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6英寸泥浆泵双密封技术及其应用

2012-02-24

　　一、项目产生的背景和原因
　　黄河下游防洪是一个长期而艰巨的任务，虽然小浪底水库建成发挥重要的作用，但黄河下游防洪仍然相当艰巨。堤防是防洪的主要屏障，机淤固堤是加固堤防的主要方法，并且在同样防洪效益的情况下，是一项投资比较省的措施。目前，机淤固堤主要途径是大小泵加固，机淤施工采用的小泵均为6英寸（6PNL—265型）泵，通常一台10EPN主泵由5大套6英寸小泵相配套，因此，6英寸小泵是机淤施工集浆的主要机械。改进前的6英寸泥浆泵轴承容易损坏，导致停工，增加配件购置及维修费用。为改善泥浆泵轴承密封，研制了泥浆泵双密封技术。
　　二、成果的研发经过
　　（一）双密封技术构思
　　轴承是泥浆泵运转的主要部件，油封是阻止水和泥浆进入轴承部位的主要屏障。过去6英寸泥浆泵轴承是靠8个油封来保护轴承的，通常安装好一次油封，轴承可连续工作13－14天，即累计工作130-140个小时后，油封轴套同时磨损，油封串水，轴承报废，这样不仅造成停工，而且增加配件购置及维修费用，为提高生产效率降低工程成本，组织人员拟定出改变油封结构，改变轴承环境的设想，从而构思出了双密封技术。
　　（二）泥浆泵双密封原理
　　改进前，6英寸泥浆泵下泵头为喇叭型整体式结构，叶轮与叶轮背后的轴承仅有10CM的距离，中间设计的轴项密封装置是普通骨架油封，它是靠8个油封保护轴承的。当电机以1450转/分高速旋转时，油封不动，轴套与轴高速旋转，所以轴套与油封磨损很快，6英寸泥浆泵扬程15米，叶轮背部为高压区，在负载情况下，8个骨架油封要在0.2PMA-0.3PMA压力的情况下运转，承受着强大的磨擦，随着油封轴套磨损间隙增大，泥浆受泵压的影响越过油封串入轴承筒，导致双轴承破坏，造成停工，增加维修和配件购置费用。
　　改进后，6英寸泥浆泵下泵头为直筒型组合式，下泵头内只有普通骨架油封装置改进为两个分体式密封仓，这样不仅增大了叶轮与轴承距离，而且轴承有两道保护防线，道采取填料密封，第二道采用机械密封,在施工时，当道填料磨损串浆时，施工人员可采取紧压料盖办法或干脆更换填料措施解决，泥浆很难跨越第二道屏障串入轴承，从而克服了改进前设备的缺点。
　　三、项目的主要创新点
　　（一）下泵头内部密封结构改进
　　原来下泵头内只有油封装置，改进后，油封装置由原来的普通骨架改进为两个密封仓，两个密封仓由四个龙骨联成一体组成，道密封是普通骨架与填料构成，第二道密封为密宫密封。四个龙骨的空间作用是，为观察道密封串水或拧压料盖及更换填料便于维修第二道机械密封，泥浆很难跨越第二道屏障串入轴承，因此保护了轴承，大大增加了它的使用寿命。
　　（二）轴承筒改进
　　在轴承筒上增安一个加油孔，改进了轴承的润滑方式。轴承是6英寸泥浆泵运转的主要部件，施工时电机以1450转/分高速旋转,轴承润滑很重要，为此，每一个工作日加注润滑油(黄油、机油各半)，保证了轴承在润滑油环境中工作，延长轴承寿命。
　　注：（1）黄油采用锂基脂黄油，其性能耐高温，润滑效果好，每袋黄油0.5公斤，（2）机油采用CC型机油其粘性稍差，易与锂基脂黄油混合。
　　（三）下泵头整体式结构改进
　　改进前，下泵头为喇叭型整体式结构，下泵头与泵壳连接起挡板作用，直接与高流速、高含沙量泥浆泵接触，下泵头磨损，气蚀相当快，也相当严重，一般沙壤土情况，一个新下泵头连续工作4-5天即累计运行70小时后，叶轮与挡板之间的间隙增大，严重影响泥浆泵的出浆量，必须更换下泵头，而泥浆泵是在塘坑和有水的环境中工作的，设备更换和维修困难，改进后6英寸泥浆泵下泵头为直筒型组合式结构，搬运方便，配件更换和维修容易。
　　这三方面的创新节约了投资，提高工程效益。主要体现三个方面：提高了轴承使用寿命。6英寸泥浆泵轴承原来连续工作13－14天报废，改进后可连续工作60天，轴承寿命提高了5倍左右。第二，设备配件费用大大降低。改进前需换配件费为555.43元,改进后需换配件费用为218.9元,一次性可节约配件费用336.53元。第三，减少了设备维修次数，降低劳动强度。
　　四、项目应用及效益
　　通过对6英寸泥浆泵轴承密封技术的改进，目前已在黄沁河机淤固堤工程施工中得到广泛应用。焦作市安澜工程有限责任公司、焦作市黄河工程局、焦作市黄河华龙工程有限公司温县分公司都引进6英寸泥浆泵双密封技术，共计设备80套,在2003年3月止2004年12月,承揽了武陟一局、二局、温县、新乡、郑州等机淤固堤工程，通过在施工中应用，一套6英寸泥浆泵轴承购制和维修费用每万方土节约17元，提前工期天数占总整个工期的7%，一套大泵5套6英寸泥浆泵,提前一天可节约费用约0.20万元，年度共节约了投资31万元，各个公司均收到可观的济经效益。
　　五、成果完成单位
　　河南河务局武陟河务局
　　六、主要完成人
　　刘长海   李怀前   孟虎生   何红生   史纪安   赵文利   李红梅   李会海
　　曹  刚   陶利芳   王洪伟   陈大根   杨向阳   成淑娟   杨向荣   王迎喜
　　委初审专家组初审意见
　　该项创新成果是针对在黄河放淤固堤工程中，防止或减缓泥浆泵的损坏，而设计和研制的双密封技术。该成果对原泥浆泵下泵头内部密封结构、润滑方式和泵头结构进行了改进，具有3项创新点。改进后的泥浆泵轴承寿命提高了5倍，连续工作时间提高了4倍，效率大大提高，目前已生产90台，投入使用后，年节资金31万元。产生了显着的经济效益，该成果在黄河机淤工程施工方面，具有广阔的推广价值和应用前景，对治黄工程建设具有极大的促进作用。
　　经专家组初审，该成果被评为创新成果一等奖。
（来源：黄河报·黄河网）

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