汪雲飛
(上海鼓風機廠有(yǒu)限公司)
摘 要:針對介質中含酒精、乙醚溶劑回收鼓風機不允許溶劑泄漏的實際情況,設計了防泄漏(lòu)可靠(kào)、安裝方便、價格便宜的密(mì)封組(zǔ)合體。
關鍵詞:離心(xīn)式鼓風機;迷宮密封;應(yīng)用
0 引言
我公司為瀘州(zhōu)北方化學工業有限公司設計援助敘利亞的酒精、乙醚溶(róng)劑回收鼓風機。
風機參數:風量為15000m
3/h,風(fēng)壓為9380Pa。
由於這類(lèi)風機的作用(yòng)是被用來抽取(qǔ)含有易燃易爆酒精、乙醚混合溶劑的,要求嚴格防泄漏。
在混合溶劑中:酒精的閃點為12℃,自燃點為510℃,爆炸下限為73.3g/m
3;乙醚的閃(shǎn)點(diǎn)為-40℃,自燃點為188℃,爆炸下限為30.8g/m
3。
工作在如此苛刻的工況條件下,風機可靠的防泄漏就十分重要。因為絲毫的溶劑外泄,都可能帶來嚴重的後果。因此,必須設計防泄漏的密(mì)封裝置。同時,還要考慮到密封組合裝置的安裝使用便利、價格便宜。
1 密封類(lèi)型的選擇
首先(xiān)考察幾種常用的密封類型,選擇足(zú)以防止酒精(jīng)、乙醚混合溶劑泄漏的密封。
填料密封:較常用的(de)是盤根型式的填料密封(fēng)。該密封是通過壓蓋對盤根軸向擠壓(yā),使盤根在(zài)徑向(xiàng)產生膨脹力,從(cóng)而封住徑(jìng)向間隙,起到密封作用。由於風機是(shì)回轉件,它的轉速又比較高,要(yào)防止溶劑的(de)泄漏,必(bì)須脹緊(jǐn)盤根填料,這(zhè)樣一來,必然增加填料與(yǔ)主軸的摩擦,造成填料磨損以及功(gōng)率耗費增加。更嚴重的是,因摩擦產生熱量,造成(chéng)隱患。
機械密封:較常用(yòng)的(de)是靠兩(liǎng)個經過精密加工被稱為動環與靜環的端麵密封。這種密封主要(yào)依賴端麵的流體(tǐ)壓力以及補償機械外彈力的作用下(xià),靠密封的配合與(yǔ)另一端保持貼合,並通過動環與靜環的相對滑動來防止流體泄漏(lòu)的。
浮動環密封:這種密封是浮動環與浮動套,在液體壓力(lì)和彈簧力的作用下,使液體得(dé)到(dào)徑向密封,浮動環與浮動套的摩擦也不(bú)可避免。
迷宮密(mì)封:當然還有氣體密封、油膜密封等。但是這些密封一般都要有係統的支持,其造價也比較貴。
相比之下迷宮密封Z合適被用來作為防止酒精、乙醚混合溶劑泄漏的密封。
2 密封的應用(yòng)設計
選擇迷(mí)宮密封作為(wéi)鼓風機(jī)的(de)密封件,但是由於鼓風機的密封要求比較高,因此(cǐ)僅采用(yòng)單個迷宮密封仍然有它的不足(zú)。為了更(gèng)好地保證酒精、乙醚混合(hé)溶劑回收鼓風機的正常運轉和安全,設(shè)想使用迷宮及迷宮注油式密封組合,製成一個共(gòng)同密封組(zǔ)合體係,使密封的效果更理想。
如圖1密封體係中所示,這種密封組(zǔ)合體係的原理是:使密封通過密封片與軸組成(chéng)的(de)多道節流間隙,使溶劑泄流的壓力逐(zhú)漸降低,達(dá)到初步(bù)密封(fēng)的(de)目的。再利用油腔內的(de)注油以及油膜(mó),進一步封住密封(fēng)的(de)泄漏,提高風機的密封性能,從而確保酒精、乙醚混合溶劑密封的(de)無泄漏。同時,這種密封體係的另一優點是:沒有任何機械摩擦部件,不會產生高溫和火花(huā);加工安裝(zhuāng)也較便(biàn)利,成(chéng)本又較低廉,溶劑的安全可以得(dé)到進一步保證。
理論是可(kě)行的,但要真正實施也不(bú)是(shì)那(nà)麽容易(yì)。
首(shǒu)先,考慮密封的便於(yú)加工與安裝,調整與維修以(yǐ)及製造成本等因素,決定(dìng)采用鑲嵌式密封。由於密封體與密封片是分離的,這(zhè)樣就(jiù)具備了既便於拆卸與安裝又(yòu)便(biàn)於調整與(yǔ)維修的優點。
其次,密(mì)封材料必須是能夠防爆的,因為一旦發生摩擦,勢必產生熱量;火花,足以引爆風機中的酒精、乙醚混合溶劑,造成隱患。
再次(cì),必須考慮材料的熱膨脹。隨著風機(jī)的運轉(zhuǎn),風機內的酒精、乙醚混合溶劑氣體的運動不斷加劇,在一定範圍內,會使(shǐ)氣體(tǐ)的溫(wēn)度上升,從而也會(huì)影響到材料的熱膨脹、風機殼體、轉子的熱膨脹,這(zhè)些都會對密封(fēng)帶來影響。同時還有軸的撓度,轉子運轉中振動的大小,這些都是設計密封片與旋轉主軸之(zhī)間間隙的主(zhǔ)要條件。而(ér)這個(gè)間隙則是密封與泄漏的(de)根本問題所在,況且間隙與泄(xiè)漏在一定程度上成正比,間隙大(dà)了,泄漏也(yě)一(yī)定會增加。綜合以上諸多方麵的因素,決定密封體采用散熱條(tiáo)件比較好的軟金屬磷青(qīng)銅,密封片同(tóng)樣采用散熱條件比(bǐ)較好,硬度也(yě)較低的軟金屬鋁合金。
3 風機的設計與安裝
要設計一台(tái)酒精、乙醚溶劑回收鼓風機光靠設計密封組合(hé)體係是不(bú)夠的,還必須注意到風機(jī)各方麵的因素。其中包括:各部件的組合(hé)與配合、材料的性能與強度、風機運轉(zhuǎn)的平衡與振動。風機的設計主要是圍繞防爆展開的,因此(cǐ),必須符合防爆風機的各個技術條件。比如:葉輪(lún)的各個(gè)部分都(dōu)采(cǎi)用了不同於(yú)機(jī)殼、進風口材料且導熱(rè)係數較好的材料。其中葉輪的前後盤、葉輪的(de)葉(yè)片均采用了LY12硬鋁合金板;而輪轂則采用ZQSn10鑄造錫青銅;葉輪進口圈也采用ZLY12鑄(zhù)鋁合金;葉輪(lún)整體(tǐ)采用鋁鉚釘鉚接的方法;風機前後密封環體均(jun1)采用ZQSn10鑄造錫青銅;除此材料以外,比如葉輪的動平衡,旋轉(zhuǎn)轉子的徑向跳(tiào)動,旋轉轉子與密封組體安裝的同心度。這些都是設(shè)計所必須考慮的。因為它們都會關係到(dào)密封間隙的變化,關係到密封環體安裝的成敗。實踐證明:對於葉輪裝配前必須做好靜動平衡校正,Z大(dà)極限不平衡量必須(xū)控製在:靜平衡285g•cm;動平衡133g•cm;控製轉子的振幅不大於0.08mm;主軸軸承軸頸的徑向跳動允差小於0.01mm;主(zhǔ)軸安(ān)裝與密封組體安裝的同心(xīn)度小於0.04mm。
4 結論
風機在(zài)安裝調試完畢後,經過一定時間的(de)運轉試驗,沒有出現酒精、乙醚混合溶(róng)劑氣體的泄漏現象,表明密(mì)封性(xìng)能良好,風(fēng)機運轉良(liáng)好能夠(gòu)滿足(zú)用戶的需要。
來源:《風機技術》2008年03期