CC BY
21НАСОСЫ
А.К. Кулдышев, гл. конструктор НПЦ «Анод»
Н.В. Скворцов, начальник отдела микрозазорной механики
ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ И НАСОСЫ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Рассматриваются вопросы оснащения выпускаемых насосов торцовыми уплотнениями. С учетом конструкций уплотнений и условий эксплуатации сформулированы рекомендации разработчикам и производителям насосов для различных отраслей промышленности.
Выпускаемые насосы имеют большое разнообразие конструкций узлов выхода вала из корпуса и расположение подшипниковых опор. Именно эти элементы существенным образом определяют возможность, целесообразность и эффективность применения торцовых уплотнений.
Вот некоторые положения, требующие взаимосогласованных решений со стороны производителей насосов и разработчиков торцовых уплотнений:
• Диаметр сальниковой камеры, как правило, недостаточен для размещения в ней элементов торцового уплотнения, обеспечивающих удобство эксплуатации и требуемую безопасность (рис.1). В то же время перейти на меньший диаметр камеры легко с помощью переходной втулки.
• Глубина сальниковой камеры на «горячих» насосах должна позволять размещать в ней холодильник вала
(рис. 1.), отлично зарекомендовавший себя в эксплуатации, позволяющий обеспечить не только приемлемые условия для работы уплотнения, но и для работы подшипниковых узлов насосов.
Целесообразно предусматривать канал воздухоудаления из сальниковой камеры (рис. 1), образующей в насосе автономную замкнутую полость, которая при низком давлении на входе в насос заполняется перекачиваемой жидкостью не полностью, что приводит к полусухому режиму работы уплотнения и выходу его из строя. Данный канал может быть использован также и для обеспечения циркуляции через камеру охлажденной перекачиваемой жидкости и подачи защитной жидкости в сальниковую камеру. Количество крепежных болтов или отверстий под них должно предус-
Рис. 1. Схемы размещения торцового уплотнения в насосе,
где Lк — глубина сальниковой камеры, Lм — монтажное расстояние, Dк — диаметр сальниковой камеры, Dв — диаметр вала.
Рис. 2. Насосный агрегат с горизонтальным разъемом корпуса
матривать не только возможность установки сальникового уплотнения, но и равномерную затяжку и надежное крепление при установке торцового уплотнения. Особенно это касается насосов с горизонтальным разъемом (рис. 2).
• Чистота поверхности сальниковых камер должна обеспечивать установку уплотнительных элементов: резиновых и других колец из элестоме-ров, терморасширенного графита и др. материалов (рис. 3б).
• Торцовые поверхности сальниковых камер должны быть отторцованы относительно вала, т. к. установка уплотнения с перекосом приводит к быстрому его отказу (рис. 3а).
• Должен быть определен способ сборки и уплотнения горизонтального стыка верхней и нижней половин корпуса насоса, т. к. торцовые уплотнения имеют фиксированный неизменяемый диаметр корпуса или «патрона».
• Должно уделяться больше внимания
34 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
\\ № ТО \\ октябрь \ 2006
\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
№ 10 \\ октябрь \ 2006
Рис. 3. Требования к насосному агрегату под установку торцового уплотнения: а) отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности сальниковой камеры относительно вала не более 0,1 мм; б) шероховатость посадочных поверхностей должна быть не более Ra 3,2; в) несоосность вала по отношению к сальниковой камере уплотнения не более 0,2 мм.
обеспечению соосности сальниковых камер и валов насосов, т. к. детали торцового уплотнения базируются на обоих этих поверхностях и от этого существенно зависит их работоспособность (рис. 3в).
• Монтажное расстояние от торца сальниковой камеры до подшипниковой опоры должно допускать размещение в нем торцового уплотнения «двойного» или типа «тандем» или части их в случае, если размещение уплотнения целиком в сальниковой камере невозможно или нецелесообразно (рис. 1).
• Конструкция фонарей и кронштейнов крепления подшипниковых опор насосов должна допускать ориентацию штуцеров подвода-отвода затворной жидкости в вертикальной плоскости. Штуцер входа затворной жидкости - со стороны подшипников снизу или сбоку, штуцер выхода - ближе к корпусу насоса в вертикальной или близкой к ней плоскости (рис. 4).
• Прорезь под штуцер, устанавливаемый сверху, должна допускать выход его под углом с целью обеспечить до-
ступ к частям фланцевого разъема корпуса насоса.
• Целесообразно не размещать прорезь под штуцер выхода затворной жидкости и сам штуцер в одной плоскости с расположенными рядом крепежными деталями корпуса. В противном случае трубопроводы, подходящие к штуцеру, могут затеснить доступ инструмента к крепежу насоса (рис. 4).
• Крепление к проточной части насоса узлов уплотнения и подшипниковых опор должно допускать пристыковку к проточной части модульных блоков, включающих подшипники скольжения и уплотнительные узлы
1 Г^И „А-
Рис. 4. Пример некорректного расположения штуцеров относительно крепежных деталей
без нарушения эстетики насосного агрегата и ухудшения его эксплуатационных качеств (рис. 2).
• С целью унификации уплотнений целесообразно иметь одинаковые диаметры уплотняемых валов для двух-опорных насосов, что позволит сократить номенклатуру заменяемых и ремонтируемых деталей уплотнений. Изменения диаметров вала в месте установки уплотнений должны быть оправданны, т. к. с точки зрения установки уплотнений в насос оно нежелательно.
• Должен быть создан и утвержден типовой ряд по диаметрам сальниковых камер, диаметрам уплотняемых валов, расположению и количеству крепежных элементов, что позволило бы исключить случаи неувязки установочных размеров или неоднозначного толкования исходных данных заказчика.
Выполнение вышеприведенных рекомендаций и пожеланий производителями насосов позволит существенно поднять качество и конкурентоспособность насосных агрегатов, облегчит их эксплуатацию при высоком уровне безопасности.
С конструкцией уплотнений, схемами их подключения и обслуживающими системами можно ознакомиться на сайте www.anod.ru и журнале «Химическая техника» № 6, 2004.
АНОД
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР
ООО НПЦ «Анод» Адрес:
603003, г. Нижний Новгород, ул. Свободы, 63. Тел./факс: (8312) 29-60-73, 73-01-77, 73-01-78 е-тай: info@anod.ru www.anod.ru
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ НАСОСЫ \\ 35
