【摘 要】綜述了填料密封的應用，對20sh—9A離心泵填料密封形式與存在的問題進行了分析，在密封材質、結構形式等方面進行了改進，系統介紹了改進過程及使用效果。

　　【關鍵詞】離心泵 軟填料密封 填料 泄漏

　　一、前言

　　當前，軟填料密封在離心泵中使用比較廣泛，是一種壓緊式填料密封，所用密封填料俗稱盤根。密封原理是利用壓縮填料來填塞運動體間隙的動密封裝置。雖然這是一種傳統的密封形式，但由于其結構簡單，價格低廉，使用方便，所以在低轉速泵上仍較為普遍應用。

　　軟填料密封通常用作旋轉或往復式運動元件于軸封箱之間環形空間的密封。其適用范圍較廣，介質壓力-1.3～35MPa;工作溫度-50～600℃;密封面線速度達20m/s。中石油遼陽石化分公司應用的20sh—9A離心泵應用的是一種典型的軟填料密封。軟填料依靠填料壓蓋軸向壓緊，產生徑向變形來填塞間隙面密封。軟填料變形時依靠合適地徑向貼緊轉軸和填料箱內壁表面，保證可靠的密封。

　　二、原密封存在的問題及其原因

　　1.存在的問題

　　20sh—9A離心泵的密封形式，是一種標準的軟填料密封，如圖1所示，其填料為油浸石棉。

　1.泵軸 2.螺母 3.填料壓蓋 4.泵殼 5.油浸石棉填料 6.水封環 7.填料套 8.軸套

　　為使軸向和徑向力分布均勻，采用中間水封環將密封分為兩段，為了防止填料被擠出采用具有一定間隙的填料套。軟填料在工作中的耗損如圖2所示。

　　1)新裝填料(見圖2a)，填料中充滿了浸漬的油脂和石墨，質地柔軟，保證有一定的彈性來達到密封。

　　2)在工作過程中，軸封箱因膨脹、軸套因磨損而變細，填料既要壓緊，又要保持彈性接觸，就需要補緊。壓蓋壓緊時將浸漬劑擠出來，填料就有了一定的損耗(見圖2b)。

　　3)填料被壓實變扁發硬(見圖2c)，會使軸套磨損加劇，由于填料失去彈性，軸套磨損，造成離心泵軸封跑水，是該水泵常見的故障。

　　據實際觀察，一套新裝的密封，平均使用壽命為5個月。密封不好造成設備跑、冒、滴、漏，嚴重時造成失壓，給設備管理帶來很多不便，造成資源浪費。

　　2.泄漏的原因

　　原密封所用的油浸石棉填料，是一種應用廣泛的軟填料，其有很多優點：如經濟、安裝方便、尺寸精度要求不高等。但在使用中，也有很多嚴重的缺陷。

　　(1)熱膨脹系數大本身體積膨脹，會增加對軸套的徑向壓力，導致摩擦力增大，容易發熱，同時加劇軸套磨損。

　　(2)自潤滑性差其潤滑主要依靠浸漬的油脂和石墨。在壓蓋壓緊力和摩擦產生膨脹力的作用下，浸漬的油脂和石墨會被擠出來，造成石棉和軸套的對磨，互相的磨損都比較嚴重。

　　(3)質地柔軟，彈性差當通過壓蓋壓緊時，相鄰兩圈填料的界面會產生不規整的扭曲、偏斜變形，時間一長，填料被壓實發硬，產生永久變形，造成更大的泄漏。

　　三、填料密封的改進

　　為徹底解決密封部位泄漏嚴重的問題，必須對密封部位和填料進行調整和改進。

　　1.選擇填料

　　對各種填料進行對比分析， 選用膨脹石墨填料——又稱柔性石墨填料。之所以選用膨脹石墨，是因為其與石棉填料相比有諸多優點。

　　1)具有良好的彈性和柔韌性。在使用中不會因為溫度、壓力的變化或振動等因素而引起泄漏。

　　2)耐溫性能好。低溫可用于-200℃;高溫在氧化介質中可用到400℃，在非氧化介質中可應用到1 600℃，并能保持良好的密封性。

　　3)耐化學腐蝕性好。

　　4)對氣體和液體都具有優良的不滲透性。

　　5)摩擦因數低，自潤滑性能良好。

　　6)熱傳導有明顯的各向異性。

　　7)使用壽命長。

　　膨脹石墨有諸多優于石棉的特點，但在使用中應注意，壓蓋端面必須平整且不帶斜口。因此，應將原填料壓蓋(見圖3a)端面車削成平口(見圖3b)。

　　2.密封形式的選擇

　　膨脹石墨的制作是用壓力機加載20～50MPa的壓力下成形，其隨成形比壓的增大，密度相應增高。因此，所應用的石墨填料，在不同的負載作用下，密度也不同。但在同一負載作用下，其最終的密度是相同的。所以，不能單一使用膨脹石墨做密封填料，應與其他與之密度不同的填料相搭配，可保證多種負載下的密封效果。選用了膨脹石墨與石棉填料搭配作為新的密封形式，石棉可削減因載荷增加而引起的膨脹石墨所承受的增大負荷，在理論上可滿足密封要求。

　　為了解決填料界面間的不規則變形問題， 可在兩界面間放入可防止其相互侵入的隔離支撐片(φ 150mm×φ 110mm×0.5mm)。這里選用了0.5mm的純銅片作為支撐隔離片。因為純銅具備質地較軟，自潤滑性能好，導熱性能好等優點。

　　改進后(見圖4)，將水封環外部三圈石棉填料更換為六圈膨脹石墨環，每相鄰兩圈石墨環間加入隔離支撐片，水封環內部仍為三圈石棉填料，在每相鄰兩圈之間加入支撐隔離片。

1.泵軸 2.填料壓蓋 3.螺母 4.膨脹石墨 5.純銅支撐隔離片 6.泵殼 7.水封環 8.油浸石棉填料 9.軸套 10.填料套

　　四、整改后的使用效果

　　改進后，經過900h的運行考驗，效果非常好，填料函溫度與室內溫度相同;運行時和停泵時均可保證滴水不漏，且運行時電動機電流可下降1～2A。運行14 000h，例行大修檢查，觀察填料函中各種部件的情況。檢查發現，軸套磨損相當小;石墨環只有微量磨損;石棉填料較之以前，磨損減輕許多。可見，此密封仍可繼續運行，并能保證良好的密封效果。運行28 000h，水泵解體檢修，觀察填料函，石墨環仍無大量磨損現象，只有石棉填料已無彈性，已無浸漬的油脂和石墨，失去密封的作用。

　　由以上觀察證明，改進是成功的，既可保證良好的密封效果，又可以節電、節水，并能延長水泵的檢修周期。因此可以推廣使用，但由于該密封形式僅在供水水泵中試用過，用在其他工況下的密封選擇和搭配還有待進一步研究、試驗。

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