|
Небходимость применения торцовых уплотнений для герметизации вращающихся валов агрегатов обусловлена тем, что протечки через уплотнения роторов промышленных насосов и компрессоров приводят к огромным потерям энергии, ценного сырья, воды и т.д. По некоторым данным около 60% выбросов в атмосферу составляют неконтролируемые протечки через уплотнения насосов (даже для агрессивных жидкостей допустимым считается уровень протечек 0,5... 2,0 л/ч; только через один такой насос потери составляют 4... 16 т в год перекачиваемой среды, что требует дополнительных затрат на их утилизацию и обезвреживание).
Вынужденные простои технологических линий и систем из-за отказов в работе уплотнений наносят значительный экономический ущерб предприятиям, а их ремонт требует больших затрат труда и дорогостоящих материалов. В промышленно развитых странах, где решающим фактором в выборе технических средств является экономическая целесообразность, производители насосов, компрессоров и других роторных машин предпочитают применять надежные (иногда дорогостоящие) торнцевые уплотнения, понимая, что затраты на них окупаются.
В настоящее время насосы комплектуются в основном торцовыми и радиальными сальниковыми уплотнениями. Выбор в пользу торцевых уплотнений очень актуален, так как до 70 % вынужденных остановок насосов при эксплуатации происходит из-за выхода из строя уплотнений. Стоимость самих торцевых уплотнений может достигать 20 % от стоимости насоса, поэтому выбор типа торцового уплотнения определяется требованиями к оборудованию и условиями работы обслуживающего персонала, а также экономической целесообразностью.
Среднестатистические сведения о потерях рабочей среды в насосах при их эксплуатации в зависимости от используемого типа концевого уплотнения приведены в табл.1. ( Потери жидкости через уплотнения насосов)
|
Тип уплотнения
|
Утечка л/ч
|
Потери, м3/год
|
|
Сальниковое уплотнение
|
3...5
|
25...42
|
|
Торцовое уплотнение с кольцами из твердых антифрикционных материалов
|
0,002... 0,03 5
|
0,02...0,3
|
|
Торцевое уплотнение с кольцом из сальниковой набивки
|
0,1...0,25
|
0,9...2
|
Как видно из табл.1, торцовые уплотнения позволяют обеспечивать наилучшие показатели по герметизирующей способности.
Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту узла торцевого уплотнения, процессы, протекающие на стыке сопряженных торцовых поверхностей двух деталей, одна из которых вращается вместе с ротором, являются чрезвычайно сложными. Это объясняется одновременным влиянием и взаимодействием процессов трения, гидродинамики, тепловых, а так же процессов изменения форм сопряженных поверхностей в уплотняющем стыке при изменениях параметров нагружения торцевог уплотнения.
Конструирование, изготовление и эксплуатация торцевых уплотнений и уплотнительных систем требуют обширных знаний. Процессы в уплотнительных щелях определяются свойствами жидкостей и газов, физическими явлениями процессов теплопередачи и теплоотдачи, фазовыми изменениями, процессами изнашивания и коррозии, равновесием действующих сил и моментов, вибрационным состоянием и т.д.
|