Торцовые уплотнения для сред, содержащих соли и кристаллы

Герметизация торцовыми уплотнениями растворов солей и кристаллических веществ всегда является проблемой, поскольку при этом приходится считаться, с одной стороны, с большим из­носом или блокировкой как результатом отложений, а с другой стороны, с явлениями коррозии. Соласно данным Коха, ипользуя материалы пар трения высокой износостойкости, можно обеспечить надежную работу торцовых уплотнений в течение дли­тельного времени даже в критических, насыщенных натрием и ка­лием растворах, а также в маточных щелочах с кристаллами хло­ристого калия и твердыми частицами (содержанием 35%). Если промывка другой какой-то средой невозможна, то в определенных условиях необходимо обеспечивать достаточную циркуляцию и охлаждение в полости сальника, используя для этого соответствующие разгрузочные отверстия в роторе насоса. Лучше, если можно работать с промывкой инородной средой (рис. 175).

Рис. 175. Износостойкое торцовое уплотнение оди­нарного действия с про­мывкой инородной средой, предназначенное для на­соса с защитным покры­тием, перекачивающего соляные растворы с вы­соким содержанием твер­дых частиц [2*]:

/ — вращающееся уплотни­тельное кольцо; 2 — непо­движное контркольцо; 3 — штуцер для подачи промы­вочной среды; 4 входной лабиринт

Твердосплавные уплотнительные кольца запрессовывают в опорные кольца, однако материал для них должен быть выбран таким, чтобы не было электролитической коррозии (рис. 176). Весьма стойким к действию соляных растворов оказался в этом случае сплав марки 4582 (25% хрома, 7% никеля, 1,5% молиб­дена).

Рис. 176. Опорное кольцо из хромоникелевой стали, подвергнувшееся электролитической коррозии

Кобальтовая связка колец из карбида вольфрама подвергается сильной коррозии в морской воде, растворяющей медь в металле деталей насосов и приборов. Если вместо кобальтовой связки ис­пользован никель, то подобных явлений не происходит. Оксидно­керамические уплотнительные кольца, например, изготовленные из окиси алюминия А₂О₃ высокой степени очистки, имеют исклю­чительную химическую стойкость и очень высокую износостойкость кость вследствие их большой твердости. Однако из-за пористости материала возможность воспринимать нагрузки уменьшается, и такие кольца следует применять лишь при удельном давлении в паре трения не более 25 кгс/см².

На рис. 177 показано торцовое уплотнение двойного действия с циркуляцией запирающей жидкости, в котором керамическое кольцо 3, расположенное со стороны герметизируемого продукта, трется о кольцо из антрацита. Такое уплотнение хорошо работает в пересыщенном щелочном растворе сульфата аммония, содержа­щего 10% серной кислоты, при температуре 90° С.

По конструктивным и экономическим соображениям в паре трения можно применять керамику и карбид вольфрама. Исполь­зовать пару трения керамика/керамика не рекомендуется вслед­ствие очень большой интенсивности износа и возникающих при сухом трении слишком сильных статических зарядов, достигающих нескольких тысяч вольт.

Рис. 177

Рис. 178. Торцовое уплотнение двойного действия для работы в концентрирован­ном растворе едкого натра:

1 — вращающееся твердосплавное кольцо; 2 — неподвижное твердосплавное кольцо; 3 — уплот­нительное кольцо со стороны атмосферы; 4 — контркольцо со стороны атмосферы

В случае работы в концентрированном растворе едкого натра, воздействующего на окись алюминия, очень хорошо зарекомендовала себя пара трения карбид вольфрама/карбид вольфрама (рис. 178). Для эластомеров предпочтительно применять этилен- пропилен. Навернутым на контркольцо 2 конусом (см. рис. 178) можно улучшить свободную промывку зазора.

Рис. 179. Гидродинамическое тор­цовое уплотнение двойного дей­ствия с внутренней промывкой, работающее в растворе синтетичес­кой мочевины (и ~ 2900 об/мин; Рх = 95-7-180 кгс/см²; /= 183° С): 1 — вход промывочной жидкости; 2— распределительный канал;.3 — дро­ссельное кольцо

При синтезе мочевины под высоким давлением торцовое уплот­нение не должно нагреваться до 70° С, т. е. до температуры, при которой из раствора уже выпадают кристаллы синтезированного продукта. На рис. 179 показано торцовое уплотнение двойного действия с внутренней промывкой. Чтобы в рабочем режиме не происходило отложений в зазоре между втулкой вала и неподвиж­ным контркольцом, по впускному 1 и распределительным 2 кана­лам подается холодная вода, являющаяся и запирающей жидко­стью. Дроссельное кольцо 3, образующее тесный лабиринт, надежно работает даже при контакте.

Источник: Майер Э. Торцовые уплотнения. Пер. с нем