Что делает насос герметичным? Использование торцевых уплотнений

Виды уплотнений вала насоса (сальниковая набивка, одинарное торцевое уплотнение и разновидности двойных торцевых уплотнений)

Давайте сначала разберемся, что такое торцевое уплотнение вала и как оно работает? Также остановимся на конструктивных особенностях торцевых уплотнений.

Особенности уплотнения вала гидравлического насоса:

Торцевое уплотнение вала обеспечивает герметичность корпуса насоса. Это особенно актуально при перекачке токсичных, горючих, ядовитых и других видов жидкостей, т.е. в тех случаях, когда утечка продукта неприемлема. Обобщая всё вышесказанное, торцевое уплотнение вала насоса – это устройство, которое герметизирует пространство между корпусом насоса и вращающимся приводным валом, который заходит в жидкостную камеру насоса. Эффективность торцевого уплотнения определяется двумя основными факторами – это его способность противостоять давлению создаваемого в жидкостной камере насоса и трению о вращающийся вал. Простыми словами, насос не должен протекать. Прежде чем перейти к рассмотрению достаточно сложного устройства и видов торцевых уплотнений, давайте рассмотрим более простые методы уплотнения вала.

Сальниковая набивка. Когда её выбор оптимален?

Сальниковая набивка представляет собой шнур, как правило, специального плетения, который наматывается на вал насоса и заполняет собой пространство между вращающимся валом и корпусом насоса. Эти шнуры могут быть изготовлены из различных материалов, которые специально подбираются под перекачиваемую жидкость. Например, различные асбестовые шнуры, пропитанные жировыми антифрикционными составами, набивки из гибкого графита, армированные стеклонитями с оплетенными гранями из углеродного волокна, пропитанные PTFE и др. Основное преимущество данного метода уплотнения – это его простота и низкая стоимость. Но данный метод, к сожалению, имеет много недостатков:

  • Пожалуй, главный – это неспособность противостоять высокому давлению в жидкостной камере насоса. Как правило, сальниковая набивка выдерживает давление, без существенного протекания, в пределах от 2 до 6 бар.
  • Кроме того, набивка трется о вращающийся вал насоса и постепенно теряет свои свойства. Через некоторое время набивку придется заменить.
  • Набивка плотно прилегает к валу насоса, тем самым увеличиваются потери «на трении», т.е. требуется более мощный электродвигатель, чтобы прокрутить вал насоса и, соответственно, возрастает потребление электроэнергии.
  • Постепенно на валу насоса образуется канавка, и обеспечить герметичность насоса становится все сложнее. В конечном счете потребуется дорогостоящий ремонт с возможной заменой вала насоса.

Принцип действия торцевого уплотнения

Торцевые уплотнения лишены большинства недостатков сальниковой набивки, но они значительно дороже и требуют более квалифицированного подхода при подборе, установке, эксплуатации и замене. Торцевое уплотнение состоит из двух базовых частей. Одна часть уплотнения неподвижна, а другая часть закреплена на валу насоса и вращается вместе с ним, плотно прилегая к неподвижной части с помощью специальных пружин, т.е. одна поверхность уплотнения скользит по другой. Стоит отметить, что данное описание торцевых уплотнений очень упрощено. В действительности существует большое разнообразие типов торцевых уплотнений, которые могут быть рекомендованы к использованию в зависимости от конструкции самого насоса и технических параметров перекачиваемой жидкости.

Наиболее простая конструкция торцевого уплотнения состоит из 7 элементов, представленных на рисунке ниже:

  1. Корпус;
  2. Неподвижная (стационарная часть) уплотнения, закрепленная на валу;
  3. Вращающаяся часть уплотнения;
  4. Кольцо круглого сечения (вторичное вращающееся уплотнение);
  5. Пружина, обеспечивающая прилегание подвижной поверхности уплотнения к неподвижной;
  6. Сальниковая пластина;
  7. Зажимной винт.

Торцевое уплотнение имеет несколько основных точек уплотнения:

  • Уплотнение между неподвижной и подвижной частью уплотнения (пункт 3 и 1);
  • Уплотнение между неподвижной частью и поверхностью сальника (пункт 1 и 2);
  • Уплотнение между вращающимся элементом и валом (пункт 4). Это называется вторичным уплотнением и чаще всего представляет из себя уплотнительное кольцо из эластомера (например EPDM, VITON, FKM и т.д.).

Основа конструкции торцевого уплотнения – это соприкасающиеся поверхности подвижной и неподвижной части. Они должны быть абсолютно плоскими и изготавливаются из очень твердых материалов. Например, карбида кремния или карбида вольфрама. Стоит отметить, что большую роль в «долгой жизни» торцевого уплотнения вала играет правильная центровка между валом насоса и электродвигателем (или мотор-редуктором). Если центровка будет не точной, то даже очень качественное уплотнение быстро выйдет из строя. Это особенно критично, если вал насоса вращается с высокой скоростью. Между вращающейся и неподвижной поверхностью торцевого уплотнения находится так называемая «жидкая пленка», если бы части уплотнений соприкасались между собой «на сухую», то они бы очень быстро сгорели в результате сильного трения. Жидкую пленку обеспечивает сам продукт. Теперь мы подходим к основной части статьи – это выбор типа торцевого уплотнения вала в зависимости от перекачиваемой жидкости.

Одинарное торцевое уплотнение вала

Выше был рассмотрен самый простой тип торцевого уплотнения вала (одинарное торцевое уплотнение). При перекачке каких жидкостей он применим и когда его выбор оптимален? В первую очередь, это те жидкости, которые не подвержены кристаллизации. Например, при перекачке жидкости с содержанием сахара. При остановке насоса образуется «стекловидная поверхность», которая препятствует поступлению перекачиваемой жидкости между вращающейся и неподвижной поверхностью уплотнения. В результате «жидкая пленка» не образуется, уплотнение работает «на сухую» и быстро выходит из строя. Одинарное торцевое уплотнение отлично подойдет для насосов, которые перекачивают светлые нефтепродукты (если это разрешено регламентом завода), различные некристаллизующиеся пищевые жидкости, крема, косметику и т.д. Также одинарное торцевое уплотнение можно применять при перекачке битума, мазута, нефти и широкого спектра других жидкостей. Важно, чтобы выполнялось 2 основных условия – это физическая совместимость торцевого уплотнения с перекачиваемой жидкостью (химический состав, температура перекачки и т.д.) и чтобы жидкость не была подвержена кристаллизации. Стоит отметить, что во многих случаях возможность эксплуатации одинарного торцевого уплотнения можно установить только опытным путем. Например, мы заметили такую особенность, при перекачке одного типа зубной пасты на одном и том же заводе одинарное торцевое уплотнение отлично работает без замены более 3 лет, а на другом типе зубной пасты оно не выдерживало и трех месяцев, хотя на первый взгляд консистенция и состав зубных паст были очень похожи. В этом случае было принято решение на одном типе зубной пасты оставить одинарные торцевые уплотнения, а на другом типе поменять их на двойные.

Читайте также:
Уровень строительный

Двойное торцевое уплотнение

В данной части статьи рассмотрим виды двойных торцевых уплотнений вала и в каком случае их выбор оптимален. Двойные торцевые уплотнения практически полностью устраняют вероятность утечки продукта или газа при работе насоса. Они используются при перекачке токсичных, ядовитых и других опасных жидкостей, т.е. там, где недопустима даже минимальная протечка. Кроме того, на многих нефтеперерабатывающих предприятиях России существует строгий регламент, в соответствии с которым, использование двойного торцевого уплотнения обязательно даже на таких жидкостях, как битум, мазут, гудрон, нефть и т.д. Использование двойного торцевого уплотнения оправдано в следующих случаях:

  • Перекачка опасной жидкости;
  • Перекачка дорогой жидкости (фармацевтические препараты, косметические средства и т.д.);
  • Перекачка жидкостей склонных к кристаллизации;
  • Перекачка газообразных или мультифазных жидкостей.
  • В тех случаях, когда одинарное торцевое уплотнение слишком быстро выходит из строя (в этом случае следует исключить такие ошибки, как некорректная отцентровка вала и физическую совместимость перекачиваемой среды (и её технических параметров) и механического уплотнения.

Очень важное преимущество двойного торцевого уплотнения перед одинарным – это наличие «запирающей жидкости», т.е. трущиеся поверхности уплотнений изолированы от перекачиваемой среды, а наличие «жидкой пленки» обеспечивает «запирающая жидкость». Тем самым обеспечивается не только надежная защита от протекания, но и значительно увеличивается срок службы самого уплотнения. В роли «запирающей жидкости» может выступать обычная вода, масла на минеральной или синтетической основе и ряд других жидкостей. Существует три основных конфигурации двойных торцевых уплотнений:

  • «Спина к спине»;
  • «Тандем»;
  • «Лицом к лицу»;

Двойное торцевое уплотнение «спина к спине»

В этой конфигурации двойного уплотнения две поверхности уплотнения устанавливаются вплотную противоположно друг к другу. Уплотнения расположены внутри сальника. Эта конфигурация популярна в настоящее время. Её преимущества:

  • Легкое выравнивание скользящих поверхностей (что затруднено в типе двойного уплотнения «тандем»);
  • Не подвержено фреттинг износу;
  • Компактный размер;
  • Часто предлагается в виде удобного картриджа;
  • Обратное давление балансируется при двойной балансировке;
  • Высокий уровень производительности (может работать на высоких скоростях вращения вала), в значительной степени связанный с охлаждающим эффектом барьерной жидкости, протекающей как по внутренним, так и по внешним уплотнениям;

Недостатки:

  • Ограниченное давление «запирающей жидкости» из-за риска поломки уплотнения;
  • Не справляется с обратным давлением, если нет двойной балансировки;
  • «Запирающая жидкость» при поломке уплотнения может попасть в перекачиваемый продукт.

Для правильной работы двойного торцевого уплотнения «спина к спине» требуется «запирающая жидкость», давление которой должно быть выше, чем в камере насоса. Для несбалансированного торцевого уплотнения давление «запирающей жидкости» должно быть больше, чем в камере насоса на 1 бар. В этом случае «запирающая жидкость» находится под давлением выше давления в камере насоса, поэтому наружные поверхности уплотнения несут большую нагрузку и с большей вероятностью первыми выйдут из строя. Когда это произойдет, «запирающее» давление будет потеряно, что приведет к протечке перекачиваемой жидкости в бачок с «запирающей жидкостью». Другими словами – если уплотнения работают правильно, оба уплотнения выйдут из строя одновременно. Это не очень хорошая резервная защита.

Если это уплотнение имеет двойную сбалансированную конструкцию, жидкость между внутренними и наружными поверхностями уплотнения может иметь более высокое (запирающее) или более низкое (буферное) давление, чем давление в камере насоса. Это означает, что в случае потери запирающей/буферной жидкости оба уплотнения останутся закрытыми и будут надежно работать.

При нормальной работе нет риска утечки в атмосферу.

Изменение уровня жидкости в баке «запирающей жидкости» указывает на состояние уплотнения.

Если перекачиваемая жидкость является «опасной», должен быть установлен датчик уровня жидкости.

Если внутреннее уплотнение выйдет из строя первым, «запирающая жидкость» попадет в камеру насоса и, соответственно, в перекачиваемый продукт. Поэтому «запирающую жидкость» стоит выбирать таким образом, чтобы она не была слишком критична для перекачиваемого продукта.

Двойное торцевое уплотнение типа «тандем»

Эта конфигурация когда два набора торцевых уплотнений ориентированы одинаково и установлены последовательно. Эту конфигурацию часто называют «лицом к спине». Она часто используется в двойных уплотнениях.

Преимущества:

  • Возможность высокого давления «запирающей жидкости»;
  • Второе уплотнение обеспечивает резервную защиту – это лучший выбор для герметизации токсичных или опасных жидкостей/газов;
  • Возможность работы с абразивными жидкостями;
  • Очень популярно в нефтеперерабатывающей промышленности.
Читайте также:
Уголки пластиковые для углов стен

Недостатки:

  • Большая осевая длина, чем у уплотняющих устройств «спина к спине» (это может быть проблемой, когда пространство ограничено);
  • Сложная, дорогая конструкция.

Тандемные уплотнения повышают надежность системы, если внутреннее уплотнение выйдет из строя – его заменит внешнее. Давление «запирающей жидкости» может быть значительно выше, чем в конфигурации «спина к спине», т.к. давление действует на сжатие наружных уплотнительных поверхностей, которые могут выдерживать высокую нагрузку.

Двойное торцевое уплотнение «лицом к лицу»

Такая конфигурация уплотнения может использоваться, когда оборудование ограничено в пространстве для размещения «спина к спине» или «тандемных» уплотнений. В этой конфигурации часть уплотнения установлена в камере насоса, а остальная часть установлена снаружи камеры.

Преимущества:

  • Простая конструкция;
  • Малая осевая длина;
  • Легко обрабатывает твердые и загрязненные среды;
  • Довольно распространены благодаря простоте изготовления и низкой стоимости.

Недостатки:

  • Не обеспечивается резервное уплотнение, как в «тандеме»;
  • Уплотнения используют общий стационарный компонент. Надежность снижается, т.к. если стационарный компонент ломается, оба набора уплотнений выходят из строя.

Как выбрать тип уплотнения вала насоса?

Обобщая все вышесказанное, можно сделать вывод, что самым дешевым и простым в эксплуатации методом уплотнения вала будет сальниковая набивка, но как говорилось выше, она имеет целый ряд серьезных недостатков. Мы рекомендуем использовать сальниковую набивку (либо ее более современный аналог – манжетное уплотнение) при перекачке «не опасных» жидкостей при давлении до 3-5 бар.

Одинарное торцевое уплотнение может быть использовано на более высоких давлениях при перекачке широкого спектра некристаллизующихся жидкостей. Оно также имеет не очень высокую цену. «Жидкую пленку» между трущимися поверхностями обеспечивает сам продукт и в некоторых случаях применение такого уплотнения может быть ограничено.

Двойное торцевое уплотнение может быть использовано при перекачке «опасных» или дорогих жидкостей, т.е. там, где утечка недопустима. Типы конфигураций торцевых уплотнений изложены выше. Для выбора конфигурации двойного уплотнения нужна более детальная проработка конкретной задачи.

Что выбрать? Оригинал или копию?

Пожалуй, это единственный вопрос, на который мы не дадим однозначного ответа, что нужно использовать исключительно оригинал. Точнее не совсем понятно, что понимать под «оригиналом». Дело в том, что абсолютное большинство производителей насосов не выпускает торцевые уплотнения самостоятельно, а заказывает их у таких компаний, как John Crane, Aesseal, Burgmann и т.д. Если Вы точно знаете заводскую маркировку торцевого уплотнения, то, возможно, есть экономический смысл закупить его напрямую у производителя самого уплотнения. Стоит отметить, что очень часто производители насосов «шифруют» артикул торцевого уплотнения и продают под своей торговой маркой. Вообщем, если Вам нужно подобрать/заменить торцевое уплотнение на насосе – обратитесь в нашу компанию. Мы постараемся Вам помочь!

Москва,
проспект Андропова, 22, оф. 1815
Санкт-Петербург,
Новочеркасский пр-т, 58, оф. 511

Герметичные насосы: принцип работы и типы устройств.

Герметичные насосы применяются в тех случаях, когда недопустимо, чтобы перекачиваемые ими субстанции даже в мизерных количествах просачивались в окружающую атмосферу.

Поэтому нельзя допускать ни малейших утечек, а значит, не должно присутствовать никаких щелей и даже уплотнений.

О специфике устройства и эксплуатации такого оборудования расскажем на страницах данной статьи.

Содержание статьи

Устройство и принцип работы

Герметичные насосы отличаются от обычных тем, что не содержат в своих корпусах какие-либо уплотнения(сальниковые, торцовые и т.д.), щели и отверстия. Поэтому перекачивающейся среде просто некуда просачиваться, поэтому они широко применяются в химических областях промышленности и там где недопустима даже малейшая утечка из насоса. Но как это достигается?

Вопрос лучше сформулировать по-иному. У любого насоса присутствует роторная часть, которая и нагнетает перекачиваемую жидкость. Так вот как же этому ротору сообщается необходимая для его работы кинетическая энергия вращения, если в корпусе насоса элементарно отсутствуют отверстия для этого?

Центробежные насосы соединяются с электродвигателем с помощью муфты, закрепленной на валу ротора и расположенной за корпусом насоса. Посмотрите на картинку – герметичные центробежные насосы уже имеют электродвигатель, расположенный в корпусе агрегата

Электродвигатель состоит из ротора и статора. Ротор – это закрепленный на валу электромагнит, который вращается вместе с валом насоса. Статор – неподвижная электрокатушка, закрепленная в корпусе насоса. Ротор вращается в специальных подшипниках качения, изготовленных из графита и его сплавов. Статор отделен от ротора специальным металлическим стаканом – который называется рубашка статора. На картинке обозначена как первая защитная оболочка.

Вращательное движение от статора к ротору передается посредством магнитной индукции.

Принцип работы

Герметичные центробежные насосы работают по следующему принципу: вращаясь в потоке жидкости рабочее колесо создает разность давлений по обоим сторонам каждой из лопастей крыльчатки. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, заставляя её перемещаться из области всасывания в область нагнетания – красные стрелки на картинке.

Подробнее этот процесс описан в статье про центробежный насос

Подшипники и электродвигатель(ротор + статор) охлаждаются перекачиваемой жидкостью, которая собирается под крышкой насоса и через сквозное отверстие в роторе возвращается на всас.

Герметичные насосы с магнитной муфтой

Изначально под магнитной муфтой понималось кольцо из постоянного магнита (редкоземельного ферромагнетика), внутренний диаметр которого был на пару миллиметров больше, чем диаметр вала, который вращался внутри. Пространство (эти пара миллиметров зазора) заполнялось специально разработанным коллоидным раствором: как правило, это было масло, в которое примешивалась железная пыль в такой концентрации, что этот раствор начинал реагировать на электро-магнитное взаимодействие.

Читайте также:
Универсальные котлы отопления: виды и особенности устройств

Зазор между муфтой и валом заполнялся раствором, который удерживался на месте, благодаря притяжению, создаваемому кольцевым магнитом. В итоге становилось возможным и сохранить герметичность внутри, и вывести вращательное движение вала извне герметичного корпуса. Магнит с герметизирующим раствором обрел название магнитной муфты.

Однако после того, как эффективно зарекомендовал себя принцип действия, основанный на передаче вращательного момента через герметичную стенку посредством магнитной индукции, именно такие конструкции и перехватили название герметичные насосы с магнитной муфтой.

Конструкция магнитной муфты предусматривает наличие двух раздельных полуосей, первая жёстко соединена с валом привода, а вторая – с рабочим колесом. Прямой контакт между полуосями отсутствует, взаимодействие осуществляется через внешнюю и внутреннюю части специальной муфты, в каждой из которых установлены множественные сверхмощные постоянные магниты из сплава редкоземельных металлов. Внешняя и внутренняя части муфты отделены друг от друга немагнитным полимерным стаканом, который является составным элементом герметичного корпуса насоса.

Вращение вала электродвигателя через первую полуось передаётся внешней части муфты; магнитное поле заставляет синхронно вращаться внутреннюю часть вместе со второй полуосью и импеллером на ней.

В настоящее время они получили широкое распространение по следующим причинам:
Высокая надежность и отсутствие дополнительного износа механизма передачи вращательного импульса от вала электродвигателя.
Долговечность современных ферро-магнетических сплавов, которые по длительности своего полезного применения превышают срок службы самого насосного агрегата.
Совершенствование технологии производства ферро-магнитов, а также общая конструкционная оптимизация приводит к тому, что герметичные насосы с магнитной муфтой становится все дешевле.
Определенно, магнитная муфта на сегодняшний день – это самый совершенный способ передачи вращательного момента внутри герметичного корпуса.

Типы герметичных насосов

Выделяют следующие типы герметичных насосов:

Дозировочные насосы.

Дозировочные аппараты рассчитаны на работу в магистралях со сверхвысоким давлением. В основу их работы заложен мембранный принцип действия. Небольшие порции вещества продвигаются внутри рабочей камеры за счет всасывания стальной мембраны в гидравлическую камеру. Следующий шаг – выдавливание пластины, которая в свою очередь толкает жидкость дальше в трубопровод. Мембрана также предотвращает попадание химических веществ в гидравлическую камеру.

Герметичные центробежные насосы.

Именно в данном типе насосов крайне важно сохранить герметичность внутреннего пространства, где происходит нагнетание жидкости, именно с помощью магнитной муфты, основанной на передаче вращательного момента извне через индукцию. Это связано с созданием внутри герметичного пространства высокого давления и стремлением нагнетаемой жидкости покинуть внутреннее пространство насоса через любое доступное отверстие.

Жидкость поступает из входного клапана на ротор насоса, который представляет собой быстро вращающуюся крыльчатку. В результате центробежного ускорения жидкость под давлением «группируется» по внешнему ободу нагнетательной камеры насоса, откуда через исходящий клапан поступает уже в систему.

Герметичные центробежные насосы, как правило, способны создавать экстремально высокие показатели давления на выходе, но для этого требуется придать им как можно большую частоту вращения. Самый лучший способ, как обеспечить это – применение магнитных муфт.

Химические герметичные насосы.

Их особенность заложена в их названии. Герметичность таких насосов – это вопрос безопасности – ни в коем случае нельзя допустить утечек химически активных и даже ядовитых веществ. Такой вид насосов может и не создавать избыточного давления, но герметичность здесь – залог того, что опасные вещества не покинут пределов замкнутого контура.

Химические герметичные насосы могут быть как центробежными, так и шнековыми, и компрессорного типа. Однако во всех случаях проявляются лучшие свойства магнитных муфт – обеспечение герметичности при максимальной эффективности конструкции.

Достоинства и недостатки

Различные типы герметичных насосов имеют при этом схожие преимущества и недостатки. Разберем их последовательно:

Насосы с магнитной муфтой (особенно, химические) способны работать с жидкостями, которые имеют температуру до 200 градусов Цельсия.

В случае, если колесо импеллера будет дополнительно изолировано, то температура перекачиваемой жидкости может достигать 400 градусов Цельсия.

Современные постоянные магниты отличаются высоким качеством исполнения: во-первых, они очень сильные по своему взаимодействию, а во-вторых, не теряют своих свойств в течении всего срока эксплуатации. Зачастую этот срок по длительности превышает период безотказной службы других структурных частей насоса.

Что касается недостатков, то их крайне сложно определить. Конструкция герметичных насосов с магнитным муфтами настолько проста и логична, а используемые материалы со временем становятся настолько качественны, что такие агрегаты крайне неприхотливы в обслуживании и стоят дешевле своих технологических альтернатив. А главное, срок службы таких герметичных насосов больше, чем у всех сопутствующих их агрегатов (например, чем у обеспечивающего такой насос вращательным моментом электродвигателя).

Видео: герметичные насосы с магнитной муфтой

Герметичные насосы применяются при работе с дорогими, токсичными, стерильными веществами. В случае, когда основным требованием к насосному оборудованию выступает отсутствие утечек при работе. Это требование является первостепенным в таких областях промышленности как химическая, фармакологическая, нефтеперерабатывающая и пищевая.

Читайте также:
Установка броненакладки на замок двери: выбираем врезную и магнитную броненакладку для входной двери в квартиру

Какой герметичный насос лучше

Насосное оборудование в условиях современного прогресса отличается большим разнообразием видов (более 2500). Все они имеют принципиально разное внутреннее устройство, различные технические характеристики и рассчитаны на применение для перекачивания жидкостей в различных сферах деятельности человека.

Как подобрать насос, который долгие годы будет надежным инструментом обеспечения технологических нужд Вашего производства? Задача по выбору оптимального варианта насосного оборудования включает оценку следующих показателей: степень надежности и показатели качества насоса (длительность межремонтного цикла, частота внеплановых ремонтов, сроки службы), сроки производства насоса, их соблюдение поставщиком (своевременная поставка), стоимость жизненного цикла оборудования, техническая поддержка со стороны поставщика, гарантийное и сервисное обслуживание и другие. При этом первостепенным остается задача выбора вида и типа насосов, подходящих для Вашего производственного процесса.

В данной статье мы рассмотрим современные герметичные насосы для перекачивания взрывопожароопасных, токсичных и агрессивных сред в тяжелых промышленных условиях. Большую часть насосного парка нефтегазовой и химической промышленности составляют центробежные насосы. И это неслучайно, так как центробежные насосы имеют ряд существенных преимуществ. Среди центробежных насосов постепенно уходят в прошлое насосы с лабиринтным, сальниковым и манжетным уплотнениями. Наиболее актуальной в настоящее время является прежде всего герметичность насосов – в соответствии с п. 44 Федеральных норм и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов» химико-технологические системы должны быть герметичными. Для перекачки взрывопожароопасных, токсичных и химически агрессивных сред применяются центробежные герметичные насосы 3-х типов: насосы с гильзованным (экранированным) двигателем (с мокрым ротором), насосы с двойными торцевыми уплотнениями и герметичные насосы с магнитной муфтой.

Герметичные насосы с гильзованным двигателем (насосы с мокрым ротором) на российском рынке представлены в основном иностранными производителями: Япония, Германия, Дания, Молдова.

В таких насосах ротор двигателя работает непосредственно в перекачиваемой среде. Статор двигателя, находящийся под напряжением, отделен от ротора гильзой, толщиной 0,1 — 0,3 мм. Гильза изготавливается из ненамагничивающейся нержавеющей стали. Смазка подшипников скольжения ротора осуществляется жидкой средой, которая и выполняет функцию охлаждения ротора и двигателя. Насосы могут быть как горизонтального так и вертикального типа. Герметичные насосы с гильзованным двигателем — это полностью герметичная конструкция без уплотнения вала. Хорошо подходят для перекачивания чистых и слабозагрязненных токсичных, пожаровзрывоопасных сред без утечек.

Особенности насосов с мокрым ротором

В насосе с мокрым ротором не требуется воздушное охлаждение двигателя, лопастной вентилятор отсутствует, как следствие – пониженный уровень шума.

Визуально невозможно установить, в правильном ли направлении вращается вал насоса. Для решения этой проблемы иностранные производители предусмотрели встроенные системы мониторинга состояния насоса, увеличивающие его стоимость. Также предусмотрено наличие встроенного КИПиА, который требуется в полном объеме не всегда и иногда затрудняет интеграцию насоса в уже существующую систему АСУ ТП.

Низкий уровень КПД по сравнению с насосами с двойным торцевым уплотнением и отсутствие возможности перекачивания загрязненных жидкостей.

Насосы с мокрым ротором характеризуются крайне низкой ремонтопригодностью. Для ремонта вала и защитной гильзы необходимо привлечение специалистов узкой специализации, имеющих допуски и навыки сварки сплавов из нержавеющих сталей. Гильзованный двигатель ремонту в большинстве случаев не подлежит и меняется на новый.

Следует отметить, что кроме низкой ремонтопригодности насосов с гильзованным двигателем при работе с иностранными производителями неизбежно возникают проблемы, вызванные привязкой стоимости запчастей к курсу иностранной валюты, и характерны весьма длительные сроки как поставки запчастей, так и производства самих насосных агрегатов.

Особенности насосов с двойными торцевыми уплотнениями

Насосы с двойным торцевым уплотнением вала – надежные и проверенные временем агрегаты, как отечественного так и импортного производства, как правило, составляют большую часть насосного парка любого современного предприятия. Для поддержания герметичности проточной части насоса применяется система двойного торцевого уплотнения вала, представляющая собой устройство, образующее вращающееся уплотнение между валом (подвижной частью) и корпусом проточной части насоса (неподвижной частью). Герметичность уплотнения достигается посредством трения двух плоских полированных и плотно подогнанных друг к другу поверхностей – пар трения. Одна поверхность установлена неподвижно в корпусе, а другая зафиксирована и вращается вместе с валом. Пары трения выполняются из износостойких материалов, имеющих пониженные коэффициенты трения.

Возможность перекачивания вязких и загрязненных сред. Также конструкция насосов с торцевым уплотнением устойчива к непродолжительному воздействию высоких концентраций механических примесей при попадании загрязнителей в перекачиваемую среду.

Насосы с двойным торцевым уплотнением невсегда могут обеспечить полную герметичность, допускаются протечки в пределах законодательно установленных нормативов по охране окружающей среды и созданию благоприятных условий труда персонала.

Линейка центробежных насосов с двойным торцевым уплотнением характеризуется широким диапазоном подач и напоров.

Существует необходимость применения систем обеспечения работы двойных торцевых уплотнений (по схемам Plan), подведения к ним обвязки и обустройства контуров охлаждающей и уплотнительной жидкости, что влечет существенные дополнительные капитальные затраты. При этом возникают и дополнительные эксплуатационные затраты на обслуживание таких систем.

Необходима периодическая замена торцевых уплотнений для поддержания герметичности.

Высокая ремонтопригодность и легкость в обслуживании.

Читайте также:
Тушение тонкораспыленной водой: быстрое и эффективное купирование очага

Высокий КПД в следствие прямого зацепления приводного вала и вала насоса и отсутствия энергопотерь при передаче посредством магнитного поля.

Горизонтальные центробежные насосы с двойным торцевым уплотнением серии НЦГ торговой марки Villina – это:

  • высокая надежность и длительный период наработки на отказ из-за низкого коэффициента трения в системах двойного торцевого уплотнения, применения подшипников скольжения на основе карбида кремния и подшипников качения SKF, предназначенных для работы в условиях повышенных температур и высоких оборотов;
  • отсутствие или незначительная (в пределах допустимых норм) утечка перекачиваемой жидкости в течение всего межремонтного периода;
  • длительный срок службы (20 лет), легкость в обслуживании (без привлечения персонала узкой специализации) и высокая ремонтопригодность;
  • возможность перекачивания вязких и содержащих механические примеси жидкостей при высоких температурах (до 450 o С);
  • широкие диапазоны подач и напоров;
  • пониженное энергопотребление при эксплуатации из-за повышенного КПД;
  • возможность изготовления насоса по индивидуальным параметрам технического задания Заказчика, не ограничиваясь выбором только по каталогу.

В насосах с магнитной муфтой передача крутящего момента от вала электродвигателя на вал насоса осуществляется без механического зацепления посредством магнитных полей с применением магнитной муфты. Это позволяет создать полностью герметичную проточную часть насоса в виде закрытой системы без вывода вала на приводное устройство (двигатель). На валу двигателя закреплена ведущая полумуфта, на валу насоса – ведомая. Между полумуфтами расположен герметизирующий стакан (экран), изготовленный из нержавеющей стали или из композитных материалов.

Особенности насосов с магнитной муфтой

  • Предназначены для перекачки относительно чистых сред.
  • 100%-ная герметичность позволяет перекачивать токсичные и взрывопожароопасные среды на опасных производственных объектах без утечек.
  • Не требуется подведение контуров с охлаждающей и подпорной жидкостью.
  • Не требуется периодическая замена торцевых уплотнений (отсутствуют в конструкции).
  • Высокая ремонтопригодность и простота конструкции.

Горизонтальные центробежные насосы с магнитной муфтой Villina серии ГНГЦ предназначены для перекачки химически агрессивных и взрывопожароопасных сред при температуре до плюс 350°С (ГНГЦ-Т) вязкостью до 35 сСт плотностью до 2000 кг/м 3 и массовой концентрацией твердых неабразивных включений до 0,2% размером до 0,2мм в диапазоне подач 1,8-1080 м 3 /ч с напором 3,2-150 м. Для экономии места для размещения возможно изготовление насосов Villina в моноблочном исполнении ГНГЦ-М.

Вертикальные центробежные насосы с магнитной муфтой Villina серии ГНВЦ успешно применяются на ведущих предприятиях России и стран ближнего зарубежья в сфере нефтегазовой и химической промышленности для перекачивания нейтральных, химически агрессивных, пожаровзрывоопасных, токсичных жидких сред и сжиженных газов с температурой от -50°С до плюс 350°С (ГНВЦ-Т) вязкостью до 35 сСт плотностью до 2000 кг/м 3 в диапазоне подач 1-200 м 3 /ч с напором до 250 м.

Насосное оборудование Villina на сегодняшний день – это высокотехнологичные насосы российского производства высокой степени надежности, не уступающие по качеству импортным аналогам, со сроком службы 20 лет, укомплектованные всеми необходимыми ЗИП и КИПиА, с основными и дополнительными сервисными программами обслуживания и мониторинга, с возможностью прямых поставок запасных частей со склада производителя. При этом неоспоримыми преимуществами являются более низкая «российская» цена на насосы Villina, а также значительно меньшие сроки производства насосов и поставки запчастей из не снижаемого остатка на складе производителя, расположенного в России.

Воспользуйтесь преимуществами «Виллина» — отечественного производителя нового поколения, качайте жидкости без утечек Вашего капитала!

Типы торцевых уплотнений

В данной статье будут рассмотрены основные виды уплотнений, применяемых в насосном оборудовании. Этому вопросу, зачастую, не придают большого значения, ошибочно полагая, что нет большой разницы какой тип уплотнения использовать в насосе. Но различные их типы в итоге влияют на герметичность насоса при перекачивании различных жидкостей стоимость насоса. Согласитесь, что перекачивать сильно концентрированную соляную кислоту при температуре 90 градусов, воду с большим содержанием песка или, скажем, клей это не одно и тоже. На данные задачи применяются совершенно разные типы уплотнений. Давайте рассмотрим этот вопрос более подробно.

Сальниковая набивка – это самое простое и недорогое уплотнение используемое в насосном оборудовании. Принцип его заключается в том, что на внешней стороне крышки или корпуса в том месте, где через них проходит вал, создаётся сальниковая камера (коробка), в которую укладывается уплотнительный материал — сальниковая набивка.


рисунок 1

В настоящее время применяются специальные шнуры (рис.1) пропитанные различными пропитками в зависимости от типа и температуры перекачиваемой жидкости. При помощи специальных устройств набивка поджимается вдоль оси вала, упираясь в стенки сальниковой камеры и уплотняя набивку. При сжатии набивки в ней создаются усилия, под действием которых она прижимается с одной стороны к стенке сальниковой камеры, а с другой — к цилиндрической поверхности вала. Таким образом, создаётся герметичность и рабочая среда не проникает за пределы корпуса оборудования. В насосах поджатие набивки происходит, как правило, анкерными болтами с гайками (рис.2)


рисунок 2

Уплотнение манжетного типа – это уплотнение принципом работы которого является эластичная манжета, которая установлена в корпусе (или на валу), уплотнитель которой прижат давлением уплотняемой среды или силами упругости материала манжеты или браслетной пружиной к гладкой цилиндрической (или плоской) поверхности вала (или корпуса).

Читайте также:
Фото нтерера со шторами из бамбуковых палочек для дверного проема

Данные уплотнения мы относим к типу сальниково-манжетных уплотнений. У данных уплотнений есть свои плюсы и минусы в эксплуатации. Основными плюсами использования данных уплотнений является дешевизна и простота обслуживания и замены. Минусами данных уплотнений, прежде всего, является отсутствие герметичности перекачиваемой жидкости. Течь для сальниковой набивки это нормальное явление, так как сама набивка должна находиться в смоченном состоянии. Этим обеспечивается нормальный режим её работы. Если набивка сухая, то она нагревается и преждевременно разрушается. Кроме того, насосы с сальниковым уплотнением не рекомендуется использовать при самовсасывании жидкости, так как через сальник в насос может поступать воздух, что ведёт к отсутствию нужного разряжения в насосе и дальнейшему его перегреву.

Также хочется обозначить основные отличия манжетного и сальникового типа уплотнений. Манжетные уплотнения выполняются из каучуков в отличии от сальниковых уплотнений. Поэтому все недостатки каучуков, можно спроецировать на манжетное уплотнение, а именно: температура перекачиваемой среды у манжетного уплотнения существенно ниже, чем у сальникового. Давление нагнетания у насоса при использовании манжетного уплотнения ниже, чем у насоса с сальниковой набивкой. Износ манжеты, как правило, происходит быстрее и он более выражен, чем у сальника.

Торцевое (механическое) уплотнение – это механизм, который образует вращающееся уплотнение между подвижной и неподвижной частями. Принципом работы являются две очень плоские полированные поверхности, которые создают сложный путь, перпендикулярный пути утечки (препятствуют утечке). Трущийся контакт между этими двумя плоскими поверхностями сводит утечку к минимуму. Как и во всех уплотнениях, одна поверхность установлена неподвижно в корпусе, а другая зафиксирована и вращается вместе с валом.

Торцевые уплотнения применяются там, где утечки жидкости недопустимы или в случаях, где необходимо создавать большое давление нагнетания. Преимуществами торцевых уплотнений перед манжетой или сальником является длительный срок службы данного уплотнения, минимальные утечки жидкости (утечки составляют менее 0,1 см3/ч) или полное отсутствие утечек, как в случае в двойными торцевыми уплотнениями.

Основные типы торцевых уплотнений

Одинарное торцевое уплотнение. Это самое простое уплотнение. Применяется там, где не требуется полная герметичность насоса. Важным моментом является то, что торцевые одинарные торцевые уплотнения существуют внешние и внутренние.

    Внутренние одинарные торцевые уплотнения используются там, где присутствует повышенное давление нагнетания в насосе.

  • Внешнее торцевое уплотнение используется при повышенной абразивности жидкости, но в случаях повышенного давления (напора) насоса данное уплотнение может потерять свои свойства. Данный факт надо рассматривать в каждом конкретном случае учитывая рекомендации производителя насосного оборудования.
  • Двойное торцевое уплотнение, состоящее из двух одинарных торцевых уплотнений.

      «Тандем» (двойное без давления). То есть торцевые уплотнения находятся последовательно друг за другом (рис. 3). Данное уплотнение применяется тогда, когда подвод затворной жидкости к уплотнению невозможен. Данное торцевое уплотнение является абсолютно герметичным, но срок его службы меньше чем у двойного торцевого с затворной жидкостью. Кроме того, данное уплотнение хуже взаимодействует с абразивосодержащими и кристаллизирующимися жидкостями.


    рисунок 3

    «Спина к спине» (двойное под давлением). В данном уплотнении два торцевых уплотнения расположены друг напротив друга с подводом затворной жидкости задача которой обеспечить закупорку камеры с торцевыми уплотнениями с целью недопустить любую протечку перекачиваемой жидкости (рис.4). Данное торцевое уплотнение является, пожалуй, одним из самых герметичных и абразивостойких из всех которые применяются в современном машиностроении.


    рисунок 4

    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.

    Инженер компании
    ООО “Промышленные насосы”
    Сергей Егоров

    Основные типы представленного на сайте насосного оборудования

    Надёжность с нами выбрали:

    Авторские права на тексты и изображения сайта защищены законодательством РФ.
    Любое копирование и публикация материалов сайта без разрешения собственника запрещены.

    ООО “Промышленные насосы”
    +7 (495) 580-10-53
    работаем с 2010 года

    Торцевые уплотнения для насосов: виды, материалы изготовления, правила применения

    Различные отрасли промышленности, сельское и коммунальное хозяйство, частные домовладения не могут обойтись без разного рода оборудования, которое помогает во многих технологических процессах.

    Не малую роль среди такого оборудования играют центробежные насосы, которые перекачивают различные жидкости. Чтобы насос работал эффективно и бесперебойно, следует обращать внимание на техническое состояние аппарата. Основная задача техобслуживания насосов – установка уплотнителей, которые упреждают протечку рабочей среды на участках соединения деталей механизма.

    1 Виды уплотнителей

    В настоящее время есть много типов уплотнительных устройств. И порою выбрать лучшее не просто.
    к меню ↑

    1.1 Сальниковая набивка

    Этим устройством как уплотнителем пользуются с давних времен. Сальниковая набивка выглядит так:

    • шнур, который пропитывается специальными веществами, зависящими от области применения уплотнения;
    • шнур укладывают в паз корпуса центробежной помпы вокруг вала;
    • шнур прижимают к корпусу при помощи болтов специальной крышкой.

    Уплотнители в структуре циркуляционного насоса с сухим ротором

    Сальниковая набивка должна быть всегда в смоченном состоянии. Крышку сальника нужно прижать так, чтобы в процессе работы аппарата жидкость попадала в набивку. При чрезмерном уплотнении набивка может быстро разрушиться.

    Этот вид уплотнителя обладает следующими преимуществами:

    • коэффициент трения низкий;
    • свойство самовсасывания;
    • уровень теплопроводности достаточно высок;
    • продолжительный срок службы.

    Сальниковая набивка существует таких видов:

    • набивка с синтетической основой, обладающая прочностью и сопротивлением агрессивным средам;
    • графитовое уплотнение со свойствами пластичности и упругости;
    • фторопластовое уплотнение обладает хорошей адгезией к холодным жидкостям.

    1.2 Манжетные

    Уплотнения этого вида изготовляются из различных типов резины:

    • нитриловую резину применяют в центробежных устройствах для перекачивания нефтепродуктов;
    • фторкаучуковую резину используют в аппаратах, которые перекачивают агрессивные кислотные среды;
    • уплотнения из этиленпропиленового каучука используют для работы с водой и другими неагрессивными жидкостями.

    Конструкция манжетных видов такова:

    • на вал центробежного аппарата надевается эластичная и мягкая манжета;
    • манжета к корпусу прижимается при помощи давления рабочей среды в корпусе и, с другой стороны, — пружинистым кольцом.

    Для лучшего уплотнения соединения элементов помпы могут использоваться несколько манжет подряд.

    Использование манжет для уплотнения в центробежных аппаратах имеет такие преимущества:

    • уплотнение небольшого размера;
    • просто и удобно в использовании;
    • отличается высоким уровнем герметичности и надежности.

    1.3 Торцевой тип

    Эти уплотнения считают современным изобретением в герметизации. Их называют еще механическими.

    Разновидности торцевых уплотнений

    2 Зачем нужны торцевые уплотнения?

    Насосное оборудование, в котором установлено торцевое уплотнение не требует постоянного обслуживания и, не смотря на это, выдерживает повышенное давление рабочей среды. Механические уплотнения применяют для избегания протечек на валу аппарата, который перекачивает разные жидкости.
    к меню ↑

    2.1 Принцип устройства

    К задней стенке корпуса помпы крепится неподвижное кольцо. Чтобы между корпусом и кольцом избежать утечек, используют эластомерный элемент. Этот элемент не изнашивается, потому как кольцо неподвижно. Вал водяного насоса проходит внутри кольца, не задевая его. Если бы вал с кольцом соприкасались, между ними не было бы жидкости, и само кольцо выступало бы в роли уплотнителя. Такой принцип устройства сальниковых и манжетных уплотнений. А торцевые уплотнения для насоса исключают трение между уплотнителем и валом.

    Вал не соприкасается с кольцом,поэтому между ними была бы жидкость, однако есть второе кольцо – вращаемое, насаженное на вал плотно с неподвижным. Поверхности колец называются парой трения. Этот элемент единственный трущийся в конструкции. Зазор между подвижным и неподвижным кольцом менее микрона. В нем образуется тонкая пленка жидкости, которая смазывает поверхности пары трения и предохраняет их от перегрева.

    Для упрощения устройства можно было бы подвижное кольцо закрепить на валу и уплотнить эластомером. Тогда была бы пара колец, одно прикрепленное к корпусу, а другое на валу. Но такая конструкция невозможна, потому что в процессе работы помпы вал смещается по оси. При таком смещении кольца бы то сближались, то удалялись. В увеличившийся зазор попадала бы жидкость. Поэтому возникает необходимость в элементе, обеспечивающем плотное непрерывное соприкосновение колец. Эту роль выполняет пружина или сильфон.
    к меню ↑

    2.2 Какие есть виды торцевых уплотнителей?

    Классификация торцевых уплотнителей зависит от различных факторов.

    В зависимости от устройства конструкции различаются виды:

    • пружинное уплотнение, которое отличается простотой конструкции, содержит одну или более пружин;
    • сильфонное уплотнение, в котором уплотнитель и недвижимый элемент прижимаются друг к другу при помощи гофрированной пластины, которая называется сильфоном.

    Одинарное торцевое уплотнение насосов

    В зависимости от способа крепления уплотнители делятся:

    • картриджные уплотнения – это цельные конструкции элементов, которые надеваются всем блоком на вал помпы и крепятся штифтами;
    • компонентные уплотнения – в них элементы монтируют последовательно по отдельности.

    2.3 Что такое двойные торцевые уплотнения?

    Для исключения протечек при использовании уплотнения торцевого насоса может использоваться не один уплотнитель, а два. Между уплотнениями присутствует камера с жидкостью. Эта жидкость смазывает, промывает и охлаждает уплотнение вала насоса, а также препятствует попаданию перекачиваемой жидкости наружу. Затворной жидкостью может быть глицерин, вода или другая жидкость. Располагаться сдвоенные уплотнения могут:

    • тандемом;
    • спина к спине.

    Двойное торцевое уплотнение варианта «спина к спине» более распространен. Давление жидкости в уплотнителе должно быть выше на 1-2 бара, чем давление перекачиваемой среды. Плюс этого варианта состоит в том, что в зазоре между кольцами находится затворная жидкость, поэтому грязь и твердые частицы из перекачиваемой среды в зазор не попадут. А это в свою очередь влияет на длительность службы насосов с двойным торцевым уплотнением.

    Торцевое уплотнение на насосы, выполненное «тандемом», имеет меньшее давление затворной жидкости, по сравнению с перекачиваемой средой. При разгерметизации уплотнителя перекачиваемая среда может попасть в затворную.
    к меню ↑

    2.4 Какие преимущества торцевых уплотнений?

    • значительно уменьшают потери перекачиваемой жидкости;
    • корпус помпы полностью герметизирован;
    • сключается износ валов насосов;
    • коэффициент трения низкий;
    • подходят для перекачивания различных видов жидкости.

    Устройство торцевого (механического) уплотнения

    2.5 Какие используют Материалы для уплотнений торцевых?

    При выборе торцевого уплотнения не в последнюю очередь обращают внимание и на материал, из которого изготовлена пара трения и вторичные уплотнения.Например, фирмы Flygt, компания НПП, занимаются производством насосного оборудования, муфт, уплотнителей. Они используют только высококачественные материалы. Так, пара трения изготавливается из:

    • металла (нержавеющей стали);
    • графита;
    • керамики;
    • карбида кремния;
    • карбида вольфрама.

    Для вторичных уплотнений используют материалы различной температуростойкости:

    • каучук нитрил-бутадиеновый;
    • каучук этилен-пропиленовый;
    • фторкаучук;
    • фторопласт.

    2.6 Где расположены ТОРЦЕВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ ДЛЯ НАСОСОВ? (ВИДЕО)

    2.7 Выработка на уплотнении

    Длительность работы торцевых уплотнителей зависит от условий эксплуатации насоса, а также от качества перекачиваемой среды, жесткости, от содержания в ней примесей. Вращение вала помпы без биения, равномерно, влияет также на износ уплотнителя. Если одно из перечисленных условий присутствует, то трущиеся поверхности подвергаются интенсивной выработке и уплотнитель теряет свои свойства.

    Об износе уплотнителя свидетельствует протекание жидкости из корпуса помпы. Следует заменить его на новый, иначе перекачиваемая среда попадет в двигатель. Последствиями износа могут быть заклинивание подшипника и поломка двигателя.
    к меню ↑

    3 Искривления вала

    При эксплуатации насосов, из-за воздействия высоких нагрузок может возникнуть кривизна вала аппарата. Искривленный вал устройства восстанавливают различными способами правки.
    к меню ↑

    3.1 Методы восстановления вала

    Для правки вала существуют такие способы:

    Двойное торцевое уплотнение насоса Grundfos (вид в разрезе)

    • термический;
    • механический;
    • термомеханический.

    Для термической правки вала необходимы две опоры. Выявляют изогнутый участок и выпуклой стороной поворачивают вверх, закрывают вал асбестом с вырезом, после чего нагревают до 500 – 550 градусов.

    При нагреве вал прогибается в сторону первоначального изгиба, а остывая, выпрямляется. После окончания нагрева вал покрывают асбестом.

    Охладившийся вал проверяется индикатором, если возникает необходимость, правку можно повторить. Продолжительность нагревания зависит от диаметра вала, твердости материала и стрелы прогиба. Излишний же нагрев приведет к нежелательному обратному прогибу. Окончив правку, делают отжиг участка, который подвергали нагреву. Отжиг производят при температуре 350 градусов.

    В основе механической правки лежит механическое воздействие на вал. Для этого используют токарный станок, пресс или специальное приспособление. Вал зажимают в станке, повернув выпуклую сторону к суппорту, которым давят на нее в направлении противоположном прогибу. При использовании чеканки вал устанавливается в центрах вогнутой стороной вверх, а к прогибу подводится жесткая опора с деревянной или медной подкладкой. Чеканку производят по вогнутой стороне молотком 1 – 2 кг.После правки вал должен иметь биение не больше 0,03 мм.

    При термомеханическом способе вал нагревают до 500 – 550 градусов и воздействуют механически с противоположной изгибу стороны. Применяют этот способ редко.

    Насос с каким типом уплотнения выбрать? Сальниковое или торцевое?

    В ассортименте нашей продукции представлены насосы с сальниковым и торцевым уплотнением вала и наши клиенты часто спрашивают: «Какой тип уплотнения вала насоса лучше?» «Какой насос надежнее?».

    Предлагаем разобраться с этой проблемой и для этого рассмотреть преимущества и недостатки каждого типа уплотнения.

    Сальниковые (набивочные) уплотнения для насосов:

    Эти уплотнения нашли более широкое применение в насосах благодаря простоте их конструкции. Сведения о материалах набивок для сальниковых уплотнений регламентированы стандартами. Сальниковые кольца применяются из грубошерстного (ГОСТ 6118-81), полугрубошерстного (ГОСТ 6308-71) войлока для окружных скоростей до 2 м/с, и тонкошерстного войлока (ГОСТ 288-72) – до 5 м/с. Твердость поверхности вала (или его защитной втулки) HRC под сальниковыми кольцами должна быть равна 45.

    При использовании в насосах набивочных уплотнений нужно учитывать следующие их особенности. Для нормальной работы набивочного уплотнения необходимо обеспечить смазку трущихся поверхностей и отвод выделяющегося в результате трения тепла. В этом случае затяжка набивочного уплотнения должна осуществляться так, чтобы через него была обеспечена протечка жидкости в количестве (для воды) 10-15 л/ч. Затяжка уплотнения для исключения утечек не допускается, так как при этом происходит выгорание смазки уплотнения, что приводит к задирам поверхности, контактирующей с набивкой.

    Набивочные уплотнения применяют при давлениях до 1,0 МПа (в некоторых случаях до 2,0 МПа) при окружной скорости уплотняемой поверхности до 20 м/с (в некоторых случаях до 30 м/с); температура воды перед набивкой допускается не выше 90 °С. В высокотемпературных насосах такая температура обеспечивается за счет охлаждения корпуса уплотнения холодной водой, устройством гидравлического затвора и другими способами.

    Для обеспечения нормальной работы набивочного уплотнения необходимо, чтобы вибрация насоса не превышала установленных норм, а центровка, биение и чистота поверхности, контактирующей с набивкой, соответствовали требованиям, установленным ТУ и ГОСТ на насос. Число колец набивки рекомендуется принимать от 4 до 6. Шнуры набивки изготавливаются скручиванием и сплетением из пеньки, льна, асбеста, джута, фторопласта и цветных металлов (свинца и меди) и пропитываются консистентными смазками: техническим жиром, графитом, воском, смолами, дисульфитом молибдена и др. Для сердечника набивок используются резины, медная и латунная проволока и др.

    В насосах применяются комбинированные набивки с хлопковыми тканями, металлической фольгой и др., а также волокнистые набивки, которые вводятся в уплотнение специальным шприцем. Основным недостатком набивочных уплотнений помимо значительных утечек является их ограниченный ресурс, который изменяется в широких пределах от 1000 ч и менее до 10 000 ч и более, в зависимости от условий работы уплотнений.

    Набивочные уплотнения требуют постоянного наблюдения и периодического подтягивания набивки. Этот и другие указанные недостатки являются причиной того, что набивочные уплотнения все больше вытесняются из конструкций насосов уплотнениями других типов.

    Торцевые уплотнения для насосов

    Уплотнения этого типа в последние годы получили самое широкое распространение в насосостроении и имеют следующие достоинства: незначительные утечки (от 0,05 л/ч вплоть до их практически полного отсутствия), большая долговечность (от 10 000 до 20 000 ч и более), возможность использования при высоких давлениях перед уплотнениями (до 30 МПа и выше), а также при вакууме, отсутствие необходимости постоянного наблюдения и др.

    Торцевые уплотнения применяют для перекачивания жидких и газообразных сред (в том числе радиоактивных, агрессивных сред, использующихся в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности), при работе с которыми от уплотнения требуется практически полная герметичность. Их выполняют с внешним и внутренним подводами уплотняемой среды, одинарными, двойными, тройными и т. д.

    Наиболее распространены в насосах одинарные торцевые уплотнения. В качестве “пары трения”, в зависимости от назначения, применяют различные материалы: хромоникелевые или хромомолибденовые термообработанные стали в паре с силицированным графитом или с керамикой, углеродистые стали – с баббитом, стали типа 30X13 – с пропитанной фторопластом бронзой. Широкое применение находят торцевые уплотнения с износо и коррозионно-стойкой парой (оба элемента из силицированного графита). В качестве вторичного уплотняющего элемента в торцевых уплотнениях получили распространение резиновые кольца круглого сечения (например, из резины ИРГИ 136). Это объясняется простотой их формы, высокой герметичностью и надежностью.

    Однако в ряде случаев при этом ухудшается радиально-осевая подвижность пары трения из-за адгезии уплотнительных колец из резины с сопрягаемыми металлическими поверхностями. Это в большей части проявляется после длительного нахождения насосов в бездействии. Для исключения адгезии РТИ рекомендуется применение комбинированных уплотнительных колец (например, резиновых колец в оболочке из фторполимера) или защита металлических поверхностей, сопрягаемых с РТИ, антиадгезионными покрытиями на основе фторполимеров (лаки, суспензии).

    Достоинства и недостатки:

    Относительная простота ремонта;

    Доступность расходных материалов (набивки);

    Не требует высокой квалификации персонала;

    Возможность ремонта при наличии практически любой мастерской, оснащенной универсальным оборудованием, «на коленке»;

    Необходимость постоянного обслуживания, подтягивания и регулировки;

    Сравнительно небольшой срок службы набивки;

    Принципиально невозможно обеспечить герметичность системы, ограничивает возможность применения насосов в современных системах регулирования давления, в особенности основанных на частотном приводе

    Приводит к повышенному энергопотреблению из-за потерь на трение

    Надежность (при соблюдении необходимых условий эксплуатации), наработка до 20000 часов, практический – около года при непрерывной эксплуатации;

    Практическое отсутствие утечек;

    Энергоэфективность, практически отсутствуют потери на трение;

    Не требуется обслуживание (только периодический визуальный осмотр);

    Принципиальная возможность работы в тяжелых условиях: высокая температура, высокое давление, агрессивные жидкости (при подборе соответствующего условиям эксплуатации типа уплотнения);

    Обеспечивает герметичность системы, важно при использовании систем автоматики для регулирования давления

    Необходимость квалифицированного подбора под условия эксплуатации;

    Критичны неправильные условия эксплуатации, несоблюдение может легко привести к выходу из строя узла уплотнения;

    Процедура замены требует квалифицированного, подготовленного персонала;

    Необходимо держать комплект для замены, ремонт практически невозможен при отсутствии ремкомплекта.

    Таким образом, выбор всегда остается за потребителем, исходя из условий применения и эксплуатации насоса и его назначения. А наша задача предоставить клиенту достоверную информацию для принятия верного решения!

    Торф и его применение

    Торф является одним из самых универсальных ископаемых. Его применяют для различных целей, в том числе для удобрения почвы. При этом важно действовать очень осторожно, иначе растениям будет нанесен вред.

    Что такое торф

    Под торфом понимается грунтовое образование, занимающее промежуточное положение между почвой и бурым углем. В отличие от обычного грунта, его состав очень богат на органику. От бурого угля торф отличается повышенным содержанием воды, целлюлозы и углеводов. В условиях больших глубин из него получается бурый уголь.

    Химический состав торфа достаточно разнообразен. При этом доля минералов в его составе не может превышать 50% (соотношение сухих компонентов). Именно концентрация минеральных веществ является определяющей в такой характеристике торфа, как зольность. Остальную массу составляют органические компоненты: разложившиеся растения, перегной и т. п. В обычном состоянии содержание воды в составе торфа достигает 86-95%.

    Механизм образования

    Формируется торф в так называемых «торфяных» болотах. Чаще всего такие водоемы находятся в речных долинах или на водоразделах. Болотные растения по мере своего отмирания концентрируются в придонной зоне. Там в условиях дефицита кислорода и повышенной влажности они не разлагаются полностью, а переходят в аморфное состояние. Этому способствуют определенные биохимические реакции: они активизируются в летнее время, когда уровень подземных вод уменьшается.

    На скорость разложения растительных остатков влияют климатические характеристики местности, виды произрастающих на болотах растений, глубина водоема, степень сжатия придонных залежей и пр. Как показали исследования, в лесотундре залежи накапливаются со скоростью 0,3-0,4 мм/год, в зоне хвойных и широколиственных деревьев – до 1 мм/год. Имеющиеся в настоящее время торфяные запасы образовались за последние 10-12 тыс. лет.

    Сферы применения

    Торф используют для следующих целей:

    • естественная фильтрация природных вод;
    • восстановление обнищавших почв;
    • поглощение вредных примесей, ядов, тяжёлых металлов, нитратов и пр.;
    • пополнение уровня гумуса в грунте на полях, огородах, в садах;
    • повышение пористости и кислотности земли;
    • вместо подстилки в вольерах и загонах животных;
    • в качестве теплоизоляционных материалов на строительных объектах;
    • очищение грунта от патогенных микроорганизмов;
    • изготовление качественного компоста и мульчи;
    • как топливо.

    Благодаря высокому содержанию углерода, перегноя, минеральных и биологически активных веществ торф в основном используется как органическое удобрение. Обогащенная таким образом почва становится более питательной, пористой и проницаемой для влаги. При правильном использовании можно заметно повысить урожайность своего земельного участка.

    Свойства

    Торф обладает следующими физическими свойствами:

    • Плотность – 800-1100 кг/м3. На эту величину влияет процент влаги, уровень разложения, содержание органики и минералов.
    • Удельная теплота сгорания – 10-25 МДж/м³. Чем больше уровень разложения и процентное содержание битумов, тем удельная теплота выше.
    • Влагоёмкость – 6-30 кг/кг. На показатель влагоемкости влияет ботаническое содержание и уровень разложения.
    • Пористость – до 98%.
    • Коэффициент фильтрации – 0,1х10 -5 – 4х10 -5 м/с. Наименьший показатель – у верховой разновидности, самый большой – у низовой.
    • Степень зольности – 2-18%.
    • Теплопроводимость – увеличивается по мере повышения уровня влажности вещества.

    Виды торфа и их характеристика

    Несмотря на общее название, торф делится на различные виды и типы. Для классификации используется несколько характеристик.

    По степени гумификации

    Данная величина обычно находится в пределах 1-70%.

    Степень разложения торфа бывает:

    • слабой (до 20 %);
    • средней (20-35 %);
    • высокой (от 35 %).

    Как правило, самая высокая степень характерна для торфов древесного и древесно-травяного типа. Медленнее всего разлагаются моховые ископаемые. В составе породы с наибольшей степенью разложения (70%) практически отсутствуют целлюлозные, водорастворимые и поддающиеся гидролизу компоненты. Такая порода больше не в состоянии поддерживать биохимические процессы.

    По характеру залегания

    Огромное влияние на характеристики торфа оказывает степень его залегания.

    По этому признаку различают три группы торфяных образований:

    1. Верховая. Формируется на возвышенных местах. Для залежей этой группы характерна хорошая пористость и высокая влагоемкость. Это объясняется тем, что в его состав входят разложившиеся частицы древесины различных пород. Верховой торф обладает высокой кислотностью (до 4-х единиц). Это дает возможность удобрять с его помощью культуры, склонные к кислым почвам. Залежи данного типа иногда называют сфагновыми (по названию болот, где они находятся). Малая степень разложения и питательных свойств верхового торфа объясняется его формированием на дне равнинных водоемов.
    2. Низинная. Местом образования низинной группы выступают овраги и заболоченные речные поймы. Как следствие, в состав находящихся там залежей в основном входят различные растительные остатки с плохим уровнем разложения. Для этой группы характерна нейтральная или небольшая кислая реакция (около 6-ти единиц). С помощью такого удобрения можно уменьшать кислотность грунта. В низинном торфе находится много минеральных компонентов и достаточно влаги.
    3. Переходная. Залежи этой группы занимают промежуточное положение между верховой и низинной разновидностью. Отличается слабокислой реакцией (примерно 5 единиц). Это дает возможность широко использовать переходную группу для обогащения почв, повышения уровня их плодородности. В ее составе есть много микроэлементов и органических веществ. Процесс разложения имеет низкую скорость. Переходный торф хорошо подходит в качестве компонента для компоста. Также его применяют вместо подстилки для домашних животных и скота.

    По способу добычи

    Разработка торфяных залежей упрощается тем, что чаще всего они находятся на поверхности земли.

    По способу добычи торф делится на две разновидности:

    • снятие небольших слоев с поверхности почвы;
    • глубинная выборка карьерным способом.

    В первом случае для добычи используется ручной труд или специальные режущие механизмы. Второй метод предусматривает участие экскаваторов, извлекающих породу большими кусками. В целом, добыча этого удобрения обходится достаточно дешево.

    По показателю зольности

    Под зольностью понимается соотношение между минеральными компонентами, образовавшимися в результате прокаливания, и веса сухого вещества.

    По этому показателю торф делится на:

    • малозольный (до 5%);
    • среднезольный (5-10%);
    • высокозольный (от 10%).

    Как правило, самый большой показатель зольности имеют низинные разновидности, самый маленький – верховые.

    Общие требования по использованию торфа

    Важно понимать, что в составе торфа содержится много активных веществ, поэтому добавлять его на все грядки и клумбы подряд категорически запрещается. Еще один момент: хотя процент содержания питательных компонентов в этом удобрении высок, однако все они находятся в труднодоступном состоянии. Как правило, опытные дачники параллельно вводят также перегной и минеральные добавки.

    Правила применения торфа в качестве удобрения:

    • следует ограничить его процентное содержание в почве уровнем 70%, добавляя также перегной и минералы;
    • для подкормки почвы подойдет удобрение со степенью разложения не менее 30% и содержанием влаги в пределах 50-70%;
    • лучшим вариантом удобрения считается низинный торф, прошедший предварительное проветривание на улице в течение нескольких дней;
    • верховая порода подходит для подкормки фиалок, щавеля, гортензий и других культур, любящих кислый грунт.

    Следует иметь в виду, что длительное нахождение удобрения на открытом воздухе приводит к его усыханию и потере питательных свойств. Чтобы этого не произошло, почву перед подкормкой рекомендуется взрыхлить, тщательно перемешивая ее с удобрением.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: