Насос Д двустороннего входа: устройство, сальники и торцевые уплотнения

Двусторонний вход решает главную механическую задачу крупного насоса: жидкость входит в колесо с двух сторон, и осевые силы от давления почти уравновешены. Поэтому насос Д обходится шариковыми подшипниками даже при подаче в сотни и тысячи кубометров в час. Обратная сторона схемы в том, что уплотнений вала два, и оба работают на стороне всасывания.

Марка Д и 1Д кодирует подачу, напор и исполнение

Структура обозначения приведена в руководстве по эксплуатации насосов Д одного из заводов, выпускаемых по ТУ 26-06-1510-88. Полная строка выглядит так: 1Д200-90а-т-А-Е-У2. Здесь 1 первая модернизация, Д насос двустороннего входа, 200 подача в м³/ч, 90 напор в метрах в номинальном режиме.

Дальше идут необязательные знаки. Буквы м, а, б показывают диаметр рабочего колеса: м увеличенный, а и б уменьшенные. Тип уплотнения вала: без обозначения двойной сальник, т одинарное торцевое. Материал проточной части: без обозначения серый чугун СЧ 25, пкп чугун с противокоррозионным покрытием, А углеродистая сталь 25Л, К хромоникелевая сталь типа 12Х18Н9ТЛ, Б рабочее колесо из бронзы. Индекс Е ставят для исполнения во взрывопожароопасные производства. В конце климатическое исполнение и категория размещения.

В отличие от консольных насосов вроде К 80-50-200, где числа марки означают патрубки и колесо, у Д числа сразу дают рабочую точку. Пример ряда: Д160-112, Д200-36, Д320-50, 1Д200-90, 1Д315-71, 1Д500-63, 1Д630-90, 1Д800-56, 1Д1250-63, 1Д1600-90, 2Д2000-21.

Насосы Д качают воду до 95 °С и сходные жидкости

По руководству изготовителя насосы Д предназначены для воды и химически активных нетоксичных жидкостей плотностью до 1100 кг/м³, вязкостью до 60 сСт и температурой от минус 40 до плюс 95 °С. Твёрдых включений допускается не больше 0,05 % по массе при размере до 0,2 мм. Взрывопожароопасные жидкости этими насосами не перекачивают.

Типичные места установки: насосные станции водоканала первого и второго подъёма, оборотное водоснабжение металлургических и химических заводов, градирни, магистральные сети теплоснабжения, мелиорация, пожарные станции. Это машины большой подачи, работающие месяцами без остановки, поэтому простой на замену уплотнения планируют заранее.

Мощность на валу для типового режима считают по паспортной точке. Пример для Д320-50 при КПД 80 %: N = 1000 · 9,81 · 0,0889 · 50 / 0,80 ≈ 54,5 кВт. Двигатель на 1450 об/мин берут с запасом на работу правее рабочей точки, и тот же запас закладывают на ток при пуске с открытой задвижкой.

Горизонтальный разъём даёт доступ к ротору без снятия труб

Корпус насоса Д состоит из нижней половины с патрубками и лапами и верхней крышки, разъём проходит по оси вала. Всасывающий и напорный патрубки направлены в разные стороны и отлиты в нижней половине. Отсюда главное удобство: чтобы вынуть ротор, снимают крышку, а трубопроводы и двигатель остаются на месте.

Ротор состоит из вала, рабочего колеса двустороннего входа, защитных втулок, подшипников на концах и полумуфты. В корпусе установлены уплотняющие кольца, которые защищают корпус и крышку от износа и уменьшают перетечки из напорной полости во всасывающую. Ротор балансируют по классу G6,3, подшипники смазывают консистентной смазкой.

Утечки из концевых уплотнений собираются в сальниковые ванны корпуса и отводятся через резьбовые отверстия в дренаж. Ротор вращается против часовой стрелки при взгляде со стороны привода, правое вращение делают по заказу.

У насоса Д уплотнения стоят на обоих концах вала

Неметаллические детали насоса Д распределены по трём зонам. Каждую зону вскрывают при капитальном ремонте:

• прокладка горизонтального разъёма корпуса: плоская деталь сложного контура по всей плоскости спирали и полуспиральных подводов, вырезы под шпильки и расточки;
• два сальниковых узла с набивкой, кольцами гидрозатвора и защитными втулками вала, либо два одинарных торцевых уплотнения с резиновыми вторичными кольцами;
• уплотняющие кольца корпуса у горловин колеса с обеих сторон, прокладки и кольца крышек подшипников, отбойные кольца.

Самая ответственная из этих деталей прокладка разъёма. Если она тоньше старой, крышка садится ниже и зажимает уплотняющие кольца, если толще, в разъёме появляется перетечка с нагнетания на всасывание, которую снаружи не видно, а напор падает. Поэтому толщину повторяют по старой прокладке или по паспорту, а материал не меняют без расчёта затяжки.

Уплотняющие кольца корпуса работают как щелевое уплотнение колеса, у насоса Д их два на одно колесо. Изношенное кольцо с одной стороны даёт перекос потока и осевую силу, которую шариковые подшипники воспринимают хуже, чем рассчитано.

Сколько должно течь из сальника насоса Д?

Сальник насоса Д работает с постоянной небольшой утечкой, и её норма зависит от размера насоса. В руководстве изготовителя для 1Д200-90 указано 0,1–2 л/ч через сальник, для 1Д630-125 от 0,2 до 7 л/ч, для 1Д1600-90 от 0,5 до 10 л/ч. Для торцевого уплотнения предел 0,03 л/ч на каждое. Сухой и горячий сальник означает перетяжку.

Затвор сальника зависит от температуры воды

Сальник насоса Д стоит на стороне всасывания, где давление может быть ниже атмосферного. Без затвора через набивку подсасывается воздух, насос срывает подачу. Поэтому между кольцами набивки ставят кольцо гидрозатвора, к которому подводят воду.

По руководству завода при перекачивании жидкости до 60 °С вода к кольцу затвора идёт от самого насоса по каналу в крышке. Выше 60 °С затворную и охлаждающую воду подают от постороннего источника: расход не менее 0,01 м³/ч для насосов средней подачи и 0,03 м³/ч для крупных, температура от 1 до 25 °С, давление выше давления на входе насоса на 0,05–0,1 МПа при работе с подпором и на 0,15–0,2 МПа при работе с разрежением. При температуре выше 60 °С без внешней воды допускается работать только с торцевыми уплотнениями.

Камера, кольца набивки и затвор у насоса Д устроены как обычное сальниковое уплотнение вала, к общим правилам добавляется симметрия: набивку двух сальников подтягивают равномерно, иначе одна сторона перегреется, а другая будет течь.

Взрывоопасная зона и горячая вода переводят насос Д на торцевые уплотнения

Схема выше повторяет логику руководства. Если насос стоит во взрывоопасной зоне, сальниковое исполнение не применяют, нужны торцевые уплотнения. Если жидкость теплее 60 °С и подвести внешнюю затворную воду нельзя, выбор тоже за торцевыми уплотнениями. В остальных случаях двойной сальник с затвором остаётся проще в ремонте.

Переход с сальников на торцевые уплотнения на работающем насосе делают только по документации изготовителя насоса: меняются крышки камер, иногда втулки и вал. Торцевое уплотнение у насоса Д тоже стоит на стороне всасывания, и при подсосе воздуха или работе с открытым вакуумом его пара трения остаётся без плёнки жидкости. Поэтому перед заменой проверяют, как насос заливается перед пуском: через вакуум-насос по отверстию в крышке или самотёком из напорного бака.

Данные для заказа деталей насоса Д снимают при вскрытой крышке

Крышку насоса Д поднимают краном, и на это уходит смена, поэтому замеры для будущих деталей делают в ту же остановку:

1. Полная строка марки с таблички и номер ТУ: от неё зависит ротор, втулки и камеры сальника.
2. Прокладка разъёма: обвод контура на бумаге или фото плоскости нижней половины с линейкой, расположение шпилек, толщина старой прокладки в нескольких точках.
3. Сальники: диаметр защитной втулки, диаметр и глубина камеры, положение кольца гидрозатвора, число колец набивки.
4. Уплотняющие кольца корпуса: наружный и внутренний диаметры, ширина, зазор по горловине колеса.
5. Среда: вода сетевая, оборотная, с реагентами, температура, давление на входе.
6. Сколько насосов этой марки работает на станции, чтобы сделать запас прокладок разъёма.

Отдельной строкой записывают, что из этих размеров измерено, а что взято из паспорта. Пример: толщина прокладки разъёма по паспорту 1 мм, а старая в несжатой зоне показала 0,8 мм; изготовитель отметит в КП, какое значение принято, и это согласуют до резки.

Прокладку разъёма и детали сальников изготавливают по образцу

Наша компания производит прокладки и уплотнения для ремонта насосов Д, который выполняет служба станции или ремонтная организация. Прокладку горизонтального разъёма вырезают из паронита или безасбестового листа по контуру снятой прокладки или по обводу плоскости; для крупных насосов это крупногабаритная прокладка сложной формы, которую режут одним куском без стыков.

К сальникам изготавливают кольца гидрозатвора из фторопласта, прокладки крышек сальника и подшипников, резиновые кольца торцевых уплотнений. Если чертежа нет, деталь повторяют по снятому образцу, а если есть эскиз с размерами, по эскизу или чертежу. Для прокладок разъёма часто подходит паронит нужной толщины. Заказ от 1 штуки, минимальная сумма заказа 9 000 ₽ с НДС.

Металлические детали ротора, уплотняющие кольца из чугуна или бронзы и сам насос заказывают у изготовителя насоса или ремонтного предприятия. Для расчёта неметаллических деталей пришлите фото прокладки на полу рядом с рулеткой, толщину и марку насоса.