污水泵密封的改造

行业科技污水泵密封的改造◆陈炜明(福建省泉州市排水管理中心)[摘要]本文分析了污水泵常见密封形式及影响密封的因素,对污滑动,从而防止流体泄漏。水泵填料式密封进行机械密封改造,给出改造方法及改造技术要污水泵中常用的机械密封结构有两种形式:一种方案是在潜求。文中对机械式密封做出进一步改进,并应用到了排水管理中心水污水泵的油室 里安装-套双端面机械密封(见图2);另一种方的现有设备中,取得了良好的密封效果及经济效益。案是在污水泵油室里设置- -套单端面机械密封,而另一套设置在[关键词]污水泵填料密封 机械密封改造泵腔,使用在所抽送的污水介质中。污水处理工程是环境保护的重要项目,而污水泵作为污水处理工程的主要配套设备被广泛应用于城市排污、矿山、冶金电力以及石化等污水处理作业,发展前景广阔。污水泵产品除了要求技术性能好之外,密封是污水泵的关键，必须可靠性高,污水泵无故障运行时间长。污水泵在工作中,密封- -旦失效,外部介质或油室中的油便会进人电机腔,引起潜水电机缺相、短路、漏电烧坏电机,甚至影响人身安全。因此,为了进一-步 提高污水泵使用的安全图2机械密封的结构示意图性、运行可靠性以及提高污水泵无故障运行时间，有必要对污水泵1-轴套;2- -动环辅助密封圈;3-动环;4 -密封垫片;5一静通常使用的机械密封进行结构分析,实行改进。环;6一静环辅助密封圈图机械密封通常由动环、静环、压紧元件和-、常用的密封形式及不足目前,污水泵产品常用的密封形式有两种:填料密封和机械密密封元件组成。其中动环和静环的端面组成- - 对摩擦副,动环靠封。填料密封,如图1所示,是最古老的一种密封结构,发源于工密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面业革命之前的传统密封装置,有着100年的材料工艺、润滑剂系统上产生适当的比压和保持--层极薄的液体膜而达到密封的目的。和制造方法,并保持持续进步,目前很多的应用场合。经分析,该压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏并防止杂质进入密封端面。图2所示为双端软填料密封结构存在如下缺陷:面机械密封,水泵侧与电机侧两道密封端面都是靠弹性构件-弹月月P簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力,使这两个密封端面紧密贴合端面间维持-层极薄的液体膜而达到密封的目的。其中水泵侧密封端面与电机侧密封端面敏镇料结合处B,是密封点,防止所抽介质进人油腔,防止油腔内的油进人电机腔;6为静环与压盖端面之间密封点, A处是动环与轴配合面之间的密封点,C是箱体间的密封。图1填料密封的结构示意图图2中,A、B、C所示结构机械密封最容易出现泄露现象,由于1.密封介质含有的杂质严重影响密封性能。杂质进人软填料使 用介质的复杂性,易使抱轴橡胶老化,一旦出现老化就直接影响密封内部,进-步增大了填料密封和轴套之间的摩擦、磨损。虽然弹簧传 动而使得密封失效,同时,两端面密封都得靠同一个弹簧产材料耐磨性较好但是使用效果仍然不佳，泄漏频繁。另外由于没生压力,若其中- -边端面接触失效,整套密封也就失效。因此,这有采用封液对填料密封进行润滑冷却,也加剧了填料与轴套之间种机械密封一直存 在失效快返修率高的不足之处,直接影响到泵的磨损。使用寿命。2.工作状态不稳定需频繁调整和更换填料。由于软填料自身机械密封在实际运行中不是一一个孤立的部件,它是与泵的其具有的粘弹特性,在工作状态F会出现明显的应力松弛。为保持它零部件- -起组 合起来运行的,同时通过其基本原理可以看出,机其正常的密封功能,需不断地通过压紧压盖来增大填料与轴的径械密封的正常运行是有条件的,例如:泵轴的窜量不能太大,否则向接触力,同时也增大了软填料与轴的磨损,因此不得不经常更换摩擦副端面不能形成正常要求的比压;机械密封处的泵轴不能有(或添加)填料,维修工作量和费用大大增加。太大的挠度,否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的3.磨损严重致使能耗量大。根据软填料密封的工作机理,填外部条件,再加上良好的机械密封自身性能,才能达到理想的密封料密封与轴(或轴套)之间必须保持较大的径向接触压力以维持密效果。封,因此填料和轴(或轴套)的摩擦、磨损都很严重,在密封很快失因此,在实际应用中,以机械密封来代替填料密封的情况越来去工作能力的同时,造成相当大的能耗浪费。越多。机械密封具有摩擦功率损失小、寿命长、不泄漏等诸多优点，二、填料密封的机械密封改造目前已在水泵上广泛应用。要把填料密封结构的水泵改造成机械中国煤化工密封结构需从设计、结构和加工几方面考虑。寸较小,影响了机械密封文献讨论了污水泵工况时软填料密封的失效原因，并提出了的安装。MH.cn M HG的内径相应地扩大:若有改进的方案有-定的借签和实用价值;机械密封亦称端面密封，轴套 ,可将轴套的外径相应地缩小或将轴套拆除。其有一对垂直于旋转轴线的端面,该端面在流体压力及补偿机械2.主要尺寸确定外弹力的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对(1)确定传动套或弹簧座在轴套上的位置。如图3所示。为钟山136方数据行业科技 |了防止传动套或弹簧座同填料内套端面碰,把安装机械密封的起R,为定值,随着静环的磨损接触母线长度T增长,静环的外径R2点尺寸定为[H-K =5 ~ 15mm]。也随之增大,R, =R, +2T sina。(2)确定轴套总长度。轴套的总长度-般比原来的总长度稍动环稍长--点。因为考虑到轴套尾端部分要伸出密封压盖5~10mm5|左右,以利于安装方便。尺寸根据设计的密封压盖厚度而定。10s(3)确定传动套或弹簧座在轴套上的定位尺寸D:D=L-[H1234-K-(5-10) +1]。T /mm附4锥面崇村示意開刚5 GT的父系曲线2.密封接触面母线长度很短(稳定运转初期为0.3 ~0. Smm),因此接触端面内外温差小,温升低,降低了粘着磨损的程度。静环具有较人的抗压截面,压力变形小。3.密封套和动环都具有一定的浮动性,可使密封面始终保持良好的接触状态,介质中的悬浮颗粒不易进人密封面。。4.介质泄漏方向与其离心力方向成一定角度,对减少泄漏有利图3填料箱结构尺寸简图锥面机械密封的密封比压计算为:1.填料箱平面2. 填料箱壳体3. 填料内套4.轴套5. 轴pe=p, +p:(C-λ)在上式中:p,- -密封比压, MPa;p.-弹簧比6.密封圈E. 内套端面H. 填料箱深度L. 套简长度压,MPa;p1- -介质压力, MPa;C-载佝 系数;λ-反压系数(可根据(4)轴套与轴的密封。轴套与的形圈轴的密封叮采用聚四氟文献中[5]推 荐值选取)。乙烯车制成直径为3mm的0形圈来进行密封。安装机械密封的在设计中注意C与接触母线T的关系,当锥面机械密封的静轴套,要求具有良好的抗腐蚀性和耐廓性,对于放置动环密封圖的环磨损后 ,接触母线长度T不断增加.使得载荷系数G不断战小。轴套表面要求镀铬处理,表面粗糙度为0.8。图5所示为接触母线长度T与载荷系数G的关系曲线,运转过程(5)密封压盖结构尺寸的确定。机械密封的静环装在压盖上。中 ,静环磨损和G值降低所造成的卸载,使密封比压p.降低。由此压盖上安装静环的各种配合尺寸均按静环的几何尺寸进行设计，而产生泄漏时,必须通过调节弹簧)缩黛(弹簧加载)来维持足够结构可参照机械密封有关资料。的密封比压。3.改造技术要求机械察封在运转中,弹簧一般不再进行调整。弹簧在锥面机(1)安装机械密封部位的轴或套。轴或套的径向跳动0.04 ~械密 封中起着补偿密封环磨损卸载和G值降低卸载双重作用,设0.06mm;表面粗糙度不低于0.8,轴或套外径尺寸公差为h7;密封计中 正确确定弹簧比压是保证密封性能和使用寿命的重要- -环。轴套端部必须做倒角并修光滑。四、结束语.(2)密封压盖。密封压盖应有足够的厚度,防止在液体压力作改造后的密封结构,密封可靠,泵在运转中基本不漏,调节维用下产生变形;密封压盖固定螺栓不少于3个;与静环密封圈接触护方便。 提高了密封性能,延长了运行周期,节省了检修费用。经部位的表面粗糙度不低1.6, 其接触面对轴中心线跳动允差+0.过 上述改造之后的污水泵运行良好,延长了设备的连续运行时间。04mm;安装静环密封圈的端部必须做倒角并修光滑。(3)转子。瞬时轴向窜动量不超过0.15mn;轴向游动量不参考文献:超过+0. 1mm轴振动最不超过+0. 05mm。[1]郝木明,顾永泉.密封填料的粘弹特性及其对密封性能的(4)密封腔。密封腔与密封压盖配合的止口跳动允差为0.04 ~0.影响[J].化工机械,1995, 22(5):277 - 282.08mm;密封腔与密封压盖配合的端面跳动允差为0.06 -0.08mn。[2]赵丹峰.污水泵用软填料密封改造[J].化工机械, 2008,三、机械密封结构改造35(4) :244 -245.将图2中C处密封面是机械密封最容易发生泄露处，而锥面[3]田应雄,徐德东.关于液下污水泵轴封结构的改造[J].通机械密封特别适合于含有固体悬浊物的泵送设备，因此将C处改用机械, 2008.73 -74.为锥面密封,如图4所示。静环材料为填允聚四氟乙烯,动环材料[4]宋树波,邵泽波,王军,等.污水泵机械密封的改造[J].化为不锈钢，锥面喷涂碳化钨。其主要特点为:工机械,2005 ,32(5):113-115.1.锥面机械密封的动环为一锥环 ,其半锥角为a;静环的内径[5]李继和,蔡纪宁.机械密封技术[M].北京:化学工业出版社.(上接第134页)才能实现灌区的水土资源甲衡,确保漱区设施面因此,灌 区实施节水灌溉是骨干工程与田间工程协调发挥作用的积都得到潍溉,提高粮食单产,确保粮食安全,促进产业结构调整，必然要求提高农业综合生产能力、增加农民收入、促进农村稳定,为社会主中国煤化工义新农村建设提供物质条件。[HC N M H G矢源严重短缺,供需矛盾日4.节水谶溉也是骨干工程续建配套节水改造实施后的必然要益突出，节小罹减分 什必行。另一刀面,雅区灌溉的实践证明,只要水求。骨干工程改造后,输水安全、输水能力都提高了。这些能力，的问题解决了 ,作物就增产,产业结构调整也就会成为群众的自发行只有通过末级渠系输水至间,才能实实在在的转化为生产力。为。 群众经济富裕了,灌区才能真正走上良性发展的轨道。137《侧