Применение простых торцовых уплотнений фирмы “Джон Крейн” в небольших насосах для химии и нефтехимии

НПП «Насосы и Уплотнения» («НиУ») уже 10 лет является официальным дилером  английской фирмы «Джон Крейн» (John Crane). «НиУ» специализируется на поставке сравнительно простых и недорогих торцовых уплотнений типов Т2100 и Т502 с резиновым сильфоном, Т680 с металлическим сильфоном и резиновыми, резиновыми во фторопластовой оболочке или фторопластовыми уплотнительными кольцами круглого сечения, а также с седлами различных типов (рис.1).

2100 резиновый сильфон	680 металлический сильфон	502 резиновый сильфон

Рис.1

В указанных уплотнениях используется три сочетания материалов пар трения: графит по карбиду кремния, графит по двуокиси алюминия и карбид кремния по карбиду кремния. Упруги элементы могут быть из нитрильной, этиленпропиленовой и фторкаучуковой резин. Указанные уплотнения большинства ходовых размеров теперь всегда есть на складе в Москве, так что почти любой из наших 3 000 клиентов может получить нужное для ремонта уплотнение практически в день заказа.

Мы постоянно сталкиваемся с ситуацией, в которой заказчик, использующий оборудование неизвестной марки, без документов или с неизвестной историей происхождения, не знает, какое именно уплотнение ему нужно. В лучшем случае приезжает механик и привозит с собой обломки уплотнения. Тогда после терпеливых расспросов в конце концов удается выяснить, какую жидкость нужно уплотнять, ее свойства, температуру, наличие абразива, периодичность запуска, перепады давления и т.п. и подобрать для него из наличия нужное уплотнение. Иногда это оказывается совсем не то, что использовалось изначально.

Типичной является ситуация, когда заказчик пытается использовать насос для перекачивания казалось бы похожих жидкостей, например, разных органических растворителей (ацетона, ксилола, 646 и пр.). И только удивляется, когда при перекачивании одной из них насосом уплотнение работает надежно, а в другом случае течет «как из решета».

В имеющейся справочной литературе редко удается найти рекомендации по применению тех или иных марок резин и материалов пар трения в разнообразных жидкостях. Только анализ информации из каталогов различных фирм, техническая документация, периодическая учеба на фирме «Джон Крейн», а также опыт наших  инженеров позволяют почти всегда выйти из положения.

К нам обращаются и проектировщики некоторых экзотических устройств, мало напоминающих насосы или мешалки. После анализа первоначально предлагаемых вариантов и консультаций с нами им иногда приходится радикально перерабатывать конструкции изделий.

В некоторых случаях мы заказываем более сложные уплотнения фирмы «Джон Крейн».

Имея в распоряжении хорошие уплотнения и квалифицированных инженеров, «НиУ» разработало и выпускает много различных насосов: центробежных, вихревых,  ламинарных, роторных, которые пользуются устойчивым спросом на предприятиях пищевой, лакокрасочной, химической и нефтехимической промышленности. Это небольшие моноблочные насосы штампосварные из нержавеющей стали с подачей от 0,3 до 100 м3/ч, напорами от 2-х до 80 метров, мощностью от 0,55 до 37кВт. Насосы находят применение во множестве случаев практически на любом предприятии, если не на главной технологической цепочке, то при вспомогательных операциях (разгрузка автомобильного и железнодорожного транспорта, в складском хозяйстве, мойке оборудования и пр.).

Использование упомянутых уплотнений позволяет создавать насосы, перекачивающие множество жидкостей (Рис. 2 – перечень жидкостей).

Рис. 2

В конструкции наших насосов используются одинарные и двойные торцовые уплотнения. Применяются схемы «тандем» и «спина к спине». Причем в большинстве случаев удается обходиться вариантом с автономным бачком гидрозатвора без давления или с давлением над затворной жидкостью. Циркуляция затворной жидкости обеспечивается вращением деталей уплотнения.

Двойные торцовые уплотнения применяются при перекачивании опасных и пожароопасных жидкостей (спирт, топливо, кислоты и щелочи) при перекачивании теплоносителей с температурой 250°С, когда значительные поверхности бачка для затворной жидкости обеспечивают нужный теплооотвод.

Двойные торцовые уплотнения с бачками гидрозатворов применяются, когда насосы заказываются для вакуум-выпарных установок или при перекачивании кристаллизующихся жидкостей, которые без этого образуют «бороду» от утечек, способную повредить уплотнение при пуске.

Во всех этих случаях не требуется подвод затворной жидкости от постороннего источника и слив ей в дренаж.

Важным случаем применения является перекачивание кристаллизующихся продуктов при низких температурах. Для перекачивания концентрированной щёлочи  используются насосы с электрообогревом корпуса, стенок камеры торцового уплотнения и бачка гидрозатвора.

Самовсасывающие электрообогреваемые щелочные насосы, которые перекачивают концентрированную щёлочь на одной их химбаз в Ленинградской области (верхний слив из железнодорожных цистерн и раздача потребителям). При температуре  +11°С и ниже щёлочь в холодном насосе может затвердеть. Поэтому насосы непрерывно подогреваются.

В ряде других случаев насосы имеют рубашки обогрева, через которые пропускаются разогревающие пар или горячая вода (насосы для мазута, патоки, твердеющих пищевых масел, шоколада и пр.)

Уплотнения с металлическими сильфонами несмотря на относительную дороговизну, находят спрос при перекачивании жидкостей с температурой до минус 45°С, разнообразных растворителей и т.д.

«НиУ» имеет специализацию на производстве самовсасывающих (центробежных и вихревых) насосов, а также насосов для вязких (до 50000 сСт) жидкостей.

Самовсасывающие насосы используются для верхнего слива из железнодорожных цистерн. В зависимости от длины всасывающих трубопроводов можно применять центробежные насосы с подачей до 80 м3/ч, либо в комбинации с вихревыми, которые имеют более высокую скорость откачки воздуха и потому успешно «зачищают» цистерны практически досуха.

Похожие схемы используются при выгрузке кислот, растворителей, антифризов, растительных масел. Небольшие самовсасывающие насосы применяются при сборке молока от фермеров, при мойке пищевого технологического оборудования для сбора дорогих моющих средств и т.д.

Новые для отечественной промышленности «ламинарные» насосы, выпускаемые «НиУ» способны перекачивать достаточно вязкие и сильнозагрязнённые жидкости. Некоторые жидкости требуют бережного перекачивания (сметана, шампунь).

Эти насосы внешне очень похожи на центробежные, основное их отличие – форма рабочих колёс, не имеющих традиционных лопаток. Перемещение жидкости в этих насосах происходит за счёт сил вязкого трения между стенками рабочих колёс и слоями жидкости.

Простота конструкции позволяет получить очень надёжные машины, благодаря чему эти насосы успешно заменяют одно- и трёхвинтовые, шестерённые и кулачковые. Они не боятся попадания частиц и сгустков. Возможности этих насосов ещё полностью не раскрыты. Мы выпустили несколько сот таких насосов с диапазоном подач от 0,5 до 80 м3/ч с напором от 4 до 60 метров и мощностью до 30 кВт. Рекордом по вязкости было перекачивание зубной пасты (до 300000 сСт). Имеется опыт применения этих насосов для перекачивания грязного мазута со сгустками до 30 мм, кашеобразных продуктов при переработке спиртовой барды, при утилизации грязных масел. Несколько насосов используются для откачки перед ремонтом осадков, выпадающих на дно мазутохранилищ и других резервуаров. В пищевой промышленности такие насосы перекачивают квасное сусло, патоку, пивной затор, варенье с ягодами, шоколад с орешками, растительное масло с отбельной глиной и т.п.

Для откачки подземных шламохранилищ мы предлагаем использовать такие насосы в сочетании с баком для самовсасывания. Имеется простая методика расчёта установок. Высота самовсасывания и габариты установки зависят:

• от кавитационных свойств ламинарного насоса;
• от длины и диаметра всасывающих труб;
• от вязкости продукта;
• от требуемой подачи.

Действующую модель установки мы не раз демонстрировали на промышленных выставках, где она неизменно вызывала интерес.

В конструкциях ламинарных насосов используют те же описанные выше варианты торцевых уплотнений фирмы «Джон Крейн».
Все наши насосы могут быть изготовлены передвижными на тележках.

Может показаться странным, что надёжность и долговечность торцевых уплотнений зависит от типа применяемых муфт, соединяющих насос с приводом.

В моноблочных насосах этой проблемы нет. Но в классических агрегатах с втулочно- пальцевыми, зубчатыми и другими муфтами с дискретным количеством связей могут возникать значительные силы, которые кроме износа элементов самих муфт, вызывают расцентровку агрегатов и упругие деформации валов, ведут к утечкам из уплотнений. Упругие беззазорные пластинчатые муфты, изготоавливаемые фирмой «Джон Крейн» резко снижают вредное воздействие привода на насосы и другое оборудование, увеличивая его ресурс и надёжность.

---