Виды торцевых уплотнений: одинарное, двойное, картриджное и сильфонное

Слово «вид» в названиях торцевых уплотнений используют для разных признаков, и поэтому каталоги выглядят как путаница. Одно и то же уплотнение может быть одновременно одинарным, картриджным, многопружинным и разгруженным. Удобнее разбирать признаки по очереди: каждый отвечает на свой вопрос о насосе.

Пять признаков делят торцевые уплотнения на виды

Таблица описывает конструкцию, а не изготовителя: любой из вариантов встречается у разных производителей уплотнений. Материал пары трения в этот список не входит, это отдельный выбор под среду.

Одинарное уплотнение закрывает большинство насосов

Одинарное уплотнение имеет одну пару трения, и утечка через неё уходит в атмосферу. Для воды, отопления, большинства технологических растворов этого достаточно: утечка ничтожна и испаряется. Такие уплотнения стоят в консольных, моноблочных, погружных насосах, мешалках с небольшим давлением.

Одинарной пары может не хватить, если среда токсична, горюча, кристаллизуется на воздухе или теряет смазку на торцах: для таких сред вид уплотнения задают проект насоса и правила безопасности установки. Тогда ставят двойное уплотнение с полостью между парами, а схему пар и жидкость в полости подбирают по давлению: у двойного торцевого уплотнения их несколько, от тандема до «спины к спине».

Компонентное собирают на валу, картриджное приходит готовым

Компонентное уплотнение поставляют деталями: вращающийся узел с пружиной, неподвижное кольцо с резиновым кольцом в крышке. При монтаже механик сам выставляет установочный размер, от которого зависит сила пружины. Ошибка на 1–2 мм даёт либо слабый прижим и течь, либо пережатую пружину и перегрев пары.

Картриджное уплотнение собрано на заводе на отдельной втулке с фланцем: пара, пружины, вторичные кольца и установочный размер уже выставлены. Его надевают на вал, крепят фланец к корпусу, затягивают стопорные винты втулки и снимают монтажные скобы. Картридж дороже, зато замена занимает меньше времени и не зависит от опыта механика, поэтому на ответственных насосах и в стандарте API 682 уплотнения поставляют картриджами.

Чем картриджное торцевое уплотнение отличается от обычного?

Картриджное торцевое уплотнение отличается от обычного компонентного тем, что приходит собранным на своей втулке с фланцем, а установочный размер и прижим пружины выставлены изготовителем. На месте его надевают на вал и крепят к корпусу, без замеров и сборки пары. Компонентное уплотнение собирают на валу из деталей, и правильность прижима зависит от точности монтажа. Картридж дороже, но меньше зависит от квалификации механика.

Пружинные уплотнения различают по числу пружин

Уплотнение с одной конической или цилиндрической пружиной простое и терпит грязь: толстый виток не забивается отложениями. Но пружина работает только в одном направлении вращения, а на высокой скорости центробежная сила искажает её прижим. Такие уплотнения ставят на небольшие насосы общего назначения.

Многопружинное уплотнение прижимает кольцо несколькими мелкими пружинами по окружности. Прижим ровнее, уплотнение короче и не зависит от направления вращения, зато мелкие пружины забиваются кристаллами и волокнами. Волновая пружина ещё короче и подходит для тесных камер. Если пружины стоят в неподвижном корпусе, а не на валу, уплотнение спокойнее переносит высокие скорости и биение: вращается только кольцо.

Сильфон заменяет и пружину, и подвижное кольцо на валу

В сильфонном уплотнении упругий элемент сам герметичен, поэтому ему не нужно подвижное вторичное кольцо, которое скользит по валу. Резиновый сильфон работает в бытовых и промышленных насосах для воды и отопления, он дешёв и терпит мелкие перекосы. Его материал выбирают по среде, как обычное кольцо, а сам сильфон можно повторить формованием, если он не продаётся в ремкомплекте.

Металлический сильфон из сваренных тонких дисков выбирают для горячих сред, где эластомер уже не работает. В описании стандарта API 682 тип C определён как сильфонное уплотнение с неподвижным упругим элементом, сильфоном из сплава 718 и вторичными уплотнениями из терморасширенного графита (обзор API 682 и ISO 21049). В таком узле нет ни одной резиновой детали.

Какое торцевое уплотнение ставят на горячую среду выше +200 °C?

На горячую среду выше +200 °C обычно ставят торцевое уплотнение с металлическим сильфоном и вторичными уплотнениями из терморасширенного графита, без резиновых колец. В стандарте API 682 такую конструкцию описывает тип C. Эластомерные кольца из FKM или FFKM в пружинных уплотнениях работают до своего паспортного предела, но на длительном нагреве выше него твердеют и теряют упругость. Окончательный выбор делает изготовитель уплотнения по температуре в камере.

Сбалансированное уплотнение ставят на высокое давление

Разгрузка определяет, какую долю давления среды получают торцы. В несбалансированном уплотнении среда давит на площадь больше площади контакта, и на высоком давлении торцы перегружаются. В сбалансированном ступенька на втулке или валу уменьшает эту площадь, и прижим растёт медленнее давления. Соотношение площадей меняет плёнку, нагрев и утечку, и пример расчёта для двух исполнений помогает понять, как работает торцевое уплотнение на 1 и 10 МПа.

API 682 называет виды через тип, исполнение и категорию

Для нефтепереработки и химии стандарт API 682 (его третья редакция 2004 года вышла и как ISO 21049) вводит свою систему. Тип A это пружинное уплотнение с вращающимся упругим элементом, парой карбид кремния против графита и кольцами из фторкаучука. Тип B это сильфонное уплотнение с вращающимся металлическим сильфоном. Тип C это сильфон с неподвижным упругим элементом и графитовыми вторичными уплотнениями для высоких температур.

Исполнение (arrangement) задаёт число уплотнений: исполнение 1 одинарное, исполнение 2 двойное с буферной полостью под давлением ниже давления в камере, исполнение 3 двойное с затворной жидкостью под давлением выше давления в камере. Категория определяет тип насоса и рабочую область: категория 1 для химических насосов, категории 2 и 3 для насосов по API 610. Все три признака входят в обозначение уплотнения по API 682, поэтому расшифровку кода из паспорта насоса сверяют с документацией изготовителя уплотнения.

Дерево выбора сводит признаки к трём вопросам

Дерево повторяет вводный ответ. Если утечка наружу недопустима, нужно двойное уплотнение с буферной или затворной жидкостью. Если допустима, а эластомер не держит среду или нагрев, выбирают металлический сильфон с графитовыми вторичными уплотнениями. Если резина работает и нужна быстрая замена без настройки, ставят одинарный картридж, иначе компонентное уплотнение с пружиной или резиновым сильфоном.

Заявка разделяет данные насоса и догадки по фото

Вид уплотнения выбирают инженер насоса и изготовитель уплотнения, а к нам приходят за резиновыми и фторопластовыми деталями к уже выбранному виду. Ошибка обычно рождается в заявке: по фото снятого узла пишут «картридж» или «сильфонное», хотя на снимке видна только часть конструкции.

Поэтому в заявке лучше держать два списка. Известно точно: модель насоса и уплотнения по шильдику, диаметр вала, размеры камеры, среда, температура, давление в камере, допускается ли утечка по регламенту установки. Предполагается: вид уплотнения по фото, материал колец по цвету, «как стояло» без маркировки. Предположения технолог проверяет по образцу и в КП отмечает, что подобрано им. Вторичные кольца нестандартных размеров, формовые сильфоны и точёные детали из фторопласта изготавливают по образцу; повторять имеет смысл не все части торцевого уплотнения насоса, а материал торцов выбирают отдельно, и пара трения заказывается у производителя уплотнения.

Нормы приведены по состоянию на октябрь 2026 года. Данные о материалах — ориентир для марок общего назначения; материал, размеры и допуски для вашего узла фиксируются в КП после технической оценки.