Торцеве ущільнення вала насоса

1 Торцеве ущільнення вала насоса, пара тертя якого оснащена припрацьовувальним шаром, яке відрізняється тим, що як припрацьовувальний шар використано покриття на основі композиції олова з графітом 2 Торцеве ущільнення по п 1, яке відрізняється тим, що припрацьовувальний шар містить дрібнодисперсний графіт у КІЛЬКОСТІ 3-8 % від об'єму 3 Торцеве ущільнення по пп 1,2, яке відрізняється тим, що олово леговано нікелем у КІЛЬКОСТІ 2-7% від об'єму 4 Торцеве ущільнення по пп 1, 2, 3, яке відрізняється тим, що твердість припрацьовувального шару плавно зменшена по товщині шару у напрямку до робочої (зовнішньої) поверхні Винахід відноситься до ущільнювальної техніки, зокрема, до торцевих ущільнень валів, які обертаються у насосах харчової промисловості для перекачування соків, вин, пива та інших рідин, які містять органічні кислоти Досягнутий рівень техніки характеризується слідуючими винаходами Відоме подвійне торцеве ущільнення вала, яке складається з торців, кожен з яких споряджений постійними магнітами, розташованими однойменними полюсами один до одного (патент України № 45464 кл F16J 15/34, опубл 15 04 02р Бюл № 4) Недоліком ущільнення є складність конструкції, збільшена маса торців, які обертаються, що веде за собою підвищення інерційності і великий об'єм вузла, а також збільшення ціни із-за високої точності виготовлення, внаслідок відсутності припрацьовувального шару і протікання на початку роботи ущільнення Відоме ущільнення вала хладонового компресора, яке містить ущільнююче кільце, споряджене капілярами на робочій поверхні, які заповнені мастилом (авт св СРСР № 1333919 А1, кл F16j 15/34, опубл 30 08 87р Бюл № 32) Недоліком ущільнення є швидке руйнування поверхні, внаслідок щілинної корозії, при використанні його у насосах харчової промисловості, де є контакт з органічними кислотами Відоме торцеве ущільнення вала високообертових машин (прототип), яке містить пари тертя з припрацьовувальним шаром у вигляді дрібнокрис таличного оксидно-фосфатованого покриття, просоченого маслом (авт св СРСР № 437866 кл F16J15/34, опубл 30 07 74р Бюл №28) Недоліком ущільнення є швидке руйнування оксиднофосфатованого покриття в органічних кислотах навіть при непрацюючий машині, що робе його негідним для використання у харчової промисловості при перекачувані вина, соків, пива та інших рідин, які містять кислоти навіть у невеликих концентраціях Другим недоліком є те, що при утворені оксидно-фосфатованого припрацьовувального шару, порушується чистота поверхні основного металу під припрацьовувальним шаром, так як оксидно-фосфатована плівка утворюється при ХІМІЧНІЙ взаємодії фосфорної кислоти та її активних сполучень з металом поверхні тертя У результаті шершавість поверхні тертя збільшується, що значно знижує герметичність і термін роботи ущільнення Третій недолік відомого складу припрацьовувального шару є те, що його утворення неможливо на високолепйних сталях, твердих сплавах, кераміці, графіті, які в наш час використовуються у більшості випадків для кілець тертя в торцевих ущільненнях Оксидно-фосфатоване покриття можно утворювати тільки на чавуні і нелегованих сталях, котрі не СТІЙКІ ДО корозії у водних розчинах, тим більш до тих, які містять органічні кислоти Тобто у харчової промисловості цей припрацьовувальний шар використовуватись не може (О (О ю 56670 180°С протягом 10 годин з метою запобігання росту ниткоподібних кристалів Потім шар просочували олією Приклад 2 Припрацьовувальнии шар наносили на твердий сплав ВК-25 гальваничним способом з електроліту складу г/л хлорид нікелю 20 -ь 55 хлорид олова 40 -ь 60 хлорид натру 50 -ь 70 хлорид амонію 50 -ь 65 фторид амонію 40 -ь 70 Олово, нікель і графіт дозволено Міністерстграфіт дрібнодісперсний 20 -И 50 вом охорони здоров'я використовувати при контакПАР 0,01 ч-0,05 ті з харчовими продуктами Аноди були виготовлені з нікелю і олова ПроДаний припрацьовувальнии шар відзначається цес вели при перемішувані електроліту, темперависокою корозійною СТІЙКІСТЮ у середовищах ортурі - 45 -ь 60°С, ЩІЛЬНОСТІ катодного струму 0,5 + ганічних кислот, слабких лугів, зокрема, в таких 2А/дм2, водневому показнику рН = 3,5 -ь 4,5 Отрисередовищах як пиво, вино, фруктові та овочеві мували склад шару, при мінімальних концентрацісоки та ін , а також СТІЙКІСТЮ К заїданню, низьким ях нікелю і графіту олово - 95%, нікель - 2%, гракоефіцієнтом тертя і великою втомлювальною МІфіт - 3% від об'єму, а при максимальних олово ЦНІСТЮ 85%, нікель - 7%, графіт - 8% від об'єму, товщині На малюнку відображено торцеве ущільнення шару 4 -ь 5мкм Зменьшення твердості покриття у вигляді основних деталей - кілець тертя, одне з досягалось підвищенням ЩІЛЬНОСТІ струму в прояких споряджене припрацьовувальним шаром цесі нанесення покриття до максимального ТверТорцеве ущільнення містить кільце 1, на робочу дість покриття знижена з 360 Мла до 180 Мпа у поверхню якого нанесено припрацьовувальнии напрямку до зовнішньої поверхні шару Остання шар 2, і прилягаюче кільце 3 Припрацьовувальнии операція -просочення припрацьовувального шару шар виконай на основі олова, при цьому він місхарчовою олією тить графіт у КІЛЬКОСТІ 3 -ь 8% від об'єму, а олово Приклад З леговано нікелем у КІЛЬКОСТІ 2 -ь 3%, при цьому Припрацьовувальнии шар наносили з електтвердість шару знижується у напрямку зовнішньої роліту складу г/л поверхні хлорид нікелю З -М0 Працює торцеве ущільнення таким чином При хлорид олова 20 -ь ЗО терті кілець ущільнення 1 і 3 одне по одному, припірофосфат калію 340 працьовувальнии шар 2 починає зношуватись на графіт дрібнодісперсний 50 -М 5 тих ділянках, де тиск кілець одне на одне найбіПАР 0,01-0,05 льший По мірі зносу шару поверхні кілець 1і З 20% етілендіамш 12-ь 17мл повністю змикаються, усуваючи щілини, забезпепдразін солянокислий 8мл чується оптимальна геометрія поверхні тертя і Процес вели при перемішувані електроліту, найбільша герметичність вузла ущільнення катодної ЩІЛЬНОСТІ 0,5-ь2А/дм2, площі анодів, вигоДаний склад припрацьовувального шару знитовлених з нікелю і олова, СПІВВІДНОСЯТЬСЯ як 1 5 жує вимоги до обробки поверхні кілець тертя, підПри мінімальних концентраціях солі нікелю і гравищує герметичність ущільнення при підвищених фіту склад припрацьовувального шару слідуючий швидкостях і тисках в ущільнені, скорочує час принікель - 1%, графіт - 3%, решта -олово При макпрацьовування кілець Наносять припрацьовувасимальних концентраціях солі нікелю і графіту льнии шар гальванічним або ХІМІЧНИМ способом склад припрацьовувального шару такий нікель Приклад 1 7%, графіт - 8% від об'єму, решта - олово ЗниПрипрацьовувальнии шар наносили з розчину ження твердості до зовнішньої поверхні шару дона нерухоме кільце з високолегованої сталі марки сягали плавним підвищенням ЩІЛЬНОСТІ катодного 95X18, твердістю HRC 58, прилягаюче кільце було струму до 2А/дм2, що забезпечувало створення виготовлено з кераміки на основі оксиду алюмінію, пор у поверхні покриття Після нанесення шару, обпаленого і сплавленого при температурі 1800 + його промивали, сушили, термообробляли протя1850°С, обробленого до 12 - 13 класу чистоти погом 10 годин при 180°С, для запобігання росту верхні алмазним інструментом кристалів, потім просочували харчовою олією НаСклад розчину г/л пруги стискування у шарі були повністю відсутні хлорид олова 4,5 -ь 5,5 Твердість шару знижена до його зовнішньої поветюсечовина 40 -ь 50 рхні з 620 до 240Мла Зниження твердості припрацьовувального шару до поверхні прилягаючих кікислота вина 25 -ь 35 лець значно скорочує час припрацьовування графіт дрібнодісперсний 20 -М 50 ПАР 0,01 ч-0,05 Присутність нікелю підвищує адгезію покриття, При температурі розчину 60 -ь 70°С, завантаздрібнює зерно в олов'яному сплаві, запобігає, при 2 2 жувані 1см на Зсм розчину, протягом 15 хвилин, екстремальних умовах, переходу тетрагональної при контакті з алюмінієм, отримували припрацьорешітки олова в кубічну Наявність графіту підвивувальнии шар товщиною 1 -ь 2мкм Покриття рещує антіфрикційність покриття і виключає появу тельно промивали, сушили, термообробляли при задирок, скорочує час припрацьовування В основу винаходу поставлено задачу створити торцеве ущільнення для обладнання харчової промисловості шляхом нанесення припрацьовувального шару, виготовленого на основі олова, який містить 3 -ь 8% дрібнодісперсного графіту, а олово леговано 2 -ь 4% нікелю, при цьому твердість припрацьовувального шару плавно зменшено по товщині шару до зовнішньої поверхні Всі ці ознаки, взяті разом, забезпечують швидке і якісне припрацьовування поверхонь тертя і подальшу надійну роботу ущільнення протягом тривалого часу 5 56670 При нанесені покриття з розчинів і електролітів фруктових напоїв показали досягнення очікуємих з концентрацією компонентів менших і більших, результатів в багаторазовому зменшені протікань ніж вказані вище, припрацьовувальний шар вихов торцевому ущільнені і більш тривалий термін див неякісним роботи вузла ущільнення з описаним припрацьовувальним шаром Проведені випробування торцевого ущільнення насоса на підприємствах по виробництву пива і Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24