Что такоеуплотнение вала насоса?
Уплотнения вала предотвращают утечку жидкости из вращающегося или возвратно-поступательного вала. Это важно для всех насосов, а в случае центробежных насосов доступно несколько вариантов уплотнений: сальниковые, манжетные и все типы механических уплотнений – одинарные, двойные и тандемные, включая картриджные. Роторные объемные насосы, такие как шестеренчатые и лопастные насосы, выпускаются с сальниковыми, манжетными и механическими уплотнениями. Поршневые насосы создают другие проблемы с уплотнением и обычно используют манжетные или сальниковые уплотнения. Некоторые конструкции, такие как насосы с магнитным приводом, диафрагменные насосы или перистальтические насосы, не требуют уплотнений вала. Эти так называемые «бесуплотнительные» насосы включают стационарные уплотнения для предотвращения утечки жидкости.
Какие основные типы уплотнений вала насоса существуют?
Упаковка
Сальниковое уплотнение (также известное как сальниковая набивка или уплотнение вала) состоит из мягкого материала, который часто сплетается или формируется в кольца. Оно прессуется в камеру вокруг приводного вала, называемую сальниковой коробкой, для создания уплотнения (рис. 1). Обычно сжатие прикладывается к уплотнению осевым образом, но оно также может прикладываться радиально с помощью гидравлической среды.
Традиционно набивка изготавливалась из кожи, веревки или льна, но сейчас обычно состоит из инертных материалов, таких как вспененный ПТФЭ, прессованный графит и гранулированные эластомеры. Набивка экономична и широко используется для густых, трудногерметизируемых жидкостей, таких как смолы, деготь или клеи. Однако это плохой метод герметизации для жидких веществ, особенно при высоком давлении. Набивка редко выходит из строя катастрофически, и ее можно быстро заменить во время плановых остановок.
Сальниковые уплотнения требуют смазки для предотвращения накопления тепла от трения. Обычно смазка обеспечивается самой перекачиваемой жидкостью, которая имеет тенденцию к незначительной утечке через сальниковое уплотнение. Это может быть грязным процессом, и в случае коррозионных, легковоспламеняющихся или токсичных жидкостей часто неприемлемо. В таких случаях может быть применена безопасная внешняя смазка. Сальниковые уплотнения непригодны для герметизации насосов, используемых для жидкостей, содержащих абразивные частицы. Твердые частицы могут внедряться в сальниковое уплотнение, что может повредить вал насоса или стенку сальниковой коробки.
Губные уплотнения
Манжетные уплотнения, также известные как радиальные уплотнения вала, представляют собой простые круглые эластомерные элементы, которые удерживаются на месте относительно приводного вала жестким наружным корпусом (рис. 2). Уплотнение обеспечивается за счет трения между «манжетой» и валом, которое часто усиливается пружиной. Манжетные уплотнения широко распространены в гидравлической промышленности и используются в насосах, гидравлических двигателях и приводах. Они часто обеспечивают вторичное, резервное уплотнение для других систем уплотнения, таких как механические уплотнения. Манжетные уплотнения, как правило, ограничены низким давлением и плохо подходят для жидких, несмазывающих жидкостей. Многочисленные системы манжетных уплотнений успешно применялись для различных вязких, неабразивных жидкостей. Манжетные уплотнения не подходят для использования с абразивными жидкостями или жидкостями, содержащими твердые частицы, поскольку они подвержены износу, и любое незначительное повреждение может привести к выходу из строя.
Механические уплотнения
Механические уплотнения, по сути, состоят из одной или нескольких пар оптически плоских, отполированных до блеска поверхностей, одна из которых неподвижна в корпусе, а другая вращается и соединена с приводным валом (рис. 3). Эти поверхности нуждаются в смазке, либо самой перекачиваемой жидкостью, либо барьерной жидкостью. Фактически, поверхности уплотнения соприкасаются только тогда, когда насос находится в состоянии покоя. Во время работы смазочная жидкость образует тонкую гидродинамическую пленку между противоположными поверхностями уплотнения, уменьшая износ и способствуя отводу тепла.
Механические уплотнения способны работать с широким диапазоном жидкостей, вязкостей, давлений и температур. Однако механическое уплотнение не должно работать всухую. Ключевым преимуществом систем механических уплотнений является то, что приводной вал и корпус не являются частью механизма уплотнения (как в случае с сальниковыми и манжетными уплотнениями) и, следовательно, не подвержены износу.
Двойные пломбы
Двойные уплотнения используют два механических уплотнения, расположенных друг за другом (рис. 4). Внутреннее пространство между двумя комплектами уплотнительных поверхностей может быть гидравлически заполнено барьерной жидкостью, так что пленка на уплотнительных поверхностях, необходимая для смазки, будет представлять собой барьерную жидкость, а не перекачиваемую среду. Барьерная жидкость также должна быть совместима с перекачиваемой средой. Двойные уплотнения сложнее в эксплуатации из-за необходимости создания давления и обычно используются только тогда, когда необходимо защитить персонал, внешние компоненты и окружающую среду от опасных, токсичных или легковоспламеняющихся жидкостей.
Тандемные уплотнения
Тандемные уплотнения похожи на двойные, но два комплекта механических уплотнений расположены в одном направлении, а не друг за другом. В перекачиваемой жидкости вращается только уплотнение со стороны продукта, но просачивание через поверхности уплотнений в конечном итоге загрязняет барьерную смазку. Это имеет последствия для уплотнения со стороны атмосферы и окружающей среды.
Уплотнения картриджа
Картриджное уплотнение представляет собой предварительно собранный комплект механических уплотнительных компонентов. Картриджная конструкция исключает проблемы при монтаже, такие как необходимость измерения и регулировки сжатия пружины. Уплотнительные поверхности также защищены от повреждений во время установки. В конструкции картриджное уплотнение может представлять собой одинарную, двойную или тандемную конфигурацию, размещенную внутри сальника и установленную на втулке.
Газонепроницаемые уплотнения.
Это картриджные двухсекционные уплотнения с поверхностями, предназначенными для создания давления с использованием инертного газа в качестве барьера, заменяющего традиционную смазочную жидкость. Поверхности уплотнения могут быть разделены или находиться в свободном контакте во время работы путем регулирования давления газа. Небольшое количество газа может выходить в продукт и атмосферу.
Краткое содержание
Уплотнения вала предотвращают утечку жидкости из вращающегося или возвратно-поступательного вала насоса. Часто доступны несколько вариантов уплотнений: сальниковые уплотнения, манжетные уплотнения и различные типы механических уплотнений – одинарные, двойные и тандемные, включая картриджные уплотнения.
Дата публикации: 18 мая 2023 г.