Торцевые уплотнения насосов

Для уплотнений с эластомерным сильфоном (резиновой защитной оболочкой) начальное контактное давление в паре трения создается установочным усилием цилиндрической пружины сжатия из нержавеющей стали. Вторичное уплотнение вала обеспечивается защитной оболочкой, а герметичность ответной неподвижной части (контркольца) - путем использования специальной резиновой манжеты либо уплотнительного резинового кольца круглого сечения. Преимущество таких уплотнительных изделий: относительная простота конструкции и ее дешевизна, возможность защиты поверхности вала от воздействия химически-агрессивной или в меру абразивной рабочей жидкости, перекачиваемой насосом. Недостатком и слабым местом технического решения уплотнения является все тот же резиновый сильфон, который, в большинстве практических случаев, неизбежно подвергается износу или даже усталостному разрыву в эксплуатации. Одинарные торцевые уплотнения этой категории являются гидравлически нагруженными и устанавливаются в насосах стиральных машин, циркуляционных насосах систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в насосах общепромышленного применения Ebara, Grundfos, KSB, Salmson, WILO и других для перекачивания маловязких жидкостей с перепадом давления до 0.7 МПа.

Отличительной чертой этих прецизионных изделий является возможность одностронней передачи крутящего момента от вала к подвижной в осевом направлении вращающейся части уплотнения. Конструкция пружины и стальной обоймы позволяют передавать несколько больший крутящий момент по сравнению с предыдущим уплотнением, что обеспечивает возможность перекачивания насосом рабочих жидкостей с вязкостью до ~ 100 раз выше вязкости воды. Ремонтопригодные технические решения уплотнений позволяют использовать стальные детали (обойму и пружину) многократно, сохраняя до ~40% денежных средств на каждом ремонте путем замены колец пары трения и вторичных уплотнений на новые из имеющегося ремонтного комплекта. Различные модификации подобных торцевых уплотнений с конической пружиной сжатия из нержавеющей стали широко применяются в небольших центробежных насосах Lowara / CSF Inox S.P.A. / Inoxpa, Calpeda, Ebara, Hilge, KSB и многих других при перепадах давления до 1.0 МПа.

Более совершенные по конструкции технические решения уплотнений по сравнению с двумя предыдущими. Передача крутящего момента от вала к стальной обоймe, изготовленной из нержавеющей стали, осуществляется посредством установочных (стопорных) винтов, благодаря чему эти прецизионные изделия могут использоваться при реверсивном вращении вала (т.е не только в центробежных насосах). В качестве упругого элемента может применяться одна большая пружина или набор мелких пружин, либо компактная волновая пружина сжатия. Торцевые уплотнения могут быть как гидравлически нагруженными, так и гидравлически разгруженными. В первом случае уплотнения устанавливаются в насосы, перекачивающие жидкости при давлениях до 1.6 МПа, во втором случае эта граница по перепаду давления заметно ниже и ограничена ~ 1.0 МПа. Разные модификации подобных уплотнений применимы для насосов, перекачивающих умеренно-вязкие жидкости, которые не склонны к склеиванию или полимеризации, с содержанием грязевых или абразивных частиц до 5% по объему. Уплотнения внутреннего расположения этой категории устанавливаются в насосы AllWeiler, Sterling SIHI GNZ, Grundfos и другие.

Следует отдельно отметить конструкции уплотнений наружного расположения, которые размещаются на валу снаружи насоса (рабочая и она же уплотняемая жидкость располагается у внутреннего диаметра колец пары трения). Для создания начального контактного давления в паре трения применяется цилиндрическая либо волоновая пружина сжатия, которая размещается на наружной части стальной обоймы и не соприкасается с рабочей жидкостью. Прецизионные уплотнительные изделия такого исполнения устанавливаются в роторных насосах Alfa-laval SRU, Inoxpa SLR, SPX Johnson Pump TopLobe и т.п., предназначенных для перекачивания и транспортирования вязких рабочих жидкостей и сред при перпадах давления до 0.7-0.9 МПа. Одинарные торцевые уплотнения наружного распложения функционируют в неблагоприятных условиях по сравнению с уплотнениями внутреннего расположения, поэтому не отличаются продолжительным периодом эксплуатации.