Допустимые утечки тоцевых уплотнений

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 22Следующая ⇒

Как уже было сказано выше, зазор между вращающимся и неподвижным кольцами уплотнения составляет меньше микрона. В этом зазоре образуется тонкая пленка перекачиваемой жидкости, которая уменьшает трение. При увеличении зазора вырастает толщина смазывающей пленки, что приводит к уменьшению трения и соответственно к увеличению срока службы уплотнения. В любом случае присутствие смазывающей пленки между двумя кольцами уплотнения приводит к некоторому количеству утечек рабочей жидкости наружу. При условии параллельности поверхности пары трения наблюдается зависимость объема утечек от величины зазора, возведенной в третью степень. Формулу расчета утечек в данной статье мы приводить не будем, но на практике они могут составить от 0, 01 до 30 мл/час при условии исправности уплотнений. Больший объем утечек говорит о некорректно подобранных или неправильно установленных уплотнениях.

Объем утечек зависит также от следующих обстоятельств:

• наличие загрязнений на поверхности уплотнений

• шероховатость поверхности уплотнений

• наличие радиальных и осевых биений вала рабочего колеса

• температура перекачиваемой среды

• вязкость перекачиваемой среды

• скорость вращения вала

• давление в корпусе насоса

• правильность установки уплотнения

Пружинные, сильфонные и картриджные торцевые уплотнения

Пружины используются в торцевых уплотнениях для прижима вращающегося кольца уплотнения к неподвижному. В ряде конструкций пружина также несет функцию передачи крутящего момента. В уплотнении может быть одна центральная или несколько периферийных пружин. Преимущество уплотнений с центральной пружиной - в их дешевизне и простоте. Зато при поломке пружины уплотнение немедленно выходит из строя. Центральная пружина достаточно мощная, чтобы иметь возможность передачи крутящего момента с вала на уплотнение. Она не защищена корпусом уплотнения от воздействия среды, если в среде есть твердые примеси. Вариант уплотнения с центральной пружиной на стороне атмосферы лишен этого недостатка. Конструкция с множеством периферийных пружин выходит из строя постепенно, что дает возможность своевременно заметить небольшую утечку и поменять уплотнение. Сами по себе эти пружины маленькие, срок их службы меньше срока большой центральной пружины. Они не способны передавать крутящий момент вала на уплотнение.

Рисунок 2. Различные виды торцевых уплотнений

В сильфонных уплотнениях сильфон используется для передачи крутящего момента с вала на вращающееся кольцо уплотнения. Сильфон может быть эластомерным или металлическим. Эластомерные сильфоны обычно используют дополнительную центральную пружину для лучшего прилегания поверхностей пары колец уплотнения друг к другу. Именно уплотнения с эластомерным сильфоном и центральной пружиной являются наиболее дешевыми и распространенными видами уплотнений для общепромышленных насосов. Они составляют большинство всех используемых видов торцевых уплотнений.

Уплотнения с металлическим сильфоном не требуют использования дополнительных пружин. Здесь сам по себе металлический сильфон одновременно и передает крутящий момент на вращающееся кольцо и прижимает это кольцо к неподвижному.

Наконец, по еще одной классификации уплотнения делятся на картриджные и простые (компонентные). Картриджные уплотнения отличаются тем, что в нем все элементы объединены в единый корпус, что значительно облегчает их замену. В простых уплотнениях придется отдельно устанавливать кольца, пружину и сильфон, а в картриджных конструкциях достаточно надеть моноблок на корпус и закрепить его при помощи винтов и штифтов.

Рисунок 3. Показано устройство торцевого уплотнения с эластомерным сильфоном и центральной пружиной. Здесь сам по себе сильфон (резиновый компенсатор) выполняет функцию передачи крутящего момента и вторичного динамического уплотнения.

Двойные торцевые уплотнения

Существуют задачи, где от насоса требуется полная герметичность, даже малейшие утечки недопустимы. В этом случае можно воспользоваться, насосами с магнитной муфтой, но те могут иметь ограничения, которые заставят все же использовать механические уплотнения. Например, насосы с магнитной муфтой крайне плохо относятся к присутствию в перекачиваемой среде твердых частиц.

Чтобы исключить протечки (пусть и небольшие) при использовании торцевых уплотнений на валу устанавливают два уплотнения одновременно. При этом между уплотнениями находится камера с затворной жидкостью. Затворная жидкость обеспечивает смазку, промывку и охлаждение уплотнений, а также полностью исключает шанс попадания перекачиваемой среды наружу. В качестве затворной жидкости используется вода, глицерин или другие жидкости, не вступающие во взаимодействие с перекачиваемой средой. Существует 2 основных варианта расположения сдвоенных уплотнений:

• Тандем

• Спина к спине

Рисунок 4. Варианты расположения на валу двойного торцевого уплотнения. Стрелками показано направление течения затворной жидкости.

Разберем преимущества и недостатки каждой из схем. Вариант " Спина к спине" распространен чуть больше. При нем давление затворной жидкости должно быть на 1-2 бара больше давления перекачиваемой жидкости. Это может быть достигнуто при помощи специального сосуда, дозировочного насоса или гидроуситилеля. Такого рода уплотнение хорошо тем, что зазор между вращаемым и неподвижным кольцами заполнен затворной жидкостью, следовательно туда не могут попасть твердые частицы и грязь, присутствующие в перекачиваемой среде. Это резко повышает срок службы уплотнения по сравнению со схемой " Тандем".

При схеме уплотнения " Тандем" затворная жидкость имеет давление меньшее, чем перекачиваемая жидкость. В случае разгерметизации уплотнения перекачиваемая жидкость попадет в затворную, а не наоборот. Это может иметь существенное значение для ряда применений, когда недопустимо попадание в напорную линию посторонней жидкости. Кроме того, здесь меньше придется возиться с системой контроля давления затворной жидкости, что тоже может быть важно в определенной ситуации.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒