수도펌프 조합 소프트 패킹의 밀봉 시험

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【키워드】펌프 밸브, 밀봉 시험【논문 요약】수펌프 조합용 소프트 패킹의 밀봉 시험 패킹 밀봉은 패킹의 공급원이 다양하고 가공이 용이하며 가격이 저렴하고 밀봉 성능이 우수하고 조작이 간단한 특징을 가지므로 적용 범위가 넓다.최근 몇 년간 밀봉 패킹의 발전에 따라, 패킹 실링은 재료, 구조 형태 및 다양한 특성 면에서 크게 개선되었습니다. 그래서 기계 산업 분야에서 패킹 실링이 더욱 널리 활용되면서 좋은 경제적 효과를 거두고 있습니다. 1 충전형 밀봉의 작동 원리 기계 산업에서 충전형 밀봉은 주로 동적 밀봉으로 사용된다.주로 원심펌프, 압축기, 진공펌프, 교반기의 회전축 밀봉에 사용되며, 패킹 밀봉의 설계 시에는 기계 장비의 작동 조건을 주요 고려 요소로 삼아야 합니다. 패킹 선택 시에는 다음과 같은 조건들을 고려해야 합니다: (1) 일정한 소성이 있어, 압력이 가해지면 일정한 반경 방향의 힘이 발생하여 축과 단단히 접촉할 수 있어야 합니다. (2) 충분한 화학적 안정성을 가지며, 매체를 오염시키지 않고, 충전제가 매체에 의해 팽창하지 않으며, 충전제 내의 침투제도 매체에 의해 용해되지 않으며, 충전제 자체가 밀봉면을 부식시키지 않는다. (3) 충전제는 자가 윤활성이 우수하며, 마모에 강하고 마찰 계수가 낮습니다. (4) 축에 약간의 편심이 있을 경우, 패킹은 충분한 유동 탄성을 가져야 한다. (5) 제조가 간단하고 충전이 용이함. 이를 위해, 일정 시간 동안 작동하면서 윤활제가 손실된 후에도 충전재 내의 윤활제를 다시 공급하여 주어야 하며, 동시에 충전재의 부피 변화로 인해 생기는 압축력의 저하를 보상해 주어야 한다.물론 이렇게 계속해서 충전제를 압축하면 결국 침투제가 고갈될 것이므로, 정기적으로 충전제를 교체하는 것이 필요합니다.또한, 액체 막을 유지하고 마찰열을 제거하기 위해, 충전재 부분에서 약간의 누출이 발생하도록 하는 것도 필요합니다. 2. 수펌프 사용 시의 와셔 관련 문제점들: 수펌프의 축실링으로는 일반적으로 오일에 젖은 석면 와셔나 오일에 젖은 면사 와셔가 사용된다.유침 석면 페커는 내열성, 유연성, 강도가 높은 장점이 있지만, 표면이 거칠어지고 마찰 계수가 크며 누출이 발생하는 등 치명적인 단점도 가지고 있습니다. 또한 오랫동안 사용하면 함유된 윤활제가 쉽게 사라집니다.오일에 적신 면 실로 만든 와셔는 물에 장기간 담가두면 매우 단단해지며, 팽창 계수가 크기 때문에 마찰력도 커집니다.실제 생산 과정에서는 이런 상황이 자주 발생합니다. 새로 설치된 장비가 가동을 시작할 때는 축실링의 상태가 양호하지만, 얼마 지나지 않아 누수량이 점점 증가합니다. 그래서 압축장치를 조정하거나 패킹을 교체하는 작업도 점점 더 자주 이루어집니다. 한 주기도 채 운전하지 못하면 축커버가 꽃병 모양으로 마모되고, 심한 경우에는 축커버가 부서지기도 합니다. 또한, 워터실링 링 뒤쪽에 위치한 패킹들도 모두 썩어버려서 더 이상 밀폐 역할을 할 수 없게 됩니다.전반적으로, 펌프용 실링재는 다음과 같은 단점이 있습니다. (1) 펌프용 실링재가 축과 직접 접촉하면서 상대적으로 회전하기 때문에, 축과 샤프트 하우징이 마모되게 됩니다. 따라서 정기적으로 또는 비정기적으로 샤프트 하우징을 교체해 주어야 합니다.(2) 디스크 가스켓과 축 또는 샤프트 하우징 사이에서 발생하는 마찰열을 신속하게 제거하기 위해, 디스크 가스켓 밀봉에는 일정량의 누설이 반드시 존재해야 하며, 이를 제어하기가 어렵습니다.(3) 피팅과 축 또는 샤프트 하우징 사이의 마찰로 인해 모터의 유효 동력이 감소하고 전력이 낭비되며, 때로는 5%–10%에 달하는 높은 비율을 보이기도 합니다.전반적으로, 펀칭 패킹에는 다음과 같은 단점들이 있습니다. 패킹 밀봉의 원리를 살펴보면, 밀봉된 공간 내에서 유체가 누출될 수 있는 경로는 세 군데 있습니다. 첫째는 유체가 섬유 재료를 통과하여 누출되는 경우입니다；둘째는 충전재와 충전재 케이스 사이에서 누출되는 것입니다；셋째는 충전재와 축 표면 사이에서의 누설입니다.따라서 수도펌프의 누수를 방지하는 가장 중요한 조치는 다음과 같습니다: (1) 적절한 밀봉 재료를 선택하는 것；(2) 적절하게 설계된 밀봉 챔버를 만들고, 적당한 밀봉 압력을 조절한다. 3. 조합형 소프트 패킹 실링의 설계: 설계된 패킹 챔버의 구조는 그림 2에 나타나 있습니다.충전 챔버 내부에는 우수한 밀봉 성능을 가진 연성 재료가 채워져 있으며, 이는 탄소섬유, 고순도 흑연, 폴리테트라플루오로에틸렌, 유기 실란트 등으로 구성됩니다.내열성은 -18℃~200℃이며, 최대 압력은 0.7Mpa, 최대 선속도는 8m/s입니다. 내식성이 우수하고, 적용 가능한 매체의 pH 값 범위는 4~13이며, 주로 물 매체에 사용됩니다.이러한 연성 충전재는 점토 상태이며, 마찰 계수가 낮고 혼합물들 사이의 분자 간 인력이 약합니다.축이 회전하는 동안, 충전재에 포함된 섬유들이 축에 감겨서 함께 회전하게 됩니다. 이렇게 형성된 “회전층”은 축이나 샤프트를 보호하는 역할을 하며, 샤프트의 마모를 방지하고 동력 소비를 줄여줍니다；“회전층”의직경이 점차 커짐에 따라, 축이 섬유를 감싸는 능력은 점점 약해집니다. 그 결과 섬유들은 축과 엉키지 않고, 충전재 챔버의 내벽과 상대적으로 고정된 상태를 유지하게 됩니다. 이로 인해 충전재 챔버 내부에 “절단층”이 형성됩니다. 이때 상대적인 회전 운동에 의한 마찰 절단이 일어나는 영역은 충전재와 축 사이가 아니라 충전재 자체 내부에 위치하게 됩니다.또한, 주입된 충전재의 양 끝에 폴리테트라플루오로에틸렌으로 만든 편조형 충전재를 압입하여, 이 편조형 충전재의 엔드 링을 이용해 혼합된 연성 충전재를 단단히 압축합니다.축이 고속으로 회전할 때 혼합된 소프트 패킹이 압력에 의해 밀려나가지 않도록, 패킹 챔버와 커버 부분에 나선형 홈이 특별히 설계되어 있습니다. 주의할 점은 패킹 양쪽 끝의 나선형 홈 방향이 서로 반대여야 한다는 것입니다. 이렇게 하면 축이 회전할 때 혼합된 패킹이 안쪽으로 밀려들도록 하여, 패킹이 튀어나가는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다.4 수펌프 시험 현황 조합 패킹의 설계 및 제작이 완료된 후, 수펌프 시험대에서 시험을 진행합니다.시험대의 설계 조건은 다음과 같습니다: 모터 회전 속도는 1500r/min이며, 작동 압력은 1MPa입니다. 사용되는 매체는 깨끗한 물이며, 매체의 온도는 상온입니다. 패킹 채움 과정은 다음과 같은 단계에 따라 진행됩니다. (1) 패킹 챔버를 청소하고, 축 표면에 스크래치나 버와 같은 이상이 없는지 확인하여, 축의 거칠기가 도면에 명시된 Ra1.6 기준을 충족하도록 합니다；(2) 백분율 게이지를 사용하여 씰 부위에서의 축의 반경 방향 변동을 확인해야 하며, 그 허용 오차는 0.03mm~0.08mm 범위 내여야 합니다.(3) 채움 과정에서, 엮어진 폴리테트라플루오로에틸렌으로 만든 링을 사용할 때는 먼저 축과 같은 크기의 나무 막대를 준비한 다음, 그 나무 막대에 엮어진 폴리테트라플루오로에틸렌을 감은 뒤 칼로 잘라냅니다. 절단면은 45도 각도로 만드는 것이 좋습니다. 그런 다음, 충전물이 들어갈 공간과 같은 크기의 나무로 만든 두 개의 부품을 사용하여 그것들을 축 위에 놓고, 엮어진 충전물을 공간의 깊은 곳으로 밀어넣습니다. 마지막으로, 압축용 부품을 사용하여 나무로 만든 부품에 일정한 압력을 가해주어 충전물이 공간의 바닥에 고르게 위치하도록 합니다.(3) 혼합된 점토 상태의 충전제를 주입할 때는, 주입하면서 동시에 목재로 만든 부품을 사용해 압력을 가해야 합니다. 그 다음에는 폴리테트라플루오로에틸렌으로 만든 부품을 충전된 부분의 바깥쪽에 놓고 고르게 압력을 가합니다. 이때 손으로 주축을 회전시켜서 충전된 부분에 가해지는 압력이 포물선 형태가 되도록 해야 합니다. 그런 다음 압력을 조금 완화시키면 충전이 완료됩니다.운전 테스트를 진행할 때, 처음에는 누수가 간헐적으로 일어나는 형태였습니다. 누수가 심해지면, 압축 볼트를 적절히 조이면 됩니다.발열이 너무 심하면 볼트를 조금 풀어주세요.정상적으로 작동하면 누출이 거의 멈춥니다.60시간 동안 시운전을 한 후, 패킹 밀봉 공간을 열어 살펴보니, 편조된 폴리테트라플루오로에틸 엔드링의 형태가 그대로 유지되어 있었습니다. 또한, 혼합형 소프트 패킹도 손상된 흔적이 없었으며, 축에도 마모의 징후가 전혀 보이지 않았습니다.5 결론 (1) 조합형 소프트 패킹은 펌프의 기계적 효율을 효과적으로 향상시켜, 샤프트의 마모를 줄여준다.패킹 가스켓 부분에서 오랫동안 누수가 발생하지 않아 환경을 보호할 수 있으며, (2) 유지보수가 용이합니다. 누수량이 많을 경우에도 작업을 중단하지 않고 패킹을 주입할 수 있어 펌프의 연속 가동 시간이 길어지고, 인건비와 수리 비용을 절약할 수 있습니다.초기 추정에 따르면, 에너지 절약량은 펌프 1대당 연간 만 위안 이상입니다. (3) 조합형 소프트 필러는 광범위한 응용 가치를 가지고 있습니다.