щих температуру до 80 °С и содержащих не более 4 % (по объему) твердых включений. Стойкость уплотнения определяется химической стойкостью резиновых деталей.

Конструкции торцовых уплотнений для нейтральных сред в зависимости от давления последних можно разделить на три группы: 1 - до 0,2 МПа; 2 - до 1,6 МПа; 3 - свыше 1,6 МПа.

Торцовые уплотнения первой группы применяют в насосах охладительных систем двигателей автомашин, в циркуляционных системах моечных машин, в бытовых приборах и т. д.

Низкое давление нейтральной среды, требования упрощенного монтажа уплотнений и высокая их серийность определяют основные принципы конструирования уплотнений этой группы:

упругий элемент вьшолняют чаще всего неподвижным;

в качестве вторичного уплотнения используют сильфон;

применяют частичное агрегатирование - упругий элемент выполняют в виде сборочной единицы;

конструкцию упрощают путем ликвидации поводков для передачи момента трения;

в конструкции не применяют коррозионно-стойкую сталь (за исключением пружины).

На рис. 9.25 показано торцовое уплотнение фирмы «Гоетце» (ФРГ) для валов

Таблица 9.8

Основные размеры и масса уплотнений типа 132

Рис. 9.25. Торцовые уплотнения для нейтральных сред с давлением до 0,1 МПа

Рис. 9.26. Торцовое уплотнение типа 132 для нейтральных сред

диаметром до 50 мм. Момент трения в уплотнении воспринимается пружиной.

Широкий диапазон сред, в которых применяют торцовые уплотнения второй группы, универсальность конструкций, позволяющая их использовать в различных типах машин, сокращение расходов на производство при высокой серийности - все это выдвигает следующие требования к конструированию уплотнений этой группы:

оптимизация конструкции путем сокращения до минимума числа деталей торцового уплотнения (упругий элемент всегда вьшолняют вращающимся);

отработка конструкции каждой детали торцового уплотнения с целью использования самой совершенной технологии для ее производства;

применение универсальных пар трения;

применение коррозионно-стойкой стали (реже - латуни) для металлических деталей.

ВНИИгидромашем разработаны две конструкции торцовых уплотнений типов 132 и 211 для применения в насосах общепромышленного назначения. Уплотнения могут быть установлены в камере, отвечающей требованиям стандарта ИСО 3069-74. Конструкции

Таблица 9.9

Основные размеры и масса уплотнений типа 211

уплотнений позволяют устанавливать их на гладком валу (втулке).

Торцовое уплотнение типа 132 (рис. 9.26, табл. 9.8) предназначено для работы в жидкостях с давлением до 0,8 МПа, температурой -40...-1-80°С, объемной концентрацией твердых включений до 4%. В конструкции применены волнистые пружины, в качестве вторичного уплотнения использован сильфон.

Материал колец пар трения ГАКК 55/40, металлические детали из стали 12Х18Н9Т.

Торцовое уплотнение типа 211 (рис. 9.27, табл. 9.9) предназначено для жидкостей с давлением до 1,6 МПа, температурой - 40... -I- 80 °С, объемной концентрацией твердых включений до 1 %.

Торцовые уплотнения третьей группы применяют при высоких давлениях в питательных и специальных насосах, в которых надежность уплотнения, простой и быстрый монтаж без поврежде-

ния деталей уплотнения и сохранение тем самьш! гарантий завода-изготовителя имеют первостепенное значение. Для таких уплотнений обязательно полное или частичное агрегатирование деталей, применение высокотвердых износостойких материалов пар трения.

Рис. 9.27. Торцовое уплотнение типа 211 для нейтральных сред

Основные размеры, мм, уплотнений тшя 7АР

Таблица 9.10

Рис. 9.28. Торцовое уплотнение типа 7АР для нейтральных сред

Торцовое уплотнение типа 7АР (рис. 9.28, табл. 9.10) предназначено для жидкостей с давлением до 8,5 МПа, температурой до 85 °С, объемной концентрацией твердых включений до 1 %. Упругий элемент и неподвижное кольцо, установленное во втулке, объединены в узел, собираемый на заводе-изготовителе уплотнений. Пара трения - силицированный графит СГ-П.

9.5. Уплотнения для агрессивных жидкостей

Торцовые уплотнения наиболее широко применяют в химической и нефтехимической промышленности - для гер-

метизации валов центробежных насосов, компрессоров и аппаратов с перемешивающими устройствами.

Продукты производства и переработки химии и нефтехимии являются агрессивными (токсичными, горючими, образующими взрывоопасные смеси с воздухом) жидкостями. Для обеспечения полной безопасности труда необходима надежная система уплотнений. Наиболее пригодны для этих условий торцовые уплотнения - они имеют наименьшую утечку и высокую надежность. Кроме того, применение торцовых уплотнений дает возможность разрабатывать технологические процессы, в которых исключено участие человека - управление процессами осуществляется автоматически с помощью микропроцессорной техники.

Существуют следующие коррозионные жидкостные среды: кислотные, солевые, щелочные, морские, пресноводные.

Для полимерных материалов кроме стойкости в указанных средах необходимо учитывать стойкость в растворителях.

Для растворителей принята следующая классификация:

ароматические углеводороды; хлорсодержащие углеводороды; алифатические углеводороды; эфиры и кетоны.

Выделение отдельной группы торцовых уплотнений для агрессивных жидкостей является до некоторой степени условным, так как торцовое уплотнение любой конструкции при соответ-

Таблица 9.11 Основные размеры и масса уплотнений типа ИЗ

Рис. 9.29. Торцовое уплотнение типа ИЗ для насосов химических производств

ствующем подборе материалов деталей уплотнения может работать в агрессивной среде.

В отличие от групп уплотнений, в которых лимитирующим фактором по расширению диапазона применимости на более высокие параметры является какой-либо конструктивный элемент, в торцовых уплотнениях для агрессивных сред рабочий диапазон ограничен применением металла в конструкции. В зависимости от этого ограничения торцовые уплотнения для агрессивных сред делят на две группы:

для растворов органических и неорганических кислот, щелочей, солей, для растворителей и других жидкостей, не действующих разрушительно на металлические детали уплотнений;

для растворов неорганических высокоагрессивных кислот, солей и других жидкостей, в которых металл не стоек.

В насосостроении широко применяют торцовые уплотнения типа 113 (рис. 9.29, табл. 9.11), предназначенные для сред с наибольшим давлением в зоне уплотнения 0,8 МПа, температурой -40... ... -I- 80 °С и содержанием твердых включений в зоне уплотнения не более 0,1 % (по объему).

Уплотнение имеет вращающийся упругий элемент, центральную винтовую

пружину, штампованную обойму и упорную втулку, устанавливаемую на гладком валу с помощью двух винтов. Металлические детали выполнены из коррозионно-стойкой стали типа 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ по ГОСТ 5632 - 72, вторичное уплотнение - коническое кольцо из фторопласта-4, уплотнение неподвижного кольца пары трения - кольцо круглого сечения из фторопласта-4, материал колец пары трения - графит алюмокарбидо-кремниевый ГАКК 55/40.

Для валов диаметром более 55 мм применяют торцовые уплотнения типа 133 (рис. 9.30, табл. 9.12). Они имеют те же рабочие параметры, что и уплотнения типа 113. Уплотнение типа 133 отличается от уплотнения типа ИЗ

Рис. 9.30. Торцовое уплотнение типа 133 для насосов химических производств

Основные размеры н масса уплотнений типа 133

Параметры уплотнений типа ТСК и ТСФ

конструкцией пружины - сдвоенная волнистая из стали 36НХТЮ.

Уплотнения типов 113 и 133 могут быть установлены в камере, отвечающей требованиям международного стандарта ИСО 3069-74, что позволяет в случае необходимости заменить их торцовыми уплотнениями другого типа или сальниковыми уплотнениями без переделки деталей насоса.

В высокоагрессивных средах, в которых металлы не стойки, применяют торцовые уплотнения типа 422 (рис. 9.31, табл. 9.13). Они предназначены для сред с наибольшим давлением в зоне уплотнения 0,3 МПа, температурой - 40...+80°С и содержанием твердых включений в зоне уплотнения не более 0,1 % (по объему).

Уплотнение типа 422 имеет неподвижный составной упругий элемент и центральную винтовую пружины в защитном чехле из полипропилена. Материалы для упругого элемента выбирают в зависимости от функционального назначения конструктивного эле-

Таблица 9.13

Основные размеры и масса уплотнений типа 422

мента, но основу каждого составляет фторопласт. Кольцо пары трения должно иметь антифрикционные свойства, сильфон - возможно большую эластичность, зажимное кольцо - возможно большую жесткость. От воздействия утечек пружина со стороны вала защищена втулкой из стеклопласта, удлиненный конец втулки выходит за пределы зажимного кольца. Неподвижное кольцо пары трения выполнено из гра-фито-фторопласта Ф4К20, вращающе-

еся кольцо - из минералокерамики ЦМ-332.

- В аппаратах с перемешивающими устройствами используют одинарные торцовые уплотнения типа ТСК и ТСФ (рис. 9.32 и 9.33, табл. 9.14). Уплотнения применяют для парогазовых сред взрыво- и пожаробезопасных, нетоксичных с избыточными давлениями не более 0,6 МПа и температурой -30...250°С на аппаратах с верхним расположением привода (частота вращения вала 11,6 с"*).

Рис. 9.31. Торцовое уплотнение типа 422 для высокоагрессивных сред

Рис. 9.32. Торцовое уплотнение типа ТСК для аппаратов с перемешивающими устройствами

Рис. 9.33. Торцовое уплотнение типа ТСФ для аппаратов с перемешивающими устройствами

В уплотнениях ТСК кольца 7 и 2 вклеены в металлические обоймы (обойма кольца 1 приварена к силь-фону). В уплотнении ТСФ кольцо из углеграфита установлено в сильфон 5, неподвижное кольцо закреплено в основании. Полость корпуса 3 уплотнений ТСК и ТСФ открыта в атмосферу, смазочная жидкость подается на проток или просто заливается в полость. При высоких температурах охлаждение осуществляется проточной водой, циркулирующей в рубашке корпуса. Отбойник 4 предохраняет уплотнение от загрязнений.

Пара трения: углеграфит 2П-1000 -силицированный графит СГ-П.

9.6. Уплотнения для жвдкостей с твердыми включениями

В цветной и черной металлургии, химической и других отраслях промышленности широко используют центробежные насосы для перекачивания жидкостей с твердыми включениями, в химической промышленности применяют аппараты с перемешивающими устройствами, рабочие среды которых, как правило, также содержат твердые включения. На транспорте, в строительстве