再造烟叶浸提罐底搅拌轴封装置的改进

高尚铎 郑庆元

( 江苏鑫源烟草薄片有限公司，江苏 淮安 223400)

1 问题简述

鑫源公司再造烟叶生产线提取段现有一级浸提罐4套(烟梗、烟末浸提罐各2套)，均使用底部搅拌结构，搅拌器轴封装置前期曾采用机械密封与填料密封结构，但由于烟梗、烟末原料中含有较多泥沙颗粒，机械、填料密封损坏频次较高，在使用填料密封后，搅拌轴亦发生磨损，当密封材料损坏后，提取液与物料颗粒等顺着搅拌轴依次向下渗漏，极易损坏轴承座、减速机及电机，严重影响了再造烟叶生产线的连续稳定。

为应对提取一级浸提罐搅拌器轴封问题，企业维修人员前期制作临时接料盘置于轴封装置下方，但该方法不能解决根本问题，提取一级浸提罐搅拌器漏液不符合现场设备管理要求，需进行更新改进。

2 原因、对策分析

再造生产线一级浸提罐搅拌器轴封装置曾使用机械密封，机械密封型号为HM204-125，在2016年5月至2017年5月累计损坏8次，因更换机械密封耗时较长(需拆除减速机、轴承座，将机械密封沿搅拌轴底部整体安装至罐体底部，调整机械密封端面，工作量较大)且影响生产，2017年企业完成了再造生产线提取段一级浸提罐搅拌器轴封装置改造，将机械密封改造为现有的填料密封。填料密封结构相对简单，结合公司一级浸提罐情况，使用填料密封减少了填料的更换时间，但因泥沙颗粒聚集极易损坏填料，造成了目前提取一级浸提罐搅拌器轴持续漏液、减速机、轴承等经常损坏的情况，确认一级浸提罐使用普通机械密封或填料密封均不合适，无法解决根本问题。

机械密封采用的静环、动环加横向密封的结构，即动环随轴转动，通过在动静环横向接触面上进行碳化硅等耐磨处理，达到横向密封效果。填料密封采用静环、动环加轴向密封的结构，即在静环内部加装填料，以塞满搅拌轴与静环的间隙，达到密封效果。以上两种密封结构在再造烟叶浸提罐上进行使用，但因为泥沙颗粒较多等原因，密封装置磨损速度非常快，主要原因分析如下：

(1)密封装置处搅拌轴径向跳动较大。再造烟叶一级浸提罐容积20m3，实际搅拌物料约16t左右，搅拌轴轴径125mm，轴长3.4m(分为两段，中间使用法兰盘连接)，搅拌轴只有底部、顶端2个轴承，在浸提罐实际工作过程中，搅拌轴径向跳动大，造成机械、填料密封损坏。

(2)浸提罐中物料中泥沙颗粒较多。提取一级浸提罐为烟梗、烟末物料初次进入提取工序，物料中的泥沙颗粒含量较多，在搅拌过程中，泥沙颗粒进入机械密封端面或填料中，造成机械、填料密封损坏。

结合浸提罐轴封使用情况及原因，确认了浸提罐轴封装置改造方向，即减少搅拌轴径向跳动及大幅减少泥沙颗粒进入密封装置中。

3 影响分析

3.1 直接影响

再造烟叶生产线提取段一级浸提罐搅拌器轴封装置为填料密封，密封装置效果不好导纸提取液等物料持续渗漏，直接造成原料浪费(无法计量损失量)。另外一级浸提罐的减速机、电机等损坏，每次减速机维修费用约需1.5万元，润滑油费用0.5万元，减速机内轴承、密封等约费用1.3万元，即每次搅拌器损坏直接修复费用3.3万元。

3.2 间接影响

一级浸提罐搅拌器损坏后，需维修人员拆卸安装减速机、电机等，工作量较大，另外一级浸提罐搅拌器损坏后，后续生产工序物料等需降低生产速度，进一步延长了生产时间，另外后续设备的超预期运行，必然造成能源浪费，且停机时间较长时需排除变质浆料，对生产连续、稳定及生产能耗控制、现场管理等都产生较大影响。

4 改造方案说明

在分析了再造烟叶一级浸提罐原有机械、填料密封装置损坏的原因后，企业组织设备部门相关人员对其进行专项攻关，为解决再造烟叶一级浸提罐搅拌轴密封问题，降低设备维修频次，保障生产运行稳定，重新设计了一种用于再造烟叶浸提罐的轴封装置，如图1所示。

图1 再造烟叶浸提罐轴改造简图

(1)搅拌轴；(2)防尘圈；(3)O型圈；(4)外密封座；(5)深沟球轴承；(6)O型圈；(7)O型圈；(8)内密封座；(9)罐体底板；(10)O型圈；(11)X型密封圈；(12)斯特密封环；(13)耐磨密封环；(14)Y型密封圈；(15)调心滚子轴承

4.1 外密封座安装说明

外密封座(4)与罐体底板(9)用螺丝连接，顶部装防尘圈(2)阻止颗粒物进入，装入O型圈(3)与搅拌轴(1)进行轴向密封。

4.2 内密封座的安装说明

内密封座(8)顶端采用O形圈(10)与外密封座进行径向端面密封，内密封座与搅拌轴(1)相配的内径装有耐高温轴用X型密封圈(11)Y形密封圈(14)和一个防高温旋转斯特密封圈(12)，同时设计有一个高耐磨防高温耐磨环(13)，以支持主轴旋转时不损坏所有密封件。

4.3 轴承的主要作用

在内密封座底部装有深沟球轴承(15)、外密封座底部装有调心滚子轴承(5)，通过以上两个轴承的作用，减少主轴的径向跳动，进一步保障密封效果及密封装置的使用寿命。

5 改造后效果及影响

本次再造烟叶一级浸提罐轴封装置的改进，主要将传统机械密封与O型圈密封、旋转密封等进行有机结合，增加横向、轴向双重密封端面，对内、外密封座的接触密封方式进行重新设计，在保障密封效果的同时延长了密封件的更换使用寿命。经过现场验证，该新式轴封装置完全适用于再造烟叶浸提罐底搅拌轴封。另外在泥沙颗粒较多的底部搅拌系统中，该轴封装置有很好的推广价值。