Среди европейских насосов горизонтальной конструкции (моноблочных и консольных), которые производятся многоми зарубежными и отечественными компаниями, есть модели, которые немного выделяются на общем фоне, благодаря ряду новейших внедренных разработок в области насосостроения. В первую очередь к таким насосам можно отнести серию LSB (моноблочные) и LSN (консольные), производства компании VOGEL PUMPEN, Австрия. Данные насосы имеют отличную от других камеру уплотнения вала, конструкцию масляной камеры подшипников, модель подшипников с увеличенным ресурсом работы, возможностью встраивания в улитку насоса кожухов принудительного нагрева или охлаждения, возможность доукомплектации на валу перед рабочим колесом специального винта, обеспечивающего дополнительный подпор и многие другие разработки, отсутствующие в стандартных насосах других производителей. Одно из запатентованных конструктивных решений, является камера торцевого уплотнения вала специальной конструкии.
|
|
|
VOGEL LSB |
|
VOGEL LSN |
Циклонная уплотнительная камера
Уплотнительная камера, предлагаемая для насосов VOGEL LSB, запатентована, как циклонная уплотнительная камера - решение, которое обеспечивает высокую герметичность уплотнения и продление его срока службы. Циклонная уплотнительная камера имеет коническую форму (камера торцевого уплотнения с конической поверхностью и винтообразными канавками). Благодаря такой конструкции обеспечивается увеличение теплообмена для лучшего охлаждения поверхности уплотнения. Это достигается следующим образом:
-
увеличенный объем смазывающей жидкости камеры механического уплотнения приводит к улучшению теплообмена и качественно лучшему функционированию системы охлаждения;
-
улучшенная циркуляция жидкости в камере уплотнения.
Однако изюминкой данной конструкции являются два литых винтовых паза в конусообразных стенках уплотнительной камеры. Во время эксплуатации действие этих пазов направлено на изменение структуры потока в области уплотнительной камеры для предупреждения попадания частиц. Также, данная особенность предотвращает концентрацию частиц и паров в области уплотнения, которая может приводить к их задержке между поверхностями уплотнения или элементами пружины механических уплотнений. Эти особенности делают циклонную уплотнительную камеру лучшим решением на рынке насосного оборудования на данный момент.
Принцип работы
|
|
|
Стандартная структура потока твердых частиц при отсутствии усовершенствования уплотнения (без канавок на конусной поверхности камеры) |
|
Частицы перемещаются из области уплотнения вдоль винтового паза в район рабочего колеса |
Испытания в лаборатории с целью иследования структуры потока жидкости, содержащей частицы, как насосов со стандартной камерой уплотнения, так и насосов с усовершенствованной конической камерой (имеющей вид конуса с винтообразными пазами) показали следующее:
-
при обычной конструкции камеры торцевого уплотнения (без винтообразных канавок), в связи с перепадом давления, существующим на наружном диаметре рабочего колеса по отношению к давлению возле вала насоса, жидкость, содержащая твердые частицы будет двигаться по радиусу в направлении вдоль поверхности камеры уплотнения от всасывающего фланца внутрь улитки насоса;
-
показанные на рисунке частицы будут двигаться вдоль конусной стенки до тех пор, пока не достигнут опорной (задней) стенки уплотнительной камеры;
-
на задней (опорной) стенке уплотнительной камеры импульс будет стремиться отклонить скопившиеся частицы по направлению к валу, до тех пор, пока центробежные силы все-таки не отбросят частицы по радиусу обратно от уплотнения к рабочему колесу.
Этот вид циркуляции перекачиваемой жидкости в камере уплотнения вала характеризуется притягиванием и концентрацией частиц около деталей механического уплотнения, отчего происходит ускоренный процесс эрозии камеры уплотнения и /или разрушение самого уплотнения вала насоса.
Циклонная уплотнительная камера была разработана в качестве решения данной проблемы. Поведение жидкости в такой камере можно охарактеризовать следующим образом:
1. Литые винтовые пазы действуют как препятствия, улавливающие попадающие туда твердые частицы, когда они перемещаются вдоль наклонных стенок уплотнительной камеры.
2. Центробежная сила вращения жидкости в области камеры уплотнения двигает частицы, попавшие в канавки, по спиральной траектории этих канавок до тех пор, пока частицы не переместятся из района торцевого уплотнения обратно в область рабочего колеса.
Циклонное уплотнение
Эффект – продление срока службы уплотнительной камеры, благодаря отсутствию воздействия частиц на стенки камеры, предохраняя ее от эрозии, засорения/износа и воздействия на детали механического уплотнения.
Таким образом особенности / выгоды циклонной уплотнительной камеры следующие:
-
благодаря винтовым пазам специальных каналов ограничивается доступ твердых частиц к деталям уплотнения и к области уплотнения;
-
увеличенная на 45º конусная расточка необходима для максимального увеличения объема жидкости, контактирующей с поверхностью уплотнения, что улучшает эффект охлаждения, тем самым продлевая срок службы уплотнения;
-
открытая конусообразная конструкция позволяет улучшить циркуляцию в области уплотнительной камеры с целью дополнительного охлаждения и продления срока службы как камеры, так и механического уплотнения вала;
-
конструкция запатентована ITT Industries;
-
во многих случаях применяемая другими производителями более сложная уплотнительная система с высокой стоимостью может быть заменена на описанную здесь систему, при которой уменьшаются затраты на монтаж и упрощенное обслуживание;
-
предназначена для жидкостей, содержащих до 10% твердых частиц от общей массы;
-
конструкции могут быть из чугуна или другого сплава;
-
самопродуваемая конструкция упрощает процесс запуска и не допускает газовых пробок, являющихся одной из причин выхода из строя уплотнения;
-
все размеры соблюдены в соответствие с ISO 3069-S, подтверждающий использование механических уплотнений, которые соответствуют EN12756, конструкция K, форма U и DIN 24960 l1k;
-
опционное охлаждающее покрытие (сальник) существует для удобной установки уплотнений последовательно (вместе) с сальником.
Описанная выше новаторская система торцевого уплотнения одновременно с используемыми фирмой VOGEL марками металлокерамических уплотнений фирмы BURGMAN (одними из лучших в мире) позволяет отнести насосы серий LSN и LSB в разряд насосов для тяжелых условий эксплуатации с увеличенным сроком службы, которые могут использоваться как в обычных системах тепло- и водоснабжения, так и для широких технологических производств, в том числе для перекачивания некоторых агрессивных жидкостей, сред, содержащих разбавленный газ, вязких жидкостей и т.д. Поэтому компания VOGEL PUMPEN является одним из ведущих производителей современного насосного оборудования в Европе, что также отразилось на рынке Украины, где количество установленных насосов средней и большой мощности в 2006 году превысило показатели других фирм.