Dichtungsprüfung der weichen Füllung der Wasserpumpe

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【Schlüsselwörter】Pumpen und Ventile, Dichtprüfung【Zusammenfassung des Artikels】Dichtprüfung von Pumpen mit weichen Füllstoffen. Die Füllstoffdichtung zeichnet sich durch eine große Auswahl an möglichen Füllstoffen, einfache Verarbeitung, niedrige Kosten, zuverlässige Dichtigkeit sowie einfache Bedienung aus. Deshalb findet sie in vielen Anwendungen Verwendung. In den letzten Jahren haben sich durch die Entwicklung von Dichtstoffen die Dichtungen in Bezug auf Materialien, Konstruktionsformen sowie verschiedene Eigenschaften erheblich verbessert. Deshalb werden Dichtungen in der Maschinenbauindustrie immer häufiger eingesetzt, was gute wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. 1 Arbeitsprinzip der Stoppdichtungen: In der Maschinenbauindustrie werden Stoppdichtungen hauptsächlich als Bewegungsdichtungen eingesetzt. Es wird häufig zur Dichtung der Antriebswellen von Zentrifugalpumpen, Kompressoren, Vakuumpumpen und Rührmaschinen verwendet. Bei der Auswahl der Füllmaterialien für die Dichtung sollten die Betriebsbedingungen der Maschine als Hauptkriterium berücksichtigt werden. Die ausgewählten Füllmaterialien müssen folgende Eigenschaften aufweisen: (1) Sie müssen eine gewisse Plastizität haben, sodass unter Druck eine bestimmte radiale Kraft entsteht, mit der sie in Kontakt mit der Achse kommen können. (2) Es weist eine ausreichende chemische Stabilität auf, verunreinigt das Medium nicht, das Füllmaterial wird durch das Medium nicht aufgebläht, die Imprägnierstoffe im Füllmaterial lösen sich nicht im Medium auf, und das Füllmaterial selbst korrodiert die Dichtflächen nicht. (3) Das Füllmaterial weist eine gute Selbstschmierfähigkeit auf, ist abriebfest und hat einen niedrigen Reibungskoeffizienten. (4) Wenn die Achse eine geringe Verschiebung aufweist, muss das Füllmaterial über ausreichende Federungseigenschaften verfügen. (5) Einfache Herstellung und bequeme Befüllung. Dafür ist es notwendig, den Druck des Füllstoffs regelmäßig anzupassen. So kann nachdem der Schmierstoff im Laufe der Zeit etwas verloren gegangen ist, wieder etwas Schmierstoff zugeführt werden. Dadurch wird auch die durch Veränderungen des Volumens des Füllstoffs entstehende Entlastung ausgeglichen. Natürlich führt diese ständige Kompression des Füllstoffs letztendlich dazu, dass der Trägerstoff aufgebraucht wird. Deshalb ist es notwendig, den Füllstoff regelmäßig zu erneuern. Außerdem ist es notwendig, absichtlich eine geringe Menge an Leckagen am Füllmaterial zuzulassen, um die Flüssigkeitsschicht aufrechtzuerhalten und die Reibungshitze abzuführen. 2 Probleme mit Gummistopfen bei der Verwendung von Wasserpumpen: Die Achsabdichtung einer Wasserpumpe besteht in der Regel aus ölgetränktem Asbestgummistopfen oder ölgetränktem Baumwollgummistopfen. Ölgetränkte Asbest-Dichtungen weisen Vorteile wie Wärmebeständigkeit, gute Weichheit und hohe Festigkeit auf, haben aber auch tödliche Nachteile: Nach dem Flechten ist die Oberfläche rau, der Reibungskoeffizient ist hoch, es kommt zu Leckagen, und außerdem geht der eingesetzte Schmierstoff mit der Zeit leicht verloren. Ölgetränkte Baumwollwalzen werden durch langfristiges Einweichen in Wasser sehr hart und weisen aufgrund des hohen Ausdehnungskoeffizienten einen hohen Reibungswiderstand auf. In der praktischen Produktion tritt oft folgende Situation auf: Bei neu installierten Anlagen ist der Zustand der Achsabdichtung zu Beginn des Betriebs in Ordnung. Doch schon nach kurzer Zeit nimmt das Leckvolumen stetig zu. Die Anpassung der Abdichtungen sowie der Austausch der Dichtmaterialien werden immer häufiger notwendig. Schon nach weniger als einem Betriebszyklus ist die Achsschale so abgenutzt, dass sie die Form eines Vasens annimmt. In schweren Fällen reißt die Achsschale sogar ganz ab. Zudem verrotten die hinter dem Wasserdichtungsring befindlichen Dichtmaterialien, sodass keine ordentliche Abdichtung mehr gewährleistet werden kann. Im Allgemeinen weist das Dichtmaterial folgende Nachteile auf: (1) Das Dichtmaterial kommt in direkten Kontakt mit der Welle und dreht sich relativ dazu, was zu einer Abnutzung von Welle und Lager führt. Deshalb müssen die Lager regelmäßig oder unregelmäßig ausgetauscht werden. (2) Um die durch Reibung zwischen dem Dichtstoff und dem Achsen oder den Lagergehäusen entstehende Wärme rechtzeitig abzuführen, muss der Dichtstoff einen bestimmten Grad an Leckage aufweisen – und das ist schwer zu kontrollieren. (3) Die Reibung zwischen dem Dichtstoff und dem Achsen oder den Lagergehäusen führt zu einer Verringerung der effektiven Leistung des Motors. Dadurch wird Energie verschwendet – manchmal sogar in einem erheblichen Ausmaß von 5 % bis 10 %. Im Allgemeinen weisen Dichtstoffe aus Wurzelmaterial folgende Nachteile auf: Nach dem Prinzip der Dichtung können im Dichtraum drei Stellen vorliegen, an denen Flüssigkeit entweichen kann. Erstens kann die Flüssigkeit durch das Fasermaterial dringen und so zu Leckagen führen ； Zum Zweiten ist da das Leck zwischen dem Füllmaterial und dem Behälter für das Füllmaterial ； Drittens ist es der Leckagen zwischen dem Füllmaterial und der Oberfläche der Welle. Daher ist die wichtigste Maßnahme zur Verhinderung von Leckagen in der Wasserpumpe: (1) Die richtige Auswahl des Dichtstoffs ； (2) Entwerfen Sie einen geeigneten Verschlussschacht und justieren Sie den entsprechenden Verschlussdruck. 3. Konstruktion der Dichtung mit kombinierten Weichfüllstoffen: Die Struktur der Füllstoffkammer ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Füllraum ist mit einem hochwertigen, dichten Weichmaterial gefüllt, das aus Kohlenstofffasern, hochreinem Graphit, Polytetrafluorethylen sowie organischen Dichtstoffen besteht. Es ist hitzebeständig bei Temperaturen von -18°C bis 200°C, der maximale Druck beträgt 0,7 Mpa, die maximale Geschwindigkeit liegt bei 8 m/s. Zudem weist es eine starke Korrosionsbeständigkeit auf. Es eignet sich für Medien mit einem pH-Wert im Bereich von 4 bis 13 – insbesondere für wässrige Medien. Dieser weiche Füllstoff befindet sich in einer teigartigen Zustand, weist einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf und es besteht nur eine geringe molekulare Anziehungskraft zwischen den Bestandteilen des Gemisches. Während die Welle sich dreht, winden sich die Fasern im Füllmaterial um die Welle und drehen sich zusammen mit dieser. Dadurch entsteht eine „drehende Schicht“, die dazu dient, die Welle oder den Zylinder zu schützen. Dadurch wird ein Abnutzen des Zylinders verhindert und der Energieverbrauch verringert ； Mit zunehmendem Durchmesser der „Drehschicht“ nimmt die Fähigkeit des Achsen, sich um die Fasern zu winden, allmählich ab. Die Fasern werden nicht mehr von der Achse umwickelt und bleiben stattdessen relativ still in Bezug auf die Innenwand der Füllkammer. Dadurch entsteht in der Füllkammer eine „Schneideschicht“. In diesem Fall liegt das Gebiet mit dem Reibungsschneiden im Bereich zwischen den Füllstoffen – und nicht zwischen den Füllstoffen und der Achse. Außerdem werden an beiden Enden des eingebrachten Füllstoffs Polytetrafluorethylen-Geflechtfüllstoffe eingedrückt; mithilfe dieser Geflechtfüllstoffe können die gemischten Weichfüllstoffe festgedrückt werden. Um zu verhindern, dass das gemischte Füllmaterial bei hoher Drehzahl des Achsen ausgedrückt und herausgeschleudert wird, wurden in der Füllkammer sowie am Verschluss speziell Schraubenkanäle konstruiert. Es ist wichtig, dass die Richtung der Schraubenkanäle an den beiden Enden des Füllmaterials entgegengesetzt ist. Dadurch entsteht beim Drehen der Achse eine Kraft, die das Füllmaterial nach innen drückt – dadurch wird ein Ausfliegen des Füllmaterials effektiv verhindert. 4 Prüfung der Wasserpumpe Nach der Fertigstellung des Designs und der Herstellung des Kombipackungs wird die Pumpe auf dem Prüfstand getestet. Die Betriebsbedingungen des Prüfstands sind wie folgt: Drehzahl des Motors 1500 U/min, Arbeitsdruck 1 MPa, Medium ist klares Wasser, Temperatur des Mediums bei Raumtemperatur. Der Prozess des Befüllens mit Füllmaterial erfolgt nach den folgenden Schritten: (1) Die Füllkammer wird gereinigt. Dabei wird überprüft, ob es auf der Oberfläche der Welle Kratzer oder andere Beschädigungen gibt. Es muss sichergestellt werden, dass die Rauheit der Welle den Anforderungen aus den Zeichnungen entspricht – nämlich Ra1,6 ； (2) Mit einem Drehmomentschlüssel wird die radiale Auslenkung der Welle an den Dichtstellen überprüft. Die Toleranz sollte im Bereich von 0,03 mm bis 0,08 mm liegen. (3) Bei der Befüllung ist es am besten, zunächst einen Holzstab zu verwenden, der die gleiche Größe wie die Achse hat. Das gewebte PTFE wird anschließend um diesen Holzstab gewickelt. Danach wird der Stoff mit einem Messer abgeschnitten – dabei sollten die Schnittkanten in einem Winkel von 45° angeordnet sein. Anschließend werden zwei hölzerne Halteelemente verwendet, die die gleiche Größe wie die Füllkammer haben. Diese werden auf die Achse gesetzt, damit das gewebte Füllmaterial in die Tiefe der Kammer gedrückt werden kann. Zudem wird mit einem Druckring ein gewisser Druck auf die hölzernen Halteelemente ausgeübt, damit sie vorverformt werden. Dabei muss darauf geachtet werden, dass das gewebte Füllmaterial gleichmäßig am Boden der Kammer liegt. (3) Bei der Einfüllung des gemischten, teigartigen Füllstoffs muss dieser ständig mit einem hölzernen Stab zusammengedrückt werden. Anschließend wird Polytetrafluorethylen über die Füllkammer gelegt, um diese gleichmäßig zu komprimieren. Gleichzeitig wird der Hauptmotor per Hand gedreht, damit die Kompressionskraft eine parabolische Verteilung aufweist. Danach wird der Druck wieder etwas verringert – damit ist die Füllung abgeschlossen. Während der Betriebsprüfung tritt zu Beginn des Betriebs hauptsächlich ein intermittierendes Tropfen auf. Wenn das Leck zunimmt, sollten die Verschraubungsbolzen entsprechend fester angezogen werden. Wenn die Hitze zu hoch ist, lockern Sie den Bolzen etwas. Nachdem es wieder normal lief, hörte das Leck im Wesentlichen auf. Nach 60 Stunden Probelauf wurde die Füllungssperre geöffnet, um sie zu inspizieren. Die Form der aus Polytetrafluorethylen gefertigten Endringe blieb intakt, es kam zu keinem Verschleiß der weichen Füllstoffe, und am Axialteil waren keinerlei Anzeichen von Abnutzung zu erkennen. 5 Schlussfolgerungen (1) Die kombinierten weichen Füllstoffe verbessern die mechanische Effizienz der Pumpe erheblich und verringern somit die Abnutzung der Welle. Da am Füllungsdeckel über einen langen Zeitraum kein Leck entstehen kann, wird die Umwelt geschützt. Zudem ist die Wartung einfach. Bei hohem Leckvolumen kann das Füllmaterial ohne Unterbrechung zugeführt werden, wodurch die Betriebszeit der Pumpe verlängert wird und somit Kosten für Arbeitskräfte und Wartungen eingespart werden. Nach ersten Schätzungen spart die eingesparte Energie pro Pumpe jährlich mehrere zehntausend Yuan. (3) Kombinierte Weichfüllstoffe haben große Anwendungsmöglichkeiten.