Odstředivé čerpadlo Basic: Vnitřní proplachování a vnější proplachování mechanické těsnění

Vývoj od těsnění těsnění k mechanickému těsnění

 

Oběžné kolo čerpadla je namontováno na hřídeli čerpadla, která prochází tělesem čerpadla nebo spirálou. Bez těsnění čerpadla může být dutá "mokrá" část hřídele do spirály zdrojem trvalého úniku.

 

Před více než sto lety se většina čerpadel spoléhala na těsnění, aby se zabránilo úniku čerpadla a zároveň umožnilo volné otáčení hřídele. Tento typ ucpávky nebo těsnění ucpávky zpočátku tvoří oblast uvnitř čerpadla, známou jako ucpávka, do které je ucpávka tlačena nebo nacpána. Tato čerpadla staré technologie se nazývají "ucpávkové konstrukce". Před padesáti lety byla technologie zdokonalena a těsnění ucpávky sestávalo z několika smyček pletené příze a grafitového plniva, které kroužily kolem hřídele a byly umístěny ve staré „ucpávce“. Tyto výplně jsou pevně přitlačeny těsnicí ucpávkou, aby se zabránilo prosakování systémové vody z tělesa čerpadla.

 

Protože tření mezi ucpávkou a hřídelí vytváří velké množství tepla, těsnění ucpávky vyžaduje velké množství mazání. Toto mazání se provádí systémovou vodou, která vytéká z výstupní strany čerpadla, promývá těsnění a poté odtéká z čerpadla. Výsledkem je „otevřený“ systém, tj. takový, který se používá pravidelně a uniká splachovací voda. Vyžaduje se "únik" vody, která odkapává z čerpadla rychlostí asi jedna kapka za sekundu. Tato voda musí být samozřejmě nahrazena vodou doplňkovou, což znamená přivedení více vzduchu do systému a tím zvýšení koroze.

 

 

Kromě toho musí být těsnění ucpávky pravidelně seřizováno ručním utahováním ucpávky, aby se zachovalo správné množství mazání, což způsobuje nadměrné opotřebení dílů. Tento typ těsnění byl standardem u většiny průmyslových čerpadel před desítkami let a dodnes se v některých průmyslových aplikacích používá.

 

Mechanické ucpávky jsou nyní standardem u čerpadel HVAC. Mechanická ucpávka nemá žádný typ netěsnosti, ale místo toho integrovaná pružina zajišťuje tlak proti dvěma vysoce leštěným těsnicím plochám pro utěsnění čerpadla. Dokonce i konkurenti čerpadel B&G, jejichž starší spirálové konstrukce čerpadel měly vnější ucpávky, byly upraveny tak, aby obsahovaly mechanické ucpávky. Proto dnes v systémech HVAC existují dva typy mechanických ucpávek čerpadel – jedna určená pro starší čerpadla s externím proplachovacím vedením a druhá pro vnitřní splachovací ucpávky podle vzoru B&G.

 

Mechanické ucpávky pro vnější splachování a proč je třeba se jim vyhnout

 

Externí splachovací ucpávka funguje podobně jako ostatní mechanické ucpávky, ale je navržena pro instalaci do suchého prostoru tělesa čerpadla/směrnice, stejně jako staré ucpávkové těsnění. V důsledku toho vyžadují vnější mazání, aby se zabránilo přehřátí v důsledku tření mezi hřídelí a rotujícími a stacionárními součástmi těsnění. Toto mazání je zajištěno trubicí kapilárního typu, která přenáší vodu z výstupu čerpadla do mechanické ucpávky, čímž se systém stává uzavřeným systémem ve srovnání s externě mazaným ucpávkovým těsněním. Tento design má tři nevýhody.

 

První věc, kterou je třeba zvážit, je velikost splachovací trubky. Tyto trubky jsou obvykle 1/4 palce nebo 3/8 palce měděné trubky. Pokud voda začne hromadit usazeniny ve vedení nebo pokud dojde k poškození vedení polem, může to omezit průtok splachování. Snížením průtoku se zkrátí životnost těsnění oproti průtoku navrženému výrobcem.

 

Druhý problém také souvisí s kvalitou vody. Těsnicí plocha je vysoce leštěná. Jakýkoli štěrk (pevné částice) mezi těsnicí plochou způsobí korozi těsnicí plochy, což může vést k předčasnému selhání nebo netěsnosti těsnění.

 

Třetím problémem je množství vody k propláchnutí těsnění, aby se snížilo nahromadění tepla způsobené třením. Průtok závisí na tlakovém rozdílu mezi vstupem a výstupem a ztrátě třením potrubí. Výrobce navrhl velikost potrubí a průtok tak, aby odpovídaly požadavkům čerpadla. Co se stane, když na čerpadlo nainstalujeme pohon s proměnnými otáčkami? Sací tlak v uzavřeném systému zůstává poměrně konstantní, ale výstupní tlak klesá. Průtok se mění s druhou odmocninou tlakového rozdílu a také klesá průtok proplachování. To nemusí být velký problém v systému chlazené vody, ale může to vést ke zkrácení životnosti těsnění v topném systému.

 

Níže uvedený profil ukazuje tyto trubky na obou stranách typické vnější mechanické ucpávky (střední otevřené dvojité sací čerpadlo). Všimněte si, že jdou přímo do ucpávky opatřené těsněním.

 

Vnitřní splachovací mechanická ucpávka a její výhody

Stejně jako vnější splachovací mechanická ucpávka i vnitřní splachovací mechanická ucpávka zabraňuje vytékání vody z tělesa čerpadla a zároveň umožňuje hřídeli čerpadla volně se otáčet. Konstrukce vnitřní splachovací mechanické ucpávky je však složitější a spolehlivější.

Vnitřní mechanická ucpávka je umístěna blíže k oběžnému kolu čerpadla a při spuštění se naplní vodou. V důsledku toho jsou v podstatě ponořeny ve vodě systému a jsou vystaveny asi 25 % kapaliny čerpadla. To je cenné, protože: 1) není potřeba žádné vnější mazání a potrubí; 2) Průtok vody kolem těsnění je vyšší, což může zajistit lepší proplachovací efekt, čímž se prodlouží životnost těsnění.

U vnějšího splachovacího těsnění působí potrubí veškerou požadovanou proplachovací kapalinu přímo na těsnění při velmi vysokém průtoku. Vnitřní splachovací těsnění je v podstatě ponořeno ve vaně naplněné vodou. Proč to prodlužuje životnost těsnění? Představte si, že ve dřezu uklízíte jeden z jemných kousků Číny po babičce a kvalita vody používaná k jeho čištění je velmi špatná – ve vodě je hodně písku. Používáte k čištění vysokorychlostní sprej, nebo jej namočíte do dřezu a jemně s ním kroužíte ručníkem? Stejně jako porcelán je výměna odstředivých mechanických těsnění nákladná a často jsou vystavena vodě, která obsahuje mnoho částic.

 

Přestože jsou čerpadla s designem vnějšího proplachovacího těsnění i dnes stále k dispozici, doporučujeme specifikovat a vyžadovat čerpadlo s vnitřním proplachovacím mechanickým těsněním pro váš hydraulický systém HVAC, ať už je čerpadlo nově instalované, nebo nahrazuje stávající čerpadlo s externím těsněním. Vnitřní splachovací těsnění vyžaduje méně údržby a pomáhá prodloužit životnost čerpadla.