Як вибрати торцеве ущільнення або в чому підступ

Робоча камера насоса повинна бути настільки герметичною, як це можливо фізично. Якщо з фланцевим або різьбовим з'єднанням всмоктувального та напірного патрубка проблем не виникає, то приводний вал стандартного відцентрового насоса – це отвір у корпусі. І щоб рідина, що перекачується, не витікала, прохід провідного валу через корпус насоса слід якнайкраще ущільнити. І в цій статті ми розберемо, як це робиться у різних типах сучасних насосів. Але перед цим маленький ліричний відступ. Чи можна обійтися без отвору в корпусі?

Існує кілька способів вирішення:

1. Насоси з мокрим ротором, див. 1а, б. Тут вода вільно циркулює у зоні робочого колеса, а й у внутрішньому просторі електродвигуна. Обмотка статора надійно ізольована (цілком залита спеціальним компаундом), ротор вільно «плаває» в рідині.

Мал. 1 а Рис. 1 б Корпус насоса повністю герметичний, ущільнювати вал, що рухається, не потрібно.

Переваги :

безшумність роботи;
тривала робота без обслуговування;
компактність.

Недоліки :

насос не підлягає ремонту після виходу з експлуатації;
ККД помітно нижче, порівняно з альтернативними конструкціями.

Співвідношенням переваг та недоліків визначається сфера застосування насосів даної конструкції – це опалювальні системи (побутові та автономні) та господарське водопостачання житлових будинків. На перше місце виходить безшумність та надійність агрегатів. Потужність двигунів насосів з мокрим ротором зазвичай не перевищує 2 кВт.

2. Насоси з магнітною муфтою, див. 2а, б.Тут момент, що крутить, від двигуна насоса передається без прямого механічного зв'язку між валами. Зовнішня та внутрішня напівмуфти пов'язані між собою магнітним полем, через стінку герметичного екрана насоса.

Мал. 2 а Мал. 2 б

Це рішення застосовується в насосах хімічної промисловості, де середовище, що перекачується, зруйнує будь-який ущільнювальний матеріал або речовина настільки токсично, що не допускається навіть найменше просочування за межі трубопроводу і насоса. Область застосування обмежена хімічною промисловістю та відносно невеликою потужністю, яку може передати магнітна муфта.

У більшості побутових та промислових насосів провідний вал проходить через корпус та потребує ущільнення.

Сальникові ущільнення

Назва «сальник» збереглася з епохи парових двигунів, коли як ущільнюючий матеріал використовували прядив'яні (конопляні) джгути просочені жиром тваринного походження (салом). Жир виконував відразу дві функції: мастила та водовідштовхувальну (хоча останню меншою мірою). Сучасне сальникове набивання теж має волокнисту (текстильну) структуру, але мастило вже інше, часто на графітовій основі.

Існують ущільнювальні манжети, за якими також закріпилася назва сальник. Вони виконані у вигляді кільця з маслостійкої гуми та кільцевої пружини. Застосовуються такі манжети для ущільнення валів двигунів внутрішнього згоряння та інших механізмів, де немає великого перепаду тиску всередині агрегату та навколишньому середовищі. Рис 3 а Конструкція сальника, ущільнювальної манжети та вид сальникового набивання зображені на Мал. 3 а, б, в.

Мал. 3 б Мал. 3 в З усіх видів ущільнень сальник не тільки найдавніший, а й найдешевший. Але це єдина його гідність на сьогоднішній деньдень. З недоліків:

дуже швидко з'являється текти;
міняти сальникове набивання потрібно часто;
високий тиск та температуру така конструкція витримує дуже погано.

Наступним етапом еволюції ущільнень стали механічні (вони ж торцеві) ущільнення.

Як підібрати торцеве ущільнення

Для початку коротко розберемося, як улаштовані торцеві ущільнення. Поділ порожнини високого тиску (всередині насоса) та навколишнього середовища відбувається за рахунок щільно притиснутих один до одного ущільнювальних кілець. Одне з яких закріплено в корпусі механізму (називається опорним), а друге кільце плаваюче (упорне) може зміщуватися вздовж поздовжньої осі валу і притискається до опорного однією або декількома пружинами, див. 4 а, б.

Мал. 4 а – Пристрій та принцип дії торцевого ущільнення.

Мал. 4 б - торцеве ущільнення з однією пружиною для невеликих валів діаметрів.

Рухливе та нерухоме кільця утворюють пару тертя високої щільності. Зменшення сили тертя контактних поверхонь відбувається або за рахунок матеріалів, з яких зроблені кільця (графіт, кераміка, карбід кремнію, карбід вольфраму і т.д.), або за рахунок середовища, що перекачується (для великих насосів).

Існує класифікація за умовами роботи торцевих ущільнень (враховується при виборі):

Очевидно, що найпростіший спосіб вибрати торцеве ущільнення - це звернеться до продавця насоса, повідомивши марку насоса і ви отримаєте потрібне ущільнення. Але найчастіше фірмові ущільнення коштують невиправдано дорого або їх немає на складі і треба чекати цілий місяць, а то й більше. Тому має сенс підібрати аналог від стороннього виробника. Для підбору аналога потрібно повідомити спеціаліста компанії:

Марку та модель насоса, а також тип встановленого торцевого ущільнення (якщо відомо, іноді паспорт насоса буває втрачено та відновити всі дані неможливо).
Діаметр приводного валу та розмір камери, де встановлюється ущільнення.
Матеріали пар тертя (якщо відомі). Якщо невідомі, то повідомте інформацію про середовище, що перекачується: температуру, наявність агресивних і абразивних домішок.
Надішліть фото старого торцевого ущільнення або привезіть зразок (якщо знаходитесь в одному місті з постачальником ущільнень).

За цими даними кваліфікований інженер служби сервісу зможе підібрати нове торцеве ущільнення для вашого насоса. Якщо потрібна додаткова консультація щодо підбору торцевих ущільнень, телефонуйте прямо зараз за номером+38 (044) 594-74-74.