淺談羅茨鼓風(fēng)機(jī)的密封形式及應(yīng)用
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的密封包括主動(dòng)軸軸伸、軸承座尾部油密封和墻板部軸密封三個(gè)部位的密封。墻板部軸密封主要是阻止氣體泄漏，另外兩個(gè)部位除防止漏油外，有時(shí)也有密封氣體的要求。
氣密封裝置
通常將以密封氣體為主的結(jié)構(gòu)稱為氣密封裝置，單獨(dú)獨(dú)起油密封作用的稱為油密封裝置。羅茨鼓風(fēng)機(jī)墻板部軸密封裝置常用的有迷宮密封、填料密封、漲圈密封和機(jī)械密封等；主動(dòng)軸軸伸部常用的密封裝置有骨架油封組或機(jī)械密封。軸承座尾部油密封常采用回油槽結(jié)構(gòu)或骨架油封組密封。
1.迷宮密封
迷宮密封是利用流體流經(jīng)一系列節(jié)流間隙與膨脹空腔組成的通道，使工作介質(zhì)產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，以限制泄漏的非接觸式動(dòng)密封。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的墻板部軸密封廣泛采用迷宮密封。其密封機(jī)理可簡(jiǎn)單解釋為，流體經(jīng)過(guò)許多曲曲折折的通道，經(jīng)多次節(jié)流而產(chǎn)生很大阻力，使流體難于滲漏，從而達(dá)到密封目的。其優(yōu)點(diǎn)是不受轉(zhuǎn)速和溫度的限制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，使用壽命長(zhǎng)。適當(dāng)?shù)卦黾用芊恺X數(shù)目，可用于高壓氣體的密封；如果密封件加工和組合良好，在運(yùn)行中，一般不會(huì)出故障，也不需要經(jīng)常更換。其缺點(diǎn)主要是密封零件加工精度要求高。由于密封間隙小，當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不良時(shí)會(huì)發(fā)生摩擦磨損，從而降低密封性能。該種密封一般適用于輸送空氣的場(chǎng)合，在輸送有毒、易燃和易爆氣體時(shí)，其使用受到限制。標(biāo)準(zhǔn)型羅茨鼓風(fēng)機(jī)墻板部密封一般采用該種形式的密封。
2.填料密封
填料密封是用填料填塞泄漏通道，阻止泄漏的一種密封形式。填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，成本低廉，因而得到了廣泛的應(yīng)用。在羅茨鼓風(fēng)機(jī)的填料密封結(jié)構(gòu)中，較常用的有盤根填料、成型聚四氟乙烯填料及骨架油封組填料等。因該型密封屬于接觸型密封，容易造成軸（與油封唇口或聚四氟乙烯填料接觸部位）的磨損。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，成本低廉，密封效果較好，對(duì)工作環(huán)境和維護(hù)保養(yǎng)要求不高，因而在化肥廠等行業(yè)一直具有較廣的應(yīng)用。
3.漲圈密封
漲圈密封是將若干帶切口的彈性環(huán)放于密封槽中，由于漲圈本身的彈力，而使其外圓緊貼在殼體上，漲圈外徑與殼體間無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。氣體只能通過(guò)漲圈與環(huán)形槽的縫隙向下游泄漏。工作時(shí)，漲圈在兩側(cè)氣體壓差的作用下，緊貼于環(huán)形槽的下游端面。進(jìn)入縫隙的高壓氣體充滿背隙空間，使?jié)q圈外圓與密封座內(nèi)孔之間的密封進(jìn)一步加強(qiáng)，剩下的泄漏通道只有漲圈的切口。由于切口間隙很小，且在安裝時(shí)將切片錯(cuò)位安裝，經(jīng)過(guò)幾道漲圈密封之后，只有很少的出去。如果再加裝封壓氣體密封裝置，則密封效果更佳。因該型密封是接觸型密封，因此密封效果較好，但使用時(shí)需要注脂潤(rùn)滑。新研制的特種材料制成的漲圈，使用時(shí)可以不加注潤(rùn)滑脂。
墻板部軸密封采用上述三種密封形式，當(dāng)墻板結(jié)構(gòu)為開(kāi)式時(shí)，被輸送氣體不會(huì)漏進(jìn)油箱，但可能向大氣中泄漏。潤(rùn)滑油亦不會(huì)漏進(jìn)機(jī)殼內(nèi)。當(dāng)采用閉式墻板結(jié)構(gòu)時(shí)，被輸送氣體可能漏進(jìn)油箱。作為真空泵使用，抽真空時(shí)，潤(rùn)滑油可能漏進(jìn)機(jī)殼。
機(jī)械密封
機(jī)械密封又稱端面密封，是一種限制工作流體沿轉(zhuǎn)軸泄漏的裝置。通常由靜止環(huán)（靜環(huán)）、旋轉(zhuǎn)環(huán)（動(dòng)環(huán)）、彈性或磁性元件、旋轉(zhuǎn)環(huán)傳動(dòng)件和輔助密封圈等零件組成。工作時(shí)利用旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)貼合表面以及輔助密封來(lái)實(shí)現(xiàn)其密封功能。機(jī)械密封能否正常工作取決于兩端面間能否建立穩(wěn)定、可靠的潤(rùn)滑液膜和及時(shí)將摩擦熱導(dǎo)出。因機(jī)械密封具有工作可靠，泄漏量小，工作壽命長(zhǎng)，端面磨損能自動(dòng)補(bǔ)償，無(wú)須經(jīng)常維修，功率損耗小，且對(duì)軸沒(méi)有磨損等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械工業(yè)、石油和化學(xué)工業(yè)等各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械中。
機(jī)械密封型密封因結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，精度要求較高，價(jià)格較貴，維修不太方便。一般只用于密封要求較高，其他密封形式不能滿足的場(chǎng)合。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)所采用的機(jī)械密封，又分為K型機(jī)械密封與N型機(jī)械密封。K型機(jī)械密封即在主動(dòng)軸軸伸處加裝機(jī)械密封，墻板部軸密封采用迷宮密封或填料密封形式。因允許氣體進(jìn)入墻板或油箱，故墻板封閉，并要求氣體對(duì)油不能有劣化作用。采用該種形式的密封，被輸送氣體可能漏進(jìn)油箱，但極少向大氣中泄漏。抽真空時(shí)，油可能漏進(jìn)機(jī)殼。一般用于輸送干凈的工業(yè)氣體（如氮?dú)猓?，但?duì)潤(rùn)滑油有劣化的氣體，不能使用該型密封形式的風(fēng)機(jī)。
在羅茨鼓風(fēng)機(jī)的墻板部軸密封采用四個(gè)機(jī)械密封，即通常所講的“N型機(jī)械密封”。采用N型機(jī)械密封，氣體泄漏極少，可近似實(shí)現(xiàn)“零泄漏”。特別是對(duì)油有劣化作用的氣體，采用該密封形式的風(fēng)機(jī)效果更佳。
在實(shí)際工作中，也曾遇到因風(fēng)機(jī)密封形式選用不合理導(dǎo)致風(fēng)機(jī)無(wú)法滿足使用工況的情況。如
山東某企業(yè)，選用高爐用風(fēng)機(jī)，根據(jù)其輸送介質(zhì)組成、使用工況等具體要求，綜合考慮為其選用單機(jī)械密封風(fēng)機(jī)。當(dāng)時(shí)采用設(shè)備招標(biāo)的形式進(jìn)行購(gòu)買，共有四、五家羅茨鼓風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家參加投標(biāo)，廠家最終選用普通迷宮密封風(fēng)機(jī)。在設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程中，問(wèn)題百出，最后不得不重新選用其他密封形式的風(fēng)機(jī)。
由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)具有多種密封結(jié)構(gòu)，各種密封形式又各具特點(diǎn)，因此在選用羅茨鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，除選擇合適的機(jī)型外，還應(yīng)根據(jù)輸送介質(zhì)的特性，選擇合理的密封形式。一般輸送空氣時(shí)，選用迷宮密封形式；化肥廠輸送CO2或半水煤氣時(shí)，由于其介質(zhì)不清潔，含煤焦油太多，一般選用填料密封形式的風(fēng)機(jī)，如L系列填料密封風(fēng)機(jī)或RR系列填料密封風(fēng)機(jī)；對(duì)于石油、化工等行業(yè)用來(lái)輸送清潔的易燃、易爆和有毒等特殊氣體的羅茨鼓風(fēng)機(jī)，則應(yīng)選用機(jī)械密封風(fēng)機(jī)。如是N2等對(duì)油質(zhì)無(wú)劣化作用，且對(duì)軸承、齒輪等零部件無(wú)腐蝕性的惰性氣體，可選用K型機(jī)械密封風(fēng)機(jī)（單機(jī)械密封），否則，就須選用N型機(jī)械密封（四機(jī)械密封）風(fēng)機(jī)。
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