Торцевые уплотнения

Выбор материалов

Давление или разряжение рабочей среды, её тип, физические и химические свойства, рабочая температура в уплотнительной камере, скорость вращения вала, а также особые условия эксплуатации оказывают влияние на работоспособность оборудования, поэтому рациональный выбор необходимых

для деталей торцевого уплотнения осуществляется на основе

, эксплуатационных испытаний и

Широкое распространение в качестве

получили

, специальные углеграфиты с пропиткой смолами или металлами. Вместе с тем, такие материалы как графит и керамика на основе оксида алюминия, а также мягкая

, имеют ограниченную область применения ввиду неудовлетворительных показателей по фактору PV, износостойкости, трещиностойкости, работы в условиях полусухого и сухого трения и т.п., поэтому неизбежно уступают место новым перспективным материалам с повышенной износостойкостью, теплопроводностью и низким коэффициентом трения, обеспечивающим более высокие показатели надежности. В качестве материалов вторичного уплотнения применяются различные резины на основе синтетических каучуков:

. Для особых условий и повышенных требований в эксплуатации используются

, обладающие исключительными характеристиками. Такие эластичные материалы могут обеспечить в эксплуатации повышение срока службы элементов уплотнения до 10 раз по сравнению с обычной резиной.

Выбор типа торцевого уплотнения

Обоснованный выбор

, а также материалов для его деталей основывается на

и анализе опыта эксплуатации. Не существует единственного универсального решения, поэтому для обеспечения надежной и продолжительной работы уплотнительного узла применяются разные типы уплотнений в зависимости от параметров рабочей среды и особенностей эксплуатации. Если торцевое уплотнение часто выходит из строя, проработав меньше 1-3 месяцев с

или износом колец пары трения, целесообразно провести анализ [

] и выяснить

, после чего применить, более эффективное техническое решение, либо обеспечить необходимые условия для надежной работы уплотнительного узла.

Герметичность. допустимая утечка

Герметичность

– способность торцевого уплотнения не пропускать через пару трения и вторичные уплотнительные элементы рабочую среду.
В связи с тем, что абсолютно геметичных изделий не существует, герметичность численно характеризуется величиной

допустимой утечки

.
Минимальная граница диапазона соответствует подтеканию практически без видимого каплеобразования, максимальная граница диапазона соответствует капельным

Величина удельной капельной утечки через торцевое уплотнение варьируется от 10 мм3/(м • с) и может доходить до 50 мм3/(м • с) в соответствии с классами негерметичности уплотнений РД 26.260.011-99.

В зарубежных источниках литературы для малых диаметров валов считают допустимой утечку 0.17 см

³

/мин. Для этой величины может применяться термин “нулевая утечка”, что вводит в заблуждение – утечка рабочей жидкости существует, хотя капли могут и не образовываться.

Двойное торцевое уплотнение

Требования к величине утечки рабочей среды, безопасности окружающей среды, надежности и срока службы, как и многие другие показатели, непосредственно влияют на выбор схемного решения уплотнительного узла. Для отделения перекачиваемой (перемешиваемой) рабочей среды от атмосферы находят применение технические решения в виде двух одинарных торцевых уплотнений (основное и вспомогательное – представляющие собой

двойное торцевое уплотнение

) с подачей между ними затворной смазочно-охлаждающей жидкости. Различие условий эксплуатации основного и вспомогательного уплотнений обуславливает рациональный выбор их типов, конструктивных особенностей и применяемых материалов.

Двойное торцевое уплотнение находит применение:• для газообразных рабочих сред с плохой смазывающей способностью;• для рабочих сред, находящихся под высоким давлением и (или) с высокой температурой;• для рабочих сред склонных к кристаллизации или полимеризации в зазоре пары трения при испарении жидкой фазы;• для рабочих сред, содержащих твёрдые и абразивные включения;• для рабочих сред, являющихся вредными веществами и оказывающими токсическое воздействие на человека и окружающую среду;• для рабочих сред, являющихся легковоспламеняемыми или горючими.

“тандем” и “спина к спине” являются наиболее распространенными и простыми по конструкции. Основное уплотнение разделяет рабочую среду и затворную жидкость, а вспомогательное уплотнение разделяет затворную жидкость и атмосферу. Для схемы “спина к спине” давление затворной жидкости всегда должно превышать давление рабочей среды на 0,05…0,2 МПа.

Для схемы “тандем” давление затворной жидкости ниже давления рабочей среды. Температура и расход затворной смазочно-охлаждающей жидкости через уплотнительную камеру должны обеспечивать необходимый теплоотвод от колец пар трения обоих уплотнений для надежной работы всего уплотнительного узла.

Комбинированное уплотнение

В ряде случаев находят применение специальные

комбинированные уплотнения

, содержащие как основное торцевое, так и вспомогательное –

или

. В качестве вспомогательного радиального уплотнения может применяться резиновая манжета. Затворная смазочно-охлаждающая жидкость циркулирует через уплотнительную камеру, обеспечивая необходимый и достаточный отвод тепла от колец пары трения, препятствуя утечке рабочей среды в атмосферу.

Компонентное и картриджное исполнение

Герметичный уплотнительный узел по конструкции может быть компонентного или картриджного исполнения. Компонентное уплотнение содержит обычно две собранные части – вращающуюся и неподвижную, которые устанавливаются в оборудование каждая по отдельности в определенном порядке в соответствии с инструкцией по монтажу.

Картриджное уплотнение представляет собой модульное автономное устройство – один полностью законченный сборочный узел, предварительно собранный и готовый к установке в уплотнительную камеру оборудования. Конструктивно торцевое уплотнение может быть гидравлически нагруженным или гидравлически разгруженным.

Конструктивное исполнение

Торцевое уплотнение

конструктивно содержит два кольца пары трения, выполненные в виде поверхностей вращения, расположенных соосно и перпендикулярно оси вращающегося вала. Одно из колец пары трения – “контркольцо” неподвижно и закреплено либо в корпусе, либо во

оборудования. Ответное кольцо – подвижное в осевом направлении, обычно динамически или статически закреплено на валу и вращается вместе с ним. Кольца пары трения изготавливаются из специальных, как правило, твердых износостойких

, обладающих высокой теплопроводностью и низким коэффициентом трения.

Если в качестве рабочей среды уплотнений используется жидкость, то такие уплотнения обычно называют “жидкостными”. Если в качестве рабочей среды для таких устройств используется газ, то такие прецизионные изделия обычно называют “сухими” или “газовыми”.

Последние модификации способны работать в условиях “сухого” трения, где в качестве смазки используется газообразная рабочая среда. Торцевые уплотнения классифицируются на типы с внутренним расположением, когда рабочая среда взаимодействует с наружной поверхностью уплотнения и с наружным расположением, когда эта среда находится между внутренней поверхностью уплотнения и вращающимся валом.

Литература

Имеется множество технических справочников, книг и публикацией, посвящённых уплотнительной технике, и, в частности, торцевым уплотнениям. Такая техническая литература представлена хорошими отечественными инженерными справочниками, но особенно широко область уплотнительной техники раскрывается в зарубежных публикациях.

17.12.2021

Материалы изготовления

Комплектующие части в торцевых уплотнениях от компании «СИЛМЕКС» изготовлены из высококачественных материалов.

Материалы пар трения выполнены из:

• углеграфита (A, В);
• карбида вольфрама (U3);
• карбида кремния (Q1, Q2);
• керамики на основе оксида алюминия (V);
• специальной хромомолибденовой стали (Е).

В качестве вторичных уплотнений применяются фторкаучук FKM (V), нитрильная резина (P), этиленпропиленовая резина EPDM (E), перфторкаучук FFKM, фторкаучук в оболочке из фторопласта FEP.

В каталоге среди широкого ассортимента вы можете выбрать подходящую модель торцевого уплотнения.

Компания «СИЛМЕКС» поставляет полный спектр торцевых уплотнений для насосов: двойные торцевые уплотнения, с металлическим сильфоном, в обойме и др. Для того, чтобы купить уплотнения по лучшей цене, позвоните по телефону 7 (495) 989-40-87.

Принцип работы

в паре трения обеспечивается за счёт создания контактного давления. Начальное контактное давление определяется рабочим усилием упругого элемента –

. При отсутствии вращения вала рабочие поверхности колец пары трения прижаты друг к другу усилием упругого элемента. Для обеспечения

между контркольцом и корпусом (фланцем) оборудования, а также подвижным в осевой направлении кольцом и валом используются вторичные уплотнения:

, сильфоны, манжеты и т.п. детали, изготавливаемые из

. При вращении вала тепловая энергия трения частично отводится в рабочую среду, другая её часть расходуется на повышение температуры колец пары трения, поэтому обеспечение необходимого и надежного отвода тепла от которой, в значительной мере, влияет на надежность работы всего уплотнительного узла.

Сертификаты – ооо «кирелис» – страница 2

Специальный уплотнительный комплекс

При предъявлении более жестких требований к герметичности, надежности и продолжительному сроку службы для оборудования, связанного перекачиванием или перемешиванием сыпучих, особо вязких рабочих сред, склонных к полимеризации, кристаллизации или склеиванию [

мальтодекстриншоколадная массашоколадная и ореховая паста

, патоки, сгущенное молоко,

, гудроны, клея, лаки и т.п.] находят применение

специальные уплотнительные комплексы

, содержащие несколько различных уплотнений.

Срок службы и надежность

Многочисленные мировые исследования и эксплуатационные испытания ведущих фирм в области

и изготовления торцевых уплотнений выявили невозможность прогнозирования показателей надёжности и конкретного

этих прецизионных устройств, т.к. все эти показатели являются статистическими параметрами. Поэтому

является функцией многих переменных: конструктивные особенности, применяемые материалы, правильность монтажа, и в значительной степени – условия эксплуатации (режимы работы уплотнительного узла), техническое состояние этого оборудования, а также другие многочисленные неучтённые факторы, учесть которые полностью на практике не всегда представляется возможным.

работают в одном и том же оборудовании до выхода из строя разное время, что полностью подтверждается многочисленным мировым опытом исследований в области уплотнительной техники. Необходимо особо отметить, что при недостаточном отводе тепла от колец пары трения – перегреве уплотнения, срок его службы будет существенно снижаться, что приведет к ускоренному износу или повреждению этих деталей, а также быстрому старению или деструкции вторичных уплотнительных элементов. В любом случае такие условия эксплуатации являются недопустимыми.

Одним из необходимых факторов для обеспечения надежности и продолжительного срока службы уплотнения является рациональный выбор его конструктивного решения, сочетания материалов для колец пары трения, а также для вторичных уплотнительных деталей – всё это связано с выполнением комплекса

, а также эксплуатационными испытаниями опытных образцов. Другим важным фактором является

деталей и сборка узлов уплотнения в полном соответствии с требованиями их чертежей, проведение входного

Уплотнительный узел достаточно быстро выйдет из строя в том случае, когда для него не обеспечиваются необходимые и обязательные условия эксплуатации. Поэтому торцевое уплотнение не является универсальным и не может работать при любых условиях. Снижение вероятности отказа и определение наиболее вероятных

основывается на диагностике и

. Монтаж и эксплуатация оборудования с установленным в него уплотнением должны выполняться только обученным и аттестованным персоналом с соблюдением всех положений соответствующих инструкций. Специальные требования к хранению торцовых уплотнений в целом соответствуют

, эти параметры указываются в техническом задании на этапе конструирования специальной опытной продукции, а также в инструкции по её установке и эксплуатации.

Стандарты и гост

Европейский стандарт EN 12756 (DIN 24960)

определяет установочные размеры одинарных и двойных торцевых уплотнений для внутреннего расположения, размеры уплотнительной камеры оборудования, фиксацию контрколец от их возможного проворота, технические требования посадочных и сопряженных с уплотнением поверхностей уплотнительной камеры оборудования, а также обозначения материалов для деталей этих прецизионных устройств.

Международный стандарт ISO 3069 [Насосы центробежные с односторонним всасыванием] устанавливает размеры посадочных гнезд под герметизирующие уплотнения: размеры полостей торцевых уплотнений ступенчатых валов, гладких валов и сальниковой набивки. Стандарт применяется для уплотнений средней и высокой нагруженности с предельным избыточным давлением в камере уплотнения 40 Бар, за исключением процессов, подразумевающих перекачивание жидкостей с высоким содержанием твердых включений, или работу с растворами.

В документе приводятся установочные размеры одинарных торцевых уплотнений [в том числе, имеющих гидравлическую разгрузку] для диапазона диаметров валов от 18 мм до 100 мм. Этот стандарт предъявляет более жесткие требования к рабочим поверхностям вала и уплотнительной камеры насоса.

⊗ В настоящий момент времени не существует каких-либо ГОСТ на торцевые уплотнения.

ГОСТ Р 54806-2021 [Насосы центробежные. Технические требования. Класс I ] устанавливает ряд требований к конструкции валов насосов под установку торцевого уплотнения. ГОСТ Р 52743-2007 [НАСОСЫ И АГРЕГАТЫ НАСОСНЫЕ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТЕЙ [Общие требования безопасности] определяет требования к выбору типа уплотнения вала в зависимости от перекачиваемой жидкости и зоны установки насосного агрегата, отведению дренажной жидкости и утечек от уплотнения.

Государственный стандарт устанавливает необходимость применения двойного уплотнения в случае взрывоопасной зоны установки насосного агрегата; давление затворной (охлаждающей) жидкости для двойного торцевого уплотнения должно быть, как минимум, на 0.

Сфера применения

Торцовые уплотнения от компании «СИЛМЕКС» применяются в разных сферах:

1. пищевая промышленность (модели NT-1, NT-2, SEALMIX-1);
2. химия, нефтехимия (APIX);
3. целлюлозно-бумажная промышленность (UCA ADR, UCD ADR);
4. жилищно-коммунальное хозяйство, водоснабжение, водооотведение (GR2).

Типы торцевых уплотнений

Принципиальным элементом конструкции торцевых уплотнений является пара колец трения, расположенных перпендикулярно оси крутящегося вала. Одно из них стационарно зафиксировано в корпусе или фланце, а второе вращается вместе с валом

На сайте компании «СИЛМЕКС» представлены торцовые уплотнения различного типа:

• с резиновым сильфоном;
• с металлическим сильфоном;
• в обойме;
• картриджные.

В каталоге есть изделия, внешнего расположения, применяемые в мешалках, а также изготовленные по стандартам Американского института нефти (API 682).

Торцевое уплотнение для насоса

Торцевые уплотнения

Торцевые уплотнения от компании «силмекс»

Торцовые уплотнения широко применяются в насосах, мешалках, реакторах, гомогенизаторах, компрессорах и других технических устройствах, с помощью которых обеспечивается подача либо перемещение жидкостей и газов. Уплотнения, поставляемые компанией «СИЛМЕКС», совместимы с оборудованием от ведущих мировых производителей насосного оборудования – ABS, FLYGT, Grundfos, KSB, WILO и др.

Требования к изготовлению

К деталям прецизионных уплотнительных изделий предъявляются повышенные требования к их точности изготовления на соответствия рабочим чертежам с целью обеспечения необходимых размеров, выполнения

, их

, а также общих технических требований чертежей. Шероховатость рабочих поверхностей колец обычно не хуже Ra = 0.16 мкм (

) и зависит от свойств материала и технологии изготовления,

не хуже 0.0012 мм, а допуск на торцевое биение относительно оси вращения вала не более 0.05 мм. Остальные требования в изготовлении соответствуют 6…8

. Рабочие поверхности колец пары трения торцевого уплотнения механически обработаны таким образом, что в процессе функционирования средний зазор между этими деталями обычно не превышает 0.001 мм [не постоянная величина], однако для некоторых специальных конструкций [и режимов эксплуатации] этот параметр может достигать 0.0025…0.0055 мм.

и посадочного гнезда не хуже Ra = 2.5 мкм,

посадочного диаметра под неподвижное кольцо отностительно оси вала не более 0.05 мм,

этого посадочного гнезда не более 0.04 мм и осевой люфт вала не более 0.15 мм.