Що такеущільнення вала насоса?
Ущільнення вала запобігають витоку рідини з обертового або зворотно-поступального вала. Це важливо для всіх насосів, і у випадку відцентрових насосів буде доступно кілька варіантів ущільнення: сальникові ущільнення, манжетні ущільнення та всі типи механічних ущільнень – одинарні, подвійні та тандемні, включаючи картриджні ущільнення. Роторні об'ємні насоси, такі як шестеренні та лопатеві насоси, доступні з сальниковими, манжетними та механічними ущільненнями. Поршневі насоси створюють різні проблеми з герметизацією та зазвичай покладаються на манжетні ущільнення або сальники. Деякі конструкції, такі як насоси з магнітним приводом, діафрагмові насоси або перистальтичні насоси, не потребують ущільнень вала. Ці так звані «безгерметичні» насоси містять стаціонарні ущільнення для запобігання витоку рідини.
Які основні типи ущільнень вала насоса?
Упаковка
Сальникове ущільнення (також відоме як сальникове ущільнення вала або сальникове ущільнення) складається з м’якого матеріалу, який часто сплітається або формується у вигляді кілець. Його запресовують у камеру навколо приводного вала, яка називається сальниковою коробкою, для створення ущільнення (Рис. 1). Зазвичай стиснення застосовується до сальника аксіально, але воно також може застосовуватися радіально за допомогою гідравлічного середовища.
Традиційно сальники виготовляли зі шкіри, мотузки або льону, але зараз вони зазвичай складаються з інертних матеріалів, таких як розширений PTFE, стиснутий графіт та гранульовані еластомери. Сальники економічні та зазвичай використовуються для густих, важко герметизуючих рідин, таких як смоли, дьоготь або клеї. Однак це поганий метод герметизації для рідких рідин, особливо за вищого тиску. Сальники рідко виходять з ладу катастрофічно, і їх можна швидко замінити під час планових зупинок.
Ущільнення сальника потребують змащування, щоб уникнути накопичення тепла від тертя. Зазвичай це забезпечується самою рідиною, що перекачується, яка має тенденцію до незначного протікання через сальниковий матеріал. Це може бути брудним, а у випадку корозійних, легкозаймистих або токсичних рідин часто неприйнятно. У цих випадках можна застосовувати безпечне зовнішнє мастило. Сальникове ущільнення не підходить для герметизації насосів, що використовуються для рідин, що містять абразивні частинки. Тверді речовини можуть заглиблюватися в сальниковий матеріал, що може пошкодити вал насоса або стінку сальникової коробки.
Ущільнювачі для губ
Манжетні ущільнення, також відомі як радіальні ущільнення вала, – це просто круглі еластомерні елементи, які утримуються на місці на приводному валу жорстким зовнішнім корпусом (рис. 2). Ущільнення виникає завдяки фрикційному контакту між «макою» та валом, і часто це посилюється пружиною. Манжетні ущільнення поширені в гідравлічній промисловості та можуть бути знайдені на насосах, гідравлічних двигунах та приводах. Вони часто забезпечують вторинне, резервне ущільнення для інших систем ущільнення, таких як механічні ущільнення. Манжетні ущільнення зазвичай обмежені низьким тиском і також погано підходять для рідких, не змащувальних рідин. Кілька систем манжетних ущільнень успішно застосовуються для різних в'язких, неабразивних рідин. Манжетні ущільнення не підходять для використання з будь-якими абразивними рідинами або рідинами, що містять тверді речовини, оскільки вони схильні до зносу, і будь-яке незначне пошкодження може призвести до виходу з ладу.
Механічні ущільнення
Механічні ущільнення по суті складаються з однієї або кількох пар оптично плоских, високополірованих поверхонь, одна з яких нерухома в корпусі, а інша обертова, з'єднаних з приводним валом (рис. 3). Поверхні потребують змащення або самою рідиною, що перекачується, або бар'єрною рідиною. Фактично, поверхні ущільнень контактують лише тоді, коли насос перебуває в стані спокою. Під час використання мастильна рідина утворює тонку гідродинамічну плівку між протилежними поверхнями ущільнень, зменшуючи знос і сприяючи розсіюванню тепла.
Механічні ущільнення можуть працювати з широким діапазоном рідин, в'язкостей, тисків і температур. Однак механічне ущільнення не повинно працювати всухому. Ключовою перевагою систем механічних ущільнень є те, що приводний вал і корпус не є частиною механізму ущільнення (як у випадку з сальниковими та манжетними ущільненнями) і тому не піддаються зносу.
Подвійні ущільнення
Подвійні ущільнення використовують два механічні ущільнення, розташовані спина до спини (рис. 4). Простір всередині двох комплектів ущільнювальних поверхонь може бути гідравлічно герметично натиснутий бар'єрною рідиною, так що плівка на ущільнювальних поверхнях, необхідна для змащування, буде бар'єрною рідиною, а не середовищем, що перекачується. Бар'єрна рідина також повинна бути сумісною з середовищем, що перекачується. Подвійні ущільнення складніші в експлуатації через необхідність створення тиску і зазвичай використовуються лише тоді, коли необхідно захистити персонал, зовнішні компоненти та навколишнє середовище від небезпечних, токсичних або легкозаймистих рідин.
Тандемні ущільнення
Тандемні ущільнення схожі на подвійні ущільнення, але два комплекти механічних ущільнень спрямовані в одному напрямку, а не спина до спини. У рідині, що перекачується, обертається лише ущільнення з боку продукту, але просочування через поверхні ущільнення зрештою забруднює бар'єрне мастило. Це має наслідки для ущільнення з боку атмосфери та навколишнього середовища.
Картриджні ущільнення
Картриджне ущільнення – це попередньо зібраний пакет компонентів механічного ущільнення. Картриджна конструкція усуває проблеми з встановленням, такі як необхідність вимірювання та налаштування стиснення пружини. Поверхні ущільнення також захищені від пошкоджень під час встановлення. За конструкцією картриджне ущільнення може бути одинарним, подвійним або тандемним, розміщеним у сальнику та вбудованим у втулку.
Газобар'єрні ущільнення.
Це подвійні сідла картриджного типу з поверхнями, призначеними для створення тиску за допомогою інертного газу як бар'єру, що замінює традиційну мастильну рідину. Поверхні ущільнень можуть бути розділені або утримуватися у вільному контакті під час роботи шляхом регулювання тиску газу. Невелика кількість газу може потрапляти в продукт та атмосферу.
Короткий зміст
Ущільнення вала запобігають витоку рідини з обертового або зворотно-поступального вала насоса. Часто доступні кілька варіантів ущільнення: сальникові ущільнення, манжетні ущільнення та різні типи механічних ущільнень – одинарні, подвійні та тандемні, включаючи картриджні ущільнення.
Час публікації: 18 травня 2023 р.