Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Содержание

Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

© к.т.н. Шепелёв В.А., инж. Шепелёв А.В.

Торцевое уплотнение [торцовое уплотнение, механическое уплотнение] представляет собой прецизионный уплотнительный узел, предназначенный для герметизации полости оборудования (например, насос, мешалка, реактор, гомогенизатор, ротационное соединение и т.п.), которая находится под давлением или разряжением рабочей среды, и вращающимся валом, проходящим через эту полость. Существует общая мировая тенденция замены сальниковой набивки (сальника) на торцевое уплотнение, которое обеспечивает меньшие утечки рабочей среды при фактическом отсутствие необходимого обслуживания и износа поверхности вала или защитной втулки.



Конструктивное исполнение

Торцевое уплотнение конструктивно содержит два кольца пары трения, выполненные в виде поверхностей вращения, расположенных соосно и перпендикулярно оси вращающегося вала.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Одно из колец пары трения — «контркольцо» неподвижно и закреплено либо в корпусе, либо во фланце оборудования. Ответное кольцо — подвижное в осевом направлении, обычно динамически или статически закреплено на валу и вращается вместе с ним. Кольца пары трения изготавливаются из специальных, как правило, твердых износостойких материалов, обладающих высокой теплопроводностью и низким коэффициентом трения. Если в качестве рабочей среды уплотнений используется жидкость, то такие уплотнения обычно называют «жидкостными». Если в качестве рабочей среды для таких устройств используется газ, то такие прецизионные изделия обычно называют «сухими» или «газовыми». Последние модификации способны работать в условиях «сухого» трения, где в качестве смазки используется газообразная рабочая среда. Торцевые уплотнения классифицируются на типы с внутренним расположением, когда рабочая среда взаимодействует с наружной поверхностью уплотнения и с наружным расположением, когда эта среда находится между внутренней поверхностью уплотнения и вращающимся валом.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Принцип работы

Герметичность в паре трения обеспечивается за счёт создания контактного давления. Начальное контактное давление определяется рабочим усилием упругого элемента — пружины или набора пружин сжатия. При отсутствии вращения вала рабочие поверхности колец пары трения прижаты друг к другу усилием упругого элемента. Для обеспечения герметичности между контркольцом и корпусом (фланцем) оборудования, а также подвижным в осевой направлении кольцом и валом используются вторичные уплотнения: резиновые кольца круглого сечения, сильфоны, манжеты и т.п. детали, изготавливаемые из эластомеров. При вращении вала тепловая энергия трения частично отводится в рабочую среду, другая её часть расходуется на повышение температуры колец пары трения, поэтому обеспечение необходимого и надежного отвода тепла от которой, в значительной мере, влияет на надежность работы всего уплотнительного узла. В процессе работы оборудования кольца пары трения могут быть дополнительно прижаты друг к другу гидравлическим усилием, создаваемым положительным перепадом давления рабочей среды на этом прецизионном устройстве.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU



Требования к изготовлению

К деталям прецизионных уплотнительных изделий предъявляются повышенные требования к их точности изготовления на соответствия рабочим чертежам с целью обеспечения необходимых размеров, выполнения допусков формы и расположения поверхностей, их шероховатости, а также общих технических требований чертежей. Шероховатость рабочих поверхностей колец обычно не хуже Ra = 0.16 мкм (тонкая притирка) и зависит от свойств материала и технологии изготовления, отклонение от плоскостности не хуже 0.0012 мм, а допуск на торцевое биение относительно оси вращения вала не более 0.05 мм. Остальные требования в изготовлении соответствуют 6…8 степени точности. Рабочие поверхности колец пары трения торцевого уплотнения механически обработаны таким образом, что в процессе функционирования средний зазор между этими деталями обычно не превышает 0.001 мм [не постоянная величина], однако для некоторых специальных конструкций [и режимов эксплуатации] этот параметр может достигать 0.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

0025…0.0055 мм. К сопряженным с уплотнением поверхностям оборудования также предъявляются соответствующие требования, которые обычно регламентированы в стандартах и чертежах, например, шероховатость рабочих поверхностей вала и посадочного гнезда не хуже Ra = 2.5 мкм, отклонение от соосности (радиальное биение) посадочного диаметра под неподвижное кольцо отностительно оси вала не более 0.05 мм, торцевое биение поверхности этого посадочного гнезда не более 0.04 мм и осевой люфт вала не более 0.15 мм.

Компонентное и картриджное исполнение

Герметичный уплотнительный узел по конструкции может быть компонентного или картриджного исполнения. Компонентное уплотнение содержит обычно две собранные части — вращающуюся и неподвижную, которые устанавливаются в оборудование каждая по отдельности в определенном порядке в соответствии с инструкцией по монтажу. Картриджное уплотнение представляет собой модульное автономное устройство — один полностью законченный сборочный узел, предварительно собранный и готовый к установке в уплотнительную камеру оборудования.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Конструктивно торцевое уплотнение может быть гидравлически нагруженным или гидравлически разгруженным. Гидравлически нагруженные уплотнительные узлы предназначены для работы при перепадах давлениях ниже 10 Бар, в то время как гидравлически разгруженные конструкции способны работать при давлении рабочей среды до 25 Бар и выше.



Выбор материалов

Давление или разряжение рабочей среды, её тип, физические и химические свойства, рабочая температура в уплотнительной камере, скорость вращения вала, а также особые условия эксплуатации оказывают влияние на работоспособность оборудования, поэтому рациональный выбор необходимых материалов для деталей торцевого уплотнения осуществляется на основе инженерных расчетов, эксплуатационных испытаний и мирового опыта. Широкое распространение в качестве материалов для колец пары трения получили карбиды кремния и их композиции, металлокерамика на основе карбидов вольфрама и титана, специальные углеграфиты с пропиткой смолами или металлами.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Вместе с тем, такие материалы как графит и керамика на основе оксида алюминия, а также мягкая аустенитная нержавеющая сталь, имеют ограниченную область применения ввиду неудовлетворительных показателей по фактору PV, износостойкости, трещиностойкости, работы в условиях полусухого и сухого трения и т.п., поэтому неизбежно уступают место новым перспективным материалам с повышенной износостойкостью, теплопроводностью и низким коэффициентом трения, обеспечивающим более высокие показатели надежности. В качестве материалов вторичного уплотнения применяются различные резины на основе синтетических каучуков: NBR (нитрильно-бутадиенный каучук), EPDM (этилен-пропилен-диеновый каучук) и VITON (фторкаучук и его комбинации). Для особых условий и повышенных требований в эксплуатации используются специальные эластомеры, обладающие исключительными характеристиками. Такие эластичные материалы могут обеспечить в эксплуатации повышение срока службы элементов уплотнения до 10 раз по сравнению с обычной резиной.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Стандарты и ГОСТ

Европейский стандарт EN 12756 (DIN 24960) определяет установочные размеры одинарных и двойных торцевых уплотнений для внутреннего расположения, размеры уплотнительной камеры оборудования, фиксацию контрколец от их возможного проворота, технические требования посадочных и сопряженных с уплотнением поверхностей уплотнительной камеры оборудования, а также обозначения материалов для деталей этих прецизионных устройств. Этот документ содержит информацию о стандартных по установочным размерам уплотнений для диаметров валов от 10 мм до 100 включительно.
Международный стандарт ISO 3069 [Насосы центробежные с односторонним всасыванием] устанавливает размеры посадочных гнезд под герметизирующие уплотнения: размеры полостей торцевых уплотнений ступенчатых валов, гладких валов и сальниковой набивки. Стандарт применяется для уплотнений средней и высокой нагруженности с предельным избыточным давлением в камере уплотнения 40 Бар, за исключением процессов, подразумевающих перекачивание жидкостей с высоким содержанием твердых включений, или работу с растворами.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

В документе приводятся установочные размеры одинарных торцевых уплотнений [в том числе, имеющих гидравлическую разгрузку] для диапазона диаметров валов от 18 мм до 100 мм. Этот стандарт предъявляет более жесткие требования к рабочим поверхностям вала и уплотнительной камеры насоса.

⊗ В настоящий момент времени не существует каких-либо ГОСТ на торцевые уплотнения.

ГОСТ Р 54806-2011 [Насосы центробежные. Технические требования. Класс I ] устанавливает ряд требований к конструкции валов насосов под установку торцевого уплотнения. ГОСТ Р 52743-2007 [НАСОСЫ И АГРЕГАТЫ НАСОСНЫЕ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТЕЙ [Общие требования безопасности] определяет требования к выбору типа уплотнения вала в зависимости от перекачиваемой жидкости и зоны установки насосного агрегата, отведению дренажной жидкости и утечек от уплотнения. Государственный стандарт устанавливает необходимость применения двойного уплотнения в случае взрывоопасной зоны установки насосного агрегата; давление затворной (охлаждающей) жидкости для двойного торцевого уплотнения должно быть, как минимум, на 0.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

05 МПа выше давления уплотняемой жидкости, утечка которой или прорыв её паров в окружающую среду является недопустимой. Приводятся обязательные требования к эксплуатации насоса и его уплотнения в соответствии с эксплуатационными документами.



Срок службы и надежность

Многочисленные мировые исследования и эксплуатационные испытания ведущих фирм в области разработки конструкций и изготовления торцевых уплотнений выявили невозможность прогнозирования показателей надёжности и конкретного срока службы этих прецизионных устройств, т.к. все эти показатели являются статистическими параметрами. Поэтому надёжность торцевых уплотнений является функцией многих переменных: конструктивные особенности, применяемые материалы, правильность монтажа, и в значительной степени — условия эксплуатации (режимы работы уплотнительного узла), техническое состояние этого оборудования, а также другие многочисленные неучтённые факторы, учесть которые полностью на практике не всегда представляется возможным.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

В связи с этим для каждого конкретного случая надёжность уплотнительного узла будет всегда разная. В нашей работе мы встречались и встречаемся с тем, что одни и те же уплотнения из одной и той же партии с одинаковыми материалами и качеством изготовления работают в одном и том же оборудовании до выхода из строя разное время, что полностью подтверждается многочисленным мировым опытом исследований в области уплотнительной техники. Необходимо особо отметить, что при недостаточном отводе тепла от колец пары трения — перегреве уплотнения, срок его службы будет существенно снижаться, что приведет к ускоренному износу или повреждению этих деталей, а также быстрому старению или деструкции вторичных уплотнительных элементов. В любом случае такие условия эксплуатации являются недопустимыми. Одним из необходимых факторов для обеспечения надежности и продолжительного срока службы уплотнения является рациональный выбор его конструктивного решения, сочетания материалов для колец пары трения, а также для вторичных уплотнительных деталей — всё это связано с выполнением комплекса опытно-конструкторских, проектно-расчетных работ, а также эксплуатационными испытаниями опытных образцов.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Другим важным фактором является изготовление деталей и сборка узлов уплотнения в полном соответствии с требованиями их чертежей, проведение входного контроля на качество изготовления. Уплотнительный узел достаточно быстро выйдет из строя в том случае, когда для него не обеспечиваются необходимые и обязательные условия эксплуатации. Поэтому торцевое уплотнение не является универсальным и не может работать при любых условиях. Снижение вероятности отказа и определение наиболее вероятных причин выхода из строя уплотнения основывается на диагностике и мониторинге рабочих параметров. Монтаж и эксплуатация оборудования с установленным в него уплотнением должны выполняться только обученным и аттестованным персоналом с соблюдением всех положений соответствующих инструкций. Специальные требования к хранению торцовых уплотнений в целом соответствуют срокам и условиям хранения вторичных уплотнительных элементов — резиновых колец и манжет, эти параметры указываются в техническом задании на этапе конструирования специальной опытной продукции, а также в инструкции по её установке и эксплуатации.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU



Герметичность. Допустимая утечка

Герметичность — способность торцевого уплотнения не пропускать через пару трения и вторичные уплотнительные элементы рабочую среду. В связи с тем, что абсолютно геметичных изделий не существует, герметичность численно характеризуется величиной допустимой утечки. Минимальная граница диапазона соответствует подтеканию практически без видимого каплеобразования, максимальная граница диапазона соответствует капельным утечкам.

Величина удельной капельной утечки через торцевое уплотнение варьируется от 10 мм3/(м • с) и может доходить до 50 мм3/(м • с) в соответствии с классами негерметичности уплотнений РД 26.260.011-99.

В зарубежных источниках литературы для малых диаметров валов считают допустимой утечку 0.17 см3/мин. Для этой величины может применяться термин «нулевая утечка», что вводит в заблуждение — утечка рабочей жидкости существует, хотя капли могут и не образовываться.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Двойное торцевое уплотнение

Требования к величине утечки рабочей среды, безопасности окружающей среды, надежности и срока службы, как и многие другие показатели, непосредственно влияют на выбор схемного решения уплотнительного узла. Для отделения перекачиваемой (перемешиваемой) рабочей среды от атмосферы находят применение технические решения в виде двух одинарных торцевых уплотнений (основное и вспомогательное — представляющие собой двойное торцевое уплотнение) с подачей между ними затворной смазочно-охлаждающей жидкости. Различие условий эксплуатации основного и вспомогательного уплотнений обуславливает рациональный выбор их типов, конструктивных особенностей и применяемых материалов.

Двойное торцевое уплотнение находит применение:
• для газообразных рабочих сред с плохой смазывающей способностью;
• для рабочих сред, находящихся под высоким давлением и (или) с высокой температурой;
• для рабочих сред склонных к кристаллизации или полимеризации в зазоре пары трения при испарении жидкой фазы;
• для рабочих сред, содержащих твёрдые и абразивные включения;
• для рабочих сред, являющихся вредными веществами и оказывающими токсическое воздействие на человека и окружающую среду;
• для рабочих сред, являющихся легковоспламеняемыми или горючими.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Схемы расположения «тандем» и «спина к спине» являются наиболее распространенными и простыми по конструкции. Основное уплотнение разделяет рабочую среду и затворную жидкость, а вспомогательное уплотнение разделяет затворную жидкость и атмосферу. Для схемы «спина к спине» давление затворной жидкости всегда должно превышать давление рабочей среды на 0,05…0,2 МПа. Для схемы «тандем» давление затворной жидкости ниже давления рабочей среды. Температура и расход затворной смазочно-охлаждающей жидкости через уплотнительную камеру должны обеспечивать необходимый теплоотвод от колец пар трения обоих уплотнений для надежной работы всего уплотнительного узла.



Комбинированное уплотнение

В ряде случаев находят применение специальные комбинированные уплотнения, содержащие как основное торцевое, так и вспомогательное — радиальное или щелевое уплотнение. В качестве вспомогательного радиального уплотнения может применяться резиновая манжета.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Затворная смазочно-охлаждающая жидкость циркулирует через уплотнительную камеру, обеспечивая необходимый и достаточный отвод тепла от колец пары трения, препятствуя утечке рабочей среды в атмосферу.

Специальный уплотнительный комплекс

При предъявлении более жестких требований к герметичности, надежности и продолжительному сроку службы для оборудования, связанного перекачиванием или перемешиванием сыпучих, особо вязких рабочих сред, склонных к полимеризации, кристаллизации или склеиванию [сахарные сиропы, мальтодекстрин, шоколадная масса, шоколадная и ореховая паста, патоки, сгущенное молоко, пенобетонные и бетонные смеси, гудроны, клея, лаки и т.п.] применяются специальные уплотнительные комплексы, содержащие несколько различных уплотнений — контактные торцевые или радиальные уплотнения, и динамическое щелевое уплотнение.

Выбор типа торцевого уплотнения

Обоснованный выбор типа торцевого уплотнения, а также материалов для его деталей основывается на инженерных расчетах и анализе опыта эксплуатации.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Не существует единственного универсального решения, поэтому для обеспечения надежной и продолжительной работы уплотнительного узла применяются разные типы уплотнений в зависимости от параметров рабочей среды и особенностей эксплуатации. Если торцевое уплотнение часто выходит из строя, проработав меньше 1-3 месяцев с разрывом резинового сильфона или износом колец пары трения, целесообразно провести анализ [экспертизу] и выяснить возможные причины, после чего применить, более эффективное техническое решение, либо обеспечить необходимые условия для надежной работы уплотнительного узла.

Литература

Имеется множество технических справочников, книг и публикацией, посвящённых уплотнительной технике, и, в частности, торцевым уплотнениям. Такая техническая литература представлена хорошими отечественными инженерными справочниками, но особенно широко область уплотнительной техники раскрывается в зарубежных публикациях.

⇒ Читать по теме: Интернет-статьи гуманитариев о торцевых уплотнениях.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU


Схемы расположения двойных торцевых уплотнений :: HighExpert.RU


Кроме подбора типа торцевого уплотнения для определённых условий эксплуатации важным является и выбор рациональной схемы расположения уплотнения в оборудовании заказчика. Величина утечки, безопасность и требования к окружающей среде, как и многие другие показатели, влияют на выбор схемы размещения уплотнения вращающегося вала.


Для отделения перекачиваемой (перемешиваемой) рабочей среды от атмосферы можно использовать два одинарных торцевых уплотнения (основное и вспомогательное) с подачей между ними затворной жидкости. Различие условий эксплуатации основного и вспомогательного уплотнений обуславливает рациональный выбор типов одинарных торцевых уплотнений, комплектующих двойное торцевое уплотнение.

Схема расположения «тандем»

Схема расположения «тандем» широко используется при применении двух одинарных торцевых уплотнений, которые размещены на валу оборудования друг за другом и работают в этой же последовательности.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Такая схема обычно применяется при высоком давлении рабочей среды. На картинке ниже показано два одинарных торцевых уплотнения различных по конструкции, размещённых по схеме «тандем», образующих двойное торцевое уплотнение. Основное (внутреннее) торцевое уплотнение является гидравлически разгруженным и разделяет рабочую уплотняемую среду и затворную жидкость, а вспомогательное (внешнее) торцевое уплотнение является гидравлически нагруженным и разделяет затворную жидкость и атмосферу. Вспомогательное одинарное торцевое уплотнение с конической пружиной сжатия, расположенное в камере с затворной (охлаждающей) жидкостью, разделяющая атмосферу, обеспечивает снижение перепада давления между отдельными ступенями уплотнений — для основного торцевого уплотнения, а также возможность контроля работы основного торцевого уплотнения. Обычно затворная жидкость находится под давлением атмосферы, реже эта жидкость имеет давление выше атмосферного, но ниже давления рабочей (уплотняемой) среды.



Схема расположения «спина к спине»

Схема расположения «спина к спине» является наиболее распространенной и простой по конструкции, и используется когда необходимо применение двойного торцевого уплотнения (двух одинарных торцевых уплотнений).Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU На картинке ниже показано два одинарных торцевых уплотнения различных по конструкции, размещённых по схеме «спина к спине». Оба торцевых уплотнения находятся в камере с затворной жидкостью. Основное торцевое разделяет рабочую среду и затворную жидкость, а вспомогательное торцевое уплотнение разделяет затворную жидкость и атмосферу. Давление затворной жидкости всегда должно превышать давление рабочей среды на 0,1…0,2 МПа. Температура и расход затворной жидкости через уплотнительную камеру должны обеспечивать необходимый теплоотвод от колец пар трения обоих уплотнений для надежной работы уплотнительного узла.

Область применения двойных торцевых уплотнений

Двойные торцевые уплотнения находят применение:

  • для газообразных рабочих сред с плохой смазывающей способностью;
  • для рабочих сред, находящихся под высоким давлением;
  • для рабочих сред с высокой температурой;
  • для рабочих сред склонных к кристаллизации в зазоре пары трения при испарении жидкой фазы;
  • для рабочих сред, содержащих твёрдые абразивные включения;
  • для рабочих сред, являющихся вредными веществами и оказывающими токсическое воздействие на окружающую среду;
  • для рабочих сред, являющихся легковоспламеняемыми или горючими.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Применение двойных торцевых уплотнений для токсичных и легковоспламеняющихся рабочих сред, а также для рабочих сред с высокой температурой и высоким давлением обусловлено работоспособностью уплотнений и требованиями техники безопасности.


Разница между одинарными и двойными механическими уплотнениями

Если вы перешли с набивки на механические уплотнения, вы понимаете положительное влияние механических уплотнений на ваши системы. Одной из основных причин перехода на механические уплотнения является резкое снижение утечек, что в долгосрочной перспективе экономит драгоценное время и деньги на техническое обслуживание.

Механические уплотнения представляют собой устройства, которые герметизируют машины между вращающимися частями (валами) и неподвижными частями (корпусом насоса) и являются неотъемлемой частью насоса. Их основной задачей является предотвращение утечки перекачиваемого продукта в окружающую среду, и они изготавливаются в виде одинарных или двойных уплотнений.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU В чем разница между ними?

ЧТО ТАКОЕ ОДИНОЧНОЕ ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ?

Одинарное механическое уплотнение состоит из двух очень плоских поверхностей, которые прижимаются друг к другу пружиной и скользят друг относительно друга. Между этими двумя поверхностями находится пленка жидкости, создаваемая перекачиваемым продуктом. Эта жидкая пленка предотвращает соприкосновение механического уплотнения с неподвижным кольцом. Отсутствие этой пленки жидкости (сухой ход насоса) приводит к нагреву от трения и окончательному разрушению механического уплотнения.

Подробнее о причинах саморазрушения механических уплотнений читайте в нашем блоге.

Механические уплотнения имеют тенденцию к утечке пара со стороны высокого давления на сторону низкого давления. Эта жидкость смазывает поверхности уплотнения и поглощает тепло, выделяемое при соответствующем трении, которое пересекает поверхности уплотнения в виде жидкости и испаряется в атмосферу. Таким образом, обычной практикой является использование одинарного механического уплотнения, если перекачиваемый продукт практически не представляет опасности для окружающей среды.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

ЧТО ТАКОЕ ДВОЙНОЕ ТОРЦЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ?

Двойное механическое уплотнение состоит из двух уплотнений, расположенных последовательно. Внутреннее или «первичное уплотнение» удерживает продукт внутри корпуса насоса. Внешнее или «вторичное уплотнение» предотвращает утечку промывочной жидкости в атмосферу.

Двойные механические уплотнения предлагаются в двух конфигурациях:

  • Спина к спине
    • Два вращающихся уплотнительных кольца расположены друг против друга. Смазочная пленка создается затворной жидкостью. Такое расположение обычно встречается в химической промышленности. В случае утечки затворная жидкость проникает в продукт.
  • Лицом к лицу
    • Подпружиненные вращающиеся поверхности уплотнения расположены лицом к лицу и скользят в противоположном направлении к одной или двум неподвижным частям уплотнения. Это популярный выбор для пищевой промышленности, особенно для продуктов, которые склонны к прилипанию.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU В случае утечки затворная жидкость проникает в продукт. Если продукт считается «горячим», затворная жидкость действует как охлаждающий агент для механического уплотнения.

Двойные механические уплотнения обычно используются в следующих случаях:

  • Если жидкость и ее пары опасны для оператора или окружающей среды и ДОЛЖНЫ быть изолированы
  • При использовании агрессивных сред при высоких давлениях или температурах
  • Для многих полимеризующихся липких сред

Вы все еще используете упаковку для насосов? Прочтите о различиях между набивкой и механическими уплотнениями, чтобы узнать, имеет ли смысл переход на механические уплотнения для вашего предприятия. Квалифицированный инженер поможет вам решить, какой тип механического уплотнения лучше всего подходит для вашего применения.

Что такое двойное уплотнение и когда его использовать (двойные уплотнения: Часть 1)

Двойные (или двойные) механические уплотнения предназначены для обеспечения максимальной безопасности уплотнения.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Эти уплотнения практически исключают утечку жидкости или газа, перекачиваемых в насосах или смесителях.

  • Двойные уплотнения обеспечивают уровень безопасности/нулевых выбросов, недостижимый при использовании одинарных уплотнений. Это необходимо при перекачивании или смешивании опасных или токсичных веществ.
  • Двойные уплотнения необходимы для определенных применений во многих странах
  • Эти уплотнения все чаще используются компаниями для достижения определенных экологических целей или требований по выбросам.
  • Правильно установленное двойное уплотнение также обеспечивает почти полный контроль над рабочей средой уплотнения и пленкой жидкости на поверхностях уплотнения. Один только этот фактор может значительно увеличить срок службы уплотнения.

Как это работает

Двойное механическое уплотнение состоит из двух первичных уплотнений с зоной барьерной или буферной жидкости между ними. Каждое первичное уплотнение обычно состоит из более мягкой и узкой неподвижной поверхности, сопровождаемой более твердой и широкой вращающейся поверхностью.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Такое расположение позволяет более мягкому уплотнению изнашиваться, сохраняя при этом целостность уплотнения с более твердой поверхностью во время эксплуатации.

Когда использовать двойные уплотнения

Производители насосов и уплотнений рекомендуют двойные уплотнения по целому ряду причин:

  • Предотвращение попадания опасного продукта в атмосферу/загрязнения окружающей среды
  • Избегайте утечек дорогостоящих технологических жидкостей
  • Увеличьте срок службы уплотнения, контролируя тип пленки жидкости на поверхностях уплотнения
  • Изолировать механическое уплотнение от атмосферных условий
  • Обеспечьте альтернативу, когда технологическая жидкость не обеспечивает стабильной и надежной смазки поверхностей уплотнения (например, газообразные среды, вязкие жидкости, неосаждающиеся суспензии или жидкости, склонные к затвердеванию)
  • Установка резервной пломбы на случай выхода из строя внутреннего уплотнения или планового ремонта оборудования (или для выявления выхода из строя уплотнения во время эксплуатации)
  • Избегайте загрязнения технологической среды в случае выхода из строя одного уплотнения

Полный контроль над окружающей средой уплотнения

Чтобы продлить срок службы любого уплотнения, необходимо контролировать пленку жидкости, которая контактирует с поверхностью уплотнения.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Это обеспечивает идеальную смазку, температуру и давление. Двойное уплотнение позволяет контролировать все эти факторы.

Двойные уплотнения требуют обмена жидкостью между внутренней и внешней поверхностями уплотнения. Каждое двойное уплотнение должно быть установлено с системой контроля/поддержки окружающей среды, которая вводит барьерную или буферную жидкость между первичными уплотнениями. Эта жидкость обычно подается из резервуара для охлаждения и смазки поверхностей уплотнения с использованием плана трубопровода. Использование измерителей уровня и давления на вспомогательных резервуарах имеет решающее значение как для локализации, так и для безопасности.

В зависимости от давления и расположения уплотнений такая система может использоваться для:

  • Контроль рабочей температуры (повышение/понижение) уплотнения
  • Нанесите смазку и/или чистую жидкость на поверхности уплотнения (кроме технологической жидкости)
  • Изолировать уплотнение от атмосферных условий
  • Контроль перепада давления на поверхностях уплотнения

Жидкость также может использоваться для отвода технологического тепла и тепла трения.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Он может бороться с проблемами кавитации и сухого хода. Правильная настройка жидкости также может эффективно направлять гидравлическую нагрузку на внутреннее или внешнее уплотнение для удовлетворения эксплуатационных потребностей и увеличения срока службы уплотнения.

Барьерная и буферная жидкости

Можно выбрать один из двух режимов работы:

  1. Барьерная жидкость Давление жидкости на 15-30 фунтов на кв. дюйм/1-2 бар выше, чем давление перекачиваемой жидкости
    • Используется, когда технологическая среда очень опасна и выход из строя одного первичного уплотнения может поставить под угрозу персонал или окружающую среду
    • Перемещает уплотняемую жидкость через внутреннее уплотнение и смазывает поверхности уплотнения
  2. Буферная жидкость: Давление жидкости ниже, чем давление в уплотнении
    Используется, если загрязнение технологической жидкости недопустимо и если уплотняющая жидкость обеспечивает достаточную смазку первичного уплотнения.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Используйте барьерную жидкость для:

  • Предотвращения пересечения технологической жидкостью поверхностей уплотнения (особенно при работе с шламом)
  • Предотвращение образования высоких торцевых крутящих моментов во время запуска технологической жидкости, которая является липкой или имеет тенденцию к осаждению
  • Предотвращение испарения технологической жидкости через поверхности уплотнения
  • Предотвращение повреждения технологической жидкостью поверхностей внутреннего механического уплотнения
  • Смазать внутреннее и внешнее уплотнение

Превратите буферную жидкость в:

  • Предотвратите утечку в атмосферу или окружающую среду
  • Предотвращение загрязнения технологической жидкости
  • Уменьшить рабочее напряжение внутреннего уплотнения
  • Выявление возможного отказа уплотнения во время работы
  • Смажьте внутреннюю поверхность уплотнения (в то время как технологическая жидкость будет смазывать внешние поверхности уплотнения)

Варианты жидкости
Существует множество вариантов барьерной или буферной жидкости, но ключевым фактором является совместимость с герметизируемой средой.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU Используемые жидкости делятся на несколько категорий:

  • Вода и водные растворы гликоля
  • Гидравлические и смазочные масла на минеральной основе
  • Гидравлические и смазочные масла на синтетической основе
  • Жидкие теплоносители
  • Разбавление технологической жидкости или сама технологическая жидкость

В следующем посте мы расскажем, как выбрать лучшую жидкость для вашего применения.

Конфигурации с двойным уплотнением

Двойные механические уплотнения бывают поворотными и стационарными. Существует три типичных конфигурации:

  • Back-to-Back: Обычно используется для общего применения
  • Тандем (иногда называемый «лицом к спине»): обеспечивает абсолютную резервную копию в случае отказа одной пломбы
  • Лицом к лицу: Стационарный – Становится менее популярным

Для правильной конфигурации не существует жестких правил.Двойное торцевое уплотнение насоса принцип работы: Торцевое уплотнение. Принцип работы. Стандарты и ГОСТ :: HighExpert.RU

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *