Jaký je vliv těsnění hřídele na účinnost horizontálního odstředivého čerpadla

V operačním systému Horizontální odstředivá čerpadla , zařízení těsnění hřídele není velké, ale hraje zásadní roli při těsnění, prevenci úniku a kontrole spotřeby energie. Přiměřená výběr a údržba systému těsnění hřídele nesouvisí pouze se stabilitou a bezpečností provozu zařízení, ale také přímo ovlivňuje celkovou účinnost provozu čerpadla.

Přehled základních funkcí a typů těsnění hřídele
Hlavní funkcí zařízení těsnění hřídele je dosáhnout účinného utěsnění v poloze, kde hřídel čerpadla prochází krytem čerpadla, aby se zabránilo úniku média podél hřídele. Podle různých principů těsnění a strukturálních forem zahrnují běžné typy těsnění hřídele hlavně balicí těsnění, mechanická těsnění a nekontaktní těsnění (jako je magnetický pohon).
Balicí těsnění tvoří těsnicí kroužek komprimováním flexibilního balení (jako je grafit, PTFE), což má obecně jednoduché struktury a nízké náklady; Mechanické těsnění používá dvě vzájemně kontaktní těsnicí koncové plochy (dynamický prsten a statický kroužek) k udržení těsnění v mazacím kapalném filmu, který má vyšší účinnost a spolehlivost; Magnetické těsnění v magnetické čerpadle dosahuje skutečného „nulového úniku“, ale struktura je složitá a náklady jsou vysoké.

Dopad těsnění balení na účinnost čerpadla
Balicí těsnění je tradičnější metodou těsnění. Během provozu se spoléhá na tření mezi hřídelem a balením za vzniku těsnění, ale tento tření samotný přináší spotřebu energie, zejména při vysoké rychlosti nebo dlouhodobém provozu, tření se výrazně zvyšuje a způsobuje odpad energie. Zároveň má balení na rukávu určité opotřebení, což zvyšuje frekvenci údržby zařízení.
Aby se zabránilo spalování balení v důsledku suchého tření, je třeba do těsnicí komory pravidelně injikovat mazací tekutina nebo chladicí voda. Tento dodatečný pomocný systém dále zvyšuje provozní náklady a může zavést nečistoty nebo zředit přepravní médium, nepřímo ovlivňující celkovou účinnost systému pumpy.

Energeticky úsporné charakteristiky mechanických těsnění
Mechanická těsnění jsou sofistikovanější v designu a dynamické těsnění je dosaženo působením kapalného filmu prostřednictvím vysoce přesných obrobených dynamických a statických prstencových koncových ploch. Jeho odolnost proti tření během provozu je výrazně nižší než odolnost proti balicím těsněním a jeho spotřeba energie je nižší. Je to metoda těsnění běžného proudu, která se široce používá v moderních horizontálních odstředivých čerpadlech.
Díky svému stabilnímu výkonu těsnění a nízké rychlosti úniku mohou mechanické těsnění snížit ztrátu tlakové energie uvnitř pouzdra čerpadla a zlepšit objemovou účinnost a hydraulickou účinnost těla čerpadla. Při předávání vysokotlakých, vysokoteplotních, toxických nebo těkavých médií jsou výhody mechanických těsnění výraznější, což může výrazně snížit ztrátu energie a environmentální rizika způsobená únikem.
Mazací a chladicí systém mechanického těsnění je také efektivnější. Konstrukce uzavřené smyčky snižuje spotřebu chladicí kapaliny a další zatížení systému, což je důležitou zárukou pro efektivní provoz čerpadla.

Skrytý dopad úniku těsnění hřídele na účinnost
Ať už se jedná o balicí těsnění nebo mechanické těsnění, pokud těsnění selže a způsobí únik, bude to mít negativní dopad na účinnost čerpadla. Únik kapaliny nejen ztrácí energii tělesa čerpadla, ale může také způsobit problémy s řetězem, jako je kontaminace ložiska, kavitace dutin čerpadla a vibrace hřídele čerpadla, což vede k celkovému snížení účinnosti jednotky čerpadla.
Dlouhodobý mikroúhoří také zrychlí korozi a opotřebení, ovlivní životnost a stabilní provozní cyklus čerpadla a nepřímo způsobí ztráty prostoje a spotřebu energie udržování. Proto je účinný systém těsnění hřídele nejen prostředkem ke snížení ztráty přímého úniku, ale také důležitou součástí zajištění dlouhodobé stabilní účinnosti systému čerpadla.

Ztráta energie třecího tepla těsnění hřídele
Tření těsnění hřídele během operace nevyhnutelně generuje teplo. Na jedné straně tato část tepla spotřebovává část mechanické energie. Na druhé straně, pokud systém odstraňování tepla není přiměřeně navržen, může způsobit lokální přehřátí, což způsobuje deformaci těsnicího povrchu, selhání mazání a dokonce i včasné selhání těsnicího systému.
Mechanické těsnění mohou účinně snížit koeficient tření a tepelné ztráty optimalizací materiálů koncové obličeje (jako je karbid křemíku, grafit) a přesné porovnávání. Některé pokročilé těsnicí struktury používají těsnění vyvážených nebo dvojitých koncových obličeje, aby se dále snižovaly tlak na koncový obličej a kontrolovaly tvorbu tření.
Při navrhování energeticky úsporných systémů čerpadla by mělo být teplo tření hřídele považováno za jeden ze zdrojů vnitřní spotřeby energie a ovládáno strukturální optimalizací a porovnáváním chladicích systémů.