Уплотнения насосов

Применяются торцевые уплотнения в насосах. Описан принцип работы торцевого (механического) уплотнения. В любом насосе, перекачивающем жидкую и вязкую среду, необходимо разделить внешнюю среду от перекачиваемой.

С этой целью в насосах применяются различного вида уплотнения вращающихся валов. Это сальниковая набивка, сальники (манжеты), торцевые (механические) уплотнения и щелевое (лабиринтное).

Сальниковая набивка при работе насоса должна смазываться перекачиваемой жидкостью с целью охлаждения. Врезультате этого какое-то количество перекачиваемой жидкости протекает наружу. Пропитка сальниковой набивки будет выгорать если этого не будет. Вал насоса и набивка будут работать без смазки. В итоге вал насоса будет изнашиваться. Чтобы этого не происходило на вал устанавливается защитная втулка. Сальниковая набивка требует постоянного обслуживания — её нужно периодически поджимать (подтягивать).

Данный вид уплотнения применяется ещё на практике ввиду его низкой цены и ремонтопригодности.

По мере развития технологий стали применяться сальники (манжеты). Они изготовлены из эластичного материала, в основном это резина. Эти материалы могут быть армированы для придания большей жёсткости. Именно из-за жесткости и упругости применение сальников более предпочтительно по сравнению с сальниковой набивкой. Но применяться они могут лишь при небольших скоростях вала насоса и при небольших давлениях в его корпусе. Иначе герметизирующие свойства уменьшаются и увеличивается износ вала насоса.

Применение сальников в настоящее время тоже ограничивается в связи с наличием более современных и эффективных уплотняющих устройств насосов.

К таким видам устройств относятся механические или как их называют торцевые уплотнения.

Принцип работы торцевого уплотнения состоит в использовании пары колец трения. Одно из которых вращается вместе с валом насоса, а другое, вмонтированное в корпус насоса, неподвижно. Подвижное кольцо находится в корпусе торцевого уплотнения, а корпус монтируется на вал насоса. Оба кольца уплотняются резиновыми профилями или кольцами, т.н. вторичные уплотнения, подвижное по валу, а неподвижное в корпусе насоса.

В отличие от сальника или сальниковой набивки резиновые вторичные уплотнения не имеют трения о вал насоса, а вращаются вместе с ним, соответственно износ отсутствует.

Поверхности пары трения (кольца) имеют идеально гладкую поверхность вследствие чего зазор между ними меньше микрона. Во время работы насоса между кольцами пары трения имеется очень тонкая, так называемая пограничная, пленка перекачиваемой жидкости вследствие чего происходит смазка этой пары трения и отвод тепла.

Пары трения изготавливаются из стали, керамики (оксид алюминия), графитов и углеграфитов, пропитанных различными смолами для достижения определенных свойств материалов, карбидов кремния, вольфрама и многих других материалов.

Торцовое уплотнение состоит из пары трения, вторичных уплотнений (эластомеров) — каучук, фторкаучук, фторопласт. Они имеют различную температурную и химическую стойкость, а также корпуса, пружины или пружин. Корпус уплотнения может быть как из металла так и из резины.

По исполнению торцевое уплотнение может быть одинарное, двойное, однопружинное, многопружинное, резиновый сильфон, металлический сильфон. Эти уплотнения применяются в большинстве современных насосов. У торцевых уплотнений меньше утечки, они способны работать при более высоких температурах, давлениях, в более агрессивных средах и у них более длительный ресурс наработки на отказ. Но они более дорогостоящие чем сальниковая набивка или сальник.

Законодателями конструктивных решений по торцевым уплотнениям являются всемирно известные компании Eagle Burgmann (Игл Бургманн) и John Crane (Джон Крейн). Продукция этих компаний используется для герметизации сред в насосах Alfa Laval, Calpeda, Ebara, Grundfos, KSB, Lovara, Wilo, Pedrollo, а также и многих других производителей.