Щелевое уплотнение рабочего колеса – это минимально допустимый зазор между наружной поверхностью А>1 вращающейся горловины рабочего колеса 2 и внутренней поверхностью А>2 неподвижного уплотнительного кольца 3 (исполнение 1) или тот же зазор между наружной поверхностью защитного (ремонтного) уплотнительного кольца 4 и поверхностью А>2 неподвижного уплотнительного кольца 3 (исполнение 2).
Рис. 1.47. Узел щелевого уплотнения рабочего колеса центробежного насоса двустороннего входа (типовая конструкция)
1- спиральный отвод (корпус); 2- рабочее колесо; 3- уплотнительное кольцо; 4- защитное уплотнительное кольцо; А>1 – наружная поверхность горловины рабочего колеса; А>2 – внутренняя поверхность уплотнительного кольца 3
Следует отметить, что формообразование защитных
уплотнительных колец 4, их предварительная обработка и установка на рабочее колесо, сборка ротора и окончательная обработка существенно усложняют технологию восстановления щелевых уплотнений и требуют значительных трудозатрат.
Наиболее распространенной и значимой причиной падения КПД (на 2—12%) и ухудшения характеристик насоса в процессе эксплуатации является износ деталей щелевого уплотнения рабочего колеса [36]; фото характерного гидроабразивного износа конструктивных элементов щелевого уплотнения рабочего колеса центробежного насоса показан выше (см рис. 1.4 и 1.5) и, фрагментарно, на рис. 1.47 (цилиндрические поверхности А>1 и Б>1).
Технические решения, направленные на решение проблемы повышения износостойкости и упрощения технологии формообразования щелевых уплотнений рабочих колес центробежных насосов представлены на рис. 1.48.
ис. 1.48. Узел щелевого уплотнения рабочего колеса центробежного насоса двустороннего входа (после усовершенствования): 1- спиральный отвод (корпус); 2- рабочее колесо; 3- уплотнительное кольцо с порогом; 4- резиновое кольцо; 5- резиновая облицовка; 6- нержавеющая износостойкая наплавка; 7- уплотнительное кольцо [37]. А>1 – наружная поверхность горловины рабочего колеса; А>2 – внутренняя поверхность уплотнительного кольца 3; Б>2 – внутренняя поверхность спирального отвода, сопряжённая с поверхностью Б>1; В – поверхность «боковой пазухи» спирального отвода
Для повышения износостойкости щелевых уплотнений рабочих колес центробежных насосов рекомендуется:
1) заменить литые чугунные рабочие колеса на стальные сварной конструкции;
2) применять износостойкие наплавки (поз. 6) цилиндрических поверхностей А>1 горловины рабочего колеса;
3) облицовывать резиной* (поз. 5) внутреннюю поверхность неподвижного уплотнительного кольца 3 в насосах, предназначенных для насосных установок с отрицательной высотой всасывания (рис. 3б);
4) устанавливать во внутреннюю поверхность А>2 неподвижного уплотнительного кольца 3 поршневые уплотнительные кольца 7 в насосах предназначенных для насосных установок с положительной высотой всасывания (рис. 1.3а);
5) устанавливать резиновые кольца 4 между наружной поверхностью Б>1 неподвижного уплотнительного кольца 3 и посадочной поверхностью Б>2 спирального отвода 1. [38]
* Примечание: Облицовка резиной неподвижного внутренней поверхности А>2 уплотнительного кольца целесообразна только в случаях, когда сопрягаемая с ней поверхность А>1 горловины рабочего колеса выполнена из нержавеющей стали и когда имеется 100% гарантия наличия водяной смазки в зазоре между упомянутыми поверхностями; пример выполнения резиновой облицовки внутренней поверхности А>2.
Для упрощения конструкции и технологии формообразования посадочных мест в спиральном отводе под неподвижные кольца щелевых уплотнений предлагается: