6英寸泥漿泵雙密封技術及其應用
2012-02-24黃河下游防洪是一個長期而艱巨的任務，雖然小浪底水庫建成發(fā)揮重要的作用，但黃河下游防洪仍然相當艱巨。堤防是防洪的主要屏障，機淤固堤是加固堤防的主要方法，并且在同樣防洪效益的情況下，是一項投資比較省的措施。目前，機淤固堤主要途徑是大小泵加固，機淤施工采用的小泵均為6英寸（6PNL—265型）泵，通常一臺10EPN主泵由5大套6英寸小泵相配套，因此，6英寸小泵是機淤施工集漿的主要機械。改進前的6英寸泥漿泵軸承容易損壞，導致停工，增加配件購置及維修費用。為改善泥漿泵軸承密封，研制了泥漿泵雙密封技術。
二、成果的研發(fā)經(jīng)過
（一）雙密封技術構(gòu)思
軸承是泥漿泵運轉(zhuǎn)的主要部件，油封是阻止水和泥漿進入軸承部位的主要屏障。過去6英寸泥漿泵軸承是靠8個油封來保護軸承的，通常安裝好一次油封，軸承可連續(xù)工作13－14天，即累計工作130-140個小時后，油封軸套同時磨損，油封串水，軸承報廢，這樣不僅造成停工，而且增加配件購置及維修費用，為提高生產(chǎn)效率降低工程成本，組織人員擬定出改變油封結(jié)構(gòu)，改變軸承環(huán)境的設想，從而構(gòu)思出了雙密封技術。
（二）泥漿泵雙密封原理
改進前，6英寸泥漿泵下泵頭為喇叭型整體式結(jié)構(gòu)，葉輪與葉輪背后的軸承僅有10CM的距離，中間設計的軸項密封裝置是普通骨架油封，它是靠8個油封保護軸承的。當電機以1450轉(zhuǎn)/分高速旋轉(zhuǎn)時，油封不動，軸套與軸高速旋轉(zhuǎn)，所以軸套與油封磨損很快，6英寸泥漿泵揚程15米，葉輪背部為高壓區(qū)，在負載情況下，8個骨架油封要在0.2PMA-0.3PMA壓力的情況下運轉(zhuǎn)，承受著強大的磨擦，隨著油封軸套磨損間隙增大，泥漿受泵壓的影響越過油封串入軸承筒，導致雙軸承破壞，造成停工，增加維修和配件購置費用。
改進后，6英寸泥漿泵下泵頭為直筒型組合式，下泵頭內(nèi)只有普通骨架油封裝置改進為兩個分體式密封倉，這樣不僅增大了葉輪與軸承距離，而且軸承有兩道保護防線，道采取填料密封，第二道采用機械密封,在施工時，當?shù)捞盍夏p串漿時，施工人員可采取緊壓料蓋辦法或干脆更換填料措施解決，泥漿很難跨越第二道屏障串入軸承，從而克服了改進前設備的缺點。
三、項目的主要創(chuàng)新點
（一）下泵頭內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)改進
原來下泵頭內(nèi)只有油封裝置，改進后，油封裝置由原來的普通骨架改進為兩個密封倉，兩個密封倉由四個龍骨聯(lián)成一體組成，道密封是普通骨架與填料構(gòu)成，第二道密封為密宮密封。四個龍骨的空間作用是，為觀察道密封串水或擰壓料蓋及更換填料便于維修第二道機械密封，泥漿很難跨越第二道屏障串入軸承，因此保護了軸承，大大增加了它的使用壽命。
（二）軸承筒改進
在軸承筒上增安一個加油孔，改進了軸承的潤滑方式。軸承是6英寸泥漿泵運轉(zhuǎn)的主要部件，施工時電機以1450轉(zhuǎn)/分高速旋轉(zhuǎn),軸承潤滑很重要，為此，每一個工作日加注潤滑油(黃油、機油各半)，保證了軸承在潤滑油環(huán)境中工作，延長軸承壽命。
注：（1）黃油采用鋰基脂黃油，其性能耐高溫，潤滑效果好，每袋黃油0.5公斤，（2）機油采用CC型機油其粘性稍差，易與鋰基脂黃油混合。
（三）下泵頭整體式結(jié)構(gòu)改進
改進前，下泵頭為喇叭型整體式結(jié)構(gòu)，下泵頭與泵殼連接起擋板作用，直接與高流速、高含沙量泥漿泵接觸，下泵頭磨損，氣蝕相當快，也相當嚴重，一般沙壤土情況，一個新下泵頭連續(xù)工作4-5天即累計運行70小時后，葉輪與擋板之間的間隙增大，嚴重影響泥漿泵的出漿量，必須更換下泵頭，而泥漿泵是在塘坑和有水的環(huán)境中工作的，設備更換和維修困難，改進后6英寸泥漿泵下泵頭為直筒型組合式結(jié)構(gòu)，搬運方便，配件更換和維修容易。
這三方面的創(chuàng)新節(jié)約了投資，提高工程效益。主要體現(xiàn)三個方面：提高了軸承使用壽命。6英寸泥漿泵軸承原來連續(xù)工作13－14天報廢，改進后可連續(xù)工作60天，軸承壽命提高了5倍左右。第二，設備配件費用大大降低。改進前需換配件費為555.43元,改進后需換配件費用為218.9元,一次性可節(jié)約配件費用336.53元。第三，減少了設備維修次數(shù)，降低勞動強度。
四、項目應用及效益
通過對6英寸泥漿泵軸承密封技術的改進，目前已在黃沁河機淤固堤工程施工中得到廣泛應用。焦作市安瀾工程有限責任公司、焦作市黃河工程局、焦作市黃河華龍工程有限公司溫縣分公司都引進6英寸泥漿泵雙密封技術，共計設備80套,在2003年3月止2004年12月,承攬了武陟一局、二局、溫縣、新鄉(xiāng)、鄭州等機淤固堤工程，通過在施工中應用，一套6英寸泥漿泵軸承購制和維修費用每萬方土節(jié)約17元，提前工期天數(shù)占總整個工期的7%，一套大泵5套6英寸泥漿泵,提前一天可節(jié)約費用約0.20萬元，年度共節(jié)約了投資31萬元，各個公司均收到可觀的濟經(jīng)效益。
五、成果完成單位
河南河務局武陟河務局
六、主要完成人
劉長海 李懷前 孟虎生 何紅生 史紀安 趙文利 李紅梅 李會海
曹 剛 陶利芳 王洪偉 陳大根 楊向陽 成淑娟 楊向榮 王迎喜
委初審專家組初審意見
該項創(chuàng)新成果是針對在黃河放淤固堤工程中，防止或減緩泥漿泵的損壞，而設計和研制的雙密封技術。該成果對原泥漿泵下泵頭內(nèi)部密封結(jié)構(gòu)、潤滑方式和泵頭結(jié)構(gòu)進行了改進，具有3項創(chuàng)新點。改進后的泥漿泵軸承壽命提高了5倍，連續(xù)工作時間提高了4倍，效率大大提高，目前已生產(chǎn)90臺，投入使用后，年節(jié)資金31萬元。產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，該成果在黃河機淤工程施工方面，具有廣闊的推廣價值和應用前景，對治黃工程建設具有極大的促進作用。
經(jīng)專家組初審，該成果被評為創(chuàng)新成果一等獎。
（來源：黃河報·黃河網(wǎng)）