Какво е aуплътнение на вала на помпата?
Уплътненията на вала предотвратяват изтичането на течност от въртящ се или възвратно-постъпателен вал. Това е важно за всички помпи, а в случай на центробежни помпи са налични няколко варианта за уплътняване: уплътнения, маншетни уплътнения и всички видове механични уплътнения – единични, двойни и тандемни, включително картриджни уплътнения. Ротационните обемни помпи, като зъбни помпи и лопаткови помпи, се предлагат с уплътнение, маншетно и механично уплътнение. Буталните помпи създават различни проблеми с уплътнението и обикновено разчитат на маншетни уплътнения или набивки. Някои конструкции, като например помпи с магнитно задвижване, диафрагмени помпи или перисталтични помпи, не изискват уплътнения на вала. Тези така наречени „безуплътнителни“ помпи включват стационарни уплътнения, за да се предотврати изтичане на течност.
Кои са основните видове уплътнения на вала на помпите?
Опаковка
Уплътнението (известно също като салниково уплътнение или сальниково уплътнение) се състои от мек материал, който често е сплетен или оформен на пръстени. Той се пресова в камера около задвижващия вал, наречена салникова кутия, за да се създаде уплътнение (Фигура 1). Обикновено компресията се прилага аксиално към уплътнението, но може да се прилага и радиално от хидравлична среда.
Традиционно, уплътнението се е изработвало от кожа, въже или лен, но сега обикновено се състои от инертни материали като експандиран PTFE, компресиран графит и гранулирани еластомери. Уплътнението е икономично и често се използва за гъсти, трудни за запечатване течности като смоли, катран или лепила. Това обаче е лош метод за запечатване на тънки течности, особено при по-високо налягане. Уплътнението рядко се поврежда катастрофално и може да бъде сменено бързо по време на планирани прекъсвания.
Уплътненията на салника изискват смазване, за да се избегне натрупването на топлина от триене. Това обикновено се осигурява от самата изпомпвана течност, която има тенденция да пропуска леко през салниковия материал. Това може да бъде мръсно и в случай на корозивни, запалими или токсични течности често е неприемливо. В тези случаи може да се използва безопасна външна смазка. Салникът е неподходящ за уплътняване на помпи, използвани за течности, съдържащи абразивни частици. Твърдите вещества могат да се вплетат в салниковия материал и това може да повреди вала на помпата или стената на салниковата кутия.
Уплътнения за устни
Уплътненията с устни, известни още като радиални уплътнения на вала, са просто кръгли еластомерни елементи, които се държат на място спрямо задвижващия вал от твърд външен корпус (Фигура 2). Уплътнението възниква от триещия контакт между „устната“ и вала и това често е подсилено от пружина. Уплътненията с устни са често срещани в цялата хидравлична индустрия и могат да бъдат намерени на помпи, хидравлични двигатели и задвижващи механизми. Те често осигуряват вторично, резервно уплътнение за други уплътнителни системи, като например механични уплътнения. Уплътненията с устни обикновено са ограничени до ниско налягане и също така са лоши за тънки, несмазващи течности. Многобройни системи с устни са били прилагани успешно срещу различни вискозни, неабразивни течности. Уплътненията с устни не са подходящи за употреба с абразивни течности или течности, съдържащи твърди вещества, тъй като са податливи на износване и всяко леко повреждане може да доведе до повреда.
Механични уплътнения
Механичните уплътнения се състоят основно от един или повече чифтове оптически плоски, силно полирани повърхности, едната неподвижна в корпуса, а другата въртяща се, свързани с задвижващия вал (Фигура 3). Повърхностите изискват смазване, или от самата изпомпвана течност, или от бариерна течност. Всъщност, уплътнителните повърхности са в контакт само когато помпата е в покой. По време на употреба, смазочната течност осигурява тънък, хидродинамичен филм между противоположните уплътнителни повърхности, намалявайки износването и подпомагайки разсейването на топлината.
Механичните уплътнения могат да работят с широк диапазон от течности, вискозитети, налягания и температури. Механичното уплътнение обаче не бива да се оставя да работи на сухо. Ключово предимство на системите с механични уплътнения е, че задвижващият вал и корпусът не са част от уплътнителния механизъм (както е при уплътнителните и маншетните уплътнения) и следователно не са подложени на износване.
Двойни уплътнения
Двойните уплътнения използват две механични уплътнения, разположени гръб до гръб (Фигура 4). Пространството вътре в двата комплекта уплътнителни повърхности може да бъде хидравлично нагнетено с бариерна течност, така че филмът върху уплътнителните повърхности, необходим за смазване, ще бъде бариерната течност, а не изпомпваната среда. Бариерната течност също трябва да е съвместима с изпомпваната среда. Двойните уплътнения са по-сложни за работа поради необходимостта от налягане и обикновено се използват само когато е необходимо да се защити персоналът, външните компоненти и околната среда от опасни, токсични или запалими течности.
Тандемни уплътнения
Тандемните уплътнения са подобни на двойните уплътнения, но двата комплекта механични уплътнения са обърнати в една и съща посока, а не гръб едно до друго. Само уплътнението от страната на продукта се върти в изпомпваната течност, но просмукването през повърхностите на уплътнението в крайна сметка замърсява бариерната смазка. Това има последствия за уплътнението от страната на атмосферата и околната среда.
Патронови уплътнения
Патронното уплътнение е предварително сглобен пакет от компоненти на механичното уплътнение. Патронната конструкция елиминира проблеми при монтажа, като например необходимостта от измерване и настройване на компресията на пружината. Повърхностите на уплътнението също са защитени от повреди по време на монтажа. По конструкция, патроновото уплътнение може да бъде единично, двойно или тандемно, поместено в салниково уплътнение и вградено върху втулка.
Газобариерни уплътнения.
Това са двойни седла тип патрон, чиито повърхности са проектирани да бъдат под налягане с помощта на инертен газ като бариера, замествайки традиционната смазочна течност. Уплътнителните повърхности могат да бъдат разделени или да се поддържат в хлабав контакт по време на работа чрез регулиране на налягането на газа. Малко количество газ може да изтече в продукта и атмосферата.
Обобщение
Уплътненията на вала предотвратяват изтичането на течност от въртящия се или възвратно-постъпателния вал на помпата. Често се предлагат няколко варианта за уплътняване: уплътнения, маншетни уплътнения и различни видове механични уплътнения – единични, двойни и тандемни, включително картриджни уплътнения.
Време на публикуване: 18 май 2023 г.