Пружины и металлические сильфоны изготавливаются из нержавеющей стали или специальных сплавов, обладающих повышенной устойчивостью к коррозии. Популярна в использовании группа сплавов под общим названием Хастеллой, в чей состав обязательно входит никель. Кроме него в состав могут входить молибден, хром, железо, медь, титан, марганец и другие металлы. Хастеллой ощутимо дороже нержавеющей стали, но его применение необходимо, например, в насосах, предназначеннных для работы с концентрированными кислотами и щелочами.
Прочие элементы уплотнений (держатели, болты, направляющие) могут быть изготовлены из металлов или жестких полимеров в зависимости от назначения насоса.
Задание
1. Изучить теоретическую часть.
2. Дать обоснование в применении уплотнении в ЦБН.
3. Начертить схемы контактных уплотнений.
Практическая работа №9
Тема: Изучение бесконтактных уплотнений насосов
Цель: Актуализация знаний при изучении бесконтактных уплотнений насосов.
Теоретические сведения
Бесконтактным уплотнением называется устройство, уплотняющее действие которого основано на потерях энергии при движении среды в зазорах и расширительных камерах, образуемых между движущимися и неподвижными деталями уплотнения, которые не соприкасаются между собой. Протекающие через зазоры жидкость или газ подвергаются дросселированию, теэяют скорость и давление, причем конечная утечка среды кожет быть сделана практически приемлемой для заданных требований технологии, если увеличить длину зазоров, или может быть вовсе прекращена запирающим противодавлением.
Развитие бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения из зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются (или их действие становится меньшим) в бесконтактных уплотнениях.
Развитие бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения 13 зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются (или их действие становится меньшим) в бесконтактных уплотнениях.
Развитие бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения из зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются (или их действие становится меньшим) в бесконтактных уплотнениях.
Для бесконтактных уплотнений кривые распределения p (Q) симметричны. Для уплотнений остальных групп характерны несимметричные кривые р (Q) с максимумом, смещенным к нижнему пределу. Такая закономерность является результатом стремления добиться при изготовлении продукции минимума утечек после монтажа и отладки уплотнений. Изделия с утечками свыше допускаемых при приемо-сда-точных испытаниях бракуют и направляют на доработку.
Для бесконтактных уплотнений характерно наличие зазоров, которые в процессе работы частично или целиком заполнены герметизируемой средой.
Работа бесконтактных уплотнений динамического действия связана с давлением в системе, создаваемым винтовой поверхностью вращающегося вала, и вихревым эффектом, возникающим при взаимодействии потока жидкости с неподвижной поверхностью втулки.
К бесконтактным уплотнениям центробежных насосов относятся щелевые, лабиринтные, динамические. Устройство этих уплотнений по сравнению с контактными проще, в работе они надежнее, поэтому их чаще применяют в качестве внутренних уплотнений для разделения полостей, имеющих разное давление. Постоянное наблюдение за их работой (утечками) пока невозможно.
В бесконтактных уплотнениях между уплотняемыми поверхностями имеется значительный зазор и герметизация осуществляется жидким, газообразным или композиционным уплотнителем, заполняющим зазор. Обычно уплотнителем является жидкая или газообразная рабочая среда. Бесконтактные уплотнения применяют преимущественно в подвижных соединениях с целью уменьшения давления, потерь на трение и изнашивание основного уплотнения. В неподвижных и малоподвижных соединениях применяют гидрозатворы.
Область применения бесконтактных уплотнений не ограничивается относительной скоростью движения их деталей, и чем выше скорость вращения вала, тем больше запирающее давление и меньше утечки продукта. Поэтому их применение целесообразно для уплотнения валов быстроходных машин и агрегатов, например турбокомпрессоров, газодувок. Бесконтактные уплотнения обладают значительной демпфирующей способностью, позволяющей уменьшить радиальные и осевые вибрации. Это увеличивает их ресурс и облегчает обслуживание. Недостатком бесконтактных уплотнений является утечки продукта при прекращении вращения вала, что ограничивает их применение для взрывоопасных и токсичных веществ. Этот недостаток может быть устранен комбинированием бесконтактных уплотнений с уплотнениями контактного типа.
Бесконтактные уплотнения щелевого типа наиболее просты и надежны в работе. Их применяют для уплотнения рабочих колес со стороны всасывания, а также в качестве межступенчатых уплотнений для разгрузки концевых уплотнений. Практически в любом центробежном насосе встречаются щелевые уплотнения. Чаще всего их применяют в уплотнениях рабочих колес.
Задание.
1. Изучить теоретическую часть.
2. Начертить схемы уплотнений.
3.Ответить на контрольные вопросы
Контрольные вопросы
1. Какие элементы входят в структурную схему совершенных и несовершенных уплотнений?
2. Приведите простейший пример контактного совершенного уплотнения.
3. Какой из структурных элементов отсутствует в конструкции поршневых колец?
4. В чем состоит конструктивная особенность бесконтактных уплотнений?
5.Какие конструктивные виды диафрагм (мембран) используют для создания разделительных уплотнений?
Практическая работа №10