Торцевые уплотнения для центробежного насоса: виды и специфика

Обеспечение безопасности и эффективности функционирования насосного оборудования не в последнюю очередь зависит от его герметичности. Правильно подобранное торцевое уплотнение насоса призвано обеспечить отсутствие протекания рабочей среды по валу. Но так как зачастую конкретный насосный агрегат перекачивает химически агрессивные, горючие, взрывоопасные, токсичные и другие жидкости, обойтись каким-либо одним вариантом уплотнения гидронасосов для всего спектра рабочих сред невозможно. Кроме того, этот конструктивный элемент является расходником, который подлежит периодической замене в рамках мероприятий по техобслуживанию оборудования. Именно поэтому материал и исполнение торцевого уплотнения вала насоса для приобретаемого аппарата подбирается с четким понимаем условий его эксплуатации, свойств рабочей среды и других факторов.

Рассмотрим детальнее варианты и особенности этих изделий.

Самым простым и бюджетным вариантом механического уплотнения для центробежного насоса является сальниковая набивка. Она укладывается в камеру на внешней стороне корпуса либо крышки агрегата там, где в нее входит приводной вал.

Специфике ее использования и применяемым материалам посвящена отдельная статья о сальниковых уплотнениях трубопроводной арматуры. Изложенная в ней информация справедлива и для гидронасосов.

Эластичная манжета прижата к поверхности вала либо корпуса непосредственно давлением рабочей среды. Как и сальниковый вариант, такая герметизирующая конструкция является бюджетной и простой в замене. Но за счет использования каучуков в качестве материала манжета неприменима в условиях высоких рабочих температур и давлений. В таких условиях применения ее износ ускоряется многократно.

Торцевые уплотнения для насоса (они же – механические) представляют собой конструкцию из элементов, плотно прилегающих друг к другу под действием гидравлических и механических сил. Конструкция имеет подвижную плоскость, вращающуюся вместе с валом, и зафиксированную на корпусе неподвижную. Контакт между ними обеспечивает отсутствие утечек по валу гидронасоса.

Соединение обоих элементов обеспечивает пружина. В некоторых изделиях конструкция также осуществляет передачу крутящего момента. Есть варианты торцевых уплотнений, в которых пружин может быть несколько – одна центральная и несколько периферийных. Такие версии изделия дороже, но практичнее и долговечнее, так как при поломке центральной пружины оно продолжает выполнять функцию защиты от протечек аппарата.

Возникающая сила трений между подвижной и неподвижной частью изделия обеспечивает его износ. Поэтому для них подбираются такие материалы, которые не обеспечивают сильного нагрева и не требуют регулярной замены герметизирующего устройства в целом.

В сильфонных версиях подобных изделий для передачи крутящего момента от вала на подвижное уплотнительное кольцо используется металлический либо полимерный сильфон. Такие устройства, будучи оснащенными центральной пружиной, являются наиболее распространенным вариантом торцевых уплотнений для центробежных насосов общепромышленного назначения.

Уплотнениям с металлическим сильфоном не требуется вспомогательных пружин. Сам этот элемент осуществляет и прижим подвижного кольца конструкции к неподвижному, и передает крутящий момент.

Помимо вышеизложенных особенностей исходя из конструктивных особенностей торцевые уплотнения для насосов принято также разделять на следующие разновидности:

• Одинарные;
• Двойные типа «тандем»;
• Двойные типа «спина к спине».

Одинарные используются в перекачивающем оборудовании, в котором не требуется абсолютная герметичность. Предельная температура, при которой допустимо их использование, в зависимости от материала составляет +95…+140°С. Такие версии уплотнений недопустимо использовать, если речь идет о транспортировке токсичных либо иных опасных веществ. Зато обычно такими герметизирующими конструкциями комплектуются гидронасосы, которые перекачивают неагрессивные и не склонные к кристаллизации составы в фармацевтике, пищевом производстве и так далее.

Обеспечивающие полную герметичность даже при высоком давлении двойные уплотнения типа «тандем» представляют собой последовательно расположенные друг за другом уплотняющие элементы. Они также способны работать до температуры +140°С, но при этом могут применяться в аппаратах, транспортирующих токсичные и легковоспламеняющиеся жидкости. Такое исполнение конструкции не обеспечивает смазывание трущихся элементов конструкции самой рабочей жидкостью. Поэтому для отвода тепла уплотнительному тандему требуется отдельная система охлаждения узла.

Двойные торцевые уплотнения вала насоса типа «спина к спине» является наиболее герметичным и абразивостойким из всех вариантов. Два элемента расположены внутри сальника и могут иметь исполнение в виде быстросменного картриджа. Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140°С …+200°С. Они применяются даже в случаях рабочей среды, способной склеивать рабочую пару уплотнительных элементов (например, сиропы, клеи, вязкие и склонные к кристаллизации жидкости).

Современные возможности предлагают заказчикам широкий выбор материалов таких изделий. Подбор оптимального уплотнительного материала осуществляется исходя из конкретной задачи, свойства транспортируемой среды и температурных режимов эксплуатации гидронасоса. При этом независимо от материала все изделия должны быть гладкими и максимально износостойкими.

Наиболее популярными являются следующие варианты материалов торцевых уплотнений:

• Угольный графит. Он не отличается высокой стойкостью к абразивным включениям в среде. Кроме того, зачастую для снижения трения графитовые уплотнения пропитываются смолами либо металлами, что снижает возможные применения (например, с пищевыми продуктами и лекарственными препаратами уже недопустимо);
• Оксид алюминия. Обычно такое кольцо идет в паре с графитовым. Слабым местом материала является недолговечность;
• Карбид вольфрама. Очень прочный и устойчивый к абразиву материал. Но герметизирующие изделия из него обладают высоким трением, поэтому нуждаются в принудительном охлаждении и требуют невысоких оборотов вала;
• Карбид кремния. Твердый и хорошо отводящий тепло материал для эффективности нуждается в пропитке, что удорожает устройство в целом;
• Алмазное покрытие. Самое идеальное, но при этом самое дорогое исполнение из всех возможных.

Для оценки различных качеств материалов или их пар, используемых в качестве состава торцевых уплотнений, предлагаем следующую таблицу:

Если для решения различных производственных задач вы ищете эффективные промышленные гидронасосы, что отличает абсолютная герметичность, обратите внимание на каталог компании «АрмапромТехно». В нем представлен широкий ассортимент аппаратов от ведущих производителей, которые снабжены различными типами торцевых уплотнений. В их числе:

• Центробежные насосы (Pedrollo, KSB, Marelli, Flowserve, Hermetic Pumpen и другие бренды);
• Шестеренчатые насосы (Viking Pump и другие).

Подобрать оптимальный насосный аппарат и заказать его поставку у нашей компании можно используя контактную информацию. Менеджеры компетентно ответят на вопросы заинтересованных посетителей и предоставят всю интересующую информацию.