Интернет журныл о промышленности в Украине
Преимущества герметичных насосов Аргал
Опубликовано: 25.02.2019
Герметичность
Ряд отраслей в современной промышленности связан с применением агрессивных, испаряющихся и опасных жидких сред, в связи с чем, возникают особые требования по герметичности трубопроводов и оборудования. Подобные задачи решаются технологами в химической, пищевой, фармацевтической промышленности, энергетике и даже в производстве электроники, где требуется исключить попадание продукта из трубопровода в атмосферу, или наоборот примесей из окружающей среды в трубопровод.
Недостатки насосов с уплотнением
Особая роль в надежности таких систем отводится насосам, поскольку они, как и запорная арматура, традиционно считаются слабым звеном. Причина в неизбежных зазорах между валом привода и корпусом насоса. В традиционных схемах они герметизируются главным образом сальниковыми уплотнениями.
В целом, они достаточно надежны, но их приходится регулярно менять, при этом участок обязательно разгерметизируется, также проблемы могут появиться при замене или ремонте двигателей и т.д. Конструкторы Argal разработали абсолютно герметичный насос, полностью исключив уплотнения из конструкции.
Магнитная муфта
Полностью избавиться от механического соединения крыльчатки и двигателя и, соответственно, от проблемного уплотнения удалось с помощью магнитной муфты. В такой конструкции вал с крыльчаткой и ведомым колесом с магнитами спрятан в герметичном корпусе, а двигатель вращает наружное ведущее колесо с магнитами. Утечки в такой схеме не появятся, пока не будет разбит или разрушен корпус насоса.
Источником основных проблем являются агрессивные условия эксплуатации.
Агрессивные среды Герметичные насосы нужны для перекачки кислот, щелочей и других агрессивных жидкостей. Все детали, контактирующие со средой, не должны с ней взаимодействовать или подвергаться коррозии. Используются нержавеющая сталь, полимеры, композиты. Твёрдые включения Это и следующее условие связано с особой схемой смазки у таких насосов. Вал, втулки и осевые опорные шайбы в большинстве конструкций смазываются той же жидкостью, что и перекачивается. Соответственно, если в ней имеются твердые включения, то они способны разрушить поверхности вала и втулок. Избавиться от этого можно разными способами, например, брать жидкость с выхода насоса по отдельному каналу, фильтровать и направлять на смазку, а затем сбрасывать снова в рабочий объем. "Сухой ход" Работа без смазки приводит к поломке. Проблема может появиться во время пуска и отключения, при работе с частично заполненным трубопроводом, прерывистым потоком среды и в других схожих ситуациях. Полностью исключить ее не удается, в такой ситуации подбираются сплавы или композиты, которые как можно дольше выдерживают такой режим. Еще одним способом увеличения максимального времени "сухого хода" стали схемы автоматического выбора нейтрального положения крыльчатки, в котором она не контактирует с осевыми опорами, и соответственно отсутствует трение.
Конструкционные отличия насосов с магнитными муфтами связаны с тем, каким образом производители справлялись с перечисленными проблемами.
В насосах с магнитной муфтой от Argal несколько компоновок вала, направляющих и опорных втулок из различных коррозионно-стойких материалов. Каждая компоновка предназначена для определенных условий эксплуатации.
N, R, X, 1 или 2 в зависимости от материала корпуса.|
ТИП ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ (КОМПОНОВКА МАТЕРИАЛОВ) |
N1 | R1 | X1 | N2 | R2 | X2 |
|
МАТЕРИАЛ НАПРАВЛЯЮЩИХ ВТУЛОК |
GFR/PTFE | Carbon HD | SiC | GFR/PTFE | Carbon HD | SiC |
|
МАТЕРИАЛ ОСЕВЫХ ОПОРНЫХ ВТУЛОК |
Керамика CER (Al2O3) | Карбид кремния SiC | ||||
|
МАТЕРИАЛ ВАЛА |
Керамика CER (Al2O3) | Карбид кремния SiC |
Характеристики использыемых материалов
N – перекачивание чистых агрессивных сред без механических примесей и включений
Применяются направляющие втулки из тефлона, армированного стекловолокном (GFR/PTFE, Rulon®), что обеспечивает стойкость к агрессивным жидкостям, таким как гипохлорит натрия, бромные и хромистые растворы, азотная, соляная, серная кислота и др.
R – "сухой ход"
Насосы ARGAL, с внутренней структурой "R" могут безопасно работать ограниченное время в условиях "сухого хода". Опасность преодолевается благодаря направляющим втулкам из высокоплотного углерода (Carbon HD). Он имеет низкие коэффициенты трения и расширения, выдерживает очень высокие температуры (до3 626,85°C). Такой материал обеспечивает до 25 минут работы подшипников скольжения без смазки, но не может противостоять твердым примесям.
X – перекачивание жидкостей с твердыми включениями
Структура с направляющей втулкой из чистого SiC (карбид кремния). Твердость, тугоплавкость, стойкость к истиранию и делают его пригодным для создания подшипников скольжения. Структура "Х" с направляющей втулкой из SiC, в насосах Argal позволяет перекачивать жидкости с 5% содержанием твердых включений размером до 0,5 мм.
Исполнение материалов
Вал и осевые опорные втулки из керамики. Также направляющие втулки изготавливаются из тех же материалов, а вал и осевые опорные втулки сделаны из карбида кремния (SiC). Корпус таких насосов исключает появление статических разрядов, благодаря армированию углеродным волокном.
Система выравнивания положения крыльчатки при сухом ходе
В насосах Argal применяется оригинальное техническое решение для повышения времени "сухого хода". Идея его заключается в исключении трения между направляющими и опорными втулками в период отсутствия смазки. Для этого устанавливаются дополнительные постоянные магниты, оттягивающие крыльчатку в нейтральное положение между опорными втулками при отсутствии гидродинамического давления перекачиваемой жидкости, т.е., когда ее попросту нет. В таком положении направляющие втулки не касаются осевых опорных, и соответственно, между ними нет трения. Благодаря этому обще время сухого хода в насосах со структурой R может достигать 5 часов при полном отсутствии жидкости в проточной части.