Торцевое уплотнение вала насоса.

Торцевые уплотнения вала насоса, это наиболее важный и технологичный узел насоса. Особенно для агрессивных, ядовитых и взрывоопасных жидкостей.

Этот тип уплотнений обеспечивает максимальный уровень герметичности уплотнения вала.

Все остальные типы уплотнений, не столь эффективны. Этот тип уплотнений называют еще механическими уплотнениями.

Мы предлагаем широкий ассортимент торцевых уплотнений отечественного производства, которые производятся на заводе в России, проходят строгую процедуру контроля качества и тщательно тестируются, что обеспечивает высокую надежность каждого торцевого уплотнения вала и длительный срок службы.

Рис 1 Торцевое уплотнение вала насоса

Конструкция торцевого уплотнения состоит в основном из двух частей: подвижная и неподвижная часть. Неподвижная часть, как правило, представляет из себя кольцо, которое фиксируется в корпусе насоса. Подвижная часть устанавливается на валу и поджимается с помощью пружины к неподвижной части. (Рис 1)

Герметичность узла достигается при помощи пары трения.

Пара трения это два кольца, которые изготовлены специальным образом из композитных материалов или керамики. В месте контакта пара трения имеет прецизионные поверхности, с высоким качеством обработки, по которым идет уплотнение между подвижным и неподвижным деталями.

Насосное оборудование, в котором установлено торцевое уплотнение не требует постоянного обслуживания и, выдерживает достаточно высокое давление рабочей среды.

При выборе торцевого уплотнения важно правильно подобрать материал вторичных уплотнений, пары трения и перекачиваемой среды.

Существует множество типов уплотнений и схем установки. Наиболее распространены три схемы:

- одинарное торцевое уплотнение,

- двойное торцовое уплотнение вала типа «Тандем» или «друг за другом»,

- двойное торцевое уплотнение вала типа "спина к спине".

1. Одинарное торцевое уплотнение.

Рис 2. Конструкция одинарного торцового уплотнения

Это самое простое и распространенное торцевое уплотнение вала насоса.

Применяется там, где не требуется полная герметичность насоса.
Утечки, допустимы, до 0,1 см. куб/час.

Одинарные торцевые уплотнения существуют двух типов - это внешние и внутренние.

- Внутренние одинарные торцевые уплотнения используются при перекачивании горячей воды (от 85С до 110С), и высоком давлении нагнетания насоса.

- Внешнее торцевое уплотнение используется при перекачивании жидкости с содержанием абразива.

2. Двойное торцевое уплотнение, состоящее из двух одинарных торцевых уплотнений.

1) Двойное торцевое уплотнение вала насоса типа «Тандем». То есть торцевые уплотнения находятся последовательно друг за другом

(рис. 3).

Рис 3. Конструкция двойного торцевого уплотнения

вала типа "Тандем"

Двойное торцевое уплотнение вала насоса типа «Тандем» является абсолютно герметичным, но срок его службы меньше чем у двойного торцевого с затворной жидкостью.

Кроме того, данное уплотнение хуже взаимодействует с абразива содержащими и кристаллизующимися жидкостями.

Применяется, когда подвод затворной жидкости к узлу уплотнения извне невозможен. Для работы возможно изготовление автономного бачка с жидкостью для охлаждения узла уплотнения.Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140°С.

Двойные торцевые уплотнения вала «Тандем» с гидрозатвором применяют в насосах при перекачивании:

- Двойное торцовое уплотнение жидкостей с высокой температурой (выше 110°С);

- для растворов сахара, соли и щелочей;

- для взрывоопасных, легковоспламеняющихся, ядовитых, едких, канцерогенных жидкостей;

- сред, не допускающих контакта с атмосферой.

В камеру уплотнения наливается жидкость совместимая с перекачиваемой, которая охлаждает уплотнение и служит гидрозатвором.

Перекачивают такие жидкости как: сгущённое молоко, сиропы, спирты, растворители, щёлочи, нефтепродукты, кристаллизирующиеся жидкости и пр.

Такая схема уплотнения применяется также, если существует вероятность работы насоса без жидкости, т.к. наличие жидкости в камере уплотнения не допускает работы насоса всухую.

2.) Двойное торцевое уплотнение вала насоса типа «Спина к спине».

Данный тип уплотнения вала является на сегодняшний день самым герметичным и наиболее часто применяются для агрегатов, которые работают с жидкостями, содержащими абразив.

В данном уплотнении два торцевых уплотнения расположены друг напротив друга с подводом затворной жидкости, задача которой обеспечить закупорку камеры с торцевыми уплотнениями с целью не допустить любую протечку перекачиваемой жидкости (рис.4).

Рис. 4  Конструкция двойного торцевого уплотнения типа "Спина к спине"

Такое уплотнение применяется при перекачивании взрывоопасных или ядовитых жидкостей, утечки паров которых не допустимы. Также эта схема применяется при перекачивании жидкостей, которые могут при высыхании «склеить» рабочую пару уплотнения (например, сахарные сиропы и т.п.).

Такую схему применяют для: суспензии кизельгура, затор, барда, битум, формалин, анилин, специальные глины, хладагенты и пр.

Для работы такого узла уплотнения требуется подвод затворной жидкости, давление которой должно быть больше чем в насосе не менее чем на 0,5 атм).
Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140…+200°С.

В качестве затворной жидкости в пищевых насосах обычно применяется вода, т.к. она имеет хорошую теплоемкость. В случаях работы оборудования при отрицательной температуре можно использовать антифризы, растворы спирта. В химических насосах используют жидкость, совместимую с перекачиваемой.

Наиболее распространенным типом уплотнения является 2100 с резиновым сильфоном. Он подходит для большинства пищевых жидкостей, топлива. Корректно выбранный тип эластомера позволяет работать длительное время без замены. Применение возможно только для работы в обогреваемом помещении.

Для работы на улице рекомендуем уплотнение с фторопластовыми элементами - тип 59U, который надежно работает с большинством химических жидкостей. Однако на большой диаметр вала (от 80 мм) уплотняемое давление составляет 10-12 атм.

Для более серьёзных задач подойдет тип 680 со сварным сильфоном и фторопластовыми уплотнительными элементами. Данное уплотнение считается одним из лучших для химических или вязких жидкостей.

Таким образом преимущества двойных торцевых уплотнений перед одинарными это: повышенный срок службы (от 2 до 5 раз). Абсолютно герметичная конструкция. Меньший износ уплотнения при работе с жидкостями, содержащими абразив.

Существует много типов торцевых уплотнений. Принцип работы остальных схожий. Отличаются, в основном, материалами сильфона, эластомеров, материалами колец и монтажными размерами.

Сильфон может быть выполнен из металла или из резины различных марок.
Кольца могут быть изготовлены из керамики, карбида кремния, графита.

Срок службы правильно подобранного торцевого уплотнения может быть 5 и более лет.

  3. Стандартизация, унификация и взаимозаменяемость для торцевых уплотнений валов насосов регламентируются следующими стандартами:

1. ОСТ 26-06-1493-87 УПЛОТНЕНИЯ ТОРЦОВЫЕ ВАЛОВ НАСОСОВ

ТИПЫ. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ.

2. ГОСТ 32600-2013 (ISO 21049:2004) Насосы. Уплотнительные системы вала для центробежных и роторных насосов. Общие технические требования и методы контроля

3. ГОСТ 32601-2013 (ISO 13709:2009) Насосы центробежные для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Общие технические требования

Торцовые уплотнения

В соответствии с настоящим стандартом торцовые уплотнения описываются упрощенной системой кодов.

Г.2 Первый символ: категория уплотнения (1, 2, 3)

Предварительно устанавливается категория "С".

Исторические коды для сбалансированного (В) или несбалансированного (U) уплотнений не нужны, так как все уплотнения в настоящем стандарте являются сбалансированными. См. 4.1.2 и приложение А, Лист 2, которое описывает категории уплотнений.

Г.3 Второй символ: конфигурация уплотнения (1, 2, 3)

Предварительно устанавливается номер конфигурации "А".

Исторические коды для одинарного (S), тандем (Т) или сдвоенного (D) уплотнений устарели. Они могут быть неверно истолкованы. См. 3.2, 3.3, 3.4, 4.1.4 и приложение А, Лист 2 для описания конфигураций уплотнений.

Г.4 Третий символ: тип уплотнения (А, В, С)

Нет установленной буквенной приставки, показывающей тип уплотнения.

Исторические коды для плоского (Р) уплотнения, уплотнения с дросселирующей втулкой с промывкой, утечкой и/или сливными патрубками (Т), или уплотнения с дополнительными (А) устройствами герметизации устарели (каждый тип уплотнения содержит определенные особенности фланца корпуса). См. 3.73, 3.74, 3.75, 4.1.3 и приложение А, Лист 2, для описания типов уплотнений.

Г.5 Четвертый символ(ы): цифра конфигурации промывки

В соответствии с приложением Ж конфигурации промывки состоит из одной и более цифр. Значение "X" может использоваться в любом месте, но должна всегда объясняться.

Г.6 Нестандартная ссылка

Исторические коды, обозначающие материал прокладки, исключаются, так как они не представляют большой стоимости при ранней разработке проекта.

Настоящий стандарт вступает в силу, если код категории/конфигурации используется в коде уплотнения. При наличии несовместимостей в кодах уплотнений, на первый план выдвигаются коды категорий и конфигураций.

Г.7 Краткий обзор

Кодирующая система - это вариации пяти символьного кода, который описывает уплотнения в соответствии с ГОСТ 32601. Коды уплотнений часто используются при работе с новыми проектами (насосы и уплотнения). Данная кодирующая система не предназначена для предоставления информации о деталях уплотнения; необходимо всегда проверять справочный лист уплотнения для более детальной информации.

Примечание 1 - С1А1А11 - уплотнение категории 1, конфигурации 1 (одинарное уплотнение), типа А (уплотнение с аксиально подвижным вторичным уплотнением, схема промывки 11). В соответствии с настоящим стандартом это уплотнение состоит из:

а) неподвижной, углеродистой дросселирующей втулки в уплотнительной прокладке уплотнения (7.1.2.1);

б) вторичные уплотнения из фторэластомера (6.1.6.5.1);

в) набор пружин (4.1.3);

г) соприкосновение поверхностей, сделанных из углеродного кремния и карбида кремния (6.1.6.2.2 и 6.1.6.2.3);

д) одинарное входное (не распределяющее) отверстие промывки (6.2.1.2.1).

Примечание 2 - С3А2С1152 - уплотнение категории 3, конфигурации 2 (негерметичное), типа С (неподвижный металлический сильфон со схемами промывки 11 и 52). В соответствии с настоящим стандартом это уплотнение состоит из:

а) два гибких металлических сильфона, установленных один за другим (4.1);

б) контактное, жидкостное внутреннее уплотнение с обратным балансом (7.2.1.1);

в) буферная жидкость и контактное резервное уплотнение (7.2.1.3);

г) гибкий графит, из которого сделаны элементы вторичные уплотнения (4.1.3);

д) соприкасающиеся поверхности, сделанные из углеродного карбида кремния и реакционно-спеченного карбида кремния (6.1.6.2.2 и 6.1.6.2.3);

е) распределяющая входная система промывки (6.2.3.2);

ж) тангенциальное выходное отверстие буферной жидкости (7.2.4.2);

и) отверстие втулки, в 3/4 соединений буферной жидкости, равно более 63,5 мм (2,5 дюйма)