GK800-N離心機泄漏整改
介紹GK800—N離心機存在的問題及原因分析,通過對離心機的軸封及襯包層改造,達到了解決離心機泄漏的目的。
一、前言
GK800—N型臥式離心機是一種刮刀卸料間隙操作的過濾式離心機,該機適用于固相粒度0.05~1mm,固相濃度為20%~80%(重量濃度)懸浮物的分離。該機與物料直接接觸的零部件(或表面)的材料均為1C r18N i9Ti,具有較高的抗蝕能力。其轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑800mm,轉(zhuǎn)鼓長度400mm,n=1 400r/min,裝料限度120kg。在四川攀枝花市煉鐵廠用于工業(yè)蒽、工業(yè)芴和工業(yè)苊的生產(chǎn)和加工。
精制車間共有7臺GK800—N離心機,離心機是對于進入離心機的原料油通過高速旋轉(zhuǎn),從而得到結(jié)晶產(chǎn)品的一個關(guān)鍵設(shè)備。離心機的運行狀況好壞,直接影響到結(jié)晶產(chǎn)品的質(zhì)量好壞。但從1995年投入運行以來,由于生產(chǎn)操作和原料質(zhì)量原因使離心機存在著泄漏現(xiàn)象,主要泄漏點是軸封泄漏和襯包層泄漏。直接影響到產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量。所以,真空技術(shù)網(wǎng)(http://m.healwit.com.cn/)認(rèn)為有必要對GK800—N離心機泄漏現(xiàn)象進行研究分析,并采取必要的措施確保離心機工作正常和運行穩(wěn)定。
圖1 離心機部件
1.擋液板 2.軸封間隙 3.擋液板 4.刮刀 5.轉(zhuǎn)鼓蓋板
二、設(shè)備現(xiàn)狀及分析
機體結(jié)構(gòu)間隙:輪轂軸封泄漏,上、下密封環(huán)與輪轂有一定的間隙(根據(jù)測量最大間隙為2mm、最小間隙為1.3mm),自然存在著泄漏的可能。
生產(chǎn)操作中進料不穩(wěn)定以及料過干、過稀引起離心機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生附加載荷,造成離心機振動使輪轂與密封環(huán)產(chǎn)生摩擦,加劇間隙進一步增大,同時長時間振動使機體內(nèi)襯包層(δ =3mm)產(chǎn)生疲勞損壞而裂紋,使分離液從襯包層裂紋處向機體各部滲透泄漏。通過觀察和了解,離心機進料懸浮液較干時軸封泄漏比較嚴(yán)重。綜合分析:離心機軸封泄漏是由于進料不均勻和懸浮液濃度達不到要求造成的,同離心機結(jié)構(gòu)沒有直接關(guān)系。
三、擬定改進措施
1.彈簧的選用、設(shè)計過程對軸封處進行螺旋密封改造。螺旋密封是利用螺桿送回工作介質(zhì)的一種動密封,又稱螺紋密封。通常在密封部位的軸上加工螺紋,使用時液體充滿螺紋和外殼之間所含的空間,形成流體螺母。當(dāng)螺旋轉(zhuǎn)動時,流體螺母受到殼體摩擦阻力作用而不與螺桿一起轉(zhuǎn)動,但產(chǎn)生軸向運動,使流體不斷返回機殼內(nèi)。如泄漏量小于螺桿送回的流量,則可達到密封的目的。螺旋密封屬于非接觸式密封,如果設(shè)計合理,壽命可達數(shù)年。
(1)螺旋槽形狀選擇 螺旋槽可作成矩形、三角形、梯形、方形、扇形和燕尾形等。從密封效果比較,三角形最好,梯形較次,方形最差。從輸油量比較,梯形最好,三角形次之方形最差。一般常用矩形,其加工方便,應(yīng)用廣泛。
(2)間隙 根據(jù)試驗得知,間隙越小,密封效果越好。但考慮到軸的振動、摩擦及安裝偏差等因素,要選擇得當(dāng),一般常用間隙S=(0.6/1000~2.6/1000)D。
(3)螺旋槽的幾何尺寸 螺旋槽結(jié)構(gòu)如圖2所示。當(dāng)間隙S確定后,再選擇螺旋角β ,一般β 在7°~15°之間,當(dāng)β 決定后,螺距L為
L=πDtanβ
實際應(yīng)取車床螺距值作為選定的L值,則螺旋角β為
β=arctan(L/πD)
GK800—N離心機的密封初步設(shè)計為螺旋密封。轉(zhuǎn)速n=1 400r/min,旋轉(zhuǎn)角速度ω=2πns-1=146.53rad/s,
圖2 螺旋槽結(jié)構(gòu)
螺旋外徑d=190mm,螺旋槽寬a=2.07mm,螺旋齒寬b=2.07mm,螺旋槽深h=0.35,齒頂間隙S=1mm,螺旋長度L=65mm,螺旋角β =30°,螺旋密封壓差修正系數(shù)CΔp=0.008 8,動力黏度μ =0.001 75Pa·s。故壓差為
通過對鼓體的輪轂進行機加工,并鑲嵌帶反螺旋的密封軸套同密封圈(附加氣孔)進行配合。使運行中產(chǎn)生反螺旋的泵送力和附加氣壓進行密封。
2.氣封的結(jié)構(gòu)改造
根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況,在確保安裝尺寸一致的情況下,自行設(shè)計、加工和制作壓縮空氣管線,如圖3所示。
圖3 氣封結(jié)構(gòu)改造示意
此外,襯包層泄漏整治措施為:通過對襯包層進行加熱,找出襯包層的泄漏點和裂紋,進行焊補。
四、效果
對離心機改進后,可以確保離心機安全、穩(wěn)定和可靠運行:
1)解決了離心機軸封泄漏問題。
2)解決了因泄漏造成的環(huán)境污染。
3)通過改造可創(chuàng)造較大的經(jīng)濟效益。
4)可以確保離心機較長時間運行,不會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,確保系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行。
對離心機進行分析、改進后,可以確保焦油系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠運行。此項研究及分析可以運用到類似設(shè)備上,具有很好的推廣和借鑒價值。