Торцовое уплотнение для насосов Wilo Veloline IPH-O и Salmson GET-C

Для перекачивания рабочих сред в системах циркуляции высокотемпературных теплоносителей (специальных масел), не содержащих абразивные включения или грязевые частицы, применяются насосы Wilo Veroline IPH-O и Salmson GET-C.

Из инженерно-технической документации к насосам следует, что допустимая температура перекачивамой рабочей среды (для масел) может находиться в диапазоне от +20 до +350 градусов Цельсия, максимальное рабочее давление 9 бар. Указанные предельные параметры эксплуатации не совместны, о чём отдельно оговаривается в инструкции к насосам. Особенностью данных насосных агрегатов является воздушное охлаждение уплотнительной камеры (см. Фигура 1).

В насосах для герметизации вала используется одинарное сильфонное торцовое уплотнение IPH-O, содержащее вращающуюся часть и неподвижное контркольцо (см. Фигура 2).

В качестве материалов для этого уплотнения применяется графит (Graphite) для подвижного в осевом направлении кольца, установленного в резиновый сильфон, изготовленный из эластомера на основе фторкаучука (Viton), а также ответное неподвижное контркольцо, изготовленное из керамики на основе карбида кремния (SiC), установленное с натягом во фланец насоса посредством вторичного уплотнительного кольца или Г-образной манжеты, также изготавливаемых из резины Viton. Конструктивной особенностью вращающейся части уплотнения IPH-O является её фиксация на валу с помощью одного стопорного винта.

В результате вертикального расположения насоса, т.е. нарушения инструкции по его монтажу и эксплуатации (см. Фото 1) при перекачивании горячего масла с температурой от +250^oС до +280^oС и выше с рабочим давлением 6...9 бар при частоте вращения вала 2900 мин^-1, будут возникать условия недостаточного отвода тепла от поверхности уплотнительной камеры насоса и колец пары трения торцового уплотнения вследствие применения воздушного охлаждения.

Следует подчеркнуть, что материал резиновых деталей Viton имеет ограничение по температуре продолжительной работы около +150^oС. С повышением рабочей температуры происходит интенсивное старение резины и ухудшение её механических и физических свойств. При температуре +200^oС оценочный срок службы резины Viton всегда меньше 1000 часов. Поэтому стойкость резины в эксплуатации при высоких температурах является определяющей для обеспечения надежной работы торцового уплотнения в условиях естественного воздушного охлаждения уплотнительной камеры насоса.

На Фото 2 показано торцовое уплотнение IPH-O, которое отработало менее двух месяцев при указанных выше параметрах и в результате недостаточного теплоотвода от колец пары трения и комплексного воздействия высокой температуры и механических нагрузок вышло из строя. Произошло разрушение графитового кольца и частичный разрыв резинового сильфона, изготовленного из резины Viton. По конструкции это уплотнения нестандартное, специального исполнения.

Нерациональный выбор технического решения и материалов деталей торцового уплотнения в условиях недостаточного отвода тепла от колец пары трения при естественном воздушном охлаждении существенно повлиял на надежность работы уплотнительного узла насоса.

Возможными решениями проблемы по обеспечению надежной и продолжительной работы уплотнительного узла насосов Wilo Veroline IPH-O или Salmson GET-C при перекачивании масла с температурой от +200^oС до +300^oС при рабочем давлении до 9 бар и частоте вращения вала до 2900 мин^-1 являются:

• соблюдение всех положений инструкции по монтажу и эксплуатации оборудования, обеспечение дополнительного принудительного охлаждения уплотнительной камеры насоса;
• замена штатного уплотнения IPH-O на модернизированное торцовое уплотнение со специальными материалами.

По заданию заказчика нашей группой специалистов проводятся проектно-расчётные работы по модернизации уплотнительных узлов насосов Wilo Verroline IPH-O или Salmson GET-C, с выпуском полной рабочей конструкторской документации и возможным последующим изготовлением опытных образцов торцовых уплотнений.