小论文：论提高填料使用寿命的冷却措施.docx

论提高填料使用寿命的冷却措施摘要：本文阐述往复式压縮机用填料密封机理、结构、冷却方式并推荐填料泄漏的数学表达式；纵观填料型式的沿革，构思出填料冷却结构的新创意。以达到提高其可靠性目的。关键词：填料、结构型式、冷却方式、可靠性，1引言图0一1所示填料在往复式压缩机型号的位置及作用。 填料是阻止气缸内气体自活塞杆与气缸之间泄露的组件。对填料的基本要求是密封性能良好、并耐用。填料的密封原理：是利用阻塞和节流两种作用的组合；是动密封。填料元件由内缘和活塞杆相配合阻塞气流轴向泄露。填料与活塞杆表面的接触处，应有初始力，此力由填料外缘弹簧紧箍着，在工作过程中，填料的外缘面上有从气缸泄露来的有压介质作用，从而给活塞杆表面产生压力。填料的结构分为：它紧式和自紧式；即它紧式填料当磨损后，需人工拧紧压板，使其再次贴紧活塞杆；自紧式填料磨损后能自动补偿。填料主要有平面（图二）和锥面（图三）两类，前者多用于低、中压压缩机； 图二 图三后者用于高压压缩机。笔下简述平面填料密封机理，平面填料是由两块平面元件构成，其与填料盒组成一组密封组件，气缸一侧的一块由三瓣组成，背离气缸一块由六瓣组成，每一块外缘绕有螺旋弹簧，仅起预紧的作用，三瓣缚于活塞杆上时切口仍留有间隙，三瓣的径向切口需与六瓣的切口相错开，利用三瓣的填料从轴向挡住六瓣的径向切口，阻止气体轴向的泄露。六瓣填料元件径向切口，由三个月牙型的瓣所盖住，以阻止气体沿径向泄露，三、六瓣的径向切口都具有一定的间隙，以便內缘磨损后能自动补偿。2.数学表达式： 填料泄漏量可用下式表示： V26002.d.p/ L(cm3/sec)式中：- 密封件内表面与活塞杆的径向间隙（cm） d - 活塞杆直径 （cm） p 密封件前后气体压力差（kg/ cm2） - 气体的动力粘度系数 （ kg- sec /m2） L 密封件长度上式表明：（1） 填料的泄漏量与2成正比例，值是影响气体泄露的主要因素。（2） 气体的动力粘度系数值增大，泄漏量降低，故填料注油时减少泄露是有益的（3） 减少密封件前后气体压力差，则使泄漏量下降。故在填料组件前增设均压环（节流环）能有效的减少压力差，并稳定气流流动。3.冷却措施： 为了改善填料的工作条件，提高寿命，填料需要良好的冷却，以带走密封元件和活塞杆的摩擦热及气体带来的热量，无注油点填料塑料件的冷却更为重要。 众所周知，在有十字头的往复压缩机中填料是易损件之一，它与活塞环、气阀等易损件一样，决定了压缩机的使用投资，是不可或缺的因素之一。其他诸如油耗、电耗、维护暂且不表，仅就提高填料的使用寿命冷却措施论述如下：各种填料在使用时都有一种预紧过程，即填料紧贴活塞杆表面。因此填料与活塞杆之间产生滑动摩擦，进而先热，此热量必须及时导出，否则高热量会导致活塞杆表面及填料损坏，丧失功能而停机，这些是人们必须设法避免的。 填料的冷却技术，随着社会发展与技术进步，其冷却措施有一个渐进过程，这是世间万物不可避免的共识，如低压的动力用空气压缩机，其填料为金属（或铁基粉末冶金）材料制成，且无填料盒，只在气缸座上设置有填料腔，供装填料用，在填料腔壁的外则与冷却水腔的水相接，（图四） 图四 对中压及以上密封压力填料和自润滑材料制成的填料，由上述方法来冷却填料，深感不足，即在填料盒上轴向打孔，用专用冷却水来冷却填料，低温的冷却水由填料盒的端盖下方引入，通过填料盒底部靠近气缸压缩腔(图五) 在由其底部， 图五轴向折回数次，最后由填料盒端盖上部流出，此冷却水的温差不大，仅仅几摄氏度。现其冷却效果仍不明显，人们仍有对冷却措施的追求，这就是发展到的第三代冷却措施，如图六所示。 纵观第一、二代的冷却措施发现，其冷却处都在填料热源点的远郊，冷却不得要领，效果不佳！如图七所示： 在填料和被水冷却的填料盒之间存在间隙、1和，其间充满有压的热气，此气的导热性极差，故冷却不了填料，冷却效果不佳，至于活塞杆和填料摩擦的热源冷却，可用活塞杆内冷却来解决，这不是填料的冷却措施，因活塞杆的内冷却（油冷却）与填料冷却时，各行其道，本文在此不表！第三代的填料冷却措施见图六。图示隔板与前一盒中的填料接触，此时隔板受其右侧室中冷却剂冷却，冷却剂的进口温度最佳时为小于35，其温升预计可达10以上，显而易见冷却的位置在关键点上，故冷却效果是明显的，所以能冷却填料。冷却剂的进、出口仅为10左右的孔对填料盒冷却有限，鉴于此布置串接螺柱，环形室中的冷却剂（水）还能冷却由气缸压缩容积串出来的有压高温介质。另外，将活塞杆内冷和本节第三代填料冷却措施并用，定会取得更佳的提高填料使用寿命的效果。综上所述，该填料的冷却措施将大大降低填料的热负荷，以达到追求的目的之一。4.填料组数选取：在填料的设计过程中，通常根据活塞环直径的大小及密封介质压力的高低，选取一定数量的填料,按填料盒装一组填料元件计，填料盒（组数）数宜少不宜多，从其密封机理看，选定的填料数，并非同时起密封作用，而是前三组填料起到密封80%以上介质压力。后面组数填料作为替补者，已达到整个填料的使用寿命，宁可在填料的前端，靠近气缸压缩容积处设置均压圈来减少填料承受过大的压力脉冲，比多设置填料组数来的效果大。如果密封压力为常数，则会较快泄压，不能密封了，但此压力的变化值又不能过大，否则造成填料在填料盒中的跳动。这就是均压圈存在的必要性，否则将丧失。填料盒组数越多其产生的摩擦的热量（力）也就越大，这给组填料的冷却带来更大的难度，任何情况下，以填料组数不超过7组或7个填料盒为宜，但是如果冷却措施得当，则填料盒数在8-9盒组为极值。所提高的使用寿命与其结构的实施有一个最佳平衡点，否则将得不偿失。（图八） 图八 图九图九压力由P1降为P0（图示不按比例），P0约等于环境压力或稍高些（可按放空管路）。作用于活塞杆表面上得力Pi，在填料区内则产生摩擦力，从而产生热量，这是本文的特别关注点。填料盒越多则产生热量越大。其长度应小于、等于行程长度最佳。但是高压填料较难满足这一要求，但可在其中段充入低温的该级吸气压力来减少Pi与P0的压差。此时还能降低填料内的温度。将改善该填料的恶劣工况。当小于行程长度时，活塞杆上有一段会伸入气缸内和均压区内，受吸气过程较低温度介质冷却作用而降温。这有利于填料冷却剂导出热负荷的减少，特别是非金属（塑料）材质填料元件的温升降低，而不致发生“冷流”现象；这也就提高了填料的使用寿命。 在填料区内，如图九所示，当靠均压圈的几组填料失效后，Pi见虚线所示至L点，如在此处，充入较低温的该级吸气压力，（如图中网线区），则L点将不再继续右移，此时的本填料即为上一级填料同样的密封压力，则此可不计入高压填料了，问题可好解决的多，即将高压填料演化成中低压填料了，其寿命会大大提高。 鉴于上所述，填料所泄露的介质为“内漏”，只是重新返回吸气口在压缩，不是浪费介质或排入大气，污染环境。 第三代填料，经国内某企业采用并对填料结构进行了创新后，将适用于中低压密封填料（10MPa），成功的应用在密封25 MPa的CNG加气站用增压压缩机上，仅用了七组密封盒（填料），填料材质为非金属材质，从而打破了高压密封需采用“T”型填料的历史，并论证了平面填料在低、中、高压密封场合是有条件适用的。由此可见，对填料进行充分冷却，是提高填料使用寿命的关键所在之。 5. 结束语：填料的设计、生产、使用等诸多环节串接在一起时，可以论述成一门艺术，在一定的时间段，不可能一劳永逸，应不断的追求更高的目标，让我们同梦、携手未来！题目不要太大，建议为：一种提高往复式压缩机填料使用寿命的冷却措施首先介绍往复式压缩机的地位1 压缩机的种类比较多，往复式，回转式，喷射式，透平式。在工业中的应用也非常广泛。往复式压缩机的主要应用场合。介绍往复式压缩机的优缺点往复式压缩机的优点，主要应用在什么方面。但是往复式存在的主要问题是什么，其中填料问题。 填料问题有几个，散热，密封等。其中最重要的是冷却。当前解决冷却问题的方法 为了调高填料的可靠性，当前主要采用的方法有哪些，找到参考文献，一一列举，并比较别人提出方法的有缺点，给出大家最常用的方法。提出自己的方法，并用各种方法包括实验验证自己的方法。 提出自己的方法，用自己的方法和当前最常用方法的比较，给出自己方法的优点和缺点。 最后总结自己的方法。此公式的出处 V26002.d.p/ L(cm3/sec)参考文献要给出，特别是主要的公式和以前研究者给出的具有影响的结论部分，一定要给出参考文献，避免抄袭和剽窃的嫌疑。文章投稿，每个期刊或会议都有自己的模板，论文写好后，按照所投期刊或会议的的模板对自己的文章进行编辑。压缩机工作原理的搜索结果_百度图片搜索/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&ipn=d&word=压缩机工作原理&step_word=&ie=utf-8&in=11078&cl=2&lm=-1&st=&pn=0&rn=1&di=175778731300&ln=1965&fr=ala1&fmq=1383394314139_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=&ist=&jit=&objurl=http%3A%2F%2F%2Fuploads%2F100603%2F162_131437_1.jpg#pn157&-1&di286797267450&objURLhttp%3A%2F%2Fwww.ina-s