉是骨干工程與田間工程協(xié)調發(fā)揮作用的積都得到濰溉,提高糧食單產(chǎn),確保糧食安全,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結構調整，必然要求提高農業(yè)綜合生產(chǎn)能力、增加農民收入、促進(jìn)農村穩定,為社會(huì )主中國煤化工義新農村建設提供物質(zhì)條件。[HC N M H G矢源嚴重短缺,供需矛盾日4.節水讖溉也是骨干工程續建配套節水改造實(shí)施后的必然要益突出，節小罹減分 什必行。另一刀面,雅區灌溉的實(shí)踐證明,只要水求。骨干工程改造后,輸水安全、輸水能力都提高了。這些能力，的問(wèn)題解決了 ,作物就增產(chǎn),產(chǎn)業(yè)結構調整也就會(huì )成為群眾的自發(fā)行只有通過(guò)末級渠系輸水至間,才能實(shí)實(shí)在在的轉化為生產(chǎn)力。為。 群眾經(jīng)濟富裕了,灌區才能真正走上良性發(fā)展的軌道。137《側