3.5. Ущільнення валів механічних мішалок
Ущільнення служать для герметизації апаратів в місці проходу вала перемішують через кришку. Залежно від фізико-хімічних характеристик перемішуються середовищ, вимог виробничої санітарії, техніки безпеки і пожежної безпеки приладів додаються сальниковими, торцевими і ущільнення валу, гідрозатворами або мають герметичний привід.
Нормалей НДІХІММАШ рекомендується до виготовлення сальникове ущільнення. що складається з корпусу, натискної втулки, набивання, опорного і наполегливої кільця (грундбукси) і охолоджуючої сорочки (рис. 3.19). В середині шару набивки є мастильна кільце (ліхтар) для рівномірної подачі мастила по периметру валу. Натискна втулка і грундбукса зазвичай виготовляються з чавуну, корпус - зі сталі. Зазор між валом і натискний втулкою становить 1-1.5 мм, між валом і грундбуксой - 0.5-0.75 мм. При відсутності зазору грундбуксу виготовляють з бронзи. Іноді сальник одночасно є опорою валу (підшипником ковзання). Тоді нажимная втулка забезпечується пристроєм для подачі і розподілу мастила, виготовляється з бронзи або має бронзовий вкладиш, зазор між втулкою і валом відповідає посадці ковзання. Для збільшення радіального зусилля притиснення набивання до валу нижня поверхня натискної втулки і верхня поверхня грундбукси робляться конусними.
Як набивань найчастіше використовуються ФУМ, плетений азбестовий шнур (сухий, просочений графітом, тальком або фторопластовою суспензією, з мідної або алюмінієвої дротом всередині), просаленной бавовняні і конопляні шнури, повстяні кільця. З точки зору хімічної стійкості і коефіцієнта тертя кращої набиванням є ФУМ, проте його застосування обмежує висока твердість (при затягуванні сальника потрібні великі зусилля) і висока вартість.
Сальникові ущільнення застосовуються при тисках в апараті 0.6-4 МПа, просочені набивання використовуються при температурах до 100, ФУМ - до 250, сухі азбестові - до 400. Допустимі частоти обертання валів - від 5 до 350 1 / хв. Сальники не рекомендують застосовувати у випадках, коли апарат працює під вакуумом, а також при обробці в ньому отруйних та вибухонебезпечних речовин.
Втрати потужності на тертя в сальнику, де - частота обертання валу, - його діаметр, - тиск в апараті, - коефіцієнт, що залежить від відношення висоти набивання до її ширині:
У торцевих ущільненнях герметичність досягається за рахунок щільного підтискання в осьовому напрямку двох кілець: рухомого і нерухомого. Поверхні кілець найчастіше плоскі, але можуть бути сферичними або конусними. Чистота обробки поверхонь - 10-12. Ширина паска тертя не повинна перевищувати 6-8 мм. Для ущільнення валів апаратів з мішалками найбільш часто застосовуються зовнішні торцеві ущільнення: одинарні типу ТС (рис. 3.20) і подвійні типу ТД і ТДП. Поверхні тертя опорних кілець цих ущільнень виготовляють з хромистих сталей, ущільнювачів - з углеграфіта, бронзи. Їх застосовують в апаратах, що працюють при залишковому тиску до 0.0027 і при надмірному до 1.6 МПа, температурах від -20 до 250. В ущільненні типу ТС рухомим є опорне кільце, укрепляемое на валу за допомогою водила. Нерухоме кільце ущільнювача пов'язане з сильфоном, який грає роль попереднього безконтактного ущільнення і компенсатора биття вала. Сильфон виготовляють із фторопласта (ТСФ) або нержавіючої сталі (ТСК). Сила притиснення кілець регулюється тягами з пружинами. Мастило та охолодження кілець виробляють проточною водою. Вода, що потрапила в нижню частину ущільнення, відводиться через спеціальний штуцер.
В ущільненнях ТД і ТДП обертаються два ущільнювальних кільця, з'єднані пружинами і посаджені на вал за допомогою загальної втулки. Нерухомі опорні кільця вставляються в проточки корпусу ущільнення. Ущільнення типу ТДП відрізняється від ТД тим, що в кришці його корпуса встановлений нижній опорний підшипник вала.
Переваги торцевих ущільнень перед сальниковими: менші витоку робочого середовища, відсутність підсосу повітря при роботі під вакуумом, менші (на порядок) втрати потужності, відсутність необхідності в обслуговуванні, мала чутливість до биття вала. Недоліки: висока вартість, складність монтажу і ремонту.
Манжетні ущільнення застосовують в апаратах, що працюють при атмосферному тиску (під налив) і температурах перемішуємо середовища до 120. Конструктивно це сталевий диск, укріплений на болтах над отвором кришки, в кільцеву проточку якого встановлюється стандартна армована манжета.
Гідрозатвори також застосовуються в апаратах, що працюють при атмосферному тиску для запобігання контакту газового середовища, що заповнює апарат, з атмосферою. Гідрозатвор (рис. 3.21) являє собою нерухомий циліндричний стакан, приварений до приєднувального фланця, між подвійними стінками якого вставляється циліндричний ковпак, закріплений на валу мішалки за допомогою водила і втулки. Стакан заповнюють затвора рідиною так, щоб її рівень був вище нижнього краю ковпака. Вибір замикаючої рідини обумовлений властивостями перемішуємо середовища.
Апарати для перемішування високотоксичних, високоагресивних або пожежонебезпечних середовищ можуть комплектуватися повністю герметичними електроприводами, в яких активні елементи ротора і статора електродвигуна захищені від впливу перемішуємо середовища спеціальної ізоляцією або захисними гільзами. Внутрішні порожнини герметичних приводів можуть бути заповнені газом (сухий статор) або рідиною (мокрий статор).