Что такоеуплотнение вала насоса?
Уплотнения вала предотвращают утечку жидкости из вращающегося или возвратно-поступательного вала. Это важно для всех насосов, и в случае центробежных насосов будет доступно несколько вариантов уплотнения: набивки, манжетные уплотнения и все типы механических уплотнений – одинарные, двойные и тандемные, включая картриджные уплотнения. Ротационные насосы прямого вытеснения, такие как шестеренные насосы и лопастные насосы, доступны с набивками, манжетными и механическими уплотнениями. Возвратно-поступательные насосы создают другие проблемы с уплотнением и обычно полагаются на манжетные уплотнения или набивки. Некоторые конструкции, такие как насосы с магнитным приводом, мембранные насосы или перистальтические насосы, не требуют уплотнений вала. Эти так называемые «бессальниковые» насосы включают стационарные уплотнения для предотвращения утечки жидкости.
Каковы основные типы уплотнений вала насоса?
Упаковка
Набивка (также известная как набивка вала или сальниковая набивка) состоит из мягкого материала, который часто сплетен или сформирован в кольца. Он вдавливается в камеру вокруг приводного вала, называемую сальником, для создания уплотнения (рисунок 1). Обычно сжатие применяется к набивке в осевом направлении, но оно также может применяться радиально гидравлической средой.
Традиционно набивка изготавливалась из кожи, веревки или льна, но теперь обычно состоит из инертных материалов, таких как расширенный ПТФЭ, сжатый графит и гранулированные эластомеры. Набивка экономична и обычно используется для густых, трудно герметизируемых жидкостей, таких как смолы, деготь или клеи. Однако это плохой метод герметизации для жидких жидкостей, особенно при более высоких давлениях. Набивка редко выходит из строя катастрофически, и ее можно быстро заменить во время плановых остановок.
Уплотнения сальников требуют смазки, чтобы избежать накопления тепла трения. Обычно это обеспечивается самой перекачиваемой жидкостью, которая имеет тенденцию слегка просачиваться через материал сальника. Это может быть грязно и в случае едких, легковоспламеняющихся или токсичных жидкостей часто неприемлемо. В этих случаях может применяться безопасная внешняя смазка. Набивка не подходит для уплотнения насосов, используемых для жидкостей, содержащих абразивные частицы. Твердые частицы могут попасть в материал сальника, и это может затем повредить вал насоса или стенку сальника.
Уплотнения для губ
Манжетные уплотнения, также известные как радиальные уплотнения вала, представляют собой просто круглые эластомерные элементы, которые удерживаются на месте на приводном валу жестким внешним корпусом (рисунок 2). Уплотнение возникает из-за фрикционного контакта между «губой» и валом, и это часто усиливается пружиной. Манжетные уплотнения широко распространены в гидравлической промышленности и могут быть найдены на 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 также плохо подходят для жидких, несмазочных жидкостей. Несколько систем манжетных уплотнений успешно применялись против различных вязких, неабразивных жидкостей. Манжетные уплотнения не подходят для использования с любыми абразивными жидкостями или жидкостями, содержащими твердые частицы, поскольку они подвержены износу, и любое незначительное повреждение может привести к отказу.
Механические уплотнения
Механические уплотнения по сути состоят из одной или нескольких пар оптически плоских, высокополированных поверхностей, одна из которых неподвижна в корпусе, а другая вращается, соединенная с приводным валом (рисунок 3). Поверхности требуют смазки либо самой перекачиваемой жидкостью, либо барьерной жидкостью. Фактически, поверхности уплотнения находятся в контакте только тогда, когда насос находится в состоянии покоя. Во время использования смазочная жидкость обеспечивает тонкую гидродинамическую пленку между противоположными поверхностями уплотнения, уменьшая износ и способствуя рассеиванию тепла.
Механические уплотнения могут 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 уплотнительного механизма (как в случае с набивкой и манжетными уплотнениями) и, следовательно, не подвергаются износу.
Двойные уплотнения
Двойные уплотнения используют два механических уплотнения, расположенных спина к спине (рисунок 4). Пространство внутри двух наборов уплотнительных поверхностей может быть гидравлически нагружено барьерной жидкостью, так что пленка на уплотнительных поверхностях, необходимая для смазки, будет барьерной жидкостью, а не перекачиваемой средой. Барьерная жидкость также должна быть совместима с перекачиваемой средой. Двойные уплотнения более сложны 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 уплотнения, но два комплекта механических уплотнений обращены в одном направлении, а не спина к спине. В перекачиваемой жидкости вращается только уплотнение со стороны продукта, но просачивание через поверхности уплотнения в конечном итоге загрязняет барьерную смазку. Это имеет последствия для уплотнения со стороны атмосферы и окружающей среды.
Картриджные уплотнения
Картриджное уплотнение представляет собой предварительно собранный пакет компонентов механического уплотнения. Конструкция картриджа устраняет проблемы установки, такие как необходимость измерения и установки сжатия пружины. Уплотнительные поверхности также защищены от повреждений во время установки. По конструкции картриджное уплотнение может быть одинарной, двойной или тандемной конфигурацией, заключенной в сальник и встроенной в гильзу.
Газонепроницаемые уплотнения.
Это двойные седла картриджного типа с поверхностями, предназначенными для создания давления с использованием инертного газа в качестве барьера, заменяющего традиционную смазочную жидкость. Уплотнительные поверхности могут быть разделены или удерживаться в свободном контакте во время работы путем регулировки 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 будут доступны несколько вариантов уплотнения: набивки, манжетные уплотнения и различные типы механических уплотнений – одинарные, двойные и тандемные, включая картриджные уплотнения.
Время публикации: 18 мая 2023 г.