湯春冬

（江西氣體壓縮機有限公司（sī））

　　【摘　要】填料密封是確保壓縮機穩定運行的一個關鍵所在，直接影響（xiǎng）著壓縮機的（de）使用效果，意義（yì）重大。本文在分析填料密封（fēng）的密封原理的基礎上，分析了導致填料密封損壞（huài）失效的原因，並探討了應對改進的措施。

　　【關鍵詞】壓縮機；填料；密封；失（shī）效分析；改進措施
　　壓縮機是目前國民經濟中一個重要的機械設備，被廣泛的應用於國民經濟的（de）諸多領域中。密封性能是壓縮機的一個重要的（de）使用（yòng）指標，直接（jiē）影響著壓縮機運行的安全性和穩定性。填料作為密封氣缸以及活塞杆之間的一個部件，能夠有效阻止氣體從氣（qì）缸（gāng）內向機身（shēn）的（de）泄露。所以，填料的設計在壓（yā）縮機裏麵屬於一（yī）個重要環節，如（rú）果由（yóu）於（yú）填料而出現的密封不好將會（huì）對壓縮機的使用產生不（bú）利的影響。本文就壓縮機填料密封的損壞以及應（yīng）對措施（shī）進行分析和探討。
　　一、工作原理
　　填料密封的原理與壓縮機活塞環密封原理基本（běn）相同，都是阻塞和節流（liú）兩種作用（yòng）的組（zǔ）合。通常來講，填料的結構很多，但是一般（bān）壓縮機使用的填料密封元件都是有密封環和阻流環組（zǔ）成。壓縮機的（de）填（tián）料（liào）主要是用阻塞（sāi），理論上來講，在氣流方向靠近的組密封環就基本承擔了阻流環後的（de）全部壓力差（chà）。阻流（liú）環在填料中起到的作用主要是以節流為主，同時也有密封氣體壓力的作用。填（tián）料盒的內部有三瓣密封（fēng）環和六瓣密封環，三瓣密封環是迎著氣流的（de）方（fāng）向，而六（liù）瓣（bàn）密（mì）封環則剛好相反。同時，兩個密封（fēng）環的開口方向是錯開的，所（suǒ）以，在設計時需要在（zài）各個密封環的相應的15度的方向開設銷孔（kǒng），防止密封環運行後（hòu）開口重合。在填料盒（hé）中，真（zhēn）正起到密封作（zuò）用的主要是六瓣密封環。
　　二、填（tián）料密封損壞失效（xiào）原因分析
　　通常來講，對於造成填料密封損壞失效的原因有很多，在這（zhè）些原因中有些是因為設（shè）計方麵的問題，有些是因為使用的問題。根據我們日常工作中的使（shǐ）用經驗，現將（jiāng）填料密封損壞的原因進行歸納，如下：
　　1、密封（fēng）環發生結焦，拉伸彈簧失效
　　現（xiàn）在（zài）壓縮機的使（shǐ）用領域（yù）中，會出現產生氣（qì）體中攜帶有大量的殘炭量、硫以及膠質等，這些含量有的時候（hòu）會比較的多（duō），由於氣體中富含了這些（xiē）化（huà）學（xué）成分或者是組分，就會使得填料密封處的活（huó）塞杆發生侵（qīn）蝕和腐蝕現象而形成斑（bān）斑點點，從而使（shǐ）得密封環和活（huó）塞杆之間的（de）密封麵出現很大程度的損壞，高壓的（de）氣體（tǐ）就會從活塞杆（gǎn）的表麵（miàn）上（shàng）高速的衝刷。與此同時（shí），由於密封環的拉伸（shēn）彈簧也會容易受到硫化鐵或（huò）者膠質的塞滿而發生失效現象，也是造（zào）成填料密封失效和損壞的原因，導致氣體的大（dà）量泄漏。
　　2、氣體溫度比較高，高溫使得活塞杆和（hé）密封（fēng）環失效損壞
　　壓縮氣體有時會有比較高的溫度，這種溫度主要是因為裝置處理量不斷的增大（dà），使得機器前麵換熱器的（de）換熱效（xiào）果大打（dǎ）折扣，從而使得介質在入口處（chù）的溫度高於（yú）40攝氏度，在氣體壓縮之後，介質的（de）溫度就會高達180攝氏（shì）度左右，另外，因為氣缸的鏡麵與活塞環貼合的不夠緊密，從而（ér）造成氣缸和活塞之間的空（kōng）隙太大，壓縮氣體在氣缸內部循環壓縮時會導致排出的氣體溫度比較高。因為無油潤滑，所以活塞杆處於高（gāo）溫狀態下就會很（hěn）容易的發生拉毛的情況。
　　3、減壓環導（dǎo）致的填料損壞
　　減壓環的主要作用（yòng）就是在活塞開始做完曲軸側運動時，能夠阻止氣體從密封環向氣缸進行反衝，從而有效的平衡由於氣體泄漏而導致的壓力降低。假如這個阻止作用出現失效的情況，那麽（me）道密封環中的氣體壓力就會馬上下（xià）降，同時（shí）在接下來的氣缸進行膨脹做工時（shí），壓力會（huì）很容易的回到吸入壓力，作（zuò）用在道環上麵的（de）力就會突然變向，造成徑向環以及切向環發生撞擊，會對（duì）填料環產生（shēng）破壞，常見（jiàn）的破壞有切向環唇口折斷、損害彈簧、徑向環和切向環連接橋折斷。通常來講，在整個密封環的結構中其（qí）主要密封作用（yòng）的是（shì）切向環，所以，減壓環減壓效（xiào）果如何會直接影響到後續密封組件（jiàn）的密封效果以及使（shǐ）用壽命。
　　三、壓縮機填料密封損壞的應對措施
　　為了保（bǎo）證壓縮機的穩定（dìng）連續運（yùn）行，減少因為壓縮機（jī）密（mì）封問題而導致的維修工作，我們在日常工作和設計中（zhōng），應該從以下幾方麵應對。
　　1、著力降低入（rù）口氣體的溫度
　　首先是要改善壓縮機的冷卻環境。由於壓縮機在冷卻（què）時很多采用水冷係統，所以長期的運行之後就會使得冷卻器發生嚴（yán）重的結垢現象，從而極大（dà）的降低了其冷卻（què）的（de）效果，導致氣缸溫度的上升。溫度的升高，就會加劇磨損，使得活（huó）塞環的材料軟化，因此在日（rì）常工作和使用中，要及時對冷卻器進行清洗，使得換（huàn）熱後的氣體溫度保持（chí）在40攝氏度以下。其次（cì）是要給活塞環加裝彈力環。要提高活塞環的（de）密封（fēng）性能，我們可以在其內部增加一副彈力環，從而保證了氣缸與活塞環之間能夠緊密的貼（tiē）合在一起（qǐ），也減少了他們之間的空（kōng）隙，增加了壓縮機的排氣量。同時，因為使用了（le）彈力環，可以極大的減少活（huó）塞環槽和（hé）活塞環（huán）之間的卡死的次（cì）數，並且有利於活塞杆溫（wēn）度的降低。
　　2、填料密封加注冷卻潤滑
　　從潤滑的原理和填料密封的機理來看，從填料內部加注（zhù）高粘度的潤滑油，能夠在（zài）填（tián）料表麵和活塞杆（gǎn）之（zhī）間形（xíng）成致（zhì）密的油膜，從而有效的（de）減少了密封環摩擦的現象，也可以帶走一部分（fèn）因為摩擦（cā）而產生的熱能。注油器在（zài）壓力下將（jiāng）潤滑油注入到需要的潤滑點部位，各個潤滑點的進油（yóu）接管都會設（shè）有止回閥（fá）和封閉閥，關閉封閉閥（fá）就可以（yǐ）在壓縮機（jī）處於運（yùn）行的狀態下來檢修或者是更換止（zhǐ）回閥。通過強製性的注油，不僅能夠保證填料以及活塞杆的良好潤（rùn）滑（huá）性（xìng）能。選擇合乎（hū）要求的潤滑油，可以降低填料和（hé）活塞杆的表（biǎo）麵溫度，同時也要保證內部（bù）潤（rùn）滑油的流量滿足運行的需要。
　　3、減壓環的改造設計
　　由於減壓環所具有的重要作用，所以在密封結構（gòu）中要對減壓（yā）環的使用場所不同進行針對性的改造和設計。比如常見的，可以將（jiāng）直（zhí）三瓣組成的減壓環改為具有雙螺（luó）旋溝槽構成的迷（mí）宮節流形式，溝槽的寬（kuān）度以及深度設計為1.2mm。通（tōng）過這種形式的改造，雙螺旋（xuán）槽迷宮節流環能夠進行（háng）雙向的節流減（jiǎn）壓，並且經過兩組減壓環的減壓之後，泄露到組的密封填料氣體壓力就會（huì）發生大幅度的降低，從而可以有效（xiào）的保護後續的（de）填料的密封組。減壓環結構經（jīng）過一係列的改造之後，盡管其環的磨損後跟隨軸的性能（néng）變差了，不可以自動的進行補償磨損行為，但是其潤滑的條件確實得到極（jí）大的改進，磨損程度也是大幅度的降低了，從而有效的實現密封環的（de）使用壽命（mìng）延長和使用效果（guǒ）的延（yán）續。
　　4、完善（shàn）密封環的設計（jì）
　　在密封環的設計時，需要注意幾點：開口間隙、密封環的厚度以及與活塞杆公差和配合麵的粗（cū）糙度（dù）。密封環的開口一般在2-3mm間，如果開口小（xiǎo）會使得密封環在磨損後不能纏住活塞杆（gǎn），而開口過大又會導致氣流（liú）從開口處直接流向低壓處，起不到應有的密封作用（yòng）。密封環和活塞杆的配（pèi）合一（yī）般可以采用基軸製和基孔製兩種間隙配合。同時，還需要（yào）保證密封環內控和活塞杆（gǎn）的（de）圓柱度以及表麵粗糙度，要（yào）保證其摩擦的係數小，從而確保密封環具有良好的軸向追隨性，保證密封的效果。
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