啤岭机电设备(上海)有限公司

耙式干燥机填料密封实用性改进

2018-09-25

刘性田
(先尼科化工(泰兴)有限公司)
  摘 要:我公司真空耙式干燥机轴用芳纶填料密封结构为传统型,在使用中通过压紧填料压盖达到稳定所需真空值和良好的密封效果,但是这会逐渐增加轴与填料的相对磨损,造成填料寿命缩短,频繁更换填料维修成本增加。本文就我公司耙式干燥机填料密封结构改进(图1),保持较高真空度同时延长填料使用寿命。
  关键词:耙式干燥机;填料密封;真空度;改进
  一、引言
  本实用性改进针对本公司烘干颜料(粉体)设备既真空耙式干燥机(6m3转速9~10r/min,真空度≥50kpa,筒体内温180℃,真空泵提供负压-90kpa)出现转动轴密封组件泄露,填料非正常磨损,一年单台设备平均维修3~4次,每次材料费用5000元,严重制约生产运行时间。现已改进优化的密封结构设计做如下简要说明,以及经过论证后所达到我们所预期的效果参数。
  二、耙式干燥机真空度低故障分析
  1、本设备在设备运行时不但要求堵物料不外漏,同时要求筒体内负压不低于-30kpa。真空度低于-30kpa被认为设备不具备或勉强具备使用条件。
  2、芳纶填料在本实用性改进中依据选型手册,且经论证及实验分析,它Z符合此高温工况。
  3、填料密封真空度低的可能原因和处理方法有以下几个方面:
  4、综上所诉,在处理方法方面上只能短时间解决问题,不能增加填料使用周期,在故障原因中分析密封结构的缺陷进行有效改进并经过实地试验论证它的有效性。
  三、填料密封结构具体改进方案
  1、设计加长填料函深度,目的是增加装填盘根数,达到更好的密封效果。填料函深度由原来145mm,延长至200mm,原填料规格25*25改为20*20,这样填料装填由原来的5根,经改进后可装填10根,装填后的填料尺寸形状为正方形,未压紧,待人工操作后进入工作状态。根据使用经验,添加填料圈数越多,风阻大,密封压力也随之提高,泄漏量将大大减少。这也是解决设计加工初期弊端因素之一。
  2、设计镀铬轴套(图2-A)外端设计沉头螺栓固定在旋转轴上。经计算安装轴套不影响轴的机械强度,轴套与轴静密封过盈配合,且在轴套内设计凹槽装配耐高温O型圈。这样填料对轴的磨损,可以通过更换轴套,来达到不能仅靠更换填料来解决密封效果差的可控性;轴套外圆表面镀铬0.05mm,硬度HV800~1000,轴套磨损程度进一步降低。
  3、设计内挡圈(图2-B)带凹槽装配耐高温FPM-40℃~+280℃骨架油封与填料箱整体加工.设计它的作用有三点:一是凹槽设计可拦截大的芳纶碎屑;二是把补多加的润滑油拦截在填料室内浸渍工作状态下的填料;三是也可起到密封作用。
  4、设计填料补油套(图2-C)润滑油通过负压作用进入到填料内部及与轴摩擦面之间,补油套上方安装储油罐。未改进前盘根干硬磨损,尽管浸渍过定量四氟乳液,使用过程中,四氟乳液被不断挤压到轴表面润滑以减少摩擦。在无外部供给润滑介质后,填料磨损剧烈,导致轴不同程度磨损。具体设计是夹套表面钻孔φ3.2,环向截面孔数32个,共8个环面,每个环面间距15mm,开孔面积取中间位置既有效浸渍填料,又不会因为填料压盖压入过多,导致润滑油从压盖静密封圈处外流。
  5、填料压盖(图2-D)前端外圆设计2道O型密封圈。作用一是密封润滑油,同时在结构上减少了一处泄漏静密封点。
  6、填料箱设计外冷却夹套(图2-E)。对填料及骨架油封冷却,尽量降低密封系统内的工况温度,防止骨架油封过早老化损坏。
  四、填料密封改进前后效果分析
  工况:筒体内温度180℃、真空泵真空-90kpa、设备转数10r/min
  要求:干燥机内真空≥30kpa
表1

表2
  注:因真空度的变化对物料质量有非常重要的影响,物料产品多样化要求较高的真空度,并且要求真空度具有稳定性波动范围不能超过10kpa,所以不能仅靠人工紧压盖来维持真空。
  五、密封结构改进后的可操作性
  1、填料压盖压入深度达40mm后,每道填料经压缩后变为20*25即认为盘根失效,应计划更换填料,检查轴套、油封等工作。
  2、骨架油封初始装入时添加润滑脂,保证前期的油润滑,防止油封过早磨损,后期对填料补加的润滑油会有少量流到油封唇面,进行持续润滑。
  3、每次补加润滑油定量,加满所设计油杯容积即可,加装透气帽,利用负压把润滑油吸入。
  4、每次更换新填料后,机内不低于50kpa正压试漏,检查投料口垫片、封头垫片、手孔垫片和放料阀的气密性。
  5、紧填料操作人员必须经过培训合格后上岗,严格执行干燥机使用操作规范。
  参考文献
  [1]赵兴艳,杜兆年.一种新型软填料密封结构的研究[J].流体机械,1996,24(2):3-7
  [2]黄卿.软填料密封常用材料及其选择[J].机械研究与应用,2004.17(1)
  [3]吕瑞典.化工设备密封技术[M].石油工业出版社,2006
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