Устройство гидродинамического уплотнение вала насоса

Устройство гидродинамического уплотнение вала насоса

Гидродинамическое уплотнение

Гидродинамические уплотнения применяют в центробежных насосах. Уплотнение во время работы центробежного насоса достигается в результате отсоса жидкости, проникающей к валу, и направления ее к всасывающей стороне рабочего колеса, в котором для этого имеются специальные каналы. [2]

Гидродинамические уплотнения выполняют функцию герметизации при вращении вала — создаваемое ими противодавление препятствует вытеканию жидкости или газа из машин наружу. При остановках машины функции герметизации выполняют стояночные уплотнения. В связи с этим на практике применяют динамические уплотнения, состоящие из гидродинамического и стояночного уплотнений, действующих в различные моменты времени и практически независимо одно от другого. [4]

Гидродинамические уплотнения применяют в центробежных и винтовых насосах. Уплотнение во время работы центробежного насоса достигается в результате отсоса жидкости, проникающей к валу, и направления ее к всасывающей стороне рабочего колеса, в котором для этого имеются специальные каналы. [6]

Гидродинамическое уплотнение , схемы которого даны на рис. 5.81, основано на принципе использования центробежной силы кольцевого слоя жидкости как затвора, разобщающего две полости. [8]

Торцовое гидродинамическое уплотнение обладает рядом неоспоримых преимуществ, которые и определяют перспективу его. [9]

Гидродинамическое уплотнение геофизического кабеля густой смазкой не пропускает жидкости и газа из скважины. Дистанционная система управления лубрикатором позволяет повысить безопасность работ на скважине. [10]

В гидродинамических уплотнениях для расклинивания пары трения используется энергия движения уплотнитель-ных поверхностей. При отсутствии вращения эти поверхности находятся в плотном контакте, исключающем утечки. При вращении поверхности разделяются тонким жидкостным слоем и возникают ограниченные утечки. В гидростатических уплотнениях жидкостная смазка обеспечивается за счет перепада давлений. В этих уплотнениях отсутствие контактов и утечки имеют место независимо от того, вращается вал или нет. [12]

В гидродинамических уплотнениях разделение поверхностей пары трения и восприятие сжимающих нагрузок осуществляется силами, возникающими в результате нагнетания жидкости в сужающуюся часть зазора под действием сил трения. [13]

В гидродинамических уплотнениях утечки жидкости по валу предотвращаются противодавлением, которое создает специальный рабочий орган, встроенный в узел уплотнения. [15]

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 020281 (21) 3242333/25-06 (51) М. КЛ.

F 04 D 29/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

ССС,Р по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 671 (088. 8) Опубликовано 23,08,82. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 2 3,0882 (72) Авторы из об рете н и я

П.Л. Бабенко, Ю.B. Дронов, A.A. Пан хо и.В.Ф. с I

Днепропетровский ордена Трудового К го Знамен и госуцарст вен ный университет им. 300-летия йосеоедиц ен йя

Украины с Россией (71) Заявитель (5 4 ) ГИДРОД ИНАМИЧ ЕСКОЕ УПЛОТНЕН ИЕ ВАЛА НАСОСА

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в центробежных насосах.

Известно гидродинамиче ск ое уплотнение вала насоса, содержащее корпус и установленный в нем на валу импеллер (1) .

Недостатком известной конструкции является низкая надежность работы, обусловленная задирами импеллера, установленного с малыми зазорами относительно корпуса, и вследст вие невозможности установки импеллера с малыми зазорами возникновение перетечек, снижающих эксплуатационное качество уплотнения.

Читайте также:  Как укрепить потолок из гипсокартона

Цель изобретения — повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что импеллер выполнен в виде диска, имеюще го кольце вой па з и сн а бженного кольцом из пористого материала, размещенным в последнем и жестко закрепленным на диске.

На чертеже изображено гидродинамическое уплотнение вала насоса.

Гидродинамическое уплотнение вала насоса содержит корпус 1 и установленный в нем на валу 2 с малыми осе-. вым и радиальным зазорами 3 и 4 импеллер, выполненный в виде диска 5, имеющего кольцевой паз 6 и снабжен, ного кольцом 7 из пористого материала, размещенным в последнем и жестко закрепленным на диске 5.

Устройство работает следующим образом.

При вращении импеллера жидкость, находящаяся в пористом кольце 7, получаетт закрутку. Под де йс тв ие м ц е нтробежных сил закрученная жидкость создает давление, препятствующее перетеканию:жидкости: с полости A высокого давления в полость Б низкого давления. В пористом кольцевом элементе, заполненном жидкостью, отсутствует осевой вихрь из-за равномерной закрутки по всему объему,это уменьшает возможность утечек. При касании импеллера о корпус 1 за счет податливости пористого материала исключена воэможность появления задиров, поэтому осевой зазор 3 можно

25 значительно уменьшить, что также ведет к уменьшению утечек жидкости через уплотнение .

В насосах предлагаемое уплотнение позволяет уменьшить утечку жидкости

30 и избежать возможности задиров при

Составитель Т, Куликова

Редактор Л. Гратилло Техред 3. Палий Корректор А, Ференц

Эакаэ 6237/58 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каоании импеллера о корпус, что повышает надежность уплотнения.

Гидродинамическое уплотнение вала насоса, .содержащее корпус и установленный в нем на валу импеллер, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения надежности, импеллер выполнен в виде диска,-имеющего кольцевой паз и снабженного кольцом из пористого материала, размещенным в последнем и жестко закрепленным на диске.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Овсянников Б,.В. и Боровский Б.И.

Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. М., 10 Машиностроение, 1971, с. 221222.

Уплотнения валов насосов

1. Сальниковая набивка (I поколение уплотнений)

Это одно из самых простых и недорогих уплотнений вала, которым пользовались не одно столетие и пользуются до сих пор.
Конструктивно представляет собой шнур 1, который укладывается в канавку корпуса насоса 3 вокруг вала и поджимается каким-либо способом (уплотняется крышкой сальника 2, которая затягивается винтами к корпусу насоса).
Название «сальниковая набивка» сохранилось со времен, когда в качестве уплотнительного шнура служила веревка пропитанная жиром.
В настоящее время, для уплотнения этого типа используются специальные шнуры, изготовленные из различных материалов и пропитанных специальными пропитками, в зависимости от перекачиваемой жидкости и рабочей температуре.

Читайте также:  Оформление площадки детского сада своими руками фото


Данные уплотнения могут работать, если набивка постоянно находится в смоченном состоянии, для чего ее затягивают до такого состояния, чтобы при работе насоса через нее капала жидкость. Если затянуть набивку слишком сильно, то это может привести к перегреву сальникового узла и разрушению набивки. В связи с чем, такое уплотнение не может гарантировать полной герметичности.

Применяется одинарная сальниковая набивка и двойная.
Одинарная работает с жидкостями до +95°С, двойная до +140°С и более.
Особенностью эксплуатации двойного сальнака служит необходимость подвода затворной жидкости в камеру между уплотнениями. При этом давление затворной жидкости должно быть на 0,5 атм выше, чем давление в насосной части. На рисунке показано устройство двойного сальникового уплотнения.

— графитовые, на основе армированной фольги сечение от 3мм до 50мм
Такие сальниковые набивки обладают высокой упругостью, хорошей пластичностью при обжатии, имеют низкий коэффициент трения, высокую теплопроводность , исключают коррозионный и механический износ рабочей поверхности.
Применяются для использования в водяных насосах.

— из синтетических волокон сечение от3мм до 50мм
Набивки из синтетических волокон обладают высокой механической прочностью и стойкостью к абразивным средам. Они рекомендуются к применению в нефтеперерабатывающей, химической, целлюлозно-бумажной промышленности.


— фторопластовые (на основе экспандированного фторопласта) сечение от 3мм до 50мм
Фторопластовые набивки стойки к агрессивным средам, практически не имеют холодной текучести, при обжатии очень пластичны. Они рекомендуются к применению в фармацевтической, пищевой, целлюлозно-бумажной, химической промышленности.

Исключение составляют фторсодержащие жидкости.

-фторопластовые графитонаполненые (на основе экспандированного графитонаполненного фторопласта) сечение от 3мм до 50мм
Графитонаполненые сальниковые набивки обладают хорошей химической стойкостью во всех средах, высокой теплопроводностью, низким коэффициентом трения, высокой упругостью и пластичностью, практически не имеют холодной текучести.
Прочность этих набивок достигнута путём вплетения в угловую оплётку армидного волокна (кевлара)- это даёт возможность использовать данные набивки для надёжной герметизации оборудования служащего для перекачки сред содержащих абразивные частицы, песок, а также среды способные к крестализации. Они рекомендуются к применению в фармацевтической, пищевой, химической промышленности и энергетике.

— комбинированные (графит-фторопласт) сечение от 3мм до 50мм
Комбинированые набивки обладают высокой пластичностью, упругостью, имеют низкий коэффициент трения, наиболее долговечны в эксплуатации благодаря угловой оплётке, которая обеспечивает упрочнение набивки, исключая выдавливание материала зазоры сальника.

2. Манжетные уплотнения (II поколение уплотнений)


Эти уплотнения являются альтернативой сальниковой набивки и появились после изобретения резины.

По конструкции представляет эластичную манжету, надетую на вал насоса, уплотнитель которой герметизирует вал за счет установленного пружинного кольца и давления жидкости в корпусе насоса .
Обычно, при установке в насосах, температура перекачиваемой жидкости не превышает +70. 90°С


Изготавливаются из резины различных марок:

— этилен-пропиленового каучука (EPDM) – для пищевой промышленности и щелочных жидкостей,
— нитриловой резины (NBR) – при перекачивании ГСМ,
— фторкаучуковой резины (Viton, FPM) при перекачивании кислотосодержащих жидкостей.


Манжеты могут изготавливаться в 4 исполнениях в соответствии с ГОСТ 8752-79.
Пример обозначения: 1.2-dxD, где 1.2 исполнение манжеты, d – диаметр вала, D – диаметр посадочного места в корпусе насоса.
Различаются:
— по типу манжеты (первая цифра): 1 – без пыльника, 2 с пыльником
— по исполнению манжеты (вторая цифра): 1 – с рабочей кромкой, полученной механической обработкой, 2 – с формованной рабочей кромкой.

Читайте также:  Самодельные полки в баню

Могут устанавливаться как по отдельности, так и последовательно по несколько штук.

3. Торцевые уплотнения (III поколение уплотнений)

Такие уплотнения называют еще механическими. Торцевые уплотнения представляют собой сборочную единицу, состоящую из 2 основных частей: неподвижного элемента (кольцо 6 и уплотнительный элемент 7), который крепится в корпусе насоса и уплотняет место установки, и подвижного, который крепится на валу и герметизирует вал (состоит из резинового сильфона 2, кольца 5 и пружины 4). Между этими элементами находятся 2 кольца из композитных материалов или керамики (поз. 5, 6), которые имеют в месте контакта прецизионные поверхности, по которым и идет уплотнение между подвижным и неподвижным деталями.
На чертеже, для наглядности, показано рабочее колесо насоса (поз. 1) и корпус насоса (поз. 2).

Торцевые уплотнения имеют большой срок службы и практически не дают утечек (утечки составляют менее 0,1 см3/ч).

Различают 3 вида установки торцевых уплотнений:


— одинарное торцевое уплотнение.

Это самая распространенная схема. Применяется, если не требуется полной герметичности и достаточно рабочей температуры до +95…+140°С.
Утечки, хоть и небольшие, но все же существуют в любом уплотнении. Для воды и неагрессивных жидкостей это не принципиально, но если требуется перекачка ядовитых или химически активных жидкостей, то даже утечки менее 0,1 см3/час, могут привети к скапливанию в помещении паров этих жидкостей.
Для того, чтобы этого избежать, используют двойное торцевое уплотнение.


— двойное торцевое уплотнение по схеме «спина к спине»

Такое уплотнение применяется при перекачивании взрывоопасных или ядовитых жидкостей, утечки паров которых не допустимы. Также эта схема применяется при перекачивании жидкостей, которые могут при высыхании «склеить» рабочую пару уплотнения (например, сахарные сиропы и т.п.). Для работы такого узла уплотнения требуется подвод затворной жидкости, давление которой должно быть больше чем в насосе не менее чем на 0,5 атм).
Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140…+200°С.


— двойное торцевое уплотнение по схеме «тендем».

Применяется, когда подвод затворной жидкости к узлу уплотнения извне невозможен. Для работы возможно изготовление автономного бачка с жидкостью для охлаждения узла уплотнения.
Уплотнения этого типа могут работать до температуры +140°С.


Существует много типов торцевых уплотнений. Приводим фото одного из них (серии Т2100). Принцип работы остальных схожий. Отличаются, в основном, материалами сильфона, эластомеров, материалами колец и монтажными размерами.

Сильфон может быть выполнен из металла или из резины различных марок.
Кольца могут быть изготовлены из керамики, карбида кремния, графита.

Срок службы правильно подобранного торцевого уплотнения может быть 5 и более лет. Уплотнения не требуют обслуживания.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector