罗茨风机胀圈密封_罗茨鼓风机

罗茨风机胀圈密封：改进TAR-395KGC罗茨风机胀圈密封结构

　　设备管理与维修 2010 №10 一、设备使用情况和故障描述 TAR-395KGC 型罗茨鼓风机，是由锦工鼓风机厂有限公司提供的 ARMG-395KGCa（一级）与 ARF-300KGC（二级）匹配串联而成。该罗茨鼓风机向后系统输送经过前系统变压、吸附提纯后，浓度为 96%的 CO 气体，以 150kPa 的压力，224m3/min 的流量输送到后系统的离心式压缩机，再次提压后提供给后系统作为生产醋酸的原料气。风机转速 980r/min，轴功率 577kW。 风机运行 3 个月左右，发现油箱内气泡较多，漏气回收管内气体泄漏严重，由于输送气体为高浓度的 CO 气体，严重威胁系统的稳定运行和操作人员的安全。 二、存在问题及原因分析 设备使用密封的形式为带有切口的自胀式密封环（俗称胀圈），是一种利用阻塞和节流原理进行密封的装置，如图 1 所示。将若干个胀圈装入轴套上加工好的环形槽中，胀圈依靠自身的弹力与密封座内孔结合，在胀圈外圆部位形成预紧式密封。气体只能通过胀圈与环形槽的缝隙向下游泄漏。工作时，胀圈在两侧气体压差的作用下，紧贴于环形槽的下游端面。进入缝隙的高压 气体充满背隙空间，使胀圈外圆与密封座内孔之间的密封进一步加强，剩下的泄漏通道只有胀圈的切口。 由于切口间隙很小，经过多道胀圈密封后只有少量的气体可能泄漏到轴承箱。风机胀圈材料是 Co-Mo-Cu 合金铸铁，每套密封有 4 个胀圈，再加上气体中含有微量粉尘，在980r/min 转速下长时间干燥运转，且输送气体要求禁油，不能在胀圈密封中加入润滑脂，导致胀圈磨损严重，气体大量泄漏到轴承箱内。三、改进措施 原胀圈是整体加工，材料是 Co-Mo-Cu 合金铸铁，磨损后无 改进 TAR-395KGC 罗茨风机胀圈密封结构 唐广军 徐 民 刘 鹏 孙 星 陈 明 摘要 针对罗茨风机胀圈密封的胀圈在使用中磨损严重，导致气体泄漏等问题，提出胀圈结构的改进措施。 关键词 罗茨风机 胀圈密封 合金铸铁中图分类号 TH17 文献标识码 B 图 1 防止介质外漏，同时能够有效阻断空气进入负压管，避免了空气和尾气的混合。 2. 介质为粉尘的密封改造 炭黑粉尘密度小，容易外漂，将原填料密封改为迷宫密 封，并在风叶的结构上开设引压孔和增设反向叶片（图 5）。引压孔与风叶进风侧相通，利用流体力学原理使风叶与壳体的密封区域形成一定的负压，使炭黑粉尘进入引风口，同时借助迷宫密封防止粉尘泄漏。为避免迷宫密封和轴摩擦，材料选用石墨，迷宫密封与轴的间隙推荐为 0.2mm。 四、效果评价及推广 改造后，对风机密封运行状况进行跟踪，润滑油及输送介质均无泄漏，生产现场的环境得到改善，为此，计划将该技术推广到其他同类设备，彻底解决泄漏问题。 W10.10-27 ——————————————— 作者通联：杭州富春江化工有限公司设备计能部浙江富阳市 E-mail： 〔编辑 利 文〕 图 3 图 4 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 润滑与密封跀賲 设备管理与维修 2010 №10 法恢复弹性，失去密封效能。为此在结构上改进，改为内圈镶嵌弹力环，外圈使用耐磨材料密封圈的结构形式，如图 2 所示。 内圈镶嵌的弹力环材料为 3Cr13，其弹性很强，在运转过程中强制胀动外圈的密封件与密封座更好接触。为增强其耐磨与自润滑性能，外圈材料采用强化塑料（carbon-fibre reinforced plastic，CFRP），特点是强度高，重量轻。

罗茨风机胀圈密封：改进TAR-395KGC罗茨风机胀圈密封结构_1

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罗茨风机胀圈密封：罗茨鼓风机密封方式常见的有这5种,请收藏下吧！锦工风机

　　常用的气密封装罝,包括迷宫密封、骨架油封组、涨圈密封、填料密封和机械密封等。

　　1、迷宫密封

　　迷宫密封依靠齿槽缝隙使气体节流,从而减少泄漏，达到密封的目的。由于无固相摩擦，因此不需要润滑，并且功耗少，维护简单，使用寿命长。

　　常用的迷宫结构，有浅齿迷宮和梳齿迷宫两种型式。由于是非接触型密封，即使增加迷宫齿数，采取抽气或充气手段,也很难做到不泄漏。

　　(1)浅齿迷宮

　　衬套齿槽与密封座内孔所构成的迷宮，对气体起密封作用。迷宫衬套一般由金属材料制成，为防止金属件发生摩擦，迷宫顶端通常留有较大的间隙。

　　为改善密封性能,有时采用聚四氟乙烯加石墨（俗称特氟隆）制作迷宫套。由于特氟隆具有自润滑性，因此可将迷宫间隙做得很小，即使齿顶与密封座之间发生轻微摩擦，也可形成极小的跑合间隙。还可辅之以充气手段，向迷宫中部通人高压气体(通常为氮气）,使两端的介质相互隔绝。

　　(2)梳齿迷宫

　　与浅齿迷宫相比,梳齿迷宫密封效果好，但结构比较复杂。装配精度要求较高，齿片间距必须大于转子的轴向窜动量，否则会发生“烧齿”现象。为改善密封效果，通常用抽气管将迷宫中部的气体引向鼓风机进气口，不抽气时可将螺塞旋入抽气管顶端使其封止。

　　2、骨架油封组

　　油封组通常由3?4个骨架油封组合而成，其中两个油封背靠背地装在与被输气体接触的内侧，另一个(或两个)装在外侧。全部元件装在一个密封座中，成为一个密封组，中间可注脂润滑。

　　骨架油封组属于接触型密封，容易造成轴（与油封唇口接触部位)的磨损。但由于结构简单，装拆方便，成本低廉，密封效果比较好，以及对工作环境和维护保养要求不高，实际中一直具有较广的应用。

　　3、涨圈密封

　　这种密封因为使用带有切口的自张性密封环（涨圈）而得名，是一种利用阻塞和节流原理进行密封的装置。将若干个（通常是2~4个）涨圈装人轴套上加工好的环形槽中，涨圈依靠自身的弹力与密封座内孔貼合，在涨圈外圆部位形成预紧式密封。

　　气体只能通过涨圈与环形槽的缝隙向下游泄漏。工作时，涨圈在两侧气体压差的作用下，紧貼于环形槽的下游端面。进人缝隙的高压气体充满背隙空间，使涨圈外圆与密封座内孔之间的密封进一步加强，剩下的泄漏通道只有涨圈的切口。由于切口间隙很小,经过几道涨圈密封之后，只有很少量的气体可能泄漏出去。

　　涨圈大多采用铸铁材料制成，精度要求较高。磨损后能自动补偿，使用寿命比较长。由于是接触型密封，因此密封效果较好，使用时需要注脂润滑。

　　4、填料密封

　　填料密封又称压盖密封，是一种传统的填塞式密封，填料俗称盘根，安装在密封座内。拧紧蠔栓，填料轴向受压,发生径向变形，与轴及密封座表面紧紧相贴，即可达到填塞间隙实现密封的目的。从微观上看，也可用迷宫效应对其密封原理进行解释。因为轴的表面多少有些粗糙，与填料只是部分貼合，当轴作旋转运动时，未接触的部分形成很多小迷宫，气体沿轴的表面缝隙泄漏时，经过多级迷宫节流从而得以密封。

　　由于是接触型密封，为改善摩擦性能，使密封具有较长的使用寿命，通常选用自润滑性能较好的材料（如柔性石墨、油浸石棉）制作填料。与涨圈密封、骨架油封组等接触型密封相比，填料密封轴向尺寸及功耗都比较大，对轴的磨损也比较严重。同时，由于摩擦生热，填料中有些成份易于挥发或碳化，使用时需要及时进行紧定或更新，维护也比较麻烦。但由于结构简单，成本低廉,密封效果较好，加上填料新结构和新材料的出现，这种密封型式在罗茨鼓风机上仍有一定的应用。

　　5、机械密封

　　机械密封又称端面密封，是一种利用端面摩擦副进行密封的装罝。摩擦副由动环与静环的端面贴合而成，装配时靠弹性元件进行预紧，工作时靠弹性元件和介质压力将其夹紧。

　　常用的机械密封，有单端面密封和双端面密封两种型式。其中，只有一对摩擦副的称为单端面密封，有两对摩擦副的称为双端面密封，双端面密封型式。鼓风机运转时，动环随轴一起转动，动、静环的端面作相对滑动，冷却液在两端面微小间隙中形成极薄的液膜，阻止气体的泄漏，同时使端面得以润滑。即使端面发生磨损，在弹簧力的作用下，动环将作轴向移动、自动补偿,继续与静环端面紧密贴合。

　　机械密封作为接触型密封，其密封效果好;作为端面密封，对轴没有磨损。同时，由于密封环通常采用自润滑性好的材料制成,并借助封液进行润滑，所以摩擦功耗低，使用周期长。但结构比较复杂，精度要求较高，价格比较贵，维修不太方便。一般只用于密封要求较高，其他型式的密封不能满足要求的场合。

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　　：罗茨鼓风机

罗茨风机胀圈密封：罗茨鼓风机的密封形式及其应用

　　墙板部轴密封采用上述三种密封形式，当墙板结构为开式时，被输送气体不会漏进油箱，但可能向大气中泄漏。润滑油亦不会漏进机壳内。当采用闭式墙板结构时，被输送气体可能漏进油箱。作为真空泵使用，抽真空时，润滑油可能漏进机壳。

　　二、机械密封

　　机械密封又称端面密封，是一种限制工作流体沿转轴泄漏的装置。通常由静止环静环）、旋转环动环）、弹性或磁性元件、旋转环传动件和辅助密封圈等零件组成。工作时利用旋转环和静止环相对转动的两个贴合表面以及辅助密封来实现其密封功能。机械密封能否正常工作取决于两端面之间能否建立稳定、可靠的润滑液膜和及时将摩擦热导出。因机械密封具有工作可靠，泄漏量小，工作寿命长，端面磨损能自动补偿，无须经常维修，功率损耗小，且对轴没有磨损等特点，被广泛应用在机械工业、石油和化学工业等各类旋转机械中。

　　机械密封型密封因其结构复杂，精度要求高，价格贵，维修不便。一般只用于密封要求较高，其他密封形式不能满足的场合。

　　罗茨鼓风机所采用的机械密封，又分为K型机械密封与N型机械密封。K型机械密封即在主动轴轴伸处加装机械密封，墙板部轴密封采用迷宫密封或填料密封形式。因允许气体进入墙板或油箱，故墙板封闭，并要求气体对油不能有劣化作用。采用该种形式的密封，被输送气体可能漏进油箱，但极少向大气中泄漏。抽真空时，油可能漏进机壳。一般用于输送干净的工业气体（如氮气），但对润滑油有劣化的气体，不能使用该型密封形式的风机。

　　在罗茨鼓风机的墙板部轴密封采用四个机械密封，即通常所讲的N型机械密封”采用N型机械密封，气体泄漏极少，可近似实现零泄漏”特别是对油有劣化作用的气体，采用该密封形式的风机效果更佳。

　　罗茨鼓风机的密封结构多样，各种密封形式又各有千秋，因此在选用罗茨鼓风机时，除了选择合适的机型外，还应根据输送介质的特性，选择合理的密封形式。一般输送空气时，选用迷宫密封形式；化肥厂输送 C0%或半水煤气时，由于其介质不清洁，含煤焦油太多，一般选用填料密封形式的风机；对于石油、化工等行业用来输送清洁的易燃、易爆和有毒等特殊气体的罗茨鼓风机，则应选用机械密封风机。

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