- Уплотнение вала насоса: описание и назначение
Уплотнение вала (насоса, мешалки, компрессора и т.д.) необходимо для разделения пространств с разными давлениями, температурами, рабочими средами. К примеру, уплотнения предотвращают или сводят к минимуму утечку перекачиваемой жидкости из полости центробежного насоса.
Герметизируются различные газы и жидкости, в том числе: жидкий кислород и высоко нагретый водород, растворы красителей и пивное сусло, различные кислоты и щелочи, молоко и кисло-молочные продукты, и т. д. Чтобы уплотнение вала насоса отвечало необходимым требованиям, нужно использовать коррозионно-стойкие, теплостойкие и прочные материалы, а также материалы, совместимые с пищевыми продуктами.
Для корректной подборки торцевых уплотнений необходимо учитывать ряд факторов:
- уровень возможной герметичности;
- срок службы и время износа;
- показатели потерь на тепловыделение и трение;
- геометрические размеры
Уплотнения применяются в большинстве типов современных насосных установок: центробежных, погружных, фекальных, поверхностных и т. д. Они позволяют минимизировать потери перекачиваемых сред и смазочных материалов, предотвращают попадание посторонних предметов в корпус устройств и т. п.
- Сырье, используемое для производства уплотнений вала насоса
Подобная продукция изготавливается из различных материалов. Причем вторичные уплотнения и пары трения выполняются из разного сырья. Это обусловлено назначением конструктивных элементов и требованиями к их характеристикам.
Для производства пар трения применяют:
- графит – CAR;
- нержавеющую сталь – SUS;
- карбид кремния – SIC;
- керамика – CER;
- карбид вольфрама – TC.
Для производства вторичных уплотнений используют материалы с разной температурной устойчивостью:
- фторкаучук (Viton). Работает в температурном диапазоне от -30 до 185 °C;
- этиленпропиленовый каучук (EPDM). Работает в температурном диапазоне от -30 до +170 °C;
- фторопласт (PTFE). Работает в температурном диапазоне от -260 до +260 °C;
- нитрил-бутадиеновый каучук (NBR). Работает в температурном диапазоне от -20 до +120 °C.
- Виды уплотнений вала насоса
Конструктивно различают следующие типы: одинарные и двойные. Первые используются в помпах, перекачивающих растворы, чья утечка во внешнюю среду недопустима в больших количествах. К ним относятся горячие, агрессивные, легкокипящие, неорганические и органические жидкости.
От одинарного, двойное уплотнение вала насоса отличается количеством уплотняющих притертых поверхностей. Механизм дополнен устройством подвода затворной жидкости, которое препятствует попаданию рабочей жидкости во внешнюю среду. В этом качестве используются вода, глицерин и прочие материалы, которые не взаимодействуют с перекачиваемыми материалами.
- Одинарное торцевое уплотнение

- Двойное торцевое уплотнение

В данной части статьи рассмотрим виды двойных торцевых уплотнений вала и в каком случае их выбор оптимален. Двойные торцевые уплотнения практически полностью устраняют вероятность утечки продукта или газа при работе насоса. Они используются при перекачке токсичных, ядовитых и других опасных жидкостей, т.е. там, где недопустима даже минимальная протечка. Кроме того, на многих нефтеперерабатывающих предприятиях России существует строгий регламент, в соответствии с которым, использование двойного торцевого уплотнения обязательно даже на таких жидкостях, как битум, мазут, гудрон, нефть и т.д. Использование двойного торцевого уплотнения оправдано в следующих случаях:
- Перекачка опасной жидкости;
- Перекачка дорогой жидкости (фармацевтические препараты, косметические средства и т.д.);
- Перекачка жидкостей склонных к кристаллизации;
- Перекачка газообразных или мультифазных жидкостей.
- В тех случаях, когда одинарное торцевое уплотнение слишком быстро выходит из строя (в этом случае следует исключить такие ошибки, как некорректная отцентровка вала и физическую совместимость перекачиваемой среды (и её технических параметров) и механического уплотнения.
Очень важное преимущество двойного торцевого уплотнения перед одинарным – это наличие «запирающей жидкости», т.е. трущиеся поверхности уплотнений изолированы от перекачиваемой среды, а наличие «жидкой пленки» обеспечивает «запирающая жидкость». Тем самым обеспечивается не только надежная защита от протекания, но и значительно увеличивается срок службы самого уплотнения. В роли «запирающей жидкости» может выступать обычная вода, масла на минеральной или синтетической основе и ряд других жидкостей.
- Материал SIC
SIC это обозначение карбида кремния. Для карбида кремния характерны высокие механические характеристики (твёрдость, модуль упругости), определяющие повышенную работоспособность материалов на его основе. Сочетание большой теплопроводности и низкого коэффициента термического расширения, обуславливают стойкость карбида кремния при больших скоростях нагрева и в условиях стационарного теплового режима.
В зависимости от технологии изготовления карбид кремния разделяют на:
- Реакционно-спеченный карбид кремния (SIC/Q2) – который получают процессом уплотнения и упрочнения, т.е. при воздействии высоких температур пористая заготовка из смеси карбидокремниевых и углеродных материалов, пропитывается жидким реагентом – расплавом кремния, с образованием вторичного карбида кремния, который связывает исходные компоненты в плотный материал.
- Горячепрессованный- спеченный карбид кремния (SSIC/Q1)- получается при предварительном размоле смеси кремния с графитом, и спеканием прессовок в аргоне в течении 15 мин. При этом получаются карбидокремниевые материалы с размером пор 0,2 мкм. Его подвидом, также является карбид кремния сплошной, спеченный без давления (SSIC), который на сегодняшний день наиболее применим для концентрированных щелочно-кислотных сред.
Параметры | Реакционно-спеченный | Горячепрессованный-спеченный |
Тип | SIC (Q2) | SSIC (Q1) |
Содержание SiC. % | >=90 | >=98 |
Плотность г/см3 | 3,05 | 3,1 |
Прочность при изгибе, МПа | 4,41 х 102 | 4,9 х 102 |
Прочность на растяжение, МПа | 2,75 х 102 | 2,8 х 102 |
Прочность на сжатие, МПа | 2,94 х 103 | 3,0 х 103 |
Модуль упругости, МПа | 4,12 х 105 | 4,10 х 105 |
Твёрдость по Шору, НS | 110-125 | 120-130 |
Теплопроводность, W/m.k | 141 | 147 |
Коэффициент температурного линейного расширения при 20…100 ºС, 10-6/ ºС | 4,3 x 10-6 | 4,0 x 10-6 |
Предельная рабочая температура, ºС | 1600 | 1650 |
- Материал EPDM

Характеристика EPDM
EPDM каучук обладает хорошими механическими свойствами и очень широким температурным диапазоном применения. Благодаря насыщенной структуре EPDM обладает очень хорошей устойчивостью к озону, воздействию атмосферы и старению, но абсолютно не стоек к минеральным маслам. Минеральные масла и жиры, а также животные и растительные масла и жиры способствуют недопустимо сильному набуханию. Специальное строение смягчителей допускает также применение резиновых уплотнений на основе EPDM в тормозных жидкостях на гликолевой основе (SL-DOT4). Для применения в таких средах необходимо соблюдение местных нормативов допуска и наличие соответствующих разрешений. Устойчивость к облучению является относительно высокой.
Ниже приведены данные по устойчивости резиновых изделий из EPDM каучука на воздействие определенных сред.
УСТОЙЧИВ К: | ОТСУТСТВИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К: |
горячая вода водяной пар большое количество органических и неорганических оснований и кислот окислительная среда органические и неорганические спирты кетоны трудновоспламеняемые гидравлические жидкости типа HSC, HSD тормозные жидкости на базе гликоля фреона R134a моющие средства, натриевые (содовые) и калиевые щелочи солевые растворы и окисляющие действующие среды большое количество растворителей (напр., алкоголь=спирты, кетоны, сложный эфир) | алифатические углеводороды (пропан, бутан, бензин) минеральные масла и жиры ароматические и хлорированные углеводороды растительные и животные масла и жиры биологически разлагающиеся гидравлические жидкости тяжело воспламеняющиеся пневматические жидкости группы |
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН: -20°C to +120 °C |
Область применения изделий из EPDM
Основная область применения EPDM – это резиновая деталь в торцевые уплотнениях (сильфон, кольца круглого сечения) в насосном оборудовании. Более того, EPDM является наиболее пригодным материалом для применения в горячей воде или в горячем паре (при установке необходимо смазывать силиконовыми жирами).
Преимущественное
использование:
– специальные детали для моющих установок;
– штыковые и поршневые уплотнения;
– кольца круглого сечения;
– уплотнения для тормозных систем автомобилей.
Основные физико-механические характеристики EPDM
Свойства | Единица измерения | Значение |
Твердость | SHORE A | 85±5 |
Плотность | г/см3 | 1,22±0,02 |
Прочность на разрыв | Н/мм2 | ≥12 |
Прочность на растяжение | % | ≥80 |
Остаточная деформация 100oС/22ч | % | ≤10 |
Прочность при широком разрыве | Н/мм | 10 |
Эластичность отскока | % | 38 |
Истираемость | мм3 | 140 |
Минимальная температура применения | °C | -20 |
Максимальная температура применения | °C | +120 |
- Материал NBR (нитрильный каучук)
Наиболее универсальный материал для производства уплотнений.
По своим характеристикам cоответствует группам резины 1, 2, 3 по ГОСТ 8752-79.
Уплотнительные кольца из резины NBR имеют высокую устойчивость к набуханию по отношению к бензолам, маслам и жирам, работают при высоких температурах – это основной материал для производства колец круглого сечения, они используются в областях с соответствующими требованиями, как например, гидравлика, двигателестроение, машиностроение, нефтяная промышленность, аппаратостроение.
УСТОЙЧИВ: | ОТСУТСТВИЕ СТОЙКОСТИ: |
алифатические углеводороды, т.е.пропан, бутан, бензин, минеральные масла (смазочное масло, гидравлические масла групп H , H – L , H – LP ) большинству минеральных масел и пластичных смазок на их основе негорючие гидравлические жидкости типа: HSA , HSB (масляно-водные эмульсии) и HSC (смеси полигликоля с водой) минеральные масла и смазки масла растительного и животного происхождения солевым растворам при невысокой температуре вода до 60°C сточные воды калий нитрат вино | ароматические и хлорированные углеводороды, напр., бензол, трихлорэтилен, тетрахлорметан эфиры и полярные растворители масла и силиконовые смазки гидравлические жидкости типа HSD (на основе полиэфиров и хлорированных углеводородов) тормозным жидкостям на гликолевой основе |
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН : -30 °C до +40 °C, кратковременно до +60 °C |
Резина NBR (или нитрилоакрильный каучук) – один из наиболее часто используемых в промышленности видов резины, имеет высокую стойкость к алифатическому ряду углеводородных масел и горящих веществ. Существует различная классификация нитрильного каучука в зависимости от его производителя. Чем больше NBR содержит нитрил акриловой кислоты (НАК), тем выше его нефтестойкость, но эластичность NBR при низкой температуре уменьшается.
Характеристика NBR
NBR имеет высокую эластичность и износоустойчивость, стойкость против атмосферных воздействий и ароматической нефти. Нитрил каучук можно использовать при температуре до -30°C, но специальные классы NBR можно также применять при более низких температурах. Далее приведен список свойств NBR:
- Нитрил каучук принадлежит к группе ненасыщенных сополимеров акрилонитрила и бутадиена.
- Физические и химические свойства нитрильного каучука варьируют в зависимости от полимерной композиции акрилонитрила.
- Доступны различные классы NBR. Чем больше содержание акрилонитрила, тем выше его нефтестойкость.
- Имеет хорошую стойкость к горючим топливам и другим химикатам.
- Может выдержать широкий диапазон температур.
- Нитрильный каучук также стойкий к алифатическим углеводородам (пропан, бутан, бензин, минеральные масла (смазочное масло, гидравлические масла групп H, H – L, H – LP)
- Имеет меньшую стойкость к озону, углеводородам ароматического ряда (АРУ), эфирам кетокислоты, альдегидам.
- NBR имеет высокую эластичность и износоустойчивость.
- Нитрил каучук можно использовать при температуре до -30°C, но специальные классы NBR можно также применять при более низких температурах
Применение NBR
NBR синтетический нитрил каучук наиболее надежное средство в эксплуатации на автоматических и промышленных установках.
В автотранспортной отрасли NBR используется как материал для механизмов водоотлива, шлангов, патрубков, гидравлических рукавов механизмов, которые воздействую с горючими топливами и нефтью. Также, как материал для механических уплотнений, втулок, изолирующих втулок для проводов. С температурным диапазоном от -40°С до +125 °С, NBR можно применять в автоматике. Эта форма синтетического каучука из-за своей отличной износоустойчивости подходит для одноразовой лабораторной чистки и производства смотровых перчаток.
Использование промышленного NBR
Промышленный нитрил каучук используется для изготовления целого ряда различных продуктов:
- Гидрошланги – шланги для подачи воды
- Конвейерная лента (лента конвейера, транспортерная лента, ленточный конвейер, транспортерный ремень)
- Графика, полиграфия, гравюра
- Гидравлическая манжета, пакер для нефтепромышленности
- Уплотнители для всех видов прокладочных работ (прокладка труб, механизмов и тд.)
- Впрыскивание или перемещение в формовые изделия/отформированные изделия.
- Прессование труб или прокладка трубопроводов (тюбинг).
- Каландрированные листы и пластины (коврики для салонов автомобиля и тд., промышленные ремни)
- Различные губки
- Шлемы
- Уплотнители/сальники/ торцевые уплотнения
- O-rings – уплотнительные кольца
- Мембраны для карбюраторов, насосов для подачи горючего: бензонасосы, топливные насосы, топливораздаточная колонка, нефтяной насос, топливонасос, бензопомпа, бензиновый насос, насос для жидкого топлива)
- Топливные системы (система питания топливом, система питания горючим)
- Кегли для боулинга
- Прокладка катков
- Компоненты со связкой резина – метал
- Резиновые соединители
- Материал Viton (фторкаучук)
Резина Витон, Viton, FKM, FPM – это торговая марка фторкаучука, принадлежащая компании DuPont, на сегодняшний день из всех существующих фторкаучуков Viton считается лучшим. На основе фторкаучука изготавливают резиновую смесь, из которой, затем делают деталь. В соответствии с различными системами стандартизации словосочетание “фторкаучук” обозначается различными аббревиатурами, но смысл от этого и сам материал не изменяются.
Аббревиатура FPM – в соответствии с указаниями международной организации стандартизации (ISO), аббревиатура FKM – в соответствии с обозначением, принятым Американским обществом тестирования и материалов (ASTM). Т.е. FPM – международное название, а FKM – американское название одного и того же материала. В России принято сокращение – ФК.
Витон / FPM / FKM / VITON (Фторкаучук) – имеет высокую химической стойкостью, а также стойкость к повышенной температуре. Обладает отличными механическими и физическими свойствами, содержание в резиновой смеси фтора обеспечивает негорючесть данного материала. Фтористые эластомеры имеют небольшое газопропускание и минимальную потерю веса при работе в вакууме.
УСТОЙЧИВ: | ОТСУТСТВИЕ СТОЙКОСТИ: |
агрессивным химическим соединениям масла и минеральные смазки также с легирующими добавками ароматические и алифатические углеводороды трудновоспламеняемые гидравлические жидкости на базе фосфорных эфиров и хлорированных углеводородов ( HSC ) синтетические масла для авиадвигателей морская и солоноватая вода шампуни для волос молоко, молочная сыворотка пиво, соки пульпа | тормозным жидкостям на гликолевой основе органическим кислотам, например октовой и муравьиной флюсовой кислоте хлорносульфоновая кислота кетонам (ацетон, ацетофенон) раскаленному водяному пару аммиаку, аминам раскаленный водяной пар полярным растворителям (ацетон, метилэтилкетон, диоксан) Уплотнения из фторкаучука для фреона R134a не рекомендуются! |
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ДИАПАЗОН : -20°C до +120 °C, кратковременно – до +150°C | |
Компания ООО «ПроВижнГрупп» поможет подобрать аналоги уплотнений вала для различных производителей: Eagle Burgmann Roten Roplan AESeal Hecker Werke John Crane Chetra |
- Также наша компания имеет большой опыт подборки торцевых уплотнений насосов и уплотнений валов для оборудования распространённых индустриальных марок :
Alfa Laval
APV
Ampco Pumps
Allweiler
Calpeda
Grundfos
Fristam
IPP
Ebara
Edur
GEA Hilge
Inoxpa
SPX
SCF
Sterling SIHI
Netzsch
Robot Pumps
И многих других