Среди европейских насосов горизонтальной конструкции (моноблочных и консольных), которые производятся многими зарубежными и отечественными компаниями, есть модели, которые немного выделяются на общем фоне, благодаря ряду новейших внедренных разработок в области насосостроения.

В первую очередь к таким насосам можно отнести серию LSB (моноблочные) и LSN (консольные), производства компании VOGEL PUMPEN, Австрия. Данные насосы имеют отличную от других камеру уплотнения вала, конструкцию масляной камеры подшипников, модель подшипников с увеличенным ресурсом работы, возможностью встраивания в улитку насоса кожухов принудительного нагрева или охлаждения, возможность докомплектации на валу перед рабочим колесом специального винта, обеспечивающего дополнительный подпор и многие другие разработки, отсутствующие в стандартных насосах других производителей.

Одним из запатентованных конструктивных решений является камера торцевого уплотнения вала специальной конструкции.

Циклонная уплотнительная камера

Уплотнительная камера, предлагаемая для насосов VOGEL LSB, запатентована, как циклонная уплотнительная камера — решение, которое обеспечивает высокую герметичность уплотнения и продление его срока службы. Циклонная уплотнительная камера имеет коническую форму (камера торцевого уплотнения с конической поверхностью и винтообразными канавками). Благодаря такой конструкции обеспечивается увеличение теплообмена для лучшего охлаждения поверхности уплотнения. Это достигается следующим образом:

• увеличенный объем смазывающей жидкости камеры механического уплотнения приводит к улучшению теплообмена и качественно лучшему функционированию системы охлаждения;
• улучшенная циркуляция жидкости в камере уплотнения.

Однако изюминкой данной конструкции являются два литых винтовых паза в конусообразных стенках уплотнительной камеры.

Во время эксплуатации действие этих пазов направлено на изменение структуры потока в области уплотнительной камеры для предупреждения попадания частиц. Также данная особенность предотвращает концентрацию частиц и паров в области уплотнения, которая может приводить к их задержке между поверхностями уплотнения или элементами пружины механических уплотнений. Эти особенности делают циклонную уплотнительную камеру лучшим решением на рынке насосного оборудования на данный момент.

Принцип работы
Испытания в лаборатории с целью исследования структуры потока жидкости, содержащей частицы, как насосов со стандартной камерой уплотнения, так и насосов с усовершенствованной конической камерой (имеющей вид конуса с винтообразными пазами) показали следующее:

• при обычной конструкции камеры торцевого уплотнения (без винтообразных канавок), в связи с перепадом давления, существующим на наружном диаметре рабочего колеса по отношению к давлению возле вала насоса, жидкость, содержащая твердые частицы будет двигаться по радиусу в направлении вдоль поверхности камеры уплотнения от всасывающего фланца внутрь улитки насоса;
• показанные на рисунке частицы будут двигаться вдоль конусной стенки до тех пор, пока не достигнут опорной (задней) стенки уплотнительной камеры;
• на задней (опорной) стенке уплотнительной камеры импульс будет стремиться отклонить скопившиеся частицы по направлению к валу, до тех пор, пока центробежные силы все-таки не отбросят частицы по радиусу обратно от уплотнения к рабочему колесу.

Этот вид циркуляции перекачиваемой жидкости в камере уплотнения вала характеризуется притягиванием и концентрацией частиц около деталей механического уплотнения, отчего происходит ускоренный процесс эрозии камеры уплотнения и/или разрушение самого уплотнения вала насоса.

Циклонная уплотнительная камера была разработана в качестве решения данной проблемы. Поведение жидкости в такой камере можно охарактеризовать следующим образом:
1. Литые винтовые пазы действуют как препятствия, улавливающие попадающие туда твердые частицы, когда они перемещаются вдоль наклонных стенок уплотнительной камеры.
2. Центробежная сила вращения жидкости в области камеры уплотнения двигает частицы, попавшие в канавки, по спиральной траектории этих канавок до тех пор, пока частицы не переместятся из района торцевого уплотнения обратно в область рабочего колеса.

Циклонное уплотнение
Эффект — продление срока службы уплотнительной камеры, благодаря отсутствию воздействия частиц на стенкикамеры, предохраняя ее от эрозии, засорения/износа и воздействия на детали механического уплотнения.

Таким образом особенности/выгоды циклонной уплотнительной камеры следующие:

• благодаря винтовым пазам специальных каналов ограничивается доступ твердых частиц к деталям уплотнения и к области уплотнения;
• увеличенная на 45° конусная расточка необходима для максимального увеличения объема жидкости, контактирующей с поверхностью уплотнения, что улучшает эффект охлаждения, тем самым продлевая срок службы уплотнения;
• открытая конусообразная конструкция позволяет улучшить циркуляцию в области уплотнительной камеры с целью дополнительного охлаждения и продления срока службы как камеры, так и механического уплотнения вала;
• конструкция запатентована ITT Industries;
• во многих случаях применяемая другими производителями более сложная уплотнительная система с высокой стоимостью может быть заменена на описанную здесь систему, при которой уменьшаются затраты на монтаж и упрощенное обслуживание;
• предназначена для жидкостей, содержащих до 10 % твердых частиц от общей массы;
• конструкции могут быть из чугуна или другого сплава;
• самопродуваемая конструкция упрощает процесс запуска и не допускает газовых пробок, являющихся одной из причин выхода из строя уплотнения;
• все размеры соблюдены в соответствии со стандартом ISO 3069-S, подтверждающим использование механических уплотнений, которые соответствуют EN12756, конструкция K, форма U и DIN 24960 l1k;
• опционное охлаждающее покрытие (сальник) существует для удобной установки уплотнений последовательно (вместе) с сальником.

Описанная выше новаторская система торцевого уплотнения одновременно с используемыми фирмой VOGEL марками металлокерамических уплотнений фирмы BURGMAN (одними из лучших в мире) позволяет отнести насосы серий LSN и LSB в разряд насосов для тяжелых условий эксплуатации с увеличенным сроком службы, которые могут использоваться как в обычных системах тепло- и водоснабжения, так и для широких технологических производств, в том числе для перекачивания некоторых агрессивных жидкостей, сред, содержащих разбавленный газ, вязких жидкостей и т.д. Поэтому компания VOGEL PUMPEN является одним из ведущих производителей современного насосного оборудования в Европе, что также отразилось на рынке Украины, где количество установленных насосов средней и большой мощности в 2006 г. превысило показатели других фирм.