Торцовые уплотнения и его элементы

 1) одинарные для давлений уплотняемых нефтепродуктов до }15 кГ/см² и температур до 80° С;

2) двойные для давлений  до 25 кГ/см² и температур до ;Н-80°С;

 3) одинарные охлаждаемые для давлений до 25 кГ[см² и температур перекачиваемых насосом нефтепродуктов до 400° С.

 

 

ОДИНАРНЫЕ ТОРЦОВЫЕ  УПЛОТНЕНИЯ ДЛЯ  ТЕМПЕРАТУР

ДО  +80° С

 

Гипронефтемаш разработал ряд конструкций  торцовых уплотнений типа ТК для центробежных нефтяных насосов параметрического ряда.

На рис. 39 приведено уплотнение типа ТК для вала диаметром 144 мм предназначенное для установки на консольных насосах 1типа НК.

На гильзе 16 смонтирован узел вращающейся аксиально подвижной втулки 9. Пружина 12 с упорными кольцами 13 обеспечивает первоначальный контакт уплотнительных поверхностей в паре трения. Положение пружины на гильзе фиксируется разрезным пружинным кольцом 14. В данном уплотнении пружина при сборке уплотнения  предварительно сжимается  по высоте и удерживается в таком положении буртом гильзы и пружинным кольцом.

Крутящий момент от гильзы к вращающейся  втулке передается двумя штифтами 11.

Рис. 39. Одинарное торцовое уплотнение типа ТК

 

Зазор между вращающейся  втулкой и гильзой уплотняется  закладным резиновым кольцом 10 круглого сечения. При сборке это кольцо предварительно обжимается по сечению на 0,4—0,5мм.

 

Неподвижная рабочая  втулка / установлена на резиновом  уплотнительном кольце 7 круглого сечения  в корпусе 18, имеющем съемную крышку 17, присоединяемую к нему винтами 8.

Уплотнение снабжено двумя штуцерами 15. По одному из них в полость между неподвижной втулкой и уплотнительной втулкой 2 подается вода, стекающая затем через отверстие в корпусе уплотнения. Образуемая таким образом водяная завеса способствует отводу фрикционного тепла от пары трения, а также смывает утечку из уплотнения в дренаж, препятствуя ее испарению.

Уплотнительная втулка 2 с гильзой образует щелевое уплотнение, препятствующее разбрызгиванию воды. Эта втулка изготовляется из бронзы во избежание искрообразования при случайном касании  (задевании)  гильзы.

 По второму штуцеру,  соединяемому трубкой с напорной  спиралью насоса, в камеру уплотнения подводится в небольших количествах перекачиваемая насосом жидкость. Циркулирующий нефтепродукт отводит от пары трения фрикционное тепло, а также I удаляет продукты износа рабочих втулок.

  Зазор между гильзой  уплотнения и валом насоса  герметизируется с помощью закладного резинового кольца 3 круглого сечения.

Гильза крепится к  валу насоса клеммовым кольцом 4, стягиваемым болтом 19 с гайкой 20.

 Благодаря возникающей силе трения положение клеммового кольца надежно фиксируется на валу и оно способно передать крутящий момент от вала к гильзе, а также воспринять действующую на торец гильзы осевую силу от гидростатического удавления нефтепродукта, которая прижимает гильзу к клеммовому кольцу.

В пазы клеммового кольца входят два выступающих шлица t (кулачка) гильзы, с помощью которых и передается крутящий [момент. В одном шлице гильзы профрезерована лунка, через которую проходит стяжной болт клеммового кольца. Благодаря этому клеммовое кольцо при сборке удерживается в требуемом положении относительно гильзы, а в установленном уплотнении гильза не может смещаться в сторону, противоположную направлению действия гидростатического давления.

 Клеммовое кольцо имеет ограждение 5, прикрепляемое к корпусу уплотнения винтами 6. Корпус уплотнения крепится к насосу шпильками, а плоскости стыка уплотняются прокладкой.

При монтаже уплотнения на валу или при его демонтаже положение гильзы относительно корпуса насоса фиксируется монтажной скобой 21, прикрепляемой к корпусу винтами 6. После установки уплотнения и закрепления его корпуса и гильзы монтажную скобу снимают.

 С помощью монтажной  скобы на период установки  или демонтажа уплотнение образовывает единый сборочный узел, устанавливаемый в полностью собранном  виде.

При демонтаже уплотнения с вала следует установить монтажную  скобу, при этом уплотнение снимают  с вала, как единый узел.

 Монтажная скоба  предохраняет детали уплотнения, в особенности углеграфитовую рабочую втулку, от повреждений, а также автоматически обеспечивает взаимно правильное положение вращающихся деталей относительно неподвижных.

Уплотнения типа ТК (Т  — торцовое, К — комплектное) предназначены для установки на центробежных нефтяных насосах типов НК, Н и НД с 2950 об/мин, перекачивающих нефтепродукты с температурой до ;+80°С и давлением на приема насосов до 15 кГ/см². Для валов диаметром до 60 мм в уплотнениях типа ТК применена одна пружина, а при больших диаметрах валов использовано  многопружинное  контактное устройство.

 

Рис. 40. Одинарное торцовое уплотнение для моноблочных насосов  НКЭ

 

        При испытаниях на Московском нефтеперерабатывающем заводе уплотнения этого типа показали высокую эксплуатационную надежность и продолжительный срок службы.

Уплотнения типа ТК являются разгруженными с коэффициентом разгрузки в среднем около 0,7 для валов всех размеров.

В моноблочных нефтяных насосах типа НКЭ, предназначенных для перекачки различных нефтепродуктов с температурой до ,+ 80° С и давлением на приеме до 5 кГ[см², применено одинарное торцовое уплотнение с невращающимся узлом аксиально подвижной втулки, представленное на рис. 40.

В этом уплотнении детали аксиально подвижной втулки образуют предварительно собранный узел, устанавливаемый в корпусе насоса. В гильзе 3 на уплотнительном кольце круглого сечения установлена неподвижная рабочая втулка 5 из углеграфита. Пружина 4, упирающаяся в стакан 1(корпус уплотнения) и гильзу,   обеспечивает   предварительный   контакт  в   царе  трения.

 

     Гильза  установлена в стакане на двух  уплотнительных резиновых кольцах 2 круглого сечения, образующих камеру, в которую через штуцер подается вода. Эта водяная завеса отводит фрикционное тепло от пары трения и смывает утечку в дренажное устройство.

    Благодаря  большому расстоянию между рабочими  торцами и уплотнительным кольцом 2 в этом уплотнении обеспечена хорошая угловая подвижность невращающейся втулки.

10НД-10Х2 показано на  вис. 41. Вал этого насоса диаметром 70 мм имеет скорость вращения 2950 об/мин. I Перед камерой торцового уплотнения расположено разгрузочное устройство, состоящее из втулки 1 и гильзы 2. Эти детали образуют щелевое уплотнение лабиринтного типа, в котором происходит дросселирование проходящего через него из примыкающей полости насоса потока перекачиваемого нефтепродукта. На дальнейшем пути утечка проходит через каналы, имеющие большие площади сечений, чем кольцевая площадь щелевого уплотнения, и отводится в приемный трубопровод перекачиваюшей станции.

 Поэтому в камере  торцового уплотнения непосредственно  привыкающей к щелевому уплотнению, устанавливается давление, фактически равное давлению в приемном трубопроводе перекачивающей станции. Величина давления, как правило, не превышает В 3 кГ/см². Однако по техническим условиям эксплуатации трубопроводов оно может кратковременно повышаться до 30 кГ]см².

Рис. 41. Одинарные торцовые уплотнения магистральных насосов 10НД-10х2

 

На эту величину и  рассчитаны торцовые уплотнения насос. 10НД-10Х2.

Проходящая через камеру торцового уплотнения утечка перекачиваемого  нефтепродукта или нефти интенсивно отводит фрикционное тепло от пары трения.

Торцовое уплотнение насоса 10НД-10Х2 является разгруженным. Вращающаяся рабочая втулка 4 установлена на разгрузочной гильзе на резиновом уплотнительном кольце 3 круглого сечения.

Узел невращающейся  аксиально подвижной втулки состоит  и:< составной невращающейся втулки 5, пружины 6 и уплотнительного кольца 3, устанавливаемого в корпусе уплотнения 7. Все неподвижные детали уплотнения до их установки в насосе собирают в один комплект, при этом неподвижную втулку фиксируют в корпусе при помощи пружинного кольца 8.

Для обеспечения постоянного  контакта рабочих торцовых поверхностей вращающейся и неподвижной втулок последняя может самоустанавливаться, компенсируя таким образом возможную при работе незначительную вибрацию и несоосность вала по отношению к корпусу насоса.

Торцовые уплотнения насосов 10НД-10Х2 в условиях эксплуатации первой оборудованной этими насосами перекачивающей станции работают удовлетворительно в течение продолжительного времени.

 

двойные торцовые уплотнения для температур

ДО  +80° С

 

Уплотнения этого типа предназначены, в основном, для установки на насосах, перекачивающих сжиженные нефтяные газы (пропан, бутан) или легкие нефтепродукты (нестабильные бензины) с высокой упругостью паров. Давление в приемном патрубке таких насосов, как правило, велико и достигает 25— 30 кГ/см². Благодаря высокой упругости паров перекачиваемых нефтепродуктов разгрузочные устройства дроссельного типа с целью снижения давления в камере перед торцовым уплотнением не применяют.

Типовая конструкция двойного торцового  уплотнения типа ТДК (Т — торцовое уплотнение; Д — двойное; К —  комплектное) представлена на рис. 42. Уплотнения этого типа разработаны Гипронефтемашем для насосов параметрического ряда типов НГК, НГ и НГД. Они рассчитаны для давлений уплотняемой жидкости до 25 кГ/см², температур до +80°С и скорости вращения валов 2950 об/мин. Для валов диаметром до 60 мм в уплотнениях типа ТДК применена одна пружина, а для больших диаметров используется многопружинное контактное устройство.

Уплотнение имеет две пары рабочих  втулок: внутренних, при мыкающих к  полости насоса, и внешних. Внутренняя пара трения воспринимает перепад давления, равный разности между давлением уплотнительной и уплотняемой жидкости. Этот перепад, как правило, невелик и находится в пределах 0,5—1,5 кГ/см².

Внешняя пара трения воспринимает больший  перепад давления, равный разности между давлением уплотнительной жидкости в камере уплотнения и атмосферным давлением.

В связи с этим в уплотнениях  типа ТДК внешняя пара рабочих втулок выполнена как разгруженное уплотнение, а внутренняя  как неразгруженное. Коэффициент разгрузки равен примерно 0,7.

Уплотнения типа ТДК относятся  к уплотнениям с вращающимся узлом аксиально подвижных втулок, которые смонтированы на гильзе 5.

Вращающиеся втулки 10 установлены на гильзе на закладных резиновых уплотнительных кольцах 2 круглого сечения. Крутящий момент от гильзы к каждой втулке передается штифтами 8 (по два штифта на каждую втулку). Пружина //, упирающаяся опорными поверхностями во вращающиеся втулки, обеспечивает предварительный контакт рабочих поверхностей в обеих парах трения.

Гильза крепится к валу насоса с помощью клеммового кольца 6, стягиваемого болтом /7 с гайкой 18. Конструкция этого соединения и способ передачи им крутящего момента гильзе аналогичны изображенным на рис. 39.

Зазор между гильзой и валом  герметизируется закладным резиновым кольцом / круглого сечения. Неподвижные рабочие втулки 4 и 16 установлены в корпусе 12 и крышке 15 на резиновых уплотнительных кольцах 3 круглого сечения и удерживаются от проворачивания штифтами 8. Корпус и крышка уплотнения стягиваются винтами 19, а между ними устанавливается прокладка 14.

Уплотнения типа ТДК  рассчитаны на циркуляционную систему  подачи уплотнительной жидкости в камеру уплотнения. Уплотнительная жидкость (обычно различные сорта минеральных  масел) циркулирует через штуцеры 13 под давлением на 0,5—1,5 кГ/см² выше, чем давление уплотняемой жидкости. Расход циркулирующей уплотнительной жидкости должен составлять не менее 150— 200 л/ч.

Во время монтажа  и демонтажа уплотнения положение  его гильзы относительно корпуса  фиксируется монтажной скобой 20, прикрепляемой к корпусу винтами 9. В таком виде уплотнение монтируется на вал или снимается с него, как единый собранный узел.

Клеммовое кольцо во время  работы защищено ограждением 7.

На рис. 42 показаны также  величины обжатия резиновых уплотнительных колец с диаметром в сечении 5 мм для уплотнения, предназначенного для установки на вал диаметром 60 мм. Первые опытные партии уплотнений типа ТДК показали высокую работоспособность на ряде насосов, перекачивающих пропан и давлениях уплотняемой жидкости 20 кГ/см².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 43. Двойное торцовое уплотнение насоса КВН-55-180СГ

 

Конструкция двойного торцового  уплотнения Ленинградского шиностроительного  завода с невращающимися узлами аксиально  подвижных втулок представлена на рис. 43. Это уплотнение предназначено для установки на насосе КВН-55-180СГ, имеющим вал диаметром 100 мм и перекачивающем пропан с давлением на приеме насоса до 25 кГ/см². Скорость вращения вала 2950 об/мин.