DIP生产线条缝筛填料密封的改造

林兆武

（福建省南纸股份有限公司，福建 南平 353000）

DIP生产线条缝筛填料密封的改造

林兆武

（福建省南纸股份有限公司，福建 南平 353000）

描述了DIP生产线MSS10/10 MultiScreen条缝筛填料密封的工作原理和存在问题，并提出改造方案。改造方案为，填料密封改造成金属波纹管机械密封。改造后，经长期运行，效果显著，其运行稳定、泄漏量减少、使用寿命延长、能耗降低、停机时间减少、抗振性增加。

条缝筛 填料 密封 润滑 泄漏

0 前 言

Voith公司生产的MSS10/10 MultiScreen条缝筛，是DIP生产线最常用的密闭的压力筛选设备，用于去除纸浆悬浮液中的杂质，如塑料颗粒、胶片、纤维束等。其工作原理是：纸浆悬浮液沿切线方向送到筛子入口，良浆通过筛篮离开，进入后筛选系统予以回收，留在筛中的杂质受离心力及重力作用流到底部收集室连续排出。筛中转子的作用是产生压力脉冲，使部分良浆返回筛篮冲刷筛孔，保持筛孔畅通。

该设备轴向密封采用填料密封。在我国古代的提水机械中，就是用填塞棉纱的方法堵住泄漏，世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式。在19世纪，石油和天然气开采技术的开发，使得填料密封的材料得到更多的发展。到了20世纪，填料密封因其结构比较简单、价格便宜、来源广泛，而获得青睐。

填料密封工作原理是将填料装入填料腔内，通过压盖螺丝对填料作轴向均匀压缩，使得轴与填料有相对上下运动，由于填料材料的可塑性，使得填料产生径向力，并与轴均匀紧密接触、同时，填料中所含的润滑物质被挤出，在填料与轴之间形成润滑膜。由于接触状态不是特别均匀，接触部位便出现“边界润滑”状态，而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的润滑膜，接触部分与未接触部分形成一道不规则的迷宫，阻止流体物质泄漏。

保持良好的润滑和适当的压紧非常重要。如果由于润滑不良，或压得过紧螺丝上的不均匀过松都会使润滑膜中断，造成填料与轴之间形成干摩擦，发热后导致烧轴和填料严重磨损，因此需要在一段时间对填料的压紧程度进行检查和调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间数量减少或流失之后，再调整出一些润滑剂，同时还能补偿填料因磨损所造成的压紧力松弛。显然，这样经常用螺丝调整填料松紧，最终将导致润滑剂枯竭，所以还需要定期更换填料。此外，为了保持润滑膜和减少摩擦产生发热，需要调整填料与轴之间的压紧力使之有少量泄漏。

1 条缝筛填料密封存在问题

条缝筛浆机在填料密封上存在着填料的选择、设计和管理的合理性将会造成细筛使用过程的许多问题。

（1）填料密封的压紧程度需要经常调整，使得含有润滑剂的填料中能够挤出一些润滑剂。细筛是个大型设备，每次停机时间有限，而填料密封所占的体积和重量很大，还要拆除一些配件、转子和筛篮等，维修起来比较麻烦，耗时多。

（2）填料是易损件，运行一段时间后就需要更新。一段时间运行磨损后，不及时更换，会造成泄漏，杂质和水进入造成轴承损坏。

（3）填料密封安装要求较高，若安装不正确，易造成泄漏。

（4）填料密封不耐磨，与轴的接触摩擦面较大，且对轴的压力也很大，因而易发热及磨损。密封最大的工作压力达0．6 MPa，所以必须将螺钉拧得更紧，见图1，这样使填料密封轴保护套的压紧力更大，才能保证高压密封不漏。但这样容易造成轴保护套因磨损而渗漏。

（5）由于填料密封摩擦发热，所以需要用密封水来冷却和润滑。密封水在使用过程中容易发生堵塞造成设备报警或停机。往往生产使用单位为了不影响生产，采用解锁运行，填料密封烧坏现象时有发生。

图1 改造前填料密封示意图

2 条缝筛填料密封的改造方案

2.1 在保证传动轴尺寸不变的情况下进行改造

由于机械密封型号规格有标准尺寸，为此对保护套外径尺寸大小做了改动以适合机械密封的标准型号。

2.2 选择机械密封类型

根据该条缝筛的特点和结构，我们选定单端面金属波纹管机械密封，见图2。该机械密封特点：主要由动环和静环组成，动环和静环是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命。密封环有足够的强度和刚度，有良好的耐热冲击能力和较小的摩擦因数，有良好的自润滑性且结构简单等优点。

图2 改造后机械密封示意图

2.3 制作压盖部件

利用填料箱压盖部件的螺丝孔尺寸（改造前图），加工制作一个压盖部件（改造后图）固定在筛体的轴承传动装置上。作为机械密封静环部件（改造后图）的定位支撑座。

2.4 安装金属波纹管机械密封

金属波纹管机械密封的安装要求较高，必须十分注意避免安装中所产生的安装偏差。

（1）螺丝应调整均匀，防止压盖端面偏斜，使用塞尺进行检查，其允许误差范围在0．05 mm以内。

（2）使用塞尺检查压盖与轴或轴套之间的配合间隙，其允许误差范围在0．02 mm以内。

（3）使用游标卡高度尺对弹簧压缩量进行测量，不允许有过大或过小现象，其允许误差范围在2．00～2．10 mm内。太大会增加两端面的比压，造成端面快速磨损；太小会造成两端面比压不足而起不到密封作用。

2.5 安装时技术要求

为了保证机械密封稳定运行、长寿命和低泄漏性能，正确的安装机械密封是十分重要的。机械密封属于较精密的机械设备部件，对其正确的安装与操作对它的使用寿命都有较大的影响。在安装机械密封的轴或轴套与机械密封配合部分有如下技术要求：

（1）主体设备轴或轴套弯曲度最大应小于0．05 mm。

（2）主体设备转子摆动中动环密封圈与轴套间隙应小于0．06 mm。

（3）主体设备轴装配后的轴向窜动量应小于±0．5 mm，主轴与轴套之间不允许松动。

（4）主体设备中压盖与密封配合止口对主轴中心线的同心度允许误差在0．05 mm。

3 改造后效果

（1）在长期运行中，金属波纹管机械密封运行状态很稳定，基本上没有泄漏，按使用过程中粗略统计，金属波纹管机械密封泄漏量仅为原来填料密封的2/100。

（2）金属波纹管机械密封在现有环境条件下使用寿命能达半年到一年，保证了生产稳定运行。

（3）金属波纹管机械密封的摩擦消耗功率小仅为原来软填料密封的15%～55%，从而降低了生产电耗。

（4）主体设备主轴或轴套基本不存在磨损，无需更换。原来轴套半年磨损一个，且更换轴套难度大，增加了停机时间。

（5）从运行过程统计，维修周期在一年到一年半。金属波纹管机械密封端面少量磨损后，可有波纹弹簧来自动补偿，故不需要经常维修。

（6）金属波纹管机械密封对于设备振动较大的有良好的抗振性，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不会产生影响。