Работа уплотнения типа «тандем» при давлении в бачке больше атмосферного допустима.
При этом существуют как положительные, так и отрицательные стороны эксплуатации уплотнения. Чтобы лучше понять причины их возникновения, целесообразно напомнить устройство и работу торцевого уплотнения типа «тандем».
Уплотнение включает в себя два одинарных торцовых уплотнения, установленных последовательно одно за другим и образующих контурную (1) и атмосферную (2) ступени (см. рис.). Отвод тепла и смазка контурной ступени осуществляется перекачиваемой жидкостью, а от атмосферной ступени - затворной жидкостью. Циркуляция затворной жидкости между ступенями осуществляется в герметичной системе с теплообменником (3), чаще встроенным в бачок (4) системы обеспечения работоспособности торцового уплотнения. Контурная и атмосферная ступени выполняются равнопрочными и выдерживают номинальное давление перекачиваемой среды. При эксплуатации уплотнения между ступенями устанавливают давление, меньше чем давление в насосе. Меньшее давление затворной жидкости исключает попадание ее в перекачиваемый насосом продукт и его загрязнение. На практике, с целью упрощения эксплуатации уплотнений, давление затворной жидкости устанавливают равным или ненамного (на 0,5 … 1,5 кгс/см²) больше атмосферного.
Рассмотрим положительные и отрицательные стороны работы уплотнения при повышенном давлении затворной жидкости.
К положительным сторонам можно отнести следующие.
- Уменьшение перепада давления на контурной ступени, что способствует уменьшению утечки уплотняемой среды в затворную жидкость.
- Меньшая утечка уменьшит вероятность попадания мусора в зазор между уплотнительными антифрикционными кольцами.
- Износ антифрикционных колец будет более равномерным.
- Возможно практически полное исключение закипания перекачиваемого насосом продукта в антифрикционных кольцах, что позволит достигнуть большего ресурса работы уплотнения.
Нежелательные последствия работы уплотнения при давлениях в бачке более атмосферного могут проявиться в следующем. При проектировании уплотнения учитывается направление действия давления перекачиваемого продукта, которое помогает пружинам сжимать антифрикционные кольца. В случаях, когда давление в сальниковой камере снижается ниже давления в бачке, силы, действующие на антифрикционные кольца стремятся раздвинуть их, что может привести к раскрытию колец и утечки уплотняемых сред. Стремление разработчиков уплотнений уменьшить этот эффект приводит к усложнению конструкции уплотнения, его удорожанию. Применение уплотнений с обратимой контурной ступенью не решает полностью задачи, так как в случае плавного изменения направления действия давления или длительного нахождения эластомера вторичного уплотнения в деформированном состоянии с залипанием его, также произойдет пропуск жидкости через уплотнение.
С учетом изложенного, работа уплотнения типа «тандем» при давлении затворной жидкости больше атмосферного возможна. При эксплуатации уплотнения в таком режиме целесообразно особое внимание уделить обеспечению превышения давления затворной жидкости над давлением перекачиваемого продукта в сальниковой камере независимо от режима работы или состояния насосного агрегата.