1.4 Уплотнения применяемые в насосах.

Важным условием надежной работы центробежного насоса является конструкция его уплотнения. Основное назначение уплотнений насосов — ограничение или полное исключение проникновения рабочей жидкости через соединения полостей разного давления.

Все уплотнения насосов делятся на контактные, бесконтактные и комбинированные. Контактные уплотнения имеют непосредственное соприкосновение разделяющих деталей, обеспечивают высокую плотность и применяются главным образом в качестве концевых уплотнений валов. К этому типу относятся преимущественно сальники, манжеты, торцевые уплотнения. [ 9. Стр. 85–86]

Одинарное сальниковое уплотнение. Является наиболее простым и распространенным типом уплотнения (называемым еще мягким сальником), состоящим из колец квадратного сечения без какой-либо пропитки либо пропитанных маслом, графитом и т.п. При эксплуатации эти сальники имеют обязательную утечку, играющую роль охлаждения и промывки сальника. В насосах для перекачки нефти не используется, так как требует более частого обслуживания чем торцевые уплотнения, а так же имеют более большую утечку рабочей среды что не приемлемо при перекачке взрыво– пожароопасных продуктов.

Одинарное торцовое уплотнение. Применяется при перекачивании таких жидкостей, утечка которых в больших количествах во внешнюю среду недопустима. Этот тип уплотнения требует высшей точности изготовления, в том числе шлифовки и протирки торцевых трущихся уплотняющих поверхностей из силицированного графита или керамики, и квалифицированного обслуживания. Внешняя утечка при этом уплотнении минимальна.

Двойное торцовое уплотнение. Отличается от одинарного тем, что состоит из двух притертых уплотняющих поверхностей и специального подвода затворной жидкости на проток исключающей попадание перекачиваемой жидкости во внешнюю среду. Применяется в основном для перекачивания химически активных, взрывоопасных и легковоспламеняющихся жидкостей.

Манжетное уплотнение. Представляет собой пакет (от двух-трех и более) фигурных колец из резины, фторопласта, пластмассы и т. п. материала. Они могут иметь и специальные подманжетные кольца, чаще всего из металла. В зависимости от материала манжеты могут применяться сухими или смазанными, либо пропитанными различными смазками, чтобы снизить износ и трение и повысить срок службы. Так же как и сальниковое уплотнение не используется в магистральных насосах, из–за необходимости в частом обслуживании.

Бесконтактные уплотнения бывают щелевые, лабиринтные и динамические.

Щелевое бесконтактное уплотнение разделяет полость высокого давления между корпусом и колесом с областью всасывания. Это уплотнение находиться внутри насоса, постоянного наблюдения и обслуживания не требует.

Лабиринтное уплотнение — это уплотнение вала, представляющее собой бесконтактное уплотнение в виде малого зазора сложной извилистой формы. Уплотняющее действие основывается на удлинении пути уплотнения благодаря попеременному расположению колец на валу и неподвижном корпусе.

Динамические уплотнения в отличие от приведенных выше не рассматривают как дополнительное сопротивление. В динамическом уплотнении часть энергии привода насоса расходуется на создание противодавления, препятствующего выходу наружу перекачиваемой жидкости. Таким образом, они представляют собой тот или иной тип насоса. Применением динамического уплотнения можно обеспечить полную внешнюю герметичность насоса, что важно при перекачивании радиоактивных, токсичных и взрывоопасных жидкостей. Основным недостатком таких уплотнений является то, что они не уплотняют вал при стоянке насоса, поэтому их часто выполняют в комбинации со - стояночным уплотнением того или иного типа.

Комбинированные уплотнения представляют собой конструктивное сочетание контактных и бесконтактных уплотнений. Это наиболее совершенные уплотнения, которые применяються чаще всего в качестве концевых, обеспечивая почти полную герметизацию вала. Примером таких могут служить конструктивное сочетание торцевых и манжетных уплотнений, динамических торцевых и другие комбинации. На рис 1 показано расположение уплотнений в магистральном центробежном одноступенчатом насосе двустороннего входа. В таких насосах применяются два типа уплотнений: бесконтактные щелевого типа 7 и контактные концевые, в качестве которых используются торцевые уплотнения 8. Размещение и функции этих уплотнений видны из рис 1.

Если в щелевых уплотнениях допускаются значительные утечки, поскольку эти уплотнения внутренние, то выход рабочей среды через вал насоса почти не допускаются по условиям охраны труда и техники безопасности (утечки через сальниковые уплотнения не более 60 капель в минуту и 0,3 л/час в торцовых уплотнениях).

Основное требования к уплотнениям: герметичность, долговечность, способность надежно работать при заданной температуре, давлении, скорости движения и различных жидкостях. [ 9. Стр. 85–86]