А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Конструкція - торцеве ущільнення
Конструкції торцевих ущільнень з нерухомим пружним елементом застосовують при швидкостях ковзання в парі тертя вище 25 м /с. Ці ущільнення використовують для високов'язких середовищ з метою зниження втрат від дискового тертя. Установка ущільнення з одного обертається деталлю (фіксованим на валу кільцем пари тертя) дозволяє уникнути впливу відцентрових сил на елементи ущільнення (при цьому перпендикулярність стику пари тертя до осі обертання забезпечується призначенням жорстких допусків тільки для однієї деталі), а також спростити вирішення проблеми балансування єдиною обертається деталі торцевого ущільнення.
Конструкції торцевих ущільнень з нерухомим пружним елементом найчастіше застосовують при роботі в рідинах, що містять велику кількість абразивних частинок. Саме в таких конструкціях найпростіше забезпечити захист деталей ущільнення від небажаного впливу середовища.
конструкції торцевих ущільнень вельми різноманітні. Незважаючи на зовнішнє конструктивне схожість багатьох торцевих ущільнень, кожне з них призначене для роботи в суворо визначених умовах, в залежності від властивостей рідини, перепаду тиску, температури, вмісту абразивних та інших домішок, окружної швидкості що труться, умов тепловідводу, прогину або вібрації вала та інших факторів.
Конструкції торцевих ущільнень різноманітні що застосовуються деталі стандартизовані. Зазвичай встановлюють одинарні ущільнення, що охолоджуються маслом. Основним вузлом торцевого ущільнення є пара з обертового і нерухомого кілець, що стискаються пружиною і створюють пару тертя. Працездатність ущільнення визначається матеріалом кілець і якістю збірки ущільнення.
Конструкції торцевих ущільнень вельми різноманітні. Незважаючи на зовнішнє конструктивне схожість багатьох торцевих ущільнень, кожне з них призначене для роботи в строго певних умов, в залежності від властивостей рідини, перепаду тиску, температури, вмісту абразивних та інших домішок, окружної швидкості що труться, умов тепловідводу, прогину або вібрації вала і інших чинників.
Конструкція подвійного торцевого ущільнення. Конструкції торцевих ущільнень різноманітні. Вибір їх визначається умовами експлуатації. На рис. 71 показана конструкція торцевого ущільнення з двома торцевими парами, в простір між якими подається рідина з тиском що перевищує тиск ущільнення. Така конструкція практично повністю виключає витік рідини. Ущільнення має обертові і нерухомі контактні кільця. Нажимное пристрій, що складається з пружини, обойми і натискного кільця, обертається разом з валом.
Приклади агрегатування. Конструкція торцевого ущільнення (рис. 403 в) незадовільна. При демонтажі ущільнюючий диск /під дією пружини сходить з направляючою і пазів, які фіксують його від обертання, і вузол розпадається. Незручний і монтаж ущільнення. Введення кільцевого стопора 2 (рис. 403 г) надає конструкції агрегатних.
Розвантажене подвійне торцеве ущільнення з обертової пружиною з внутрішньої навантаженням. Осерскім конструкція торцевого ущільнення принципово відрізняється від загальновідомих двосторонніх ущільнень оригінальним рішенням систем подачі ущільнювальної рідини і методом підтримання сталості її надлишкового тиску.
Дана конструкція торцевого ущільнення до піскові насоси. Наведено деякі результати експериментального дослідження різних матеріалів пари тертя на зносостійкість в абразивному середовищі.
Одна з уживаних конструкцій торцевого ущільнення показана на фіг.
Схема монтажу уніфікованого торцевого ущільнення на насосі НМ 10000 - 210. | Схема монтажу уніфікованого торцевого ущільнення на насос е НМ 3600 - 230. Згодом були розроблені конструкції торцевих ущільнень УТН-100 УТН-120 для насосів 16НД - 10х1 НМ і НМП. Практика створення для кожного типорозміру насоса власної конструкції торцевого ущільнення привела до появи великої кількості практично мало відрізняються конструкцій з різними розмірами деталей.
Для таких середовищ багато-типові конструкції торцевих ущільнень виявляються не-придатними. Помилкове застосування таких ущільнень приво-дит до їх передчасного руйнування та аварій.
торцеві ущільнення для нейтральних середовищ з тиском до 0 1 МПа. | Торцеве ущільнення типу 132 для нейтральних середовищ. ВНІІгідромашем розроблені дві конструкції торцевих ущільнень типів 132і211 для застосування в насосах загальнопромислового призначення.
Згодом були розроблені конструкції торцевих ущільнень УТН-100 УТН-120 для насосів 16НД - 10х1 НМ і НМП. Практика створення для кожного типорозміру насоса власної конструкції торцевого ущільнення привела до появи великої кількості практично мало відрізняються конструкцій з різними розмірами деталей.
На рис. 1318 приведена конструкція торцевого ущільнення.
Високою надійністю в роботі має конструкція торцевого ущільнення, в якій кріплення боросіліцірованного графіту здійснюється приваркой до титанової обоймі. Зварювання виконують в спеціальній камері в атмосфері аргону. Контактна міцність матеріалу, його висока теплопровідність і низький коефіцієнт тертя дозволяють застосовувати його для виготовлення пар тертя, що працюють при високих перепадах тиску-ня, швидкостях і температурах.
Високою надійністю в роботі має конструкція торцевого ущільнення, в якій кріплення боросіліцірованного графіту здійснюється приваркой до титанової обоймі. Зварювання виконують в спеціальній камері в атмосфері аргону. Контактна міцність матеріалу, його висока теплопровідність і низький коефіцієнт тертя дозволяють застосовувати його для виготовлення пар тертя, що працюють при високих перепадах тиску, швидкостях і температурах.
Коефіцієнт розвантаження впливає на конструкцію торцевого ущільнення.
Фіксацію від провертання застосовують в конструкціях торцевих ущільнень з метою виключення зайвих напружень в підтискної елементах з гуми або пластику і забезпечення механічного зчеплення між деталями ущільнення або між кільцем ущільнювача і базо - вої деталлю.
При роботі в умовах підвищених тисків до конструкції торцевих ущільнень пред'являють особливі вимоги. Встановлено що з ростом перепаду тиску силові і температурні навантаження погіршують працездатність пар тертя, у ущільнені поверхні которнх в результаті деформації можуть значно відхилятися від первісної площини контакту що призводять до зміни питомої контактного тиску пари, що треться. У цих випадках спостерігається розгерметизація торцевих ущільнень супроводжується нерівномірним і підвищеним зносом кілець пар тертя з утворенням в місці контакту поїв зняття напружень дкффузорной або конфузоркой щілини. При утворенні конфузорно зазору за рахунок силової або температурної деформації, пара тертя кек правило розкривається. При дифузорному зазорі пара тертя відчуває великі контактні тиску. Рідинна плівка в зазорі відсутня. Переважає режим сухого тертя і як наслідок цього сильний знос поверхонь тертя.
Ефективність монтажних робіт залежить від рівня агрегатування конструкції торцевого ущільнення.
Основна перевага в порівнянні з застосовуються нині конструкціями торцевих ущільнень полягає в тому, що повністю зібраний на машинобудівному заводі комплект ТДК дозволяє швидко встановити і розібрати торцеве ущільнення на валу насоса.
Нижче наведено деякі результати досліджень, проведених в США при розробці конструкції торцевих ущільнень для насосів, що перекачують зріджені гази.
Попереднє притиснення рухомого в осьовому напрямку кільця до нерухомого в деяких конструкціях торцевих ущільнень здійснюється силами магнітного взаємодії. У цій схемі (рис. 396 б) посаджене в корпусі кільце, виготовлене з магнітного сплаву, створює магнітні сили, які притягують рухоме кільце з феромагнітного матеріалу. Це забезпечує рівномірний притиснення рухомого кільця до нерухомого, а також високу герметичність ущільнення, обумовлену частково силами молекулярної взаємодії.
В цьому напрямку перспективними є: модернізація обойми ТВД турбоагрегатів ГТ-700-5 і ГТ-750-6; поліпшення конструкції торцевого ущільнення; установка фільтрів тонкого очищення масла; забезпечення працездатності фільтрів ВЗК; поліпшення захисту проти осьових зсувів роторів нагнітачів; забезпечення контролю працездатності системи охолодження турбіни і вібрації ротора нагнітача.
Для проведення експериментів був спроектований стенд (рис. 717), дозволяв в широкому діапазоні тисків (до 160 МПа), лінійних розмірів кілець (до 240 мм), частот обертання (до 3000 об /хв) і температур середовища досліджувати конструкції торцевих ущільнень. Випробовуваний вузол розміщується на вертикальному валу, який обертається в двох опорах. Нижня опора, що представляє собою блок Самоустановлювальні радіально-осьового підшипника ковзання, винесена з робочої камери стенду і змащується мінеральним мастилом за допомогою циркуляційної масляної системи. Верхня опора (радіальний підшипник ковзання) розміщена в робочій порожнині стенду і змащується водою.
Торцеві ущільнення застосовують для герметизації валів і маточин при відносних швидкостях ковзання поверхонь, що ущільнюються до 30 м /сек. Конструкції торцевих ущільнень вельми різноманітні і не нормалізовані.
Розроблено конструкції торцевих ущільнень, захищені авторськими свідоцтвами і патентами ряду провідних країн.
Важливими чинниками, визначальними конструктивні особливості ущільнення, є: діаметр і частота обертання валу, його биття і можливі зсуви, що допускаються габарити ущільнення, умови його збирання і розбирання при необхідності заміни. Вибір конструкції торцевого ущільнення в значній мірі визначається фізико-хімічними властивостями середовища, для якої призначене ущільнення: її агрегатного стану (газ, рідина), тиском, температурою, в'язкістю, змістом зважених твердих частинок і солей, хімічною агресивністю, воспламеняемостью (при нагріванні в контакті з атмосферою), ступенем небезпеки впливу на людей і навколишнє середовище.
Контактний тиск в цьому випадку створюється за рахунок зусилля пружин. При такій конструкції торцевого ущільнення зміна (коливання) тиску ущільнюваної середовища не викликає зміни питомої навантаження, чим забезпечується герметичність ущільнення і розділення контактуючих поверхонь граничної плівкою мастила, сила тертя в парі - мінімальна.
Торцеве ущільнення з нерухомим пружним елементом. При неприпустимо велике значення Ма, яке пояснюється недостатньою еластичністю пружного елемента, витік рідини через ущільнення буде спостерігатися і без обертання валу. Для першої перевірки правильності установки і конструкції торцевого ущільнення необхідна опресовування ущільнення в статичному положенні. Після цього торцеве ущільнення перевіряється на робочих режимах.
Коли виникла необхідність в перекачуванні батогів пропану значної ємності виявилася непридатність існуючої конструкції ущільнення. Були проведені спеціальні дослідження та розроблена конструкція спеціального торцевого ущільнення, яка дозволила насосів працювати на високому тиску (до 85 ати) протягом тривалого періоду. В даний час система торцевих ущільнень для насосів, що перекачують зріджені гази, є найбільш поширеною в США.
Згодом були розроблені конструкції торцевих ущільнень УТН-100 УТН-120 для насосів 16НД - 10х1 НМ і НМП. Практика створення для кожного типорозміру насоса власної конструкції торцевого ущільнення привела до появи великої кількості практично мало відрізняються конструкцій з різними розмірами деталей.
Хвиляста пружина. Пружні елементи з набором дрібних циліндричних пружин (див. Рис, 928) мають менший осьової розмір, ніж елементи з центральною пружиною, і не мають обмежень по діаметру вала. застосування набору дрібних пружин дозволяє збільшувати уніфікацію конструкцій торцевих ущільнень; одну і ту ж пружину можна використовувати для ущільнень різних діаметрів. Ущільнене зусилля можна регулювати, змінюючи число пружин і зберігаючи постійним осьової хід пружного елемента. Недоліком пружних елементів даного - типу є малий діаметр (1 мм) дроту пружин, що обмежує її застосування в корозійно-ак-тивних середовищах.
Опора вібратора. Застосування гумових кілець різного профілю в якості пружного елементу істотно спрощує конструкцію торцевого ущільнення і зменшує його габаритні розміри. В останньому випадку пружні властивості шайби стабілізують контакт в парі тертя.
Камери ущільнення за міжнародним стандартом І СО 3060 - 74. Розміри камер під набивання і ущільнення поширюється на відцентрові насоси до 1 6 МПа. Хоча стандарт порівняно простий і регламентує розміри (рис. 9.4 табл. 9.2) вала (втулки) і камери, в якій встановлюється ущільнення, він справив великий вплив на вдосконалення конструкції торцевих ущільнень.
Коротко дані основи гідродинаміки рідини в відцентрових насосах магістральних трубопроводів. Наведено методи розрахунку характеристик насосів; з урахуванням властивостей перекачуваних рідин. Розглянуто конструкції торцевих ущільнень, що застосовуються в системах транспорту нафти і нафтопродуктів. Викладено основи технічної діагностики, надійності і ремонту насосних агрегатів великої потужності. Висвітлено питання регулювання режимів роботи :, відцентрових насосів.
Конструкції торцевих ущільнень. Герметичність сполучення обертового кільця з валом пристроями, і нерухомого кільця з корпусом апарату забезпечується допоміжними ущільнювальними елементами, які крім того, повинні мати здатність компенсувати знос поверхонь тертя, похибки виготовлення і збірки: несоосность, радіальне, торцеве і кутова биття. У більшості конструкцій ущільнень в якості допоміжних ущільнюючих елементів застосовують гумові кільця круглого перетину. У деяких конструкціях торцевих ущільнень, де компенсує здібності гумових кілець недостатньо, в якості допоміжних ущільнюючих елементів застосовують сильфони. Торцеві ущільнення можуть мати одну або кілька пар тертя. Для герметизації валів пристроями, хімічних апаратів найчастіше застосовують ущільнення з двома парами тертя - подвійні і рідше з однією парою - одинарні. В одинарному торцевому ущільненні мастильна рідина знаходиться при атмосферному тиску (див. Рис. 1 а і б), і отже, при надлишковому тиску в апараті ущільнення запобігає витоку робочого середовища з апарату в атмосферу; при залишковому тиску в апараті пара тертя одинарного ущільнення працює в умовах, аналогічних умовам нижньої пари подвійного торцевого ущільнення.
Конструкції торцевих ущільнень різноманітні. Вибір їх визначається умовами експлуатації. На рис. 71 показана конструкція торцевого ущільнення з двома торцевими парами, в простір між якими подається рідина з тиском що перевищує тиск ущільнення. Така конструкція практично повністю виключає витік рідини. Ущільнення має обертові і нерухомі контактні кільця. Нажимное пристрій, що складається з пружини, обойми і натискного кільця, обертається разом з валом.
Надійно герметизувати апарат і практично повністю запобігти витоку робочого середовища дозволяють торцеві ущільнення. Схема подвійного торцевого ущільнення з дружинним поджатием втулок представлена на рис. 227. Ущільнювальні втулки 1 обертаються разом з валом. Для виготовлення манжет втулок використовують м'які антифрикційні матеріали, наприклад, графіт, фторопласт, їх композиції з бронзою і іншими матеріалами. Опорні кільця виготовляють з твердих металів - бронзи, антифрикционного чавуну, твердих сплавів. Конструкції торцевих ущільнень відрізняються великою різноманітністю. Відомі одинарні та подвійні ущільнення з пружинами і сильфоном, з замикаючої рідиною і з охолодженням, з природною і примусовою циркуляцією замикаючої рідини, з використанням замикаючого буферного газу і інші.
Мембрани рідко використовують в кін конструкціях торцевих ущільнень. Металеві мембрани можуть сприймати підвищений тиск середовища, але не володіють еластичністю при осьових і кутових переміщеннях упругоустановлен-ного кільця пари тертя. Гумові клапани не витримують тиску. Надійне закріплення мембран по внутрішньому і зовнішньому діаметрам вимагає ускладнення конструкції ущільнення. Конструкції торцевих ущільнень з мембранами мають великі радіальні розміри.
Однак при Ар 0 здатність запобігати витоку неоднакова і є досить складною функцією великого числа аргументів. Як приклад в табл. 39 наведені орієнтовні значення витоків для заданих Ар і складу середовища. Багато конструкцій торцевих ущільнень майже настільки ж ефективні але універсальніше. Наприклад, при частоті обертання п 3550 об /хв, діаметрі вала d 76 2 мм, тиск води р 17 кгс /см2 витоку через торцеве ущільнення практично не спостерігалося; через сальникову набивку витік склала 057 кг /хв.
Конструкції торцевих ущільнень з нерухомим пружним елементом найчастіше застосовують при роботі в рідинах, що містять велику кількість абразивних частинок. Саме в таких конструкціях найпростіше забезпечити захист деталей ущільнення від небажаного впливу середовища.
конструкції торцевих ущільнень вельми різноманітні. Незважаючи на зовнішнє конструктивне схожість багатьох торцевих ущільнень, кожне з них призначене для роботи в суворо визначених умовах, в залежності від властивостей рідини, перепаду тиску, температури, вмісту абразивних та інших домішок, окружної швидкості що труться, умов тепловідводу, прогину або вібрації вала та інших факторів.
Конструкції торцевих ущільнень різноманітні що застосовуються деталі стандартизовані. Зазвичай встановлюють одинарні ущільнення, що охолоджуються маслом. Основним вузлом торцевого ущільнення є пара з обертового і нерухомого кілець, що стискаються пружиною і створюють пару тертя. Працездатність ущільнення визначається матеріалом кілець і якістю збірки ущільнення.
Конструкції торцевих ущільнень вельми різноманітні. Незважаючи на зовнішнє конструктивне схожість багатьох торцевих ущільнень, кожне з них призначене для роботи в строго певних умов, в залежності від властивостей рідини, перепаду тиску, температури, вмісту абразивних та інших домішок, окружної швидкості що труться, умов тепловідводу, прогину або вібрації вала і інших чинників.
Конструкція подвійного торцевого ущільнення. Конструкції торцевих ущільнень різноманітні. Вибір їх визначається умовами експлуатації. На рис. 71 показана конструкція торцевого ущільнення з двома торцевими парами, в простір між якими подається рідина з тиском що перевищує тиск ущільнення. Така конструкція практично повністю виключає витік рідини. Ущільнення має обертові і нерухомі контактні кільця. Нажимное пристрій, що складається з пружини, обойми і натискного кільця, обертається разом з валом.
Приклади агрегатування. Конструкція торцевого ущільнення (рис. 403 в) незадовільна. При демонтажі ущільнюючий диск /під дією пружини сходить з направляючою і пазів, які фіксують його від обертання, і вузол розпадається. Незручний і монтаж ущільнення. Введення кільцевого стопора 2 (рис. 403 г) надає конструкції агрегатних.
Розвантажене подвійне торцеве ущільнення з обертової пружиною з внутрішньої навантаженням. Осерскім конструкція торцевого ущільнення принципово відрізняється від загальновідомих двосторонніх ущільнень оригінальним рішенням систем подачі ущільнювальної рідини і методом підтримання сталості її надлишкового тиску.
Дана конструкція торцевого ущільнення до піскові насоси. Наведено деякі результати експериментального дослідження різних матеріалів пари тертя на зносостійкість в абразивному середовищі.
Одна з уживаних конструкцій торцевого ущільнення показана на фіг.
Схема монтажу уніфікованого торцевого ущільнення на насосі НМ 10000 - 210. | Схема монтажу уніфікованого торцевого ущільнення на насос е НМ 3600 - 230. Згодом були розроблені конструкції торцевих ущільнень УТН-100 УТН-120 для насосів 16НД - 10х1 НМ і НМП. Практика створення для кожного типорозміру насоса власної конструкції торцевого ущільнення привела до появи великої кількості практично мало відрізняються конструкцій з різними розмірами деталей.
Для таких середовищ багато-типові конструкції торцевих ущільнень виявляються не-придатними. Помилкове застосування таких ущільнень приво-дит до їх передчасного руйнування та аварій.
торцеві ущільнення для нейтральних середовищ з тиском до 0 1 МПа. | Торцеве ущільнення типу 132 для нейтральних середовищ. ВНІІгідромашем розроблені дві конструкції торцевих ущільнень типів 132і211 для застосування в насосах загальнопромислового призначення.
Згодом були розроблені конструкції торцевих ущільнень УТН-100 УТН-120 для насосів 16НД - 10х1 НМ і НМП. Практика створення для кожного типорозміру насоса власної конструкції торцевого ущільнення привела до появи великої кількості практично мало відрізняються конструкцій з різними розмірами деталей.
На рис. 1318 приведена конструкція торцевого ущільнення.
Високою надійністю в роботі має конструкція торцевого ущільнення, в якій кріплення боросіліцірованного графіту здійснюється приваркой до титанової обоймі. Зварювання виконують в спеціальній камері в атмосфері аргону. Контактна міцність матеріалу, його висока теплопровідність і низький коефіцієнт тертя дозволяють застосовувати його для виготовлення пар тертя, що працюють при високих перепадах тиску-ня, швидкостях і температурах.
Високою надійністю в роботі має конструкція торцевого ущільнення, в якій кріплення боросіліцірованного графіту здійснюється приваркой до титанової обоймі. Зварювання виконують в спеціальній камері в атмосфері аргону. Контактна міцність матеріалу, його висока теплопровідність і низький коефіцієнт тертя дозволяють застосовувати його для виготовлення пар тертя, що працюють при високих перепадах тиску, швидкостях і температурах.
Коефіцієнт розвантаження впливає на конструкцію торцевого ущільнення.
Фіксацію від провертання застосовують в конструкціях торцевих ущільнень з метою виключення зайвих напружень в підтискної елементах з гуми або пластику і забезпечення механічного зчеплення між деталями ущільнення або між кільцем ущільнювача і базо - вої деталлю.
При роботі в умовах підвищених тисків до конструкції торцевих ущільнень пред'являють особливі вимоги. Встановлено що з ростом перепаду тиску силові і температурні навантаження погіршують працездатність пар тертя, у ущільнені поверхні которнх в результаті деформації можуть значно відхилятися від первісної площини контакту що призводять до зміни питомої контактного тиску пари, що треться. У цих випадках спостерігається розгерметизація торцевих ущільнень супроводжується нерівномірним і підвищеним зносом кілець пар тертя з утворенням в місці контакту поїв зняття напружень дкффузорной або конфузоркой щілини. При утворенні конфузорно зазору за рахунок силової або температурної деформації, пара тертя кек правило розкривається. При дифузорному зазорі пара тертя відчуває великі контактні тиску. Рідинна плівка в зазорі відсутня. Переважає режим сухого тертя і як наслідок цього сильний знос поверхонь тертя.
Ефективність монтажних робіт залежить від рівня агрегатування конструкції торцевого ущільнення.
Основна перевага в порівнянні з застосовуються нині конструкціями торцевих ущільнень полягає в тому, що повністю зібраний на машинобудівному заводі комплект ТДК дозволяє швидко встановити і розібрати торцеве ущільнення на валу насоса.
Нижче наведено деякі результати досліджень, проведених в США при розробці конструкції торцевих ущільнень для насосів, що перекачують зріджені гази.
Попереднє притиснення рухомого в осьовому напрямку кільця до нерухомого в деяких конструкціях торцевих ущільнень здійснюється силами магнітного взаємодії. У цій схемі (рис. 396 б) посаджене в корпусі кільце, виготовлене з магнітного сплаву, створює магнітні сили, які притягують рухоме кільце з феромагнітного матеріалу. Це забезпечує рівномірний притиснення рухомого кільця до нерухомого, а також високу герметичність ущільнення, обумовлену частково силами молекулярної взаємодії.
В цьому напрямку перспективними є: модернізація обойми ТВД турбоагрегатів ГТ-700-5 і ГТ-750-6; поліпшення конструкції торцевого ущільнення; установка фільтрів тонкого очищення масла; забезпечення працездатності фільтрів ВЗК; поліпшення захисту проти осьових зсувів роторів нагнітачів; забезпечення контролю працездатності системи охолодження турбіни і вібрації ротора нагнітача.
Для проведення експериментів був спроектований стенд (рис. 717), дозволяв в широкому діапазоні тисків (до 160 МПа), лінійних розмірів кілець (до 240 мм), частот обертання (до 3000 об /хв) і температур середовища досліджувати конструкції торцевих ущільнень. Випробовуваний вузол розміщується на вертикальному валу, який обертається в двох опорах. Нижня опора, що представляє собою блок Самоустановлювальні радіально-осьового підшипника ковзання, винесена з робочої камери стенду і змащується мінеральним мастилом за допомогою циркуляційної масляної системи. Верхня опора (радіальний підшипник ковзання) розміщена в робочій порожнині стенду і змащується водою.
Торцеві ущільнення застосовують для герметизації валів і маточин при відносних швидкостях ковзання поверхонь, що ущільнюються до 30 м /сек. Конструкції торцевих ущільнень вельми різноманітні і не нормалізовані.
Розроблено конструкції торцевих ущільнень, захищені авторськими свідоцтвами і патентами ряду провідних країн.
Важливими чинниками, визначальними конструктивні особливості ущільнення, є: діаметр і частота обертання валу, його биття і можливі зсуви, що допускаються габарити ущільнення, умови його збирання і розбирання при необхідності заміни. Вибір конструкції торцевого ущільнення в значній мірі визначається фізико-хімічними властивостями середовища, для якої призначене ущільнення: її агрегатного стану (газ, рідина), тиском, температурою, в'язкістю, змістом зважених твердих частинок і солей, хімічною агресивністю, воспламеняемостью (при нагріванні в контакті з атмосферою), ступенем небезпеки впливу на людей і навколишнє середовище.
Контактний тиск в цьому випадку створюється за рахунок зусилля пружин. При такій конструкції торцевого ущільнення зміна (коливання) тиску ущільнюваної середовища не викликає зміни питомої навантаження, чим забезпечується герметичність ущільнення і розділення контактуючих поверхонь граничної плівкою мастила, сила тертя в парі - мінімальна.
Торцеве ущільнення з нерухомим пружним елементом. При неприпустимо велике значення Ма, яке пояснюється недостатньою еластичністю пружного елемента, витік рідини через ущільнення буде спостерігатися і без обертання валу. Для першої перевірки правильності установки і конструкції торцевого ущільнення необхідна опресовування ущільнення в статичному положенні. Після цього торцеве ущільнення перевіряється на робочих режимах.
Коли виникла необхідність в перекачуванні батогів пропану значної ємності виявилася непридатність існуючої конструкції ущільнення. Були проведені спеціальні дослідження та розроблена конструкція спеціального торцевого ущільнення, яка дозволила насосів працювати на високому тиску (до 85 ати) протягом тривалого періоду. В даний час система торцевих ущільнень для насосів, що перекачують зріджені гази, є найбільш поширеною в США.
Згодом були розроблені конструкції торцевих ущільнень УТН-100 УТН-120 для насосів 16НД - 10х1 НМ і НМП. Практика створення для кожного типорозміру насоса власної конструкції торцевого ущільнення привела до появи великої кількості практично мало відрізняються конструкцій з різними розмірами деталей.
Хвиляста пружина. Пружні елементи з набором дрібних циліндричних пружин (див. Рис, 928) мають менший осьової розмір, ніж елементи з центральною пружиною, і не мають обмежень по діаметру вала. застосування набору дрібних пружин дозволяє збільшувати уніфікацію конструкцій торцевих ущільнень; одну і ту ж пружину можна використовувати для ущільнень різних діаметрів. Ущільнене зусилля можна регулювати, змінюючи число пружин і зберігаючи постійним осьової хід пружного елемента. Недоліком пружних елементів даного - типу є малий діаметр (1 мм) дроту пружин, що обмежує її застосування в корозійно-ак-тивних середовищах.
Опора вібратора. Застосування гумових кілець різного профілю в якості пружного елементу істотно спрощує конструкцію торцевого ущільнення і зменшує його габаритні розміри. В останньому випадку пружні властивості шайби стабілізують контакт в парі тертя.
Камери ущільнення за міжнародним стандартом І СО 3060 - 74. Розміри камер під набивання і ущільнення поширюється на відцентрові насоси до 1 6 МПа. Хоча стандарт порівняно простий і регламентує розміри (рис. 9.4 табл. 9.2) вала (втулки) і камери, в якій встановлюється ущільнення, він справив великий вплив на вдосконалення конструкції торцевих ущільнень.
Коротко дані основи гідродинаміки рідини в відцентрових насосах магістральних трубопроводів. Наведено методи розрахунку характеристик насосів; з урахуванням властивостей перекачуваних рідин. Розглянуто конструкції торцевих ущільнень, що застосовуються в системах транспорту нафти і нафтопродуктів. Викладено основи технічної діагностики, надійності і ремонту насосних агрегатів великої потужності. Висвітлено питання регулювання режимів роботи :, відцентрових насосів.
Конструкції торцевих ущільнень. Герметичність сполучення обертового кільця з валом пристроями, і нерухомого кільця з корпусом апарату забезпечується допоміжними ущільнювальними елементами, які крім того, повинні мати здатність компенсувати знос поверхонь тертя, похибки виготовлення і збірки: несоосность, радіальне, торцеве і кутова биття. У більшості конструкцій ущільнень в якості допоміжних ущільнюючих елементів застосовують гумові кільця круглого перетину. У деяких конструкціях торцевих ущільнень, де компенсує здібності гумових кілець недостатньо, в якості допоміжних ущільнюючих елементів застосовують сильфони. Торцеві ущільнення можуть мати одну або кілька пар тертя. Для герметизації валів пристроями, хімічних апаратів найчастіше застосовують ущільнення з двома парами тертя - подвійні і рідше з однією парою - одинарні. В одинарному торцевому ущільненні мастильна рідина знаходиться при атмосферному тиску (див. Рис. 1 а і б), і отже, при надлишковому тиску в апараті ущільнення запобігає витоку робочого середовища з апарату в атмосферу; при залишковому тиску в апараті пара тертя одинарного ущільнення працює в умовах, аналогічних умовам нижньої пари подвійного торцевого ущільнення.
Конструкції торцевих ущільнень різноманітні. Вибір їх визначається умовами експлуатації. На рис. 71 показана конструкція торцевого ущільнення з двома торцевими парами, в простір між якими подається рідина з тиском що перевищує тиск ущільнення. Така конструкція практично повністю виключає витік рідини. Ущільнення має обертові і нерухомі контактні кільця. Нажимное пристрій, що складається з пружини, обойми і натискного кільця, обертається разом з валом.
Надійно герметизувати апарат і практично повністю запобігти витоку робочого середовища дозволяють торцеві ущільнення. Схема подвійного торцевого ущільнення з дружинним поджатием втулок представлена на рис. 227. Ущільнювальні втулки 1 обертаються разом з валом. Для виготовлення манжет втулок використовують м'які антифрикційні матеріали, наприклад, графіт, фторопласт, їх композиції з бронзою і іншими матеріалами. Опорні кільця виготовляють з твердих металів - бронзи, антифрикционного чавуну, твердих сплавів. Конструкції торцевих ущільнень відрізняються великою різноманітністю. Відомі одинарні та подвійні ущільнення з пружинами і сильфоном, з замикаючої рідиною і з охолодженням, з природною і примусовою циркуляцією замикаючої рідини, з використанням замикаючого буферного газу і інші.
Мембрани рідко використовують в кін конструкціях торцевих ущільнень. Металеві мембрани можуть сприймати підвищений тиск середовища, але не володіють еластичністю при осьових і кутових переміщеннях упругоустановлен-ного кільця пари тертя. Гумові клапани не витримують тиску. Надійне закріплення мембран по внутрішньому і зовнішньому діаметрам вимагає ускладнення конструкції ущільнення. Конструкції торцевих ущільнень з мембранами мають великі радіальні розміри.
Однак при Ар 0 здатність запобігати витоку неоднакова і є досить складною функцією великого числа аргументів. Як приклад в табл. 39 наведені орієнтовні значення витоків для заданих Ар і складу середовища. Багато конструкцій торцевих ущільнень майже настільки ж ефективні але універсальніше. Наприклад, при частоті обертання п 3550 об /хв, діаметрі вала d 76 2 мм, тиск води р 17 кгс /см2 витоку через торцеве ущільнення практично не спостерігалося; через сальникову набивку витік склала 057 кг /хв.