雙壓區濃縮機密封裝置的優化設計

趙 黎 ，殷鏡波 ，宋鳳敏 ，呂慶龍 ，宋 磊， 石寶傳

(1.山東水利職業學院，山東 日照 276800； 2.泗水縣職業中等專業學校，山東 濟寧 273299； 3.日照市工業學校，山東 日照 276800)

1 雙壓區濃縮機及工作原理

雙壓區濃縮機主要用于廢紙脫墨漿處理系統中對漿料的洗滌和濃縮，其結構示意圖如圖1所示。

1-主動輥 ；2-流漿箱；3-濾網；4-螺旋輸送機；5-噴水管；6-刮刀；7-從動輥；8-機罩；9-白水盤

雙壓區濃縮機由一張以915 m/min的高速度繞主、從動輥(主、從動輥轉速為350 r/min)運行的濾網以及流漿箱、螺旋輸送機等組成。0.8%～1.5%的低濃度漿料從流漿箱通過噴嘴噴射在濾網和主動輥之間的壓區中，通過濾網和主動輥之間的第一次擠壓作用大量脫水而濃縮成紙條狀，這些條狀漿條保持在濾網上，通過濾網與從動輥之間的第二次擠壓作用進一步脫水后脫離網面，落至輥面上而被刮刀刮下卸料。該機排出的漿料濃度為10%～15%，排出的漿料通過螺旋輸送機運走，脫除的含有油墨粒子和填料的白水從白水盤底部排出。

2 雙壓區濃縮機存在的問題

雙壓區濃縮機在使用中漏油問題嚴重，導致軸承磨損、篩網損壞、出漿濃度不穩定、生產效率降低、停機率高、維修成本增加，嚴重影響了企業的生產，給企業造成很大的經濟損失。

3 原因分析

雙壓區濃縮機的研制主要是借鑒了國外技術，對于軸承密封裝置也是參考國外技術設計而成。由于國內密封件質量和軸的材料及加工質量與國外有一定差距，因此國內研發出來的雙壓區濃縮機漏油嚴重，通過研究分析，產生漏油的主要原因是：雙壓區濃縮機的主、從動輥以350 r/min轉速高速旋轉，主動輥(如圖2所示)兩端由軸承座支撐，軸承座內軸承的密封選用接觸式密封(毛氈圈密封，如圖3所示)，使得密封元件與軸之間形成滑動摩擦，與密封元件接觸的軸表面如不進行淬火處理和磨削加工，接觸表面粗糙度大，不光滑，則加速軸與密封元件之間的磨損，磨損間隙逐漸增大，產生漏油現象。

1-帶輪；2-軸承座；3-主動輥；4-主軸；5-軸承座

4 解決措施

針對上述情況，目前唯一的解決方法就是更換毛氈圈，但這樣拆裝困難，費時費力，停機率高，待機時間長，造成整條生產線停機，嚴重影響企業生產。為了從根本上解決問題，必須改進現有密封的設計方式。

從密封件選用原理上分析，接觸式密封是靠密封元件與結合面的壓緊產生接觸摩擦而起密封作用。由于密封元件與軸直接接觸，工作時產生摩擦、磨損并溫度升高，因此接觸式密封適用于中、低速運轉條件下軸端的密封，不適用于高速。

非接觸式密封是密封元件不與軸直接接觸，留有間隙，因此對軸的磨損很小，適用于高速運轉軸的密封。由于雙壓區濃縮機的主、從動輥高速旋轉，因此軸承所用密封元件不應采用接觸式密封，而應選用非接觸式密封。

1，2-毛氈圈

4.1 組合密封結構設計

對圖3毛氈圈密封結構形式進行改進優化設計，將接觸式密封改成毛氈與迷宮式密封組合的結構形式，如圖4所示。迷宮圈1和6與軸連接，并隨軸一塊旋轉；迷宮壓蓋2和5與軸承座殼體連接，迷宮圈與迷宮壓蓋接觸處形成迷宮間隙，對被密封介質產生節流效應而起到密封作用；毛氈圈3和4與迷宮密封組合，起到雙重密封作用，提高了整體密封效果。

在組裝迷宮圈與迷宮壓蓋時，保證其之間留有2 mm間隙，并在間隙中填充密封潤滑脂，其防塵、防漏油效果更好，密封可靠，無摩擦損失，使得密封元件和軸承使用壽命增加。

4.2 改進迷宮圈的加工工藝

毛氈圈與迷宮圈直接接觸，形成滑動摩擦，對迷宮圈和毛氈圈都有磨損。為了減少接觸件的磨損，將迷宮圈與毛氈圈接觸的圓柱表面半精加工以后進行淬火處理，然后進行磨削精加工，降低其表面粗糙度，減少毛氈圈與其接觸面之間的磨損，提高密封裝置壽命。

5 應用效果

將雙壓區濃縮機密封裝置改進優化設計后，漏油

問題得到有效解決，軸承磨損減小，軸的振動減小，濾網壽命增加，出漿濃度穩定，提高了紙張的質量和白度，提取的廢液濃度高，出漿濃度高，用水量大大減少，生產效率明顯提高。同時停機率減少，維修成本降低，為企業帶來了很好的經濟效益和社會效益，得到了企業的高度評價。

1，6-迷宮圈；2,5-迷宮壓蓋；3,4-毛氈圈