一浸桶机械密封改型

摘 要：目前，粘胶短纤维市场供货需求量大，各化纤厂都在开足马力，全力生产，抢占市场。一浸桶作为浸渍工序最重要的设备，其是否稳定运行直接关乎粘胶生产的产量。本人通过在TS化纤厂多年工作和使用经验，发现机械密封泄露成为一浸桶停车修理的主要因素。原有一浸桶机械密封采用分体式双端面机械密封，动环和静环分开组装，泄漏率高。本文旨在通过将一浸桶机械密封改型升级，由分体式改造成整体式，降低泄漏率，减少停车修理时间。

关键词：双端面机械密封；一浸桶；泄露；集装式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.227

1 当前状况分析

目前，粘胶短纤维市场竞争激烈，大能力生产线建设，不仅带来产量的增加，更能带来成本优势，对企业而言，谁能保证稳产高产，谁就抢占了市场机遇。浸渍工序是粘胶生产中一个非常重要的环节，一浸桶作为浸渍工序最重要的设备，其是否稳定运行直接关乎粘胶生产的产量。通过在TS化纤厂多年工作和使用经验，发现机械密封泄露成为一浸桶停车修理的主要因素。

2 分体式一浸桶机械密封

目前，公司一浸桶采用下搅拌形式，在机体上设有动环座和静环座。机械密封类型为双端面机械密封，其工作原理是靠垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而防止流体泄露的装置[1]。

2.1 安装步骤

原有机械密封的动环和静环为分体式，在安装时需要进行组装。转动轴穿过动环座和静环座中心空洞，动环安装时，需要将动环从轴端套入，逐渐向下移动至动环座处，在移动过程中需要注意动环内壁O型圈要始终贴合在凹槽内，防止挤压刮蹭。此过程中无需进行过多调节只需要将动环法兰与动环座用螺栓进行紧固即可，之后在动环法兰上部有垂直于轴线方向的顶丝，将顶丝紧固，使动环内部转动套与轴不产生相对转动。在机体下部的静环座，为一阶梯形状的法兰盘，在法兰盘下部有两根凸起的细杆，起到定位作用，静环安装时，静环下部有凹槽，与静环座凸起细杆配合，起到定位作用，防止径向转动。静环密封面下部有O型圈，安装时，O型圈与静环座阶梯状台阶处进行密封，防止机械密封密封水泄露。

2.2 静环安装问题

（1）作业空间狭小，不便于安装。静环本身体积小，重量轻，受安装空间限制，需要制作小挂钩，勾住静环下部凹槽，将位置对正。（2）密封面易受损。将位置对正后，需要用材质较软的垫子，用力按压安装。垫子太厚，静环无法受力，不能安装到位；垫子太薄，按压时，上部硬物易接触到密封面，造成密封面磕碰，出现微观表面不平整，不能起到密封作用；（3）O型圈易损坏。将静环向下按压过程中，密封面下部O型圈，极易挤压，造成O型圈变性，造成密封水泄露；（4）静环水平位置有倾斜。当O型圈与静环座嵌入式安装后，因静环本身重量较轻，O型圈橡胶的弹性压缩量导致静环会有轻微顶起，造成密封面不平整，易造成泄露。

2.3 动静环组装问题

（1）动环补偿机构弹簧压缩量需调节，需要达到很高的尺寸精度，才能保证动静环结合时，留有合适的压缩余量，人为调节，易出现弹簧受力不均现象，造成圆周弹簧受力不均。（2）因静环在安装时，O型圈橡胶弹性余量的原因，静环水平稍有倾斜，需要靠动环安装下按时，彻底将静环下压到位。此过程中动环补偿机构受力大，安装时极易发生损坏，造成弹簧损坏。因机械密封动静环组装时，不可观测到密封面处情况。安装完成后需要打开密封水，进行试漏。鉴于以上种种原因，组装时很难达到装配要求，泄露现象明显，需要多次拆装调试才能满足要求。

3 一浸桶機械密封改型

鉴于分体式双端面机械密封种种弊端，为此，决定将原有机械密封改成集装式。集装式机械密封是把动环、静环、弹簧、辅助密封圈、轴套、压盖静密封垫圈等7个主要零件组合成一起的一个集合体，也可称集装式机封（Cartridge Seal），有时也称卡式密封[2]。通过对现场设备进行测量，确定机械密封整体高度，进而确定补偿机构弹簧压缩量。此改造旨在将原有分体式动环和静环进行整体固定，外部包有固定壳体。安装时，只需将此集装式机械密封从轴端套在轴上，下部用O型圈与静环座进行进行密封。改造完成后，避免了动静环安装时出现的种种问题。安装成功率几乎达到100%，泄漏率为零。

4 改造前后对比

通过统计近几年生产情况，就因机械密封改型前后故障次数进行数据总结。发现改造完成后，集装式机械密封不论是从停车处理次数，还是更换次数上，都优于分体式机械密封，故障率更低，使用寿命更长。此改造减少了人为组装点，装配精度更高。同时，我又对每次更换机械密封时间进行了统计，发现改造完成后，集装式机械密封比分体式机械密封安装方便快捷。因为集装式机械密封密封点少，安装更方便，且安装后基本不用调试，减少了反复拆装时间。

5 取得的经济效益

改造完成后，每条线年平均减少停车时间28.4小时，每小时投料5.62吨，每吨可产生效益200元，三条生产线可多投料产生效益28.4*5.62*200*3=95764.8元；改造前每条线平均更换机械密封1.2个，改造后每条线平均更换机械密封0.3个，每套机械密封12800元，三条线年节约备件费用（1.2-0.3）*3*12800=34560元；共计节省费用95764.8+34560=130324.8元。

6 巩固措施

（1）目前，公司共计拥有原液车间生产线12条，目前只在3条生产线上使用，其余生产线深入推广；（2）试验数据，材料整理存档，对以后生产提供理论依据。（3）加强员工培训，使之对集装式机械密封原理及安装要求有进一步的了解，拆装熟练。

7 结论

我公司通过对三条线一浸桶机械密封形式进行改造实验，摸索数据，总结经验，改造完成后，集装式机械密封不论是从停车故障次数还是检修更换时间上均优于分体式机械密封，减少了设备故障率，提高了设备安装效率，降低了生产成本。为后续9条生产线的推广提供了数据基础。

参考文献：

[1]赵辉.浅谈双端面机械密封[J].中国设备工程，2016（01）：74-76.

[2]胡国桢，张军，王明.第三代集装式机械密封[J].液压气动与密封，2006（01）：45-46.

作者简介：张向忠（1977-），唐山人，本科，助理工程师，唐山三友集团远达纤维有限公司制胶二车间设备主任， 研究方向：粘胶设备管理与控制。