Циркулярні насоси (стр. 5 из 7)
Робота вузла ущільнення контролюється вимірювальними приладами, що дозволяють дистанційно стежити за витратою запірної води, за організованими та зовнішніми витоками, за тиском та температурою перед ступенями ущільнення, за перепадом на внутрішньому ущільненні. У разі відхилення вказаних параметрів від допустимих величин передбачається сигналізація або відключення насосного агрегату.
Наведений аналіз ущільнень роторів ГЦН вітчизняного виробництва і що поставляються провідними зарубіжними фірмами показує, що на даному етапі найбільш поширені гідростатичні ущільнення з гарантованим зазором. Такі ущільнення забезпечують необхідну герметичність, надійність та ресурс в екстремальних умовах, характерних для ГЦН. Тенденція, що намітилися до збільшення ущільнювального перепаду, зниження числа ступеней, спрощення допоміжних пристроїв і підвищення за рахунок цього надійності ущільнювальних систем ґрунтується на потенційних можливостях гідростатичних ущільнень. Для реалізації цих можливостей необхідні розрахункові методи вибору конструктивних параметрів, що забезпечують необхідні характеристики ущільнень в заданому діапазоні зміни тиску. Тому нижче наведена єдина схема розрахунку різних конструкцій гідростатичних ущільнень з саморегульованим зазором та основні розрахункові формули для деяких з них.
Однією з основних умов надійної та довговічної роботи ущільнень є забезпечення стійкого (товщиною у декілька мікрометрів) зазору між ущільнюючими поверхнями. Ця умова найлегше реалізується в гідростатичних торцевих ущільненнях з саморегульованим зазором, типові схеми яких показані на рисунку 12.
Принцип роботи ущільнень базується на тому, що осьова сила тиску, що діє на аксіальний рухомий елемент, залежить від величини торцевого ущільнюючого зазору. При збільшенні зазору сила тиску зменшується, що порушує її рівновагу з силою стиснення пружин та приводить до появи неврівноваженої сили, що прагне зменшити зазор. Таким чином, дані ущільнення є замкнутими системами автоматичного регулювання, для яких торцевий зазор - регульована величина, осьова сила тиску на аксіальна рухоме кільце - регулююча дія, зусилля попереднього стиснення пружин, тиск перед ущільненням та після - зовнішні дії.
Розглядаючи ущільнення як системи автоматичного регулювання, можна виробити єдиний підхід до їх розрахунку, який зводиться до побудови статичних характеристик, тобто залежності зазору та витрати від зовнішніх дій, визначенню коефіцієнтів статичної та динамічної жорсткості.
Рисунок 12 - Схеми гідростатичних торцевих ущільнень з саморегульованим зазором
Для спрощення розрахунку доводиться вводити деякі загальноприйняті припущення: течія у всіх дроселюючих каналах приймається ламінарною; тертя на вторинних ущільненнях не враховується, торцеві зазори вважаються плоскими, та тиск в них змінюється за лінійним законом (на рис. 13 показані розрахункові епюри осьового тиску на аксіально рухомі кільця); у рівняннях динаміки не враховується інерція рідини.
Рисунок 13 - Розподіл тиску на торцевих поверхнях аксіально рухомих кілець
З урахуванням зроблених зауважень можна запропонувати загальну схему розрахунку гідростатичних ущільнень (рис. 14).
Як приклад у таблиці наведені розрахункові формули [3, 5, 6] для варіантів ущільнень, показаних на рисунку 12 в, г.
Усі розглянуті варіанти конструкцій працездатні за умови їх якісного виготовлення. Недолік варіантів на рисунку 12 бта 12 в- відсутність кутової жорсткості, тобто здібності аксіальна рухомого кільця чинити опір перекосам. Варіанти (рис. 12 в,д) маютьвнутрішні капілярні дроселі, які можуть засмічуватися у процесі роботи та тим самим змінювати характеристики ущільнень. Ще один недолік варіанта (рис. 12 в) -наявністьдвох вторинних ущільнень на аксіально рухомому кільці.
Рисунок 14 – Схема розрахунку гідростатичного ущільнення
В ущільненнях (рис. 12 а-в) торцевий зазор не залежить від частоти обертання ротора, а в ущільненні (рис. 12 д) ця залежність дуже слабка і обумовлена малою зміною провідності g2 дроселя, що обертається, із зміною частоти. У результаті в цих ущільненнях на стоянці зберігається торцевий зазор та відповідні витоки. Якщо за умов експлуатації витоки на зупиненій машині, яка знаходиться під тиском, не допускаються (наприклад, на насосах, що знаходяться у гарячому резерві), треба встановлювати додаткові стоянкові ущільнення. З цієї точки зору кращим є варіант (рис. 12 г.) з імпульсним урівноваженням аксіально рухомого кільця [5]: із зростанням частоти імпульсів, тобто частотиобертання, тиск р2 у камерах збільшується, що веде до відповідного збільшення торцевого зазору. Ця тенденція особливо виражена при високих частотах, а при роторі, що не обертається, торцевий зазор повністюзакривається. Таким чином, розглянута конструкція одночасно виконує функцію стоянкових ущільнень.
Основні передумови, прийняті при виведенні основних розрахункових формул (таблиця 1), для варіантів ущільнень 12 в та 12 г., базуються на даних експериментальних досліджень. Нижче наведенні деякі експериментальні результати, що стосуються ущільнень з імпульсним урівноваженням, розроблених для головних циркуляційних насосів блоків ВВЕР-1000.
Таблиця 1
| Визначальні характеристи-ки | Варіанти ущільнення | |
| В | Г | |
| Статична характерис-тика |  |  |
| Витратна характерис-тика |  |  |
| Умова динамічної стійкості без урахуванняв’язкого тертя (Т=0) |  |  |
| Параметри |       |    |
Позначення до таблиці
pi - тиск середовища (див. рис. 12, 13);
Si - площі торцевих поверхонь аксіально рухомих кілець (див. рис. 12, 13);
K - жорсткість пружин;
- попереднє стиснення пружин; 
- безрозмірний тиск; 
- номінальне значення ущільнюваного тиску;
- провідність і-го дроселя (див. рис. 12); 
- відношення провідностей; 
- провідність і-гo змінного дроселя при оптимальному значенні торцевого зазору; 
- радіуси (див. рис. 12);
- оптимальне значення торцевого зазору;
- коефіцієнт динамічної в’язкості;
- безрозмірний торцевий зазор;
- безрозмірне зусилля попереднього стиску пружин;Q - витоки через ущільнення;
- безрозмірні витоки;Е - модуль пружності рідини;
- частота обертання ротора; 
- відносна частота обертання ротора;
- густина рідини;І - число провідних каналів в імпульсному ущільненні;
«о» - індекс, який означає стале значення змінної величини;