轴封防止己烷泄漏

2022 年 4 月 7 日

榨油厂名录•第110卷，2004年9月

轴封防止己烷泄漏：

案例研究

阿拉巴马州一家大豆油提取厂报告称，在用定制设计的轴封替换了萃取机、进料机和卸料螺旋轴上的填料函后，己烷损失显著减少。虽然市面上也有其他品牌的密封件，但这个特殊案例最终是通过定制的轴封解决的。 MECO 品牌标识。这家大豆榨油厂的工艺流程很典型：大豆被磨成细浆，并与己烷混合，己烷的作用是将大豆中的油脂与纤维素分离。油脂被加热至己烷完全挥发，只剩下油脂。这家工厂每天24小时不间断运转，每天加工13万蒲式耳大豆。该厂想要解决的问题是所有使用己烷的油籽榨油厂都会遇到的共同问题：己烷蒸汽会从驱动轴周围的设备中逸出。己烷是一种成本高昂且易挥发的溶剂，在室温下会迅速从液态转化为气态。联邦法规对榨油厂的己烷蒸汽排放量设定了最高标准。生产线包括一个螺旋送料器，它以每分钟68转的速度将物料送入榨油机。此时，输送带上的物料温度为225华氏度（约107摄氏度）。在萃取器内部，温度会降至约 130–140°F。萃取过程结束后，纸浆会通过另一台螺旋输送机排出，温度大致相同，转速为 75 rpm。

由于螺旋输送机的固有特性，其长轴容易发生偏转，即其旋转轨迹呈椭圆形而非圆形。正是这种轴偏转导致轴周围填料函内的填料最终被压缩，从而形成泄漏通道，泄漏物为内部产品，在本例中为己烷蒸汽。阿拉巴马州工厂的维护人员每月都要安排停机检修来重新填充填料函，每次需要两名工人花费两个小时。几年前，该工厂的维护主管决定尝试一种替代方案，即使用定制轴封来密封萃取轴。他曾在之前工作过的另一家油厂成功使用过这种轴封，于是联系了该地区的经销商。经销商来到工厂，协助精确测量萃取轴，并帮助安装了第一个轴封。由于轴封采用完全剖分式设计，无需拆卸轴承，因此整个过程不到一天就完成了。次年，进料螺旋两端安装了密封件；再下一年，出料螺旋也安装了密封件。在工厂工人接受培训之前，经销商会协助进行密封件的安装和维修；现在，他们可以独立完成这些工作。这项获得专利的EAS（外部可调密封）设计基于驱动弹性体，该弹性体包裹并夹紧轴。即使轴上有划痕或凹坑，这种设计也能保护轴免受磨损，并阻止产品沿轴迁移。弹性体通过摩擦力随轴旋转，并驱动牺牲转子与定子板接触，从而形成密封界面。轴与任何旋转密封部件之间都不会发生相对运动，因此所有磨损都仅限于转子和定子之间的密封界面。当转子磨损到一定程度时，只需更换旋转部件即可快速维修密封件。该密封件能够适应加工过程中轴的热膨胀，以及6毫米TIR（总指示跳动）或更大的轴跳动。

此 MECO 密封件的设计要求是在密封腔内充入氮气进行吹扫。这样做是为了保持密封端面压力的稳定，并防止产品进入密封件内部。工厂最初安装这些密封件时，氮气供应不足；他们尝试使用瓶装氮气，但发现每瓶氮气只能维持三天，很快就停止了吹扫。这样运行下去，由于内部旋转部件过度磨损，密封件在不到一年的时间内就失效了。后来，公司在萃取厂旁边新建了一座精炼厂，并安装了一个大型氮气罐来为两座工厂供气。自从密封件开始使用氮气吹扫后，每次检修之间可以运行长达两年。

爆炸图 MECO 溶剂萃取器轴用EAS型密封件。

这些密封件每月为公司节省了 4-6 小时的人工。（他们仍然会安排每月停机检修，但可以利用这段时间进行其他维修，而不是重新装填填料函。）不过，在维护主管看来，这些密封件最大的好处是消除了工艺过程中己烷的排放。己烷的节约为公司节省了大量成本。安装密封件之前，萃取轴处的 MSA 流量计读数为 100%，安装后降至 0%。这使得工厂的排放量远低于联邦法规规定的最大排放标准，这让每个人都松了一口气。