Vrste tesnil za žleze. Izbira materialov, uporabljenih za izdelavo embalaže za polnjenje. Opis tesnil za žleze

VPLIV TESNIL GRAFLEX NA KONSTRUKCIJE POLILNIKA ROTACIJSKE IN BATNE ČRPALKE

Avdeev V.V., doktor tehničnih znanosti, profesor, gen. direktorja
Ilyin E.T., dr., izredni profesor, namestnik gen. direktor tehnične politike
Ulanov G.A., glavni oblikovalec

povzetek. Pričujoče delo opazuje delovanje tesnilne mase za polnjenje črpalke pri obdelavi okoljskih in kompresijskih sil. Primerjava je bila narejena med interakcijo tesnil po meri in tesnil "Graflex" s tesnjenimi površinami. Podani so bili priporočili za modifikacijo polnilnika pri uporabi tesnil "Graflex". Učinkovitost uporabe "Graflexa" je bila ocenjena v primerjavi s tesnilnimi masami po meri.

Najpogosteje se uporablja v enotah tesnil gredi centrifugalne črpalke prejela že dolgo znana in enostavna zasnova mehka embalaža za polnjenje. Večina proizvedenih pakiranj za mehko polnjenje je sestavljena iz vlaknene tkane podlage, impregnirane z mazivo z dodatki antifrikcijskih snovi (grafit, smukec itd.).

Tesnost polnilnika je odvisna predvsem od hidravličnega upora embalaže, ki jo zagotavlja zaprtemu delovnemu mediju, in stopnje pritiska na tesnjene dele. V dejanskih pogojih delovanja na polnilnico po eni strani vpliva sila zategovanja polnilnika, po drugi strani pa pritisk delovno okolje, kar ima za posledico plastično deformacijo materiala in njegovo zbijanje, kar zmanjša poroznost in prepustnost.

Hkrati se med delovanjem obrabi embalaža polnilnika, kar spremlja odstranitev materiala izven polnilnika. tesnost tesnilo žleze v procesu obrabe se zmanjša in zahteva občasno obnovo. Obraba embalažnega materiala je odvisna od številnih dejavnikov, med katerimi so glavni hrapavost površine premičnega tesnjenega dela, vrsta gibanja glede na embalažo (vratno ali rotacijsko), intenzivnost gibanja, kontaktni tlak tesnjenje na gredi, tlak tesnjenega delovnega medija, agregatno stanje in fizikalno-kemijske lastnosti medij, ki ga je treba zapečatiti, trdnost notranjih vezi embalažnega materiala.

Za ponovno vzpostavitev določene stopnje tesnosti se uporablja zategovanje polnilne škatle. Težavnost ponovne vzpostavitve tesnosti polnilnika, ki se je zmanjšala zaradi mehanske obrabe embalaže, z zategovanjem polnilnika je mogoče razložiti takole. Tanka plast embalaže ob gibljivem delu, ki ga je treba zapečatiti, je izpostavljena obrabi. Zaradi odrgnine s strani gibljivega dela je poroznost materiala v tej tanki plasti večja kot v preostalem volumnu embalaže. Poroznost te plasti bi lahko zmanjšali za aksialna kompresija in zapolnjevanje praznin z materialom iz osnovnega sloja. Polnjenje takšnih praznin z embalažnim materialom je v veliki meri odvisno od plastičnih lastnosti materiala, za katere je značilen bočni tlačni koeficient (Kb), ki določa delež aksialne sile, ki deluje na tesnilni element, ki se prenaša v radialni smeri (npr. najbolj tradicionalno uporabljene pletene embalaže AP, AS, APR, AGI Kb = 0,35-0,45). Med delovanjem se s periodičnim zategovanjem polnilne škatle polnilni material stisne, izgubi plastičnost in sposobnost deformacije v aksialni in radialni smeri. Zato je treba za zagotavljanje tesnjenja sklopa izvajati vedno več aksialne sile, dokler ne pride trenutek, ko stiskanje polnilnika ne zagotavlja več tesnosti sklopa in je treba tesnilo zamenjati.

K navedenemu je treba dodati, da se osna sila, ki deluje na embalažo, močno zmanjša po globini nadevnika zaradi trenja nadeva ob stene komore in puše gredi ter tudi zaradi notranjega trenja v samem pakiranju, kar nastane med stiskanjem. Po drugi strani je sila trenja embalaže na spojnih površinah odvisna od hrapavosti tulca in sten polnila, zato je od teh dejavnikov odvisna porazdelitev sil vzdolž globine polnila. Ker vsak tesnilni obroč zaradi sil trenja oslabi zatezno silo polnilnika, se bo s povečanjem globine polnilnika in števila nameščenih obročev stiskalna sila zadnjih obročev zmanjšala. Zmanjšanje tlačne sile vodi v dejstvo, da plasti embalaže v stiku z delovnim medijem niso dovolj zgoščene, zato lahko medij prodre tako skozi pore same embalaže kot med steblom in embalažo, kar vodi do razbremenitev polnilne škatle.

riž. eno. Kvalitativna lastnost porazdelitev radialnega tlaka po globini tesnila žleze.

Ro - aksialni pritisk na tesnilo žleze s strani tlačne puše;
PP - pritisk delovnega okolja;
Рв je tlak, ki ga izvaja tesnilo na gredi.

Kvalitativna sprememba radialne sile na gred vzdolž dolžine polnilnega polja, od skupnega delovanja delovnega medija in vpliva tlačne puše je prikazana na sl. 1. Kot je razvidno iz slike, največjo obremenitev nosijo prvi obroči, ki imajo med obratovanjem obrabo 70 % obrabe celotnega tesnila polnilnika, medtem ko se zadnji obroči skoraj ne obrabijo in so v bistvu odveč. Dodati je treba, da je strmina predstavljene karakteristike v bistvu odvisna od lastnosti materiala (od vrednosti koeficienta bočnega tlaka), manjši kot je Kb, bolj bo ta krivulja strma.

Poleg koeficienta bočnega tlaka ima zasnova polnilnika pomemben vpliv na pritisk embalaže, ki jo je treba tesniti na tulec gredi.

riž. 2. Zasnova polnilnice z vmesnim obročem za luči za tradicionalna pakiranja.

1. gred črpalke;
2. podsalnikovy bronast prstan;
3. stena polnilnice;
4. potisni rokav;
5. obroč za luči.

Večina obstoječih izvedb polnilnih škatel centrifugalnih črpalk je narejenih s poševnicami na končni strani polnilnika in na tlačni puši, sl. 2. Skrajni tesnilni elementi pod vplivom takega poševnega roba doživijo dodatno silo (Рrad), ki jih pritisne na tulec gredi, sl.3. Posledično se poveča radialni učinek skrajnih (prvih in zadnjih) tesnilnih elementov na zaščitni tulec gredi in njihova obraba se še poveča. več, in ne pride samo do obrabe tesnilnega materiala, ampak tudi zaščitnega tulca gredi. Operativna praksa je pokazala prisotnost značilne cone obraba tulca gredi na območju, kjer se nahajajo ti obroči. Posledično je že po 0,5-1 letu, odvisno od pogojev delovanja, potrebno popraviti ali zamenjati zaščitni tulec.

sl.3. Shema prerazporeditve prenosa aksialne sile s tlačne puše s poševnico.

1.-stena polnilnice; 2.-tlačni tulec; Z.-črpalka gred;
Ro - aksialna sila, ki deluje na tlačno pušo;
Pa - aksialna sila, ki jo tlačna puščica prenaša na tesnilni obroč;
Rrad je radialna komponenta aksialne sile.

Poleg tega lahko nastali prekomerni radialni tlaki povzročijo povečanje trenja, lokalno segrevanje gredi in celo vrenje delovne tekočine in posledično uničenje polnilnika v sili.

V svetovni praksi vedno več široka uporaba poiščite tesnila na osnovi termično ekspandiranega grafita (TEG), ekspandiranega politetrafluoroetilena (PTFE) in njihovih kompozitov z uporabo ojačitvenih vlaken visoke trdnosti. Eden glavnih proizvajalcev teh izdelkov v Rusiji je že več kot 12 let UNIKHIMTEK NPO, ki proizvaja celotno paleto tesnil pod blagovno znamko GRAFLEX.

Glavne prednosti novih tesnilnih izdelkov pred paronitnimi, azbestno-grafitnimi obroči, azbestnimi in bombažnimi embalažami določa dejstvo, da so uporabni v širokem spektru aplikacij.

(praktično neomejen) razpon temperatur in tlakov, imajo dobro stisljivost (20-60%) pod obremenitvijo in obnovitev (10-70%) po odstranitvi, elastičnost (8-12%), ne izgubi teh lastnosti sčasoma - ne se ne sprostijo in "ne starajo", so kemično inertni in uporabni v skoraj vsakem okolju, zagotavljajo tesnjenje tesnjene enote za dolgo časa brez sistematičnega zategovanja, imajo nizek koeficient trenja 0,02 - 0,12% in visoko toplotno prevodnost.

Prisotnost zgoraj navedenih lastnosti omogoča uporabo teh materialov za tesnjenje premičnih spojev visoke hitrosti drsenje (do V= 25m/s) v širokem razponu temperatur in tlakov.

Trenutno CJSC "Unihimtek" proizvaja tesnilne elemente v obliki obročev (KGN-obroči nizke gostote iz materiala GRAFLEX) in pletenih tesnil (NGF-embalaže, pletene iz materiala GRAFLEX) za tesnilne črpalke. Poleg tega so tesnilni obročki izdelani iz več vrst, zviti (KGN-V) in puhasti, različne vrste(KGN-SO, KGN-SOP).

Zviti obroči so izdelani s spiralnim navijanjem grafitnega traku, ki mu sledi hladno stiskanje v kalupu do določene gostote. Zaradi takšnega stiskanja se plasti folije deformirajo v obliki nabora v aksialni smeri in so med seboj trdno povezane, kar zagotavlja tesnost. Gostota zbijanja obročev je določena s parametri in pogoji naknadnega delovanja in je običajno v območju ρ=0,9-N,35 g/cm³. Ti obroči imajo visok koeficient bočnega tlaka (Kb = 0,7-0,85), zato se uporabljajo za zagotavljanje tesnjenja pri nizkih vrednostih aksialnega tlaka.

Večplastni obroči so sestavljeni iz izmeničnih vodoravnih plasti grafitne folije, preluknjene iz pločevine (pravokotno na os obroča). KGN-SO obroč je izdelan s polaganjem po slojih in lepljenjem plasti skupaj. KGN-SOP obroč je izdelan iz grafitne folije z izmeničnim polaganjem vsake plasti in naknadnim hladnim predstiskanjem. Ti obroči imajo visoko toplotno prevodnost v radialni smeri λ > 120 W/(m K) in nizek bočni tlačni koeficient (Kb=0,1-0,15), zato se uporabljajo za odvajanje toplote in kot dušilni obroči. Zaradi majhne vrednosti Kb med stiskanjem med gredjo in obročem ostane zelo majhna reža, kjer se tok medija duši, kar zagotavlja več ugodnih razmerah delo drugih prstanov.

Pletene tesnilne embalaže so izdelane v obliki vrvice, pretežno kvadratnega, skoznega, večvrstnega, diagonalnega tkanja. Tkanje nit dobimo z zvijanjem traku grafitne folije. Za krepitev pletene embalaže v fazi proizvodnje folije je ojačana z nitmi različnega materiala(bombažna nit, steklena vlakna, kovinska žica in drugi utrjevalni materiali). Za razširitev lastnosti tesnilnega materiala se uporabljajo pletene embalaže v kombinaciji z drugimi materiali, zlasti z ekspandirano fluoroplastično vlakno visoke trdnosti - Kevlar (SVM). Za izboljšanje tesnilnih lastnosti pletenih tesnil, pa tudi za zmanjšanje njihovega koeficienta trenja in korozijske aktivnosti, se uporablja impregnacija. posebne formulacije in maziva.

Koeficient bočnega tlaka za pleteno tesnjenje NHF (Kb=0,5-0,6), hkrati pa ima to tesnjenje precej visok koeficient toplotne prevodnosti, primerljiv s toplotno prevodnostjo kovine ohišja črpalke.

Različne tehnologije za izdelavo tesnilnih izdelkov iz materiala GRAFLEX omogočajo sestavljanje kompletov embalaže z določenimi potrošniškimi lastnostmi.

riž. Slika 4. Shema tesnila polnilnika gredi delujočih črpalk s kompletom tesnilnih elementov GRAFLEX.

Zasnova tesnilnega sklopa gredi črpalke, ki so ga predhodno oblikovali proizvajalci za tradicionalne tesnilne materiale (polnila iz azbesta, bombaža in sintetični materiali z različne vrste impregnacija) je prikazano na sliki 4a. Globina polnilnika je bila običajno nastavljena na veliko število obroči (6-12 kosov), ki vnaprej določa nastanek velike aksialne sile med stiskanjem polnilne škatle, vodi do povečanja neenakomernega pritiska na gred v radialni smeri in hitre obrabe ekstremnih tesnilnih elementov. Na končnih površinah spodnjega zaboja, polnilnika in vmesnega lanternega obroča so narejeni poševniki pod kotom α=15° do končne površine, da se izboljša deformacija embalaže od zunanjega premera do gredi.

NPO UNIKHIMTEK na podlagi testov in izkušenj delovanja tovrstnih sestavov polnilnice priporoča uporabo pletene embalaže tipa NGF kot tesnilne mase, ki zagotavlja dolgotrajno in zanesljivo delovanje z minimalnim puščanjem in povečanjem življenjska doba tesnila za 2-4 ali večkrat, odvisno od pogojev delovanja. V tem primeru se zasnova sklopa žleze ne spremeni. V nekaterih primerih, če so v mediju abrazivni delci, je priporočljivo vgraditi zunanje obroče iz embalaže z močnejšimi navoji, na primer iz kevlarja (SVM).

Če uporaba NHF embalaže ne zagotavlja želenih rezultatov glede življenjske dobe, količine puščanja delovnega medija ali je tlak medija dovolj visok Èdelo > 2 MPa, je to predvsem posledica konstrukcijskih pomanjkljivosti v tesnilni sklop polnilnika, ki ga je mogoče kompenzirati s posebnimi obroči TRG GRAFLEX. Konfiguracijski diagram takšnih vozlišč je prikazan na sliki 46. Ta konfiguracija zagotavlja delovanje tesnila skoraj brez puščanja (stopnja puščanja je 1-5 kapljic na minuto).

riž. 4b. Shema tesnila polnilnika gredi delujočih črpalk s kompletom tesnilnih elementov GRAFLEX.

Toplotni obroči zagotavljajo učinkovito odvajanje toplote tako zaradi visoke toplotne prevodnosti (v primerjavi z NGF polnili in CGN obroči tipa B), kot tudi zaradi visoke učinkovitosti regulacije delovnega tlaka in poravnave radialnega tlaka na gredi vzdolž dolžine polnilnice, ki vodi do enakomerne in počasnejše obrabe tesnil.

Za dušenje visokega tlaka delovnega medija (2 ÷ 4 MPa), kot tudi za delovne medije s precejšnjo količino mehanskih nečistoč, je mogoče namestiti več dušilnih obročev v vrsti ob strani delovnega medija. Na sliki 4c je prikazana ena od možnih konfiguracijskih shem za sklop letve v prisotnosti obroča za luč.

riž. 4c. Shema tesnila polnilnika gredi delujočih črpalk s kompletom tesnilnih elementov GRAFLEX.

Za sklop polnilne gredi črpalke, katerega zasnova bo razvita za namensko uporabo tesnilnih kompletov TRG GRAFLEX, priporočamo spremembe, prikazane na sl.5. Končni površini tlačne puše in vmesnega lanternega obroča sta izdelani pravokotno na os gredi, brez poševnic, kar omogoča več enakomerna porazdelitev radialni pritisk na gred vzdolž dolžine polnilne škatle. Namesto kovinskih (jeklenih, bronastih) subsalyshk obročev, nameščenih za srednje dušenje z minimalnimi razmiki vzdolž gredi δ = 0,2 ÷ 0,3 mm, je mogoče namestiti poseben dušilni obroč iz Grflex TRG tipa KGN-S. Zaradi elastičnosti materiala, nizkega koeficienta trenja, visoke toplotne prevodnosti in odpornosti proti obrabi dušilni obroči dolgo časa ohranjajo minimalne reže, kar določa izjemno visoko učinkovitost tlačnega dušenja.

sl.5. Shema zasnove polnilnice za uporabo tesnil tipa GRAFLEX.

Rezultati študij so pokazali, da je za zagotovitev zanesljivega tesnjenja s tesnilnimi materiali GRAFLEX pri tlaku delovnega medija do Рр ≤ 1 MPa potreben komplet, sestavljen iz 3-5 tesnilnih obročev, in pri tlaku delovnega medija nad Рр< 1МПа, целесообразно устанавливать комплект, состоящий из 6 колец.

Poleg tega je zaradi tako imenovanega "samozdravilnega" učinka, ki je v tem, da je ob stiku s tesnilnimi izdelki iz TRG tesnilna površina prekrita s tanek sloj grafita, zaradi česar se mikrohrapavosti zapolnijo, površina postane bolj gladka in pride do nadaljnjega stika embalaže z grafično površino, zaradi česar se koeficient trenja zmanjša na k = 0,02-0,05 (suho trenje TRG na jeklo k = 0,l-0,12). Vse to pomaga zmanjšati obrabo embalaže, kar ima za posledico zanesljivo tesnost in vzdržljivost tesnila z manjšim številom tesnilnih elementov.

Po drugi strani se zmanjša število tesnilnih elementov dimenziječrpalke, zmanjšajo porabo kovine izdelka, zmanjšajo stroške tesnilnih materialov.

Več večji učinek doseženo med obratovanjem pri porabnikih. Spodaj so rezultati ocenjevanja učinkovitosti uporabe materialov GRAFLEX v primerjavi s tradicionalnimi embalažami.

Spremembo stroškov materiala za leto, v primeru zamenjave tradicionalnih tesnil na osnovi azbesta z GRAFLEX, lahko ocenimo z izrazom:

Kjer je: C asb, C gr - cena azbestnih tesnil in tesnil GRAFLEX, rub/kg;
G asb, G gr - poraba materiala za tesnilo polnilne škatle iz azbesta oziroma GRAFLEX-a, kg;
η asb, η gr - življenjska doba tesnil iz azbesta in iz materiala GRAFLEX, v tednih;
η leto je število tednov v letu.

Kot primer razmislite o spremembi stroškov materiala za centrifugalno črpalko, ki se uporablja za črpanje bitumna v rafineriji Syzran, ob upoštevanju realni pogoji storitve tesnjenja.

ΔS=(0,4 150/2,5-0,4 1350/26) 52=168 rub/leto

Tako je kljub bistveno višji ceni tesnil GRAFLEX (С gr = 1350 rubljev/kg in С asb = 150 rubljev/kg) posledično prihranek pri stroških materiala na leto 168 rubljev na črpalko. Toda učinkovitost nove generacije se tu ne konča.

Visoka toplotna prevodnost GRAFLEX-a in nizek koeficient trenja omogočata delovanje polnilnih sklopov centrifugalnih črpalk brez puščanja črpanega medija skozi tesnila (v nekaterih primerih je puščanje 1-5 kapljic na minuto pod pogojem). Uporaba običajne embalaže zahteva uhajanje majhne količine črpanega medija (5-20 kapljic na minuto (pravzaprav tudi več, če medij ni strupen)), da se prepreči segrevanje polnilnice, kar ustreza srednjemu puščanju približno 0,5 -1,0 l/h (dejansko puščanje lahko doseže 3 l/h). Za eno leto (7000-8000 ur) takšna puščanja znašajo od 4 do 8 ton izdelka. Ekonomski učinek v tem primeru lahko ocenimo z izrazom:

kjer je G znoj - puščanje črpane tekočine, t/leto;
C pr - cena 1 tone črpane tekočine, rub / t.

Ob upoštevanju cene nafte - 3.000 rubljev / tono, bo učinek zmanjšanja izgub v tem primeru od 1.2.000 rubljev / leto na 24.000 rubljev / leto, kar je skoraj 100-krat višje od stroškov materialov.

Zmanjšanje koeficienta trenja pri uporabi tesnil GRAFLEX za več kot trikrat omogoča zmanjšanje stroškov energije za pogon črpalke. Ti stroški pokrivajo tudi večkratne stroške nakupa tesnilnega materiala GRAFLEX. Za sodobne centrifugalne črpalke je mehanska učinkovitost, ki upošteva izgube energije zaradi trenja v tesnilih, ležajih in trenju diska η m = 0,92-0,99. Stroški energije, porabljene za premagovanje sil mehanskega trenja v polnilni škatli pri tradicionalnih embalažah, znašajo približno α c =50 % skupnih mehanskih izgub.

V tem primeru se upošteva obseg zmanjšanja porabe energije naslednji primer: pri črpalki s pogonsko močjo N e = 100 kW zamenjava tradicionalnega tesnila za polnjenje s tesnilom iz materiala GRAFLEX omogoča zmanjšanje izgub energije v polnilniku za 2/3. Če predpostavimo, da je začetni mehanski izkoristek črpalke η m = 0,95, potem dobimo naslednje prihranke energije:

ΔN E = 2/3 α c N E = 0,667 0,5 0,05 100 = 1,6675 kW

Zdelo se je, da gre za nepomemben znesek. Vendar pa lahko s trajanjem delovanja črpalke τ=7000 ur na leto prihranite energijo:

E g \u003d 1,6675- 7000 \u003d 11672,5 kW.

Pri ceni električne energije 50 kopekov bo prihranek S eq.e = 5836 rubljev. Za primerjavo, komplet embalaže za polnjenje za takšno črpalko v povprečju stane približno 500 rubljev.

Še večji učinek je dosežen s podaljšanjem življenjske dobe zaščitnega tulca gredi. Obratovalne izkušnje so pokazale, da je pri uporabi tradicionalnih tesnil po enem letu delovanja potreben bodisi utor ali najpogosteje zamenjava zaščitnega tulca. Uporaba tesnil iz materiala GRAFLEX omogoča ohranjanje zmogljivosti puše 3-4 leta delovanja. Tako bodo prihranki pri povečanju življenjske dobe zaščitnega tulca za faktor tri:

Od w.v. - cena zaščitnega tulca za to črpalko, rub.;
S p.p. - cena popravila za zamenjavo zaščitnega tulca, drgnite.

Skupni gospodarski učinek bo:

Vračilo tesnilnih materialov GRAFLEX, kot kažejo obratovalne izkušnje, ne presega dveh do treh mesecev.

NPO UNIKHIMTEK na podlagi eksperimentalne študije in pilotnega obratovanja so za delovanje črpalk razviti in implementirani tesnilni kompleti iz materialov GRAFLEX, ki zagotavljajo zmanjšanje puščanja tekočine in podaljšanje življenjske dobe. Na podlagi rezultatov teoretičnih in eksperimentalnih študij so bila razvita priporočila za spremembe zasnove polnilke črpalke pri uporabi tesnilnih materialov GRAFLEX, ki zmanjšujejo srednje puščanje, zmanjšujejo obrabo tulca gredi, porabo tesnilnega materiala in zmanjšati obratovalne stroške.

LITERATURA

1. Domashnee A.D., Khmelniker V.L. Tesnila za polnilnice za armature NPP. - M.: Atomshdat, 1980, 112s.
2. Krishnek R. Tesnilni sistemi na osnovi grafita. Kemijska in naftna in plinska tehnika, št. 8, 2000.
3. Vorokhov A.M., Gashnin A.S., Dodonov N.T. Vlaknasta in kombinirana tesnila za polnjenje. M.: Mashinostroenie, 1966, 312 str.
4. Ilyin E.T. Ruska visokozmogljiva tesnila GRAFLEX - Materiali industrijskega srečanja vodilnih mehanikov naftnih rafinerij in petrokemičnih podjetij v Rusiji in SND. Kirishi, 2002, str.2 59-266.

AT industrijska proizvodnja med delovanjem različnih cevovodov neizogibno pride do izgube črpanih tekočin. Številna tesnila služijo preprečevanju teh primerov, o enem od njih bomo podrobneje razpravljali v tem članku.

Tesnilo za polnjenje črpalke

Sodobna črpalna oprema je dokončana velika količina elementov. Hkrati pa posebnosti dela zahtevajo večjo pozornost normalnemu in nemotenemu delovanju izdelkov kot celote. Zaradi preprostosti zasnove in enostavne uporabe se tesnila polnilne škatle črpalke uporabljajo veliko pogosteje kot druge tesnilne naprave.

Operativne zahteve

Propeler vseh vrst črpalne opreme deluje zahvaljujoč motorju. Najpogosteje je električna. Preko mehanske sklopke se energija prenaša z gredi motorja na rotor, ki ga spravi v gibanje. Sama gred sega preko ohišja opreme, zaradi česar lupina pušča. Zato je izguba delovne tekočine neizogibna.

Če se uporablja, se lahko izognemo puščanju črpane tekočine. Uporabljajo se naslednje tehnologije:

Pakirano (železno) tesnilo. To je prstan iz vlaknasti material.

Manšeta. Za ta pečat, elastični materiali ki jih je mogoče okrepiti za povečanje togosti. Uporablja se za vgradnjo v črpalno opremo z nizko hitrostjo gredi.

Konec. Sestavljen je iz dveh obročev, ki sta tesno razmaknjena drug proti drugemu na gredi. Eden od njih se vrti z gredjo, drugi pa ostane popolnoma mirujoč.

z režami. Drugo ime je labirint. Šteje se za najbolj zanesljivega sodoben videz tesnila. Predstavljen v obliki obroča iz mehke zlitine. Uporablja se v večstopenjskih črpalkah, kjer lahko uporaba drugih tehnologij bistveno vpliva na učinkovitost.

Poleg tega obstajajo naprave, ki ne potrebujejo tesnil, kot so črpalke z magnetnim pogonom z mokrim rotorjem.

Opis tesnil za žleze

Za zagotavljanje tesnosti se najpogosteje uporabljajo materiali z režami potopne črpalke. Nimajo posebnih zahtev za uhajanje tekočin. Tu igra dolgoživost veliko vlogo.

Tesnjenje tesnil črpalk se je pojavilo skoraj hkrati z opremo za črpanje tekočin. Gre za svojevrstne obroče iz vlaknastega materiala, ki se nahajajo v dnu polnilnice, od tod tudi njihovo ime. Embalažo je treba navlažiti s tekočino, ki se prevaža po cevovodih. To je potrebno za hlajenje in mazanje polnilne škatle. Samo vlaženje je polno izgube tekočine. Ena ura delovanja črpalke predvideva izgubo 1-15 litrov vode. Če embalaža ni navlažena, bo material izgubil svojo uporabnost in bo hitro "izgorel".

Tesnila je treba redno servisirati. Hkrati kompresorjev in črpalk ni mogoče razstaviti, kar je ena od pomembnih prednosti tesnil. Samopostrežba je občasno "povlečanje" manšete.

Tipične različice tesnil za črpalno opremo

Sodobni trg ponuja različna tesnila za črpalke; tipična oljna tesnila predstavljata dve glavni vrsti:

Ojačano pakiranje z enim robom. Glavni namen je preprečiti izgube črpane tekočine.

Manšete ojačane s prašnikom in enim robom. Uporablja se za zaščito samega priključka pred prahom in umazanijo. Prav tako ne dovolite, da tekočina zapusti transportni sistem.

Če pogledamo, lahko ločimo oljna tesnila:

z oblikovanim robom;

z obdelanim robom.

Glede na vrsto uporabljene gume obstajajo takšne manšete:

Na osnovi nitrilne butadienske gume. Izdelki so izdelani iz 1, 2 in 3 razredov gume. Relativno visok prag negativna temperatura delovanje (-30, -45 in -60 °C).

Na osnovi fluorirane gume. Surovina je guma skupin 1 in 2. Pri črpanju mineralnega ali menjalnega olja prenesejo temperature do 170 °C.

Izdelana iz silikonske gume. Pri izdelavi gume se uporablja izključno 1 skupina. Spodnja črta delovna temperatura pakiranja -55 °C.

Sodobne manšete so praviloma opremljene z vzmeti. Primerne so za tesnjenje na gredi različnih premerov.

Vzmeti je možno dobaviti ločeno od polnilnika, če je predvidena za delo z gredjo do 20 mm ali več kot 120 mm.

zmogljivosti, za katere črpalke je bolje uporabiti

Manšete se praviloma razlikujejo od drugih tesnil po svoji prožnosti in plastičnosti. Visoka odpornost proti obrabi je tudi pomembna prednost izdelkov. Rahel udarec na gred razširi segment uporabe.

Značilnosti delovanja so neposredno odvisne od strukture tesnilne mase in sestave, ki je bila uporabljena v proizvodnji. Glede na tkanje so diagonalne (skozi in kombinirane) žleze in enoslojne (kar pomeni strukturo jedra). Sestava manšet je:

azbest in neazbest;

suha in impregnirana (kot impregnacija se uporabljajo mešanice maščob, grafita in lepila);

ojačane in neojačane.

Polnilne škatle se uporabljajo za tesnjenje centrifugalnega priključka, embalaža pa se lahko uporablja tudi v batni opremi za črpanje tekočih medijev. Pri nameščanju izdelka ne pozabite, da bodo črpalke s tesnili za polnjenje prepustili določeno količino tekočine, omenjeno zgoraj.

Grafitno-keramična tesnila

To je ena od vrst manšet za črpalna oprema. Uporaba te vrste tesnila popolnoma odpravi vdor delovne tekočine v motor opreme. Kje se uporabljajo grafitno-keramična tesnila? Ni veliko vodnih črpalk, ki bi ustrezale. Praviloma je segment uporabe omejen le na površinske mehanizme.

Življenjska doba lahko doseže 10 let. Hkrati se je vredno držati pravilno delovanje črpalna postaja. Glavne zahteve, postavljene v času delovanja opreme:

Brez "suhega teka". Strogo je prepovedano držati črpalko v načinu "vklopljeno", če v sistemu ni tekočine.

Najbolje je črpati najbolj prečiščeno snov. Prisotnost nečistoč skrajša življenjsko dobo manšete.

Ne pozabite upoštevati temperaturnega režima.

Prednosti polnilne škatle za črpalke z vodnimi tesnili

Manšeta opreme za črpanje vode izgleda kot pletena vezalka kvadratnega odseka. Azbestna (bombažna ali lična) nit ima lahko vključke bakrene ali medeninaste žice. Črpalke z vodnimi tesnili imajo jedro iz svinca. Velikost traku 5*0,5. Namesto tega se lahko uporabi tkanje 4 svinčenih žic.

Uporabljajo se vodna tesnila, običajno na sesalni strani. Vendar jih je mogoče uporabiti z nasprotne strani. Velikost pakiranja je neposredno odvisna od premera gredi. Največje število tesnilnih obročev je 5.

Kako izbrati oljno tesnilo

Izbira tesnil se izvaja glede na številne značilnosti. Nedvomno je najpomembnejše vprašanje zanesljivost. Med drugimi pomembnimi merili se upoštevajo stroški. Dodatne možnosti pri izbiri naprav je treba upoštevati:

število obratovalnih ur;

izguba tekočine;

rok uporabnosti;

stroški, povezani s popravili.

Poleg tega se izbira tesnil za črpalke izvaja ob upoštevanju standardnih velikosti. Ti vključujejo zunanji in notranji premer, višino in debelino podlage.

Kaj pravijo potrošniki

Mnogi so se že srečali z vgradnjo oljnega tesnila za enostopenjsko črpalko. Pogosto je opaziti vsestranskost nadeva. Uporaba tesnil ni omejena na visokohitrostne gredi.

Opozoriti je treba, da ima tesnilo polnilnika črpalk z mazivom na osnovi silikona večjo toplotno stabilnost.

Različice z visoko vsebnostjo ogljika znatno zmanjšajo ekspanzijsko razmerje, ko se temperatura črpane tekočine poveča. Aramidna vlakna s posebno PTFE impregnacijo omogočajo, da polnilnica deluje v agresivnem okolju na kemična proizvodnja, SPTE in papirna industrija.

Tesnila za letev so zasnovana za tesnjenje lukenj, skozi katere prehajajo ali so nameščeni gibljivi deli mehanizmov. Kršitev tesnosti katerega koli pravilno sestavljenega tesnila za polnjenje je posledica predvsem izgube elastičnosti tesnilnih obročev (manšet) in enostranske obrabe drgnih površin delov. Z izgubo elastičnosti je sila, s katero obroč stisne vrat gredi ali je pritisnjen nanj notranja površina cilindra, pri enostranski obrabi pa se cilindrična oblika drgnih površin popači.

Nadzor stanja in popravila delov. Stanje tesnilnih obročev in manšet se preverja z rutinskim pregledom. V vseh primerih se pri demontaži tesnila polnilnice zamenjajo obročki iz filca, embalaža iz bombaža, azbesta ali konoplje ali snop, zložen iz teh materialov, ne glede na njihovo stanje. Zamenjajo se tudi gumijasti obroči in manšete ter samovpenjalne uvodnice, nameščene na težko dostopnih mestih mehanizmov. V drugih primerih se gumijasti deli in samozaporna tesnila zamenjajo le v primeru izgube elastičnosti, ob prisotnosti raztrganin in napak na drgnjenih površinah, razslojevanja ali mehčanja gume.

montaža. Vsako tesnilo polnilnika deluje normalno le, če polnilnica stisne vrat gredi ali je enakomerno in z enako silo pritisnjena na površino cilindra. Da bi to naredili, je potrebno, da so osi gredi, luknje dela za polnilno škatlo in sama polnilna škatla koaksialni. Poleg tega mora biti iztek vratu gredi, ki se vrti v polnilni škatli, minimalen (ne več kot 0,05 mm), drgne površine gredi ali cilindra pa morajo imeti gladko površino brez brazd.

Tesnila s polstenimi obroči. Material in dimenzije obročev katere koli povezave morajo ustrezati zahtevam risbe. Za elastičnost in zmanjšanje obrabe obročev je priporočljivo, da jih 5, 10 minut namakate s posebnimi spojinami, segretimi na 120, 130 "C. Mešanica 75% tehničnega glicerina, 20% natrijevega mila in 5% kosmičevega grafita lahko kot take spojine ali 90 % ricinusovo olje, 5 % natrijevega mila in 5 % grafita v kosmičih. Obroči, vgrajeni v pokrovčke, se morajo tesno prilegati v spodnjo izrez pokrovčka. Drgna površina obročev mora biti čista in ravna, brez zadebelitev, vdolbin in podrezov, mora biti obroč tesen in enakomerno stisniti premikajoči se del.

Tesnila z obroči za polnjenje. Embalaža za polnjenje (kot je polnilna škatla vodne črpalke) je običajno sestavljena iz ločenih obročev s poševnim rezom. Spoji sosednjih obročev se premaknejo za 120 ali 180°. Za pospešitev postopka polnjenja je zaželeno imeti trne, z lahkimi udarci, na katerih so obroči dobro zgoščeni. Pri končnem privijanju matičnih matic morate biti previdni. Neenakomerno neusklajeno zategovanje matic pogosto vodi do segrevanja in prekomerne obrabe drgnih delov delov.

Tesnila s samozapornimi uvodnicami, gumijastimi obroči in manšetami. V prostem stanju mora vzmet samovpenjalne žleze rahlo stisniti manšeto; tlačna sila se prilagaja s spreminjanjem dolžine vzmeti. Preveč sile, čeprav poveča tesnost povezave, pa lahko povzroči pregrevanje in prisilno obrabo delov. Za lažjo namestitev gumijastih delov so njihove drgne površine mazane s tanko plastjo masti. Za boljše tesnjenje so kontaktne površine sedeža ohišja in samovpenjalne uvodnice premazane z lepilom GEN-150V, svinčeno belo, tesnilno maso, šelak ali karbinol lepilom.

Glavni del proizvodnje oblikovanih gumijastih izdelkov je na tesnilnih napravah, od katerih je odvisna produktivnost in zanesljivost enot in mehanizmov, tesnjenje in tesnjenje spojev, šivov in vseh vrst povezav. Naloga tesnil je preprečiti ali zmanjšati uhajanje tekočine ali plina v spojih delov strojev, cevovodov in drugih sistemov. Utrjevanja se dogajajo premična, nepremična, kontaktna in luknjasta. Imajo lahko zapleten profil prečnega prereza, ki zagotavlja tesnost in potrebno hitrost mehanizma, zmanjša segrevanje delovne tekočine v sistemu, ščiti pred prodiranjem tujih snovi v tehnično napravo in preprečiti zunanje puščanje delovne tekočine. Odvisno od kemična sestava in fizične lastnosti gumijasta tesnila se lahko uspešno uporabljajo v najrazličnejših pogojih in se uporabljajo v vseh panogah. Pomična kontaktna tesnila vključujejo O-obroče, obročke in druge vrste posebnih tesnil. Na primer, O-obroči, izdelani v skladu z GOST 9833-73, so zasnovani za zanesljivo delovanje v hidravličnih sistemih pri tlakih do 32 MPa, v fiksnih spojih - do 50 MPa. Z več visok pritisk delovne tekočine v sistemu, je priporočljiva uporaba gumijastih manšet.

Vrste manšet

Zagotavlja tesnost v hidravlične naprave sekira za stroje in sklope (GOST 6969–54, TU 38-1051725-86)

Primeri označevanja: Manšeta 80x100 GOST 6969-54 - manšeta za tesnjenje cilindra s premerom 100 mm, palico s premerom 80 mm

Zagotavlja tesnjenje reže med cilindrom in batom pri tlaku od 0,1 do 50 MPa z povratno hitrostjo ne več kot 0,5 m/s pri temperaturi od -60C do +200C (GOST 14896-84, GOST 6969-54 ). Glede na zasnovo in vrednost delujočega tlaka so izdelani trije tipi

Primeri označevanja: Manšeta 1-20x12-4 GOST 14896-84 - manšeta tipa 1 za tesnjenje cilindra s premerom 20 mm, palica s premerom 12 mm iz skupine 4 gume

Služi za tesnjenje palic in cilindrov hidravličnih naprav, ki delujejo v mineralnih oljih, olju, svežih in morska voda, vodne emulzije pri tlakih do 63 MPa pri temperaturah od -50 do +120 ° C s povratno hitrostjo do 3 m / s. Te manšete so nameščene skupaj s kovinskim nosilcem in tlačnimi obroči (GOST 22704-77)

Primeri označevanja: Podporni obroč KO 70x95-2 GOST 22704 - prstan z notranjim premerom 70 mm, zunanjim premerom 95 mm iz gume skupine 2

Primeri označevanja: Chevron manšeta M 70x95-2 GOST 22704 - manšeta z notranjim premerom 70 mm, zunanjim premerom 95 mm iz skupine gume 2

Primeri označevanja: Tlačni obroč KN 70x95-2 GOST 22704 - prstan z notranjim premerom 70 mm, zunanjim premerom 95 mm iz gume skupine 2

Zasnovan za tesnjenje cilindrov in palic pnevmatskih naprav, ki delujejo pri tlaku od 0,005 do 1 MPa pri temperaturi od -65 do +150 °C s povratno hitrostjo do 1 m/s (GOST 6678-72). Obstajata dve vrsti - tip 1 (za tesnilo cilindra) in tip 2 (za tesnilo palice)

Primeri označevanja: Tesnilna manšeta 1-025-3 GOST 6678-72 - manšeta tipa 1 za cilinder s premerom 25 mm iz skupine 3 gume

Primeri označevanja: Tesnilna manšeta 2-010-1 GOST 6678-72 - manšeta tipa 2 za palico s premerom 10 mm iz skupine gume 1

Za tesnjenje vrtljivih gredi uporabljajo se v težjih pogojih delovanja v mineralnem olju, vodi, dizelskem gorivu, pri nadtlaku do 0,05 MPa, temperaturah od -60 do +170 (odvisno od gumijaste skupine) in hitrostih vrtenja do 40 m/s ojačane gumijaste manšete (GOST 8752-79). Takšne manšete imenujemo tudi žleze. Te manšete so ojačane s kovinskim obročem in okroglo vzmetjo. Kovina obroča je v gumijasti plasti, ne reagira z agresivnim okoljem in se krepi splošna zasnova, vzmet pa pritisne delovni rob manšete na gred. Iz nekaterih vrst manšet je mogoče izdelati fluorova guma in silikonska guma. To omogoča uporabo ojačanih manšet v širokem razponu parametrov delovanja pri izjemnih obremenitvah pod vplivom najbolj agresivnih okolij.

Izdelana sta dva tipa:

jaz — enorobni (za preprečitev puščanja zaprtega medija);

II — enoustnica s prtljažnikom (za preprečitev puščanja tesnilnega medija in za zaščito pred vdorom prahu)

Izdelane so v dveh različicah: 1. s strojno obdelanim robom (rez); 2. z oblikovanim delovnim robom.

Primeri označevanja: Manšeta 2.1-60*80-4 GOST 8752–79 - manšeta tip 2, različica 1, za gred s premerom 60 mm z zunanjim premerom 80 mm iz gume skupine 4

Opombe:

1. Črka "C" pomeni, da je primernost gume za tesnjenje te skupine medijev določena po dogovoru med proizvajalcem in kupcem;
2. Znak "-" pomeni, da elastomer ni primeren za tesnjenje v navedeni skupini medijev.

Vsi Kharprompolimer LLC so izdelani v skladu z GOST 8752-79.

Tesnila so naprave za preprečevanje ali zmanjšanje puščanja tekočine skozi reže med deli.

Tesnila črpalke lahko razdelimo v dve skupini: tesnila koncev gredi (zunanja) in notranja tesnila stopnje. Končna tesnila so zasnovana tako, da preprečujejo puščanje črpane tekočine iz črpalke in vdor zraka v črpalko med njenim delovanjem s podtlakom na vstopu (polnilnik, končna tesnila). Notranja tesnila so zasnovana tako, da zmanjšajo črpano tekočino med stopnjami znotraj ohišja črpalke pri večstopenjskih črpalkah ali med ohišjem in vrtljivim rotorjem pri enostopenjskih črpalkah (zaporne, labirintne).

Tesnila za polnjenje je tesnilo vrtljive gredi na mestih njenega izstopa iz fiksnega ohišja, izdelano iz mehke elastične embalaže. Uporaba oljnih tesnil kot tesnilnega elementa je ena izmed najstarejši načini tesnjenje gibljivega spoja.

V tesnilni škatli brez prisilnega stiskanja polnilo za žleze prilegajo v utore na fiksnih in gibljivih delih spojev. Uporablja se za tesnjenje batnih ležajev pri nizkih hitrostih in nizkem nadtlaku.

Tesnila polnilnice s prisilnim stiskanjem so izdelana po shemi, pri kateri se tesnjenje doseže s pritiskom tesnilke na gred kot posledica tlačne sile.

Pri večini izvedb tesnil polnilnega ohišja so tlačne puše in spodnje škatle izdelane s kontaktno ravnino, nagnjeno na os gredi, kar omogoča povečanje radialnega tlaka tesnilnega tlaka na gredi. Vendar pa prekomerno povečanje nagibnega kota povzroči nastanek velikih napetosti v bližini tlačne puše, kar ima za posledico povečano obrabo obročev, ki so najbližje tulcu.

Dovod zraka v delovno votlino črpalke je izključen z uporabo tesnilne naprave z hidravlično tesnilo. Tekočina pod nadtlak se napaja v vmesni obroč 2. Lahko se napaja iz vir brez povezave ali vzeto iz črpalke. Na ta način se ustvari hidravlično tesnilo, ki ne le preprečuje prodiranje zunanjega zraka v črpalko, temveč preprečuje tudi uhajanje črpane tekočine iz črpalke. Hidravlične tesnilne uvodnice zagotavljajo dobro mazanje tesnil, zmanjšujejo izgube zaradi trenja v sklopu in zagotavljajo odvajanje toplote.

Vse zgoraj obravnavane tesnilne naprave izvajajo stiskanje mehkega pakiranja s strani, ki je nasprotna delovanju tlaka črpane tekočine, t.j. ustvarite največji radialni tlak tesnilnega elementa na gredi, kjer je tlak črpane tekočine minimalen.

Slika 9 - Polnilnik s stiskanjem embalaže črpane tekočine: 1 - notranji rokav; 2 - tesnilni element; 3 - ležaj; 4 - zunanji rokav; 5 - gred

Najboljše pogoje tesnjenja je mogoče doseči z zagotavljanjem največjega radialnega tlaka elementa na gredi, kjer je tlak črpane tekočine največji. Na primer tesnilne naprave, pri katerih je embalaža stisnjena s pritiskom črpane tekočine. Ker je površina tlačne puše na strani tekočine večja od površine na strani stiskanja embalaže, nastane napetost, ki presega tlak črpanega medija. Takšno tesnjenje se imenuje diferencialno.

Slika 10 - Tesnilo polnilnice z radialno prednapetostjo: 1 - pokrov; 2 - elastična komora; 3 - tesnilni element; 4 - telo; 5 - grundbuksa.

Enakomerno porazdelitev tlaka embalaže na gred je mogoče doseči z uporabo radialne kompresije polnila. V tesnilu z radialno stiskanjem embalaže med telesom 4 in tesnilom 3 je elastična komora 2, v katero se skozi luknjo pod nadtlakom dovaja tekočina. Tlak tekočine skozi elastično komoro se enakomerno prenese na tesnilni element, ki tesni povezavo.

Slika 11 - Tesnilo polnilnice s hidravličnim tesnilom: 1 - ohišje; 2 - vmesni obroč; 3 - tesnilo žleze; 4 - tlačni rokav

Za večjo vzdržljivost mehke embalaže so njeni posamezni obroči omejeni s podložkami, ki so izdelane iz kovine ali plastike. Tesnilo je tako rekoč razdeljeno na ločene komore. Tesnilni obroči so zaščiteni pred prezgodnjim puščanjem polnila, izsušitvijo in hitro obrabo, kar zagotavlja več dolgoročno storitve tesnjenja.

Glavni element tesnila za polnjenje je elastična embalaža. Embalažnega materiala mora biti dovolj mehanska trdnost in elastičnost, visoka odpornost proti obrabi, neprepustnost in dobre lastnosti proti trenju. V skladu z GOST 5152-84 obstajajo tri vrste embalaže: pletena, valjana in obročasta.

Pletena pakiranja so razdeljena na tkanje skozi tkanje in pleteno tkanje. Za polnjenje se uporabljajo bombaž, konoplja, azbest, smukec in sintetične niti. V črpalkah CNS za črpanje vode v črpalne formacije se uporablja embalaža AG - tkana iz azbestne niti, impregnirane z maščobno sestavo z nanosom grafitnega prahu, APR-31 - tkana embalaža iz azbestne niti, ojačane z medeninasto žico in impregnirana z maščobna sestava. Življenjska doba takšnih embalaž je približno 700 ur. Drugi veljajo sodobnih materialov s podaljšano življenjsko dobo. Grafitna embalaža NG-L je izdelana iz termično ekspandiranega grafita, ojačanega z lavsansko nitjo. Življenjska doba do 10000 ur.