Уплотнение вала насоса. Сальниковое уплотнение.

Конструкция центробежного насоса с вращающемся валом не полностью

герметична. Уплотнение вала препятствует утечке жидкости из внутренней части

насоса наружу.

На сегодняшний день существует множество видов уплотнительных устройств и

целью этой статьи является помочь разобраться потребителям и инженерам при

выборе уплотнения вала насоса или при подборе насоса для инженерных систем.

Мы разберемся в устройстве уплотнения вала и отметим преимущества и свойства каждого уплотнения вала.

Виды уплотнительных устройств:

1. Сальниковое уплотнение вала

2. Манжетное уплотнение вала

3. Торцевое уплотнение вала насоса.

Часть 1 Сальниковое уплотнение вала насоса

Сальниковое уплотнение вала является простейшим типом уплотнения вала и применяется с незапамятных времен.

Толковый словарь Ожегова говорит:

СА́ЛЬНИК- Деталь, герметически закрывающая зазор между подвижной и

неподвижной частями машины. Слово происходит от слова - сало. Изначально

сальники изготавливали из веревки, пропитанной салом.

Рис 1

1) Устройство сальникового уплотнения вала:

Сальниковое уплотнение вала состоит из корпуса, грундбуксы, нажимной

втулки, сальниковой и стягивающих шпилек (рис 1). Уплотнение вала достигается

прижатием сальниковой набивки к вращающемуся валу. Между валом и

грундбуксой остается зазор 0,5-0,75мм, а между валом и нажимной

втулкой – 1-1,5 мм.  Эти зазоры нужна для снижения износа вала в местах

трения сальниковой набивки.

2) Свойства сальниковых набивок.

В качестве сальниковых набивок чаще всего применяются хлопчатобумажные,

пеньковые и асбестовые материалы.

Промышленники заказывают для своих предприятий как асбестовые, так и

безасбестовые набивки, такие как:

• полимерные: фторопластовые, акриловые, вискозные;
• на основе природных волокон: пеньковые, хлопковые, льняные и джутовые;
• на основе углеродистых волокон: карбонизованные, обеспечивающие
  

Таблица 1 Свойства сальниковых набивок

Отечественные сертифицированные сальниковые набивки изготавливаются по ГОСТ 5152-84, отвечают всем современным требованиям, а по качеству и характеристикам

не уступает американским и европейским аналогам: Графлекс, UrTex, МС, ВАТИ, Герморум.

Номенклатура отечественных асбестовых сальниковых набивок:

АП, АПР, АГИ, АФТ, НГ-100, ХБП, ЛП, ЛП-31, ХБС, ХБП

Безасбестовые набивки на основе различных материалов: графитонаполненного фторопласта, терморасширенного графита (ТРГ), углеродных и

карбонизированных волокон, арамида, ПТФЕ (PTFE).

• УС (УКС) Плетеная из нити УРАЛ-Н
• ВГФ вискозографитонаполненная
• ФФ фторлоновая,

• НУ-104 Набивка углеродная, из нитей высокотемпературного углеродного

• НФГ, НФА, НФ ППФ, СФТ - Набивка фторопластовая,

И т.д.

Сальниковая набивка представляет собой особый жгут, с поперечным сечением

от 3,0 до 50,0 мм, Изделие подвергают тщательной обработке специальными, органическими и не органическими пропитками и клеями:

• графитоклеевой пропиткой;
• фторопластовой суспензией;
• жировыми составами.

Подобная основательная обработка данных изделий нужна для повышения эффективности их изоляционных свойств. Помимо пропиток и основного

материала изготовления, марка сальниковой набивки определяется способом

ее плетения он может быть:

• сквозной,
• крученый,
• диагональный или
• скатанный.
• армированные латунной проволокой, для усиления прочностных показателей.

Существует много способов изготовления сальниковой набивки.

· Однослойное оплетение сердечника,

· многослойное плетение,

· сквозное плетение.

· Наряду с плетенными применяют крученные и скатанные сальниковые набивки.

Набивка сальниковая имеет форму не только шнура (прямоугольного (в т. ч. квадратного) или круглого сечения), но и может состоять из одного или

нескольких колец отформованных специальным способом.

Сальниковая набивка асбестовая

Набивки сальниковые асбестовые используются для герметизации подвижных соединений трубопроводной арматуры, работающей в нейтральных и

агрессивных средах. В зависимости от состава пропитки их применяют

в арматуре, управляющей потоками воды, щелочей, нефтепродуктов,

газообразными средами, паром.

Сальниковая набивка графитовая

Для изготовления графитовых сальниковых набивок часто используют терморасширенный графит (ТРГ) ─ это модификация природного графита,

состоящую из чистого углерода. Чем чище ТРГ, тем выше его эксплуатационные параметры. Его применение позволяет существенно повысить стойкость

сальниковых уплотнений при высоких температурах и давлении. Это следствие уникальных свойств материала ─ высокой термостойкости, химической инертности, упругости, низкий коэффициент трения. Терморасширенный графит ─ экологически чистый материал, сохраняющий стабильность свойств на протяжении длительного времени эксплуатации. Сальниковое уплотнение из графита может проработать

многие годы без замены материала набивки и не требуя его добавления.

Графитовая набивка сальникового уплотнения, пожалуй, наиболее надежная

среди всех набивок, работающих при высоких температурах.

Графит применяют для набивки сальников в форме мастик, например, графитоцерезиновой или асбестографитоцинковой. Или в виде порошка, например,

в смеси порошков графита и фторопласта. Такое сочетание позволяет обеспечить герметичность сальникового уплотнения и минимальный износ штока и шпинделя.

Из графитовой фольги изготавливают плетеную набивку, армированную хлопчатобумажной нитью, стекловолокном, металлической проволокой.

В последнем варианте термостойкость сальниковой набивки увеличивается

до более, чем 600 градусов Цельсия.

Набивка сальниковая фторопластовая

Фторопласт, он же политетрафторэтилен, (PTFE) ПТФЕ или тефлон - эффективный материал для сальниковых уплотнений. Его достоинства: высокая устойчивость

ко всему спектру внешних воздействий ─ химических (химическая инертность у фторопласта одна из самых высоких у полимеров), механических, термических. Следствие этого ─ долгий срок службы. Важное достоинство фторопласта ─

низкий коэффициент трения, один из наименьших среди материалов, применяемых

для уплотнения, поэтому фторопласт ─ гарантия отличного скольжения штока (шпинделя).

В качестве сальниковой набивки фторопласт обеспечивает герметичность при

работе с различными рабочими средами: водой, паром, газом, кислотами, маслом, хладагентами. Благодаря низкой теплопроводности его можно использовать при

высоких температурах.

Перечисленные набивки могут применяться при давлениях 0,6-4 Мпа в зависимости

от температуры и используемого пропитывающего состава. Пропитка служит для улучшения герметизации и снижения коэффициента трения набивки о вал.

Для пропитки набивок применяют сало, парафин, битум, графит, жидкое стекло,

тавот, вискозин и т.п.

Из указанных выше набивок следует отметить фторопласт. Он имеет малый

коэффициент трения, поэтому срок его службы в несколько десятков раз больше,

чем у остальных материалов. Этому способствует также его высокая химическая стойкость.

Недостатки фторопласта – сравнительно высокая твердость (что требует больших

усилий при затяжке сальника) и высокая стоимость. Эти недостатки устраняются в набивке из асбестового шнура, пропитанного фторопластовой суспензией.

При температурах более+ 300°С используются сухие набивки. Наиболее распространенная сухая набивка марки АС состоит из 50% графита, 45% длинноволокнистого асбеста и 5% алюминиевой пудры. Утечка уплотняемой среды

в сухих набивках происходит вследствие их пористости. Даже при высоких

давлениях прессования набивки (30-60 МПа) она остается пористой, так как составляющие её компоненты – асбест и графит – являются пористыми телами.

Сальниковые набивки применяют в аппаратах, работающих при давлениях

до 0,1 МПа и температуре до 70°. Сальниковые набивки нельзя применять при

вакууме, переработке в аппаратах ядовитых и взрывоопасных сред.

Для нормальной работы сальниковой набивки необходимо, чтобы он не

нагревался, был чистым и смазанным. При правильно набитом и затянутом

сальнике утечка жидкости через него наружу не должна превышать 30 - 40 капель

в 1 мин. Обратите внимание, что не следует полностью ликвидировать утечку сальниковой набивки. Если сальник перетянуть, то сальник «сгорает». Смазка из

набивки выплавляется и вытекает. Утечка возникает вновь в увеличенном размере

и сальник приходится менять. Вал также сильно страдает от нагрева и истирания, особенно если в перекачиваемой жидкости содержатся взвешенные частицы, проникающие в сальниковую набивку.

Сальниковая набивка обладает рядом следующих преимуществ:

• Основным преимуществом сальниковой набивки является низкая стоимость
•  и простота замены. Обычно, когда говорят «замена сальника», имеют ввиду замену набивки сальниковой.

• низкий коэффициент трения;

• обладает свойством самосмазывания;
• высокий уровень теплопроводности;
• не теряет своих технических качеств длительный период.

На сегодняшний день существуют следующие виды сальниковой набивки:

• материалы на синтетической основе, которые обладают свойствами
  

• графитовые уплотнения вала имеют прекрасные свойства упругости и пластичности;
• фторопластовые уплотнения вала имеют хорошую адгезию к холодным