Преимущества безсальниковой конструкции и центробежные уплотнения в центробежных насосах
В. Каковы преимущества и недостатки герметичных насосов?
А. Бессальниковый насос используется, когда необходимо перекачивать токсичные, опасные и/или ценные жидкости. Применение может быть продиктовано пространством, шумом, окружающей средой или правилами техники безопасности. В этом разделе описаны типы, номенклатура и компоненты герметичных насосов центробежного типа. Бессальниковая конструкция насоса основана на устранении динамического уплотнения вала между смачиваемым концом центробежного насоса и атмосферой. Это достигается за счет помещения насоса и узла его ротора в сосуд высокого давления с перекачиваемой жидкостью. Сосуд высокого давления или"первичная защитная оболочка"герметизируется статическими уплотнениями, такими как прокладки или уплотнительные кольца. Внутренний узел ротора приводится в движение вращающимся магнитным полем, которое передается через защитный барьер. Бессальниковые насосы делятся на две категории: насос с магнитным приводом (MDP) и насос с герметизированным электродвигателем (CMP), как показано на рисунках 5.1.3.1 и 5.1.2.1.
Рисунок 5.1.3.1. Насос с магнитным приводом: отдельно соединенный (закрытое или полуоткрытое рабочее колесо) (графика предоставлена Гидравлическим институтом)
Рисунок 5.1.2.1. Герметичный насос: моноблочный, с торцевым всасыванием, с выступающим рабочим колесомКонструкция подшипников с жидкостной смазкой и рекомендации по применению практически одинаковы для CMP и MDP. Для правильного выбора схемы циркуляции и решения вопросов, связанных с применением, необходимо учитывать внутренние факторы конструкции агрегата, такие как давление, температура, расход и характеристики теплопередачи в приводной секции, а также гидравлические характеристики на стороне насоса.
Правильно спроектированные, применяемые и эксплуатируемые герметичные насосы могут иметь следующие преимущества:
Повышенная безопасность при работе с опасными жидкостями
Устранена утечка через первичную защитную оболочку в окружающую среду при нормальной эксплуатации.
Дополнительная резервная вторичная защитная оболочка
Исключение потерь ценных жидкостей
Низкий уровень шума (исполнения CMP)
Давление всасывания обычно не влияет на осевую тягу
Снижение или устранение затрат на периодическую замену уплотнения вала
Чтобы правильно использовать герметичный насос, необходимо понимать некоторые ограничения:
Температура обмоток двигателя (CMP) или компонентов магнита (MDP)
Для обеспечения чистой жидкости, не вызывающей вскипания, необходим контроль среды подшипника.
Первичная защитная оболочка относительно тонкая, и следует тщательно учитывать потенциал коррозии.
Может потребоваться переподготовка обслуживающего персонала.
Вырабатываемое приводом тепло может повлиять на NPSH, необходимый для некоторых планов циркуляции летучих жидкостей.
Перегрев секции привода может произойти с потерей подачи или всасывания.
Возможность более высокой стоимости ремонта, если подшипники выходят из строя до обнаружения
Для получения дополнительной информации о герметичных насосах см. ANSI/HI 5.1-5.6. Бессальниковые роторно-динамические насосы для номенклатуры, определений, применения, эксплуатации и испытаний.
В. Что такое центробежное уплотнение в ротодинамических центробежных насосах?
А. Центробежное уплотнение представляет собой динамическое уплотнение, которое работает только при вращении вала насоса и не оказывает уплотняющего действия, когда вал неподвижен. Он состоит из экспеллера или набора экспеллеров, расположенных в отдельной камере за крыльчаткой, которая обычно снабжена вытесняющими лопастями на заднем кожухе.
Когда насос работает, центробежное уплотнение создает давление На для выравнивания давления Pb, как показано на рисунке 12.3.8.3.6, чтобы насос работал без утечек.
Рисунок 12.3.8.3.6. Центробежное (динамическое) уплотнение с"сухого типа"упаковкаЦентробежное (динамическое) уплотнение необходимо сочетать с резервным или статическим уплотнением, чтобы предотвратить утечку, когда насос не работает. Общие требования к резервному герметизирующему устройству заключаются в том, что оно должно статически герметизироваться при остановке насоса и должно работать всухую во время работы насоса. Это может быть достигнуто с помощью набивки сухого типа, нескольких манжетных уплотнений, других запатентованных устройств или механических уплотнений либо с возможностью работы всухую, либо с отдельной промывкой.
Существует максимально допустимое давление всасывания Пс выше которого, в зависимости от скорости вращения, центробежное уплотнение не будет работать должным образом. По этой причине центробежные уплотнения неэффективны на второй или более высоких ступенях установок с несколькими насосами, где насосы расположены таким образом, чтобы полный напор предыдущей ступени применялся к всасыванию следующей ступени.
Если насосы установлены через определенные промежутки и по высоте вдоль линии транспортировки навозной жижи, то возможно использование центробежных уплотнений на всех стадиях. Расположение должно быть таким, чтобы давление всасывания на каждой ступени было примерно одинаковым и не превышало 10–20 % давления нагнетания. Следует провести анализ производительности центробежного уплотнения на основе фактического напора, расхода и давления всасывания, чтобы обеспечить надлежащую работу.