Торцевые уплотнения от ООО САУКА БАЙ
Скользящее торцевое уплотнение применяется для герметизации вращающегося вала. Основные элементы — неподвижное и вращающееся кольца пары трения, упругие элементы и вторичные уплотнения. Исправность и герметичность зависят от правильного подбора, монтажа и условий эксплуатации; контроль выполняется по регламенту производителя.
Срок службы зависит от конструкции уплотнения, состава жидкости, температуры и режима работы насоса. Допустимые концентрация гликоля и температура определяются документацией конкретного оборудования и исполнения уплотнения. Для сложных условий может потребоваться специальное исполнение.
Торцевые уплотнения для центробежных насосов
Торцевые уплотнения используются в оборудовании, в котором необходимо создать надежную герметизацию. И это не только насосы различных типов, но также мешалки и другие технологические агрегаты.
Что представляет собой уплотнение
Наиболее часто применяются торцевые уплотнения центробежных насосов, называемые также «механическими» (Mechanical seal) в западных источниках. Этот тип имеет принципиальные отличия от сальниковых набивок или манжетных прокладок, в конструкции которых вал и изолирующее кольцо плотно контактируют. В торцевых уплотнениях неподвижное (стационарное) кольцо крепится в крышке насоса и не соприкасается с вращающимся валом, что предотвращает износ самого вала и материальные затраты на замену данной детали.
Предотвращение попадания жидкости через уплотнения центробежного насоса обеспечивается за счет плотного контакта неподвижного (стационарного) и вращающегося кольца. Система двух контактирующих колец, неподвижное и подвижное, называется «парой трения», и от ее качества зависит герметичность всего соединения.
Чтобы компенсировать при работе смещение вала и минимизировать влияние боковых и продольных биений, между ним и соединенным кольцом располагается прижимная пружина и сильфон. Это компенсирует колебания и поддерживает рабочий контакт колец с тонкой плёнкой жидкости между поверхностями трения. Она выполняет охлаждение трущихся поверхностей и их смазку.
Чтобы передать импульс вращения от вала к кольцу, необходима система крепления сильфона к валу. В уплотнительных системах разного типа могут использоваться прижимные пружины или штифты.
Типы уплотняющих систем
Существует несколько типов торцевых уплотнений:
- Пружинные. Прижим пары трения обеспечивается одной центральной или несколькими периферийными пружинами. Конструкция подбирается с учётом свойств жидкости и условий эксплуатации.
- Сильфонные. В них прижатие и передача вращающего усилия выполняется сильфоном. Он может быть изготовлен из металла и эластомера. Эластомерные сильфоны для усиления используют дополнительную пружину. Система из эластомера и пружины – самая простая и дешевая, и поэтому наиболее часто применяется в промышленных насосах общего применения. Сильфон из металла не требует добавочного подпружинивания, он выполняет и функцию прижатия колец, и задачу по передаче вращения.
- Картриджные. Элементы объединены в предварительно собранный узел, что облегчает монтаж и замену. Установка выполняется по инструкции производителя.
- Двойные торцевые уплотнения центробежных насосов. Их необходимо устанавливать в системах, где малейшие протечки недопустимы. Они обеспечивают повышенную герметичность соединения. Для исключения протечек на валу устанавливается пара уплотнений, промежуток (камера) между которыми заполняется специальной затворной жидкостью. Это обеспечивает не только отсутствие просачивания рабочей перекачиваемой жидкости наружу, но и охлаждение, принудительную промывку и постоянную смазку основных уплотнительных соединений. В качестве затворных жидкостей могут использоваться элементы, не взаимодействующие с рабочей средой. Уплотнения могут устанавливаться по принципу «спина к спине» или «тандемом».
Утечки в уплотнительных системах
Рабочий зазор в правильно настроенных торцевых уплотнениях центробежных насосов не превышает микронов. Тонкая жидкостная пленка, образующаяся между кольцами, снижает трение, помогает создавать охлаждение и продлевает срок службы устройства. Если зазор увеличивается, растет толщина слоя смазки и снижается трение, но также увеличивается просачивание рабочей жидкости. Формула расчета достаточно сложна, но величина утечки пропорциональна величине зазора в третьей степени.
При некорректном выборе или установке уплотнения центробежного насоса величина протечки может оказаться слишком высокой. На величину утечки оказывают влияние:
- загрязнение уплотняющих элементов;
- величина шероховатости поверхностей колец;
- слишком большие биения вала, осевые или радиальные;
- превышение рабочей температуры;
- «сухой ход» работа насоса без жидкости
- естественный износ пары трения
- несоответствие показателей вязкости;
- неправильно подобранная скорость вала;
- повышенное давление;
- неправильная установка уплотнения.
Подбор материалов пар трения
Пары трения для уплотнения центробежного насоса находятся в постоянном и прочном контакте при высокой относительной скорости. Поэтому они должны иметь особые свойства – низкую шероховатость и усиленное сопротивление износу. Чаще всего для формирования «пары трения» применяются следующие материалы:
- Графит (CAR). Наиболее мягкий материал, подвержен быстрому износу (истиранию), поэтому нежелательно включение твердых частиц в среде. Хорошо работает в горячих жидкостях и при перепадах температуры перекачиваемой среды.
- Керамика (CER) или оксид алюминия. Имеет достаточную твердость, но слабую коррозионную стойкость. Не выдерживает резкие перепады температур перекачиваемой среды.
- Карбид кремния (SIC). Имеет высокую твердость, низкий коэффициент трения, не подвержен быстрому износу.
- Карбид вольфрама (TC). Высокой твердости, устойчив к наличию механических включений, отличается длительным сроком эксплуатации.
- Алмазное покрытие. Используется в специальных исполнениях для повышения износостойкости и снижения трения; применимость и стоимость определяются условиями работы.
Материалы технического каталога
Сохранённые листы каталога Wilo с обозначениями материалов и техническими пояснениями. Применимость данных к вашей модели и рабочей среде уточняйте по действующей документации оборудования. Нажмите на изображение, чтобы открыть оригинал.
