DIP生產線條縫篩填料密封的改造

林兆武

（福建省南紙股份有限公司，福建 南平 353000）

DIP生產線條縫篩填料密封的改造

林兆武

（福建省南紙股份有限公司，福建 南平 353000）

描述了DIP生產線MSS10/10 MultiScreen條縫篩填料密封的工作原理和存在問題，并提出改造方案。改造方案為，填料密封改造成金屬波紋管機械密封。改造后，經長期運行，效果顯著，其運行穩定、泄漏量減少、使用壽命延長、能耗降低、停機時間減少、抗振性增加。

條縫篩 填料 密封 潤滑 泄漏

0 前 言

Voith公司生產的MSS10/10 MultiScreen條縫篩，是DIP生產線最常用的密閉的壓力篩選設備，用于去除紙漿懸浮液中的雜質，如塑料顆粒、膠片、纖維束等。其工作原理是：紙漿懸浮液沿切線方向送到篩子入口，良漿通過篩籃離開，進入后篩選系統予以回收，留在篩中的雜質受離心力及重力作用流到底部收集室連續排出。篩中轉子的作用是產生壓力脈沖，使部分良漿返回篩籃沖刷篩孔，保持篩孔暢通。

該設備軸向密封采用填料密封。在我國古代的提水機械中，就是用填塞棉紗的方法堵住泄漏，世界上最早出現的蒸汽機也是采用這種密封形式。在19世紀，石油和天然氣開采技術的開發，使得填料密封的材料得到更多的發展。到了20世紀，填料密封因其結構比較簡單、價格便宜、來源廣泛，而獲得青睞。

填料密封工作原理是將填料裝入填料腔內，通過壓蓋螺絲對填料作軸向均勻壓縮，使得軸與填料有相對上下運動，由于填料材料的可塑性，使得填料產生徑向力，并與軸均勻緊密接觸、同時，填料中所含的潤滑物質被擠出，在填料與軸之間形成潤滑膜。由于接觸狀態不是特別均勻，接觸部位便出現“邊界潤滑”狀態，而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的潤滑膜，接觸部分與未接觸部分形成一道不規則的迷宮，阻止流體物質泄漏。

保持良好的潤滑和適當的壓緊非常重要。如果由于潤滑不良，或壓得過緊螺絲上的不均勻過松都會使潤滑膜中斷，造成填料與軸之間形成干摩擦，發熱后導致燒軸和填料嚴重磨損，因此需要在一段時間對填料的壓緊程度進行檢查和調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間數量減少或流失之后，再調整出一些潤滑劑，同時還能補償填料因磨損所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經常用螺絲調整填料松緊，最終將導致潤滑劑枯竭，所以還需要定期更換填料。此外，為了保持潤滑膜和減少摩擦產生發熱，需要調整填料與軸之間的壓緊力使之有少量泄漏。

1 條縫篩填料密封存在問題

條縫篩漿機在填料密封上存在著填料的選擇、設計和管理的合理性將會造成細篩使用過程的許多問題。

（1）填料密封的壓緊程度需要經常調整，使得含有潤滑劑的填料中能夠擠出一些潤滑劑。細篩是個大型設備，每次停機時間有限，而填料密封所占的體積和重量很大，還要拆除一些配件、轉子和篩籃等，維修起來比較麻煩，耗時多。

（2）填料是易損件，運行一段時間后就需要更新。一段時間運行磨損后，不及時更換，會造成泄漏，雜質和水進入造成軸承損壞。

（3）填料密封安裝要求較高，若安裝不正確，易造成泄漏。

（4）填料密封不耐磨，與軸的接觸摩擦面較大，且對軸的壓力也很大，因而易發熱及磨損。密封最大的工作壓力達0．6 MPa，所以必須將螺釘擰得更緊，見圖1，這樣使填料密封軸保護套的壓緊力更大，才能保證高壓密封不漏。但這樣容易造成軸保護套因磨損而滲漏。

（5）由于填料密封摩擦發熱，所以需要用密封水來冷卻和潤滑。密封水在使用過程中容易發生堵塞造成設備報警或停機。往往生產使用單位為了不影響生產，采用解鎖運行，填料密封燒壞現象時有發生。

圖1 改造前填料密封示意圖

2 條縫篩填料密封的改造方案

2.1 在保證傳動軸尺寸不變的情況下進行改造

由于機械密封型號規格有標準尺寸，為此對保護套外徑尺寸大小做了改動以適合機械密封的標準型號。

2.2 選擇機械密封類型

根據該條縫篩的特點和結構，我們選定單端面金屬波紋管機械密封，見圖2。該機械密封特點：主要由動環和靜環組成，動環和靜環是構成機械密封最主要的元件。密封環在很大程度上決定了機械密封的使用性能和壽命。密封環有足夠的強度和剛度，有良好的耐熱沖擊能力和較小的摩擦因數，有良好的自潤滑性且結構簡單等優點。

圖2 改造后機械密封示意圖

2.3 制作壓蓋部件

利用填料箱壓蓋部件的螺絲孔尺寸（改造前圖），加工制作一個壓蓋部件（改造后圖）固定在篩體的軸承傳動裝置上。作為機械密封靜環部件（改造后圖）的定位支撐座。

2.4 安裝金屬波紋管機械密封

金屬波紋管機械密封的安裝要求較高，必須十分注意避免安裝中所產生的安裝偏差。

（1）螺絲應調整均勻，防止壓蓋端面偏斜，使用塞尺進行檢查，其允許誤差范圍在0．05 mm以內。

（2）使用塞尺檢查壓蓋與軸或軸套之間的配合間隙，其允許誤差范圍在0．02 mm以內。

（3）使用游標卡高度尺對彈簧壓縮量進行測量，不允許有過大或過小現象，其允許誤差范圍在2．00～2．10 mm內。太大會增加兩端面的比壓，造成端面快速磨損；太小會造成兩端面比壓不足而起不到密封作用。

2.5 安裝時技術要求

為了保證機械密封穩定運行、長壽命和低泄漏性能，正確的安裝機械密封是十分重要的。機械密封屬于較精密的機械設備部件，對其正確的安裝與操作對它的使用壽命都有較大的影響。在安裝機械密封的軸或軸套與機械密封配合部分有如下技術要求：

（1）主體設備軸或軸套彎曲度最大應小于0．05 mm。

（2）主體設備轉子擺動中動環密封圈與軸套間隙應小于0．06 mm。

（3）主體設備軸裝配后的軸向竄動量應小于±0．5 mm，主軸與軸套之間不允許松動。

（4）主體設備中壓蓋與密封配合止口對主軸中心線的同心度允許誤差在0．05 mm。

3 改造后效果

（1）在長期運行中，金屬波紋管機械密封運行狀態很穩定，基本上沒有泄漏，按使用過程中粗略統計，金屬波紋管機械密封泄漏量僅為原來填料密封的2/100。

（2）金屬波紋管機械密封在現有環境條件下使用壽命能達半年到一年，保證了生產穩定運行。

（3）金屬波紋管機械密封的摩擦消耗功率小僅為原來軟填料密封的15%～55%，從而降低了生產電耗。

（4）主體設備主軸或軸套基本不存在磨損，無需更換。原來軸套半年磨損一個，且更換軸套難度大，增加了停機時間。

（5）從運行過程統計，維修周期在一年到一年半。金屬波紋管機械密封端面少量磨損后，可有波紋彈簧來自動補償，故不需要經常維修。

（6）金屬波紋管機械密封對于設備振動較大的有良好的抗振性，對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不會產生影響。