Различные методы уплотнения вала для жидкостно-кольцевых вакуумных насосов

Уплотнение вала является одним из основных компонентов жидкостно-кольцевого вакуумного насоса. Оно обеспечивает эффективное уплотнение между вращающимся с высокой скоростью валом насоса и неподвижным корпусом насоса. Его основные задачи — предотвращение утечки рабочей жидкости (обычно воды) из насоса в окружающую среду и подсоса наружного воздуха в насос (что критически важно для поддержания уровня вакуума). Выбор уплотнения вала напрямую влияет на эксплуатационную надежность насоса, затраты на техническое обслуживание и его пригодность для конкретных технологических процессов.

Ниже приведены основные типы уплотнений вала, используемых в жидкостно-кольцевых вакуумных насосах, и их подробные характеристики:

1. Уплотнение сальника (набивка)

Это традиционный и механически простой метод герметизации.

Принцип работы: Мягкий уплотнительный материал, похожий на жгут или кольцо (например, графит, ПТФЭ или арамидное волокно), набивается в область выхода вала насоса из корпуса. Регулируемый сальниковый нажимной элемент создает радиальное давление снаружи, заставляя набивку плотно обхватывать поверхность вала или втулки, создавая уплотнение за счет контактного трения.

Основные характеристики:

Допускает контролируемые незначительные утечки: Уплотнения сальников не рассчитаны на нулевую утечку. Небольшое количество рабочей жидкости (обычно несколько капель в минуту) должно вытекать для смазки и охлаждения трущегося участка между сальником и валом. Это одновременно и преимущество, и недостаток.

Требуется постоянное техническое обслуживание: сальник со временем изнашивается, увеличивая утечку. Операторы должны периодически и квалифицированно подтягивать крышку сальника. При значительном износе весь сальник необходимо заменить во время остановки.

Причины износа втулки: Прямое твердое трение между набивкой и втулкой вала приводит к износу, что требует периодической замены втулки.

Применимые сценарии:

Применения, где рабочие условия не являются критичными и допускается незначительная видимая утечка жидкости.

Перекачка нетоксичных, неопасных и негорючих газов.

Пользователи с ограниченным первоначальным инвестиционным бюджетом и возможностью регулярного обслуживания.

2. Механическое уплотнение

В настоящее время это наиболее распространенный и высокопроизводительный метод уплотнения для жидкостно-кольцевых насосов, представляющий собой скачок от "контактного к "hторцевому уплотнению.

Принцип работы: Основу торцевого уплотнения составляют одна или несколько пар прецизионных притертых колец (называемых вращающимися кольцами дддххх и неподвижными кольцами дддххх). Вращающееся кольцо вращается вместе с валом насоса, а неподвижное кольцо закреплено на корпусе насоса. Под действием давления жидкости и силы упругости пружины кольца плотно прилегают друг к другу с минимальным зазором, обеспечивая герметичность при вращении относительно друг друга. Тончайшая пленка жидкости между кольцами обеспечивает смазку, охлаждение и герметизацию.

Основные характеристики:

Превосходные показатели герметизации: практически полное отсутствие видимых утечек (в масштабах микроутечек), что соответствует современным промышленным требованиям по охране окружающей среды и безопасности.

Длительный срок службы: износ происходит равномерно и медленно, поскольку плоские поверхности. При нормальных условиях эксплуатации срок службы может достигать тысяч и даже десятков тысяч часов, что значительно превышает срок службы сальниковых уплотнений.

Низкое энергопотребление: сопротивление трению значительно ниже, чем у сальниковых уплотнений, что обеспечивает более энергоэффективную работу.

Отсутствие износа вала/втулки: износ ограничивается самими поверхностями уплотнения, защищая вал или втулку насоса.

Повышенные требования к условиям эксплуатации: Жидкостная плёнка между поверхностями имеет решающее значение. Поэтому торцевые уплотнения очень чувствительны к твёрдым частицам в рабочей среде, которые могут поцарапать полированные уплотнительные поверхности и привести к быстрому выходу их из строя. Им часто требуется чистая система промывки.

Типы и расширенные параметры:

Основное преимущество: обеспечивает двойную безопасность и абсолютную герметичность. При повреждении внутреннего уплотнения затворная жидкость попадает в насос, а не технологический газ в атмосферу. И наоборот, при повреждении внешнего уплотнения воздух попадает в затворную жидкость, а не технологический газ выходит наружу.

Применимые сценарии: Чрезвычайно сложные условия, связанные с токсичными, опасными, воспламеняющимися, взрывоопасными, высококоррозионными, дорогостоящими или чувствительными к кислороду средами.