По принципу действия подающего элемента насосы подразделяются на объемные, динамические и специальные.

В объемных насосах определенный объем перекачиваемой жидкости перемещается от входного патрубка к напорному, при этомжидкости сообщается дополнительная энергия, главным образом в виде энергии давления. Насосы объемного типа подразделяются на две подгруппы – возвратно – поступательного действия и роторные.

В возвратно – поступательных насосах жидкость перемещается под действием поршня или диафрагмы. С помощью клапанов цилиндр соединяется попеременно то с подводящим, то с напорным трубопроводом.

Поршневые насосы можно классифицировать по следующим признакам:

по способу действия поршня – на одностороннего и двухстороннего действия; по положению поршня и цилиндра – на горизонтальные и вертикальные; по форме поршня – на дисковые и плунжерные; по типу привода – с электрическим приводом и паровым.

В роторных насосах один или несколько вращающихся роторов образуют в корпусе насоса полости, которые захватывают перекачиваемую жидкость и перемещают ее от входного патрубка насоса к напорному. Роторные насосы обеспечивают более равномерную подачу, чем возвратно –

Поступательные, в них отсутствует отсекающая клапанная система.

Наибольшее распространение получили следующие конструктивные схемы роторных насосов: шестеренные, винтовые, пластинчатые.

В динамических насосах приращение энергии происходит в результате взаимодействия потока жидкости с вращающимся рабочим органом. Эти насосы подразделяют на две основные подгруппы: лопастные и вихревые.

В лопастных насосах жидкость получает приращение энергии в результате взаимодействия лопастей рабочего колеса с неподвижными элементами насоса.

По направлению потока в рабочем колесе лопастные насосы подразделяются на центробежные (радиальные и диагональные) и осевые.

В вихревых насосах приращение энергии перекачиваемой жидкости происходит в результате турбулентного обмена энергией основного потока на входе насоса и вторичного потока в рабочем колесе.

К специальным насосам относятся струйные (эжекторы), пневматические, электромагнитные.

Струйные насосы представляют собой трубу Вентури, в центр которой подводится струя рабочей среды (вода, газ, пар). Рабочая струя вначале захватывает частички окружающего воздуха, а затем перекачиваемую жидкость из подводящего трубопровода.

В пневматических насосах (газлифтах) образуется водовоздушная смесь малой плотности при поступлении воздуха под давлением в заглубленную под уровень жидкости трубу. Окружающая жидкость большей плотности проникает во всасывающую трубу; так происходит процесс подъема жидкости.

Электромагнитные насосы предназначены главным образом для перекачивания жидкого металла в магнитном поле.

 

По свойствам перекачиваемой жидкости (от которых зависит конструктивное исполнение и применяемые материалы) насосы могут быть разбиты на следующие группы: для чистых и слегка загрязненных нейтральных жидкостей; для загрязненных жидкостей и взвесей; для агрессивных и радиоактивных жидкостей; для жидких металлов; для эрозирующих жидкостей и твердых веществ.

В зависимости от температуры перекачиваемой жидкости насосы подразделяются на холодные (Т<373K) и горячие (Т>373K).

По назначению насосы делятся на питательные, циркуляционные, конденсатные, сетевые и др. Классификацию по назначению следует применять лишь в том случае, когда недостаточно первых двух признаков (по принципу действия и по свойствам перекачиваемой среды) для четкой характеристики типа насоса.

По конструктивным признакам насосы различаются следующим образом (ГОСТ 17398-78).

Динамические и объемные насосы делятся:

По направлению оси расположения, вращения или движения рабочих органов – на горизонтальные и вертикальные.

По расположению рабочих органов и конструкции опор – на консольные, моноблочные, с высокими опорами и с внутренними опорами.

По расположению входа в насос – с боковым, осевым и двухсторонним входом.

По числу ступеней и потоков – на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые; однопоточные, двухпоточные и многопоточные.

По конструкции и виду разъема корпуса – на секционные, с торцовым или осевым разъемом, на двухкорпусной, с защитным корпусом или футерованный.

По расположению насоса – на погружной, скважинный и насос с трансмиссионным валом.

В зависимости от требований эксплуатации – на обратимый, реверсивный, регулируемый, дозировочный, ручной.

По условиям всасывания – на самовсасывающие, с предвключенной ступенью, с предвключенным колесом.

По взаимодействию насоса с окружающей средой – на герметичные, взрывозащищенные, малошумные, маломагнитные, ударостойкие.

По необходимости поддержания температуры подаваемой среды – на обогреваемые и охлаждаемые.

По месту установки насоса – на стационарные, передвижные, встроенные.

Объемные насосы различают также по расположению рабочих органов: односторонние, оппозитные, V – образные, звездообразные и по числу плоскостей, в которых расположены оси рабочих органов: однорядные и многорядные.

Возвратно – поступательные насосы различаются по числу поршней или плунжеров, а также по числу циклов нагнетания (всасывания) за один двойной ход (одностороннего и двухстороннего действия).

Роторные насосы различаются по числу циклов вытеснения за один оборот ротора (однократного, двухкратного и многократного действия).

 

 

II. Центробежные насосы

 

2.1. Классификация, принцип действия и устройство[2]

 

Конструкции центробежных насосов, применяемых в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, чрезвычайно разнообразны. Насосы классифицируются по числу колес, по создаваемому напору, по способу подвода и отвода жидкости, по расположению вала и разъему корпуса, по роду перекачиваемой жидкости.

Для создания низких напоров применяют одноступенчатые (с одним рабочим колесом) насосы. Более высокие давления создают многоступенчатые центробежные насосы, в которых жидкость проходит последовательно через несколько рабочих колес.

Насосы бывают с односторонним и двусторонним вводом жидкости на рабочее колесо. Рабочие колеса с двусторонним вводом жидкости обычно используют в насосах большой производительности с одним рабочим колесом.

В центробежных насосах всасывание и нагнетание происходит равномерно и непрерывно под действием центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса с лопатками, заключенными в спиралеобразном корпусе.

Центробежный насос состоит из одного или нескольких рабочих колес, насаженных на вал и вращающихся в замкнутом корпусе, выполненном в виде спиральной камеры. Жидкость из всасывающего трубопровода поступает вдоль оси рабочего колеса и, попадая на лопатки, приобретает вращательное движение.

При этом на входе в колесо создается пониженное давление p_о и, вследствие разности давлений p_а – p_о, жидкость из приемного резервуара непрерывно поступает в насос. Вал вращается в подшипниках и соединяется с приводом при помощи муфты. Чтобы предотвратить вытекание жидкости и подсос воздуха, насос снабжают сальниками.

Без заполнения корпуса жидкостью колесо насоса при вращении не может создать достаточной разности давлений, необходимой для подъема жидкости по всасывающей трубе. Поэтому перед пуском насос должен быть залит жидкостью (если она не поступает в насос под напором).

Под действием центробежной силы жидкость движется между изогнутыми лопатками рабочего колеса от центра к периферии и выбрасывается в спиральную камеру с большой скоростью. В камере, сечение которой непрерывно увеличивается, происходит преобразование скорости (кинетической энергии) жидкости в энергию давления. Из корпуса жидкость под давлением непрерывно отводится в нагнетательный трубопровод.

Многоступенчатые насосы, применяемые для подачи жидкости под давлением выше 39,2^. 10⁴ Па (4кгс/см²), бывают двух типов: турбинные (секционные) и спиральные.

В насосах турбинного типа жидкость, переходя из одного колеса в другое, проходит направляющий аппарат и переточный канал, а затем, после последней ступени, поступает в спиральную камеру и нагнетательный трубопровод. В насосах же спирального типа жидкость поступает из каждого колеса в спиральную камеру, а затем по расширяющемуся патрубку (диффузору), который дополнительно преобразует кинетическую энергию в потенциальную, в колесо следующей ступени и т.д.

Насосы представляют собой агрегаты, состоящие из центробежного насоса и электродвигателя, соединенных зубчатой муфтой и установленных на общей фундаментной плите.

Корпус насоса выполняется совместно с опорными лапами, входным и напорным патрубками.

Крышка насоса присоединяется к корпусу насоса с помощью шпилек и гаек. Стык корпуса и крышки уплотняется спиральнонавитой прокладкой. Крышка корпуса в месте выхода вала имеет сальниковую камеру, в которую могут устанавливаться:

1. сальниковая набивка и фонарь сальника при поставке насоса

с уплотнением вала типа СГ;

2. сальниковая набивка – при поставке насоса с уплотнением типа СО;

3. холодильник торцового уплотнения при поставке насоса

с т/уплотнениями типа ОТ, ДТ, ОНТ, ДНТ, БО, ДН…М, УТТХ и т.д.

Рубашка охлаждения камеры сальников выполняется открытой. В собранном насосе эта рубашка закрывается фланцем корпуса подшипников и уплотняется двумя резиновыми кольцами.

В корпусе насоса, крышке насоса и корпусе подшипников имеется система отверстий: подвода и отвода уплотнительной и охлаждающей жидкости, подключения линии импульса, слива перекачиваемой жидкости из насоса и т.д.

Диафрагма двухступенчатого насоса крепится к торцу крышки насоса шпильками и гайками.

На валу насоса устанавливаются рабочие колеса с уплотнениями, детали сальникового или торцового уплотнения (для насоса НКВ – винт).

Вал насоса вращается в двух шарикоподшипниковых опорах, Опора расположенная у зубчатой муфты, состоит из двух радиально- упорных подшипников по типу сдвоенных, обращенных друг к другу широкими бортами наружных колец. Внутренние кольца радиально- упорных шарикоподшипников от осевого перемещения закрепляются с помощью шайбы и гайки, которые одновременно крепят полумуфту зубчатой муфты и распорную втулку. Между подшипниками устанавливаются комплектовочные шайбы, создающие предварительный натяг в подшипниках. Вторая опора состоит из двух радиальных подшипников.

 

Основные параметры насосов

К основным параметрам, характеризующим работу насоса, относятся: производительность, напор, мощность, коэффициент полезного действия, высота всасывания, минимальный подпор, скорость вращения (число оборотов) ротора в единицу времени.

Производительность насоса Q определяется объемом жидкости, подаваемой в единицу времени (м³/час.) Приближенно производительность центробежного насоса (м³/час.) можно определить по формуле:

 

Q = pD²

 

где D – диаметр нагнетательного штуцера, дм; p – поправочный коэффициент (для насосов с диаметром нагнетательного штуцера до 100 мм p= 13-18; для насосов с диаметром штуцера

100 мм и более p= 20-25).

 

Напор Н характеризует собой избыточную энергию, сообщаемую 1 кг жидкости в насосе, выражается в метрах (м) столба перекачиваемой жидкости.

 

Полезная мощность N_п, передаваемая жидкости, равна энергии, сообщаемой 1 кг жидкости (gH), умноженной на массовый расход жидкости Qr (где Q – объемная производительность насоса, м³/с, r -- плотность жидкости, кг/м³; g – ускорение силы тяжести, м/с²). Таким образом, полезная мощность (в Вт):

 

 

N_п = QrgН

Полный к.п.д. является важной характеристикой насоса, определяющей экономичность его работы. Полный к.п.д. представляет собой произведение объемного к.п.д. h_0, учитывающего утечки жидкости через зазоры и сальники насоса, гидравлического к.п.д. h_г, учитывающего уменьшение напора вследствие гидравлических сопротивлений, и механического к.п.д. h_мех, учитывающего потери на трение в насосе:

 

h = h₀h_гh_мех

 

Высота всасывания, при которой насос работает нормально, определяется максимальной разностью отметок уровня жидкости в приемнике и горизонтальной оси полости всасывания.

Теоретически насос способен поднять жидкость плотностью 1000 кг/м³ на высоту 10,3 м, соответствующую давлению одной атмосферы на свободную поверхность жидкости. В действительности же высота всасывания не может достигнуть такой величины, так как при движении жидкости по всасывающему трубопроводу часть напора затрачивается на преодоление различных сопротивлений (трение, потери при изменении скорости и направления и т.д.).

Если насос работает при разрежении, во всасывающий трубопровод почти всегда подсасывается воздух через самые незначительные неплотности в местах соединения труб и сальники арматуры. Кроме того, из жидкости начинают интенсивно выделяться пары и растворенные газы. При этом под действием противодавления паров и газов высота всасывания снижается и может достигнуть нуля.

Обычно высота всасывания при перекачивании холодных жидкостей не превышает 6 – 7 м. При повышении температуры и вязкости перекачиваемой жидкости допустимая высота всасывания значительно уменьшается и может быть отрицательной величиной, в этом случае насос должен работать с подпором жидкости на стороне всасывания.

Если высота всасывания больше допустимой величины, насос будет работать с перебоями (происходит обрыв). В этом случае возможны явления кавитации. Кавитация возникает при высоких скоростях вращения рабочих колес центробежных насосов и при перекачивании горячих жидкостей в условиях, когда происходит интенсивное парообразование в жидкости, находящейся в насосе. Пузырьки пара попадают вместе с жидкостью в область более высоких давлений, где мгновенно конденсируется. Жидкость стремительно заполняет полости, в которых находился сконденсировавшийся пар, что сопровождается гидравлическими ударами, шумом и вибрацией насоса. Кавитация приводит к быстрому разрушению насоса. При кавитации производительность и напор насоса резко снижаются. Чтобы избежать кавитации, повышают давление жидкости на входе в насос, уменьшают высоту всасывания.

Минимальный подпор (допустимый кавитационный запас) жидкости во всасывающем трубопроводе характеризуется отрицательным значением высоты всасывания, минимальным по абсолютной величине.

Обычно в паспорте насоса и в каталогах указывают допустимую вакуумметрическую высоту всасывания при определенных температуре, давлении, производительности и скорости вращения ротора.

 

 

2.3. Параллельная и последовательная работа центробежных насосов [7]

В производственных условиях часто работают одновременно несколько одинаковых или разных насосов, соединенных параллельно или последовательно.

 

 

 

Н-1 Н-2 Н-3

 

 

При параллельном включении насосы всасывают жидкость из общего резервуара (трубопровода), нагнетая ее в общий напорный трубопровод. Совместную параллельную работу центробежных насосов используют для увеличения подачи в общий нагнетательный трубопровод. Необходимость в параллельной работе нескольких одинаковых или разных насосов возникает в тех случаях, когда невозможно обеспечить требуемый расход перекачиваемого продукта подачей одного насоса. Центробежные насосы могут работать параллельно при условии равенства развиваемого напора. Если один из насосов имеет напор меньше, чем другие, то при повышении напора в системе его КПД будет падать. При достижении максимального напора подача насоса будет равна 0. Дальнейшее увеличение напора в системе приведет к закрытию обратного клапана и выключению насоса из работы.

 

 

Н-1 Н-2

 

 

 

При последовательном соединении перекачиваемая жидкость проходит последовательно через каждый насос, т.е. всасывающая линия второго насоса соединена с нагнетательной линией первого, а всасывающая линия третьего с нагнетательной второго и т.д. Последовательную работу насосов используют для увеличения напора перекачиваемой жидкости, если напор не может создать один насос. Применяют такую схему включения насосов в тех случаях, когда перекачиваемый продукт подается по трубам на очень большие расстояния или на большую высоту.

 

2.4. Регулирование подачи центробежных насосов [4]

 

Изменение подачи и напора, создаваемого насосом при его работе на трубопровод, называется регулированием.

Существует несколько способов регулирования подачи центробежных насосов: изменением частоты вращения рабочих колес насоса, дросселированием потока жидкости, обточкой рабочего колеса насоса и т.п.

Регулирование подачи изменением частоты вращения рабочего колеса насоса – наиболее экономичный, обеспечивающий работу насоса при достаточно высоком к.п.д. способ. Для организации этого способа, в качестве привода насоса используют поровую турбину или электродвигатель с частотной регулировкой числа оборотов.

Регулирование подачи насоса перепуском осуществляется посредством открытия задвижки, установленной на обводном трубопроводе, соединяющем напорный трубопровод со всасывающем. При открытии задвижки на обводом трубопроводе общая подача центробежного насоса увеличивается, а напор в соответствии с характеристикой Q – H снижается. Регулирование подачи насоса перепуском части жидкости на вход используется редко, поскольку этот способ неэкономичен.

Меньший расход может быть получен при дросселировании заслонкой на напорном трубопроводе, что одновременно приводит к увеличению напора. При таком способе регулирования, который является чистым регулированием с помощью потерь, точка максимального к.п.д. смещается.

На практике широко применяется способ регулирования подачи центробежного насоса с помощью установки сменных колес другого диаметра или обточки рабочего колеса. Экспериментально установлено, что если обточка колеса невелика, к.п.д. насоса практически не изменяется. При больших обточках рабочего колеса к.п.д. насоса уменьшается, что ограничивает обточку.

Недостатком данного способа является невозможность регулирования в процессе работы насоса. При необходимости регулирования этим способом следует иметь несколько комплектов рабочих колес различного наружного диаметра для различных подач.

2.5. Кавитация. [9]

Кавитация в насосах может произойти в том случае, если давление жидкости на всасывании приблизится к упругости ее насыщенных паров. Это обстоятельство может привести к тому, что на входных кромках рабочих колес давление жидкости будет ниже давления паров перекачиваемой жидкости при данной температуре; в этом случае в полости рабочего колеса жидкость перейдет в пар и произойдет разрыв струи. Возникающее при этом явление называется кавитацией. При кавитации снижается к.п.д. насоса, напор и мощность, появляются шум, вибрация, эрозия и происходит разрушение поверхности рабочих колес. Работа насоса в условиях кавитации не допускается.

К числу мероприятий, уменьшающих явление кавитации, относятся следующие:

n уменьшение сопротивления на линии всасывания и тщательное уплотнение всасывающего трубопровода;

n поддержание скорости жидкости на линии всасывания, равной 1–2 м/с;

n исключение образования воздушных мешков на всасывающем трубопроводе;

n изменение конструкции первого рабочего колеса с целью уменьшения коэффициента быстроходности (n_s);

n число лопаток у первого рабочего колеса не должно превышать 6-8;

n устранение резких изменений направления потока у входа в колесо и во всасывающем патрубке;

n наличие гладких закруглений у входных кромок лопастей;

n применение входного направляющего аппарата;

n использование специальных устройств, которые увеличивают давление на входе в рабочее колесо, например предвключенный винт, устанавливаемый впереди колеса и вращающийся той же скоростью.

Помимо перечисленных мероприятий, для предотвращения кавитации увеличивают давление жидкости на входе в насос, что достигается уменьшением высоты всасывания или работой насоса с подпором.

 

2.6. Уплотнения насосов[15]

2.6.1. Основные понятия и определения

Уплотнение – это приспособление для предотвращения или уменьшения протечки жидкости или газа через зазоры между деталями. Наличие в механизмах уплотнений вызвано тем, что в местах соединения деталей даже после самой тщательной их механической обработки остаются неровности, образующие зазоры. Каждое уплотнение характеризуется наличием пары сопряжённых элементов с относительным перемещением. Основные требования к уплотнениям – герметичность, долговечность и способность работать при определённых давлениях, температуре и скоростях сопрягаемых деталей.

Уплотнения различают для неподвижного и подвижного контактов деталей. К первому виду уплотнений относятся различные прокладки из кожи, поронита, фторопласта, металла между неподвижными деталями оборудования, например между крышкой и корпусом насоса. Наиболее распространены плоские и профильные прокладки с пластической и упругой деформациями. Максимально допустимое рабочее давление для них обуславливается механическими свойствами материала, размерами и конфигурацией уплотнения, а также способом его монтажа. Правильная конструкция и обработка уплотнительных поверхностей насоса обеспечивают безупречную работу этого вида уплотнений и необходимую герметизацию.

К уплотнениям подвижного контакта относятся контактные, бесконтактные и комбинированные.

Контактные уплотнения имеют непосредственное соприкосновение (контакт) сопряжённых деталей и обеспечивают практически абсолютную герметизацию. Они применяются главным образом в качестве концевых уплотнений валов, предотвращая выход перекачиваемого продукта через вал насоса.

По направлению усилия, сжимающего контактную пару сопряжённых элементов, контактные уплотнения разделяют на радиальные (усилия направлено перпендикулярно к оси вала) и аксиальные (усилие направлено вдоль оси вала).

В соответствии с режимом трения контактной пары уплотнения делятся на обычные и гидравлические. В обычных контактных уплотнениях режим трения зависит от вида и способа смазки и может быть сухим или граничным.

Режим сухого трения характеризуется полным отсутствием жидкости между контактирующими поверхностями и приводит к наибольшим затратам энергии на трение. Этот режим характерен при пуске насосов, не заполненных жидкостью, а также для пар трения торцовых уплотнений, длительное время находящихся в нагруженном состоянии.

В режиме граничного трения между контактирующими поверхностями находится плёнка жидкости без избыточного давления. При этом режиме трения обеспечивается наибольшая эффективность уплотнения, то есть наилучшая герметичность между трущимися парами. Даже незначительное увеличение удельного давления или скорости скольжения контактирующих пар трения может привести к замене режима граничного трения на режим сухого трения, что характеризуется увеличением тепловыделения в зоне контакта из-за разрыва сплошности смазочной плёнки.

Гидравлические контактные уплотнения делятся на гидродинамические (полужидкостной режим трения) и гидростатический (жидкостной режим трения) В первом случае плёнка масла образуется за счет сил относительного вращения сопрягающих элементов, во втором – за счёт подачи смазки в зазор с помощью специальных устройств.

Основной недостаток контактных уплотнений – износ их контактных поверхностей в результате трения вращающегося и неподвижного элементов. Трение и износ контактной пары ограничивают долговечность уплотнительных устройств этого типа и служат причиной энергетических потерь, затрачиваемых на преодоление сопротивления вращению.

К контактным уплотнениям относятся сальники, манжеты и торцовые уплотнения, которые отличаются друг от друга конструкцией уплотнительного элемента.

У бесконтактных уплотнений нет непосредственного контакта с взаимно перемещающимися деталями, а именно постоянный гарантированный зазор между ними, поэтому они негерметичны. Их устройство по сравнению с контактными проще, они надёжнее в работе и применяются в основном для уменьшения протечек жидкости во внутренних полостях насоса, находящихся под разным давлением.

По направлению нормали к потоку бесконтактные уплотнения делятся на радиальные и аксиальные. Если эффективность бесконтактного уплотнения зависит только от геометрической формы сопряжённых элементов, такое уплотнение называется статическим, а если зависит от геометрической формы и относительной частоты вращения элементов – динамическим.

Достоинство бесконтактных уплотнений – отсутствие трения и износа в сопряжении, что определяет незначительные энергетические затраты и практически неограниченный ресурс работы. К основному недостатку этого вида уплотнений следует отнести отсутствие полной герметизации. К бесконтактным уплотнениям центробежных насосов относятся щелевые, лабиринтные и динамические.

Комбинированное уплотнение является сочетанием контактного и бесконтактного уплотнений. Это наиболее совершенное уплотнение, позволяющее полнее использовать преимущества обоих типов. Оно применяется в качестве концевого уплотнения, обеспечивая практически полную герметизацию между подвижными элементами.

Комбинированные уплотнения обладают хорошей герметизацией за счёт контактной части уплотнения и повышенной долговечностью. Примером комбинированного уплотнения может быть стояночное уплотнение – комбинация торцевого уплотнения с динамическим или лабиринтным.

 

Контактные уплотнения

Сальниковые уплотнения

 

Сальниковое уплотнение (сальник) – это уплотнение перемещающегося вала в местах выхода его из неподвижного корпуса, выполненное из мягкой эластичной набивки. Применение сальников в качестве уплотнительного элемента – один из старейших способов герметизации подвижного соединения.

Для уплотнения валов центробежных насосов применяются сальниковые уплотнения:

охлаждаемое типа СО, (Рис1)

охлаждаемое с гидрозатвором типа СГ (Рис2)

Сальниковые уплотнения применяются при температуре уплотняемой среды (перекачиваемой жидкости) от минус 80⁰С до плюс 400⁰С при давлении до 10 кгс/см².

На работу сальниковых уплотнений отрицательно влияют:

1. неравномерный износ защитной гильзы по диаметру и длине, задиры и риски на её поверхности, биение вала и защитной гильзы, превышающее допустимое;

2. неудовлетворительная по качеству и количеству смазка сальникового уплотнения;

3. неправильный подбор материала сальниковых колец;

4. вибрация насоса, превышающая допустимую величину.

 

Сила, необходимая для затяжки сальника, определяется по формуле:

p

F = K ^{. --------.} P (D² -- d²);

где, F --- сила, необходимая для затяжки сальника, кгс;

P --- внутреннее давление в насосе у сальника, кгс/см²;

D --- наружный диаметр набивки, см;

d --- диаметр защитной гильзы, см;

K --- коэффициент затяжки, равный 1,-2,0.

 

В горячих насосах, а также при перекачке жидкостей с низкими смазывающими свойствами, загрязненных или коррозионных, необходимо для смазки набивки и создания гидравлического затвора подавать уплотнительную жидкость, давление которой должно быть на 0,5-1,5 кгс/см² больше давления перекачиваемой жидкости перед уплотнением.

Для поддержания постоянного перепада давлений между давлением

уплотнительной жидкости и давлением перекачиваемого продукта устанавливают вспомогательные насосы и автоматические регуляторы давления. Для предупреждения перегрева сальников предусмотрено их охлаждение.

 

 

 

Рис.1 Сальниковое уплотнение типа СО

 

Рис. 2 Сальниковое уплотнение типа СГ

 

Хлопчатобумажную сухую набивку употребляют для уплотнения сальников и арматуры в водяных насосах. Пеньковую просаленную набивку и шнуры применяют для арматуры и водяных насосов при давлении до 147^. 10⁵ Па (150 кгс/см²) и нормальной температуре.

Для насосов, перекачивающих нефтепродукты с температурой до 80⁰C, используют асбестовые набивки, пропитанные смесью масла с графитом.

При температуре перекачиваемой среды до 200⁰С применяется асбесто-свинцовая набивка. При температуре выше 200⁰С применяется асбесто-алюминевая набивка.

Для изготовления асбесто-свинцовой и асбесто-алюминиевой набивки используется пропитанный асбестовый шнур по ГОСТ 5152-77.

В последнее время на некоторых предприятиях начали применять сальниковую набивку из тефлона, которая обладает хорошими эксплуатационными свойствами.

Пропитанный шнур нарезают отрезками нужного размера и обвертывают листовой фольгой в 5-6 слоев. Каждый слой перед обвертыванием посыпают сухим серебристым графитом. Обвертывание шнура повторяют 5-6 раз, т. Е. общее количество слоев фольги на шнуре должно достигать 25-30. Обвернутый фольгой шнур закладывается в пресс-форму и спрессовывается под прессом.

Фольга должна быть толщиной 0,01-0,015 мм. Химсостав алюминиевой фольги: алюминий 98=98,5%, олово + сурьма не более 0,7%, для свинцовой фольги – технический свинец обычного качества.

Длина косого среза замка должна быть 25-30мм. Готовые кольца сальниковой набивки должны иметь квадратное или прямоугольное сечение с наружным диаметром, равным диаметру камеры сальника и внутренним диаметром, равным наружному диаметру защитной гильзы вала.

Набивка сальников производится после окончания всех работ по сборке и центровке насоса. В корпус сальника следует вводить по одному кольцу, предварительно смазав его маслом. При этом нужно хорошо заделывать замок каждого кольца сальника. Замки смежных колец сальников необходимо располагать под углом 120⁰ для предотвращения утечек. Каждое кольцо уплотняют в камере сальника с помощью набора оправок.

При набивке сальников, работающих с подачей затворной жидкости, фонарь устанавливают так, чтобы его передняя кромка захватывала не более 1/3—1/4 диаметра отверстия для подачи жидкости в сальник, что дает возможность подтягивать сальник при эксплуатации насоса.

Надломы, трещины, забоины и вмятины на фонарном кольце недопустимы. Зазоры между валом (защитной гильзой) и деталями уплотнения (грундбуксой, фонарным кольцом и нажимной втулкой) должны быть в пределах 0,4-0,6 мм. Предельные зазоры не должны превышать удвоенной величины номинальных зазоров.

В случае нагрева сальника при пуске насоса следует несколько раз включить и выключить насос, пока сальник не начнет пропускать уплотняющую или перекачиваемую жидкость.

При нормальной работе сальник не должен пропускать более 60 капель в минуту. Температура сальника не должна превышать 60⁰С.

 

 

2.7.2. Манжетные уплотнения.

 

Манжетные уплотнения (манжеты) – это уплотнительное кольцо сложного сечения укреплённое на валу. Кольцо выполнено из эластичного материала и имеет выступающие рабочие элементы (кромки). Манжеты являются одним из наиболее распространенных типов контактных уплотнительных устройств. Как правило, манжетное уплотнение работает по радиальной схеме уплотнения.

 

 

 

Рис. 3

 

 

Манжетное уплотнение (Рис.3) состоит из полки 5, фланца 8, ножки 4, и рабочей кромки 2, образуемой передней и задней кромками. Для придания необходимой упругости манжеты полка и фланец армируются металлическим каркасом 6 и устанавливаются в гнезде корпуса 7. Плотность контакта с валом 1 достигается при помощи спиральной пружины 3. Диаметр рабочей кромки в свободном состоянии выполняется несколько меньшим, чем диаметр вала, и в рабочем состоянии она скользит по поверхности вала.

Основное назначение манжетного уплотнения состоит в удержании смазочного материала в полости опоры и предохранения её от загрязнения. Для повышения эффективности манжетного уплотнения иногда устанавливают две манжеты последовательно.

В соответствии с ГОСТ манжеты изготавливают из резины четырёх групп. Для изготовления манжеты используются и пластмассы, например фторопласт, техническая кожа и некоторые другие материалы.

Основной недостаток манжетного уплотнения – малая долговечность, ограничение температурного режима работы и незначительный перепад давления, допускаемый манжетой. Повысить эффе