Торцевое уплотнение насоса Hilge
В насосах Hilge, предназначенных для стерильных технологических процессов в пищевой и фармацевтической промышленности, устанавливаются торцевые уплотнения с конической пружиной. В этих прецизионных изделиях вторичными уплотнительными элементами являются тороидальные кольца, изготовленные, из эластомеров, в том числе, из резины на основе этиленпропиленового каучука. В качестве колец пары трения применяется графит и аустенитная нержавеющая сталь - кодировка материалов "ae", устаревшее сочетание 60-80-х годов прошлого века. Торцевые уплотнения с такими неперспективными материалами колец пар трения поставляются из Европы в Россию для большинства насосов Hilge, которые перекачивают, как обычную чистую воду, так и фармацевтические лекарственные препараты, концентраты, соки, сахарные сиропы и другие умеренно-вязкие и абразивные среды.
- напитки;
- концентраты;
- сахарные сиропы;
- и другие;
- рабочая температура от +10oC до +135oC;
- избыточным давление на торцевом уплотнении до 4 бар;
- технологический процесс CIP;
- практически мгновенный перепад температуры на торцевом уплотнении не менее 85oC,
На фотографии 1 показаны изношенные рабочие торцовые поверхности вращающихся частей оригинальных торцевых уплотнений насоса Hilge, концентрические линии износа металла достигают глубины до ~ 0.1 мм.
На фотографии 2 крупным планом показаны изношенные контркольца, изготовленные из графита. Интенсивный осевой износ рабочих торцовых поверхностей трения распространяется на глубину от трех десятых миллиметра до одного миллиметра и более. Ширина канавки износа полностью соответствует ширине ответного рабочего пояска вращающейся части торцевого уплотнения.
Устранение выявленных недостатков, присущих штатным уплотнениям Hilge 3A1-001-28-aeVO3, было осуществлено путем применения конструктивных технических решений торцевых уплотнений с конической пружиной сжатия и цилиндрическим опорными витками по патенту РФ №93914 и №53744, а также специальных твердых износостойких материалов. Механик компании PEPSICO, по нашей просьбе, выполнил замеры размеров поверхностей насоса, сопряженных со штатным уплотнением вала, а также уточнил диаметр вала d ~ 28 мм. После чего предоставил эту информацию нашей стороне для выполнения опытно-конструкторской работы, разработке рабочей документации и последующего изготовления опытных образцов.
Штатное торцевое уплотнение для насоса Hilge 3A1-001-28-aeVO3 на диаметр вала 28 мм показано на фотографии 3.
Торцевое уплотнение ТИП 1/TYPE 1 для насоса Hilge c применением металлокерамики показано на фотографии 4. В уплотнении используется более надежное контркольцо простого прямоугольного сечения с Г-образной резиновой манжетой со специальными кольцевыми выступами.
Опытные образцы торцевых уплотнений ТИП 1/TYPE 1 проходили эксплуатационные испытания в компании PEPSICO в течение двух лет с 2012 г. по 2014 г. По результатам испытаний установлена среднестатистическая продолжительность работы насосов с опытными уплотнениями ~10 месяцев, т.е. в два раза продолжительнее работы штатных уплотнений до выхода их из строя. Данная информация подтверждается актом от компании PEPSICO, показанным на фотографии 5.
Статья в журнале МИО ИМАШ РАН: "Методика расчета обыкновенного торцового уплотнения с микроканавками” Статья в журнале МИО ИМАШ РАН: "Методика расчета обыкновенного торцового уплотнения вала и ее реализация в системе Mathcad”
Особенности практического применения методик расчёта распределения давления рабочей жидкости в зазоре колец пары трения торцового уплотнения с микроканавками
Краткая предварительная экспертиза статьи "МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТОРЦОВОГО УПЛОТНЕНИЯ С МИКРОКАНВКАМИ” Все статьи