výpočet přítlačné síly na těsnění

Hřídelové ucpávky


TECHNICKÝ KATALOG GRUNDFOS

2


Typové označováníTypové označování podle normy EN 12756 strana 3Systém typového označování firmy Grundfos strana 5

Mechanické ucpávky obecněCo je to hřídelová ucpávka strana 7Použití hřídelových ucpávek strana 7Komponenty hřídelových ucpávek strana 8Vyvážená mechanická ucpávka strana 8Nevyvážená mechanická ucpávka strana 8Vyvažování mechanických ucpávek strana 9Funkční princip mechanické ucpávky strana 10Tření, opotřebení a průsak strana 11Hřídelové ucpávky těsněné O-kroužky strana 12Hřídelové ucpávky s těsnicím vlnovcem strana 12Hřídelové ucpávky typu cartridge strana 13

Hřídelové ucpávky ve viskózních kapalináchHřídelové ucpávky ve viskózních kapalinách obecně strana 14Hřídelové ucpávky doporučené pro viskózní kapaliny strana 14

Materiálové provedení těsnicích ploch ucpávekKombinace materiálů těsnicích ploch strana 15Karbid wolframu / karbid wolframu strana 15Karbid křemíku / karbid křemíku strana 15Uhlík / karbid wolframu nebo uhlík / karbid křemíku strana 16Uhlík / keramika (oxid hlinitý) strana 16Karbid wolframu / hybrid strana 16Karbid křemíku strana 17

Materiál sekundárního těsněníSekundární ucpávky strana 21NBR strana 21EPDM strana 21FKM strana 21FFKM strana 22FXM strana 22Přehled čerpaných kapalin strana 22

Typy hřídelových ucpávek Grundfos typ A strana 23Grundfos typ B strana 24Grundfos typ C strana 26Grundfos typ D strana 27Grundfos typ E strana 28Grundfos typ G strana 30Grundfos typ H strana 31 Grundfos typ K strana 34Grundfos typ R strana 36Uspořádání hřídelových ucpávek strana 37Dvojitá mechanická ucpávka strana 37 (v uspořádání back-to-back)Dvojitá mechanická ucpávka strana 37 (v tandemovém uspořádání)Hřídelové ucpávky Cartex-DE strana 38Chlazení typu Air-Cooled Top strana 39(pro vysoké teploty)

Typy hřídelových ucpávek Srovnání různých typů hřídelových ucpávek strana 41

Volba hřídelových ucpávekVolba nejvhodnější hřídelové ucpávky strana 42

Čerpané kapalinySeznam čerpaných kapalin strana 43Kyseliny strana 44Alkálie strana 46Soli strana 47Voda strana 49Chladicí kapaliny strana 50Paliva strana 51Syntetické a minerální oleje strana 52Rostlinné oleje strana 53Rozpouštědla strana 54Oxidační činidla strana 55Organické sloučeniny strana 56Různé kapaliny strana 57

Diagnostika poruch hřídelových ucpávekNávod k provádění diagnostiky poruch hřídelových ucpávek strana 58Klíč k tabulce diagnostiky poruch hřídelových ucpávek strana 59

Další dokumentace výrobkůZdroje dokumentace výrobků strana 60WinCAPS strana 60WebCAPS strana 61

Obsah

3

Typové označování podle normy EN 12756Norma EN popisuje mechanickou konstrukci hřídelových ucpávek a kombinaci těsnicích materiálů.

Norma EN 12756 obsahuje:• typový klíč• materiálový klíč

ÚčelSpecifikace určené dodavatelům hřídelových ucpávek Grund-fos se zpracovávají podle kódového systému typového ozna-čování zakotveného v normě EN 12756.

Systém typového označování firmy GrundfosKompletní systém typového označování hřídelových ucpá-vek dle normy EN 12756 tvoří:• typový kód• materiálový kód

Příklad N U 012 S O - U B E G GTypový kódMateriálový kód

Typový klíčNorma EN 12756 obsahuje následující typový klíč:

Příklad N U 012 S OVerze:N = normovaná stavební délkaK = krátká stavební délkaX = jiná stavební délka

Typ hřídelové ucpávky:U = nevyvážená ucpávkaB = vyvážená ucpávka

Jmenovitý průměr:Průměr (hřídele) v mmPříklad: hřídel 12 mm = 012

Směr otáčení:R = vpravo, (tj. ucpávka se otáčí ve směru pohybu

hodinových ručiček při pohledu od sedla)L = vlevo, (tj. ucpávka se otáčí proti směru pohybu

hodinových ručiček při pohledu od sedla)S = možnost otáčení v obou směrech

Otáčení se zpožděním vůči otáčení sedla :0 = bez zpoždění1 = se zpožděním

Materiálový klíčMateriály jednotlivých hlavních komponentů jsou označeny materiálovým kódem, který je tvořen pěti písmeny.

Příklad (1)U (2)B (3)E (4)G (5)GMateriál čela otočného elementu ucpávkyMateriál stacionárního sedla Materiál sekundárního těsněníMateriál pružinMateriál ostatních komponentů

Typové označování Hřídelové ucpávky

4


Standardní kódy materiálových verzí

Pol. Kód Materiál

(1)a

(2)

A

Syntetický uhlík

Uhlík impregnovaný kovem

B Uhlík impregnovaný pryskyřicí

C Jiný druh uhlíku

D

Kovy

Uhlíková ocel

E Chromová ocel

F Chromniklová ocel (CrNi)

G Chromniklmolybdenová ocel (CrNiMo)

H Kovy potažené karbidem

K Tvrdý kovový povlak

M Slitina s vysokým obsahem niklu

N Bronz

P Šedá litina

R Legovaná litina

S Litá chromová ocel

T Jiné kovy

U1

Karbidy

Karbid wolframu, vazba CO

U2 Karbid wolframu, vazba Ni

U3 Karbid wolframu, vazba CrNiMo

Q1 Karbid křemíku (SiC)

Q2 SiC-Si

Q3 SiC-C-Si, kompozit

Q4 C-SiC, povrch tvrzený křemíkem

J Jiné karbidy

V

Oxidy kovů

Oxid hlinitý

W Oxid chromitý

X Jiné oxidy kovů

Y1

Plasty

PTFE, zesílený skelnými vlákny

Y2 PTFE, zesílený uhlíkem

Z Jiné plasty

(3)

B

Elastomery,bez povlaku

Butylkaučuk (IIR)

E Etylenpropylenkaučuk (EPPM)

K Perfluorkaučuk

N Nitrilkaučuk (NBR)

P Chloroprenkaučuk (CR)

S Silikonkaučuk (MVQ)

V Fluorkaučuk (FPM)

X Jiné elastomery

MElastomery s povlakem

Elastomery / potažené PTFE

G

Neelastomery

Grafit

T PTFE

Y Jiné neelastomery

URůzné

materiályRůzné materiály pro pružné prvky

(4) a(5)

D

Ocel

Uhlíková ocel

E Chromová ocel (Cr)

F Chromniklová ocel (CrNi)

G Chromniklmolybdenová ocel (CrNiMo)

MSlitiny

Slitina s vysokým obsahem niklu

N Slitina mědi a cínu (bronz)

T Jiné materiály

Příklad kompletního typového označení hřídelové ucpávky

Příklad N U 012 S O - U B E G G

Normovaná stavební délka

Nevyvážená

Průměr hřídele, 12 mm

Možnost otáčení v obou směrech

Bez zpožďování otáčení vůči stacionárnímu sedlu

Těsnicí plocha otočné části = karbid wolframu (WC)

Stacionární sedlo = uhlík impregnovaný pryskyřicí

Sekundární ucpávka = EPDM

Ocelová pružina = ocel CrNiMo

Všechny ostatní komponenty = ocel CrNiMo

Typové označování

5


Typové označování GrundfosMechanické ucpávky jsou klasifikovány podle typového označení firmy Grundfos, které je dáno konstrukcí předmět-né mechanické ucpávky.

Nejdůležitější konstrukční materiályNásledující tabulka obsahuje kódy nejdůležitějších materiá-lů vybraných na základě výrobního programu firmy Grundfos a podle oblastí jejich použití.

Pol. Kód Materiál

(1) a

(2)

A

Syntetický uhlík



H (B/U)Uhlík se zalitým karbidem wolframu (wc) hybrid


D

Kovy

Uhlíková ocel

N Bronz


U Karbid wolframu, vazba CrNiMo

Q Karbidy

Q1S: hustý, slinutý, jemnozrnný karbid

křemíku (SiC)

Q1P: pórovitý, slinutý, jemnozrnný kar-

bid křemíku (SiC)

Q1G: samomazný, slinutý, jemnozrnný

karbid křemíku (SiC)

V Oxidy kovů Keramika (oxid hlinitý)

(3)

E EPDM

F FXM

V FKM

K FFKM

M O-kroužek potažený PTFE

P NBR (nitrilkaučuk)

S Q (silikonkaučuk)

T PTFE

X Jiné elastomery

(4) a

(5)

E Chromová (Cr) ocel (EN1.4057)

F Chromniklová (CrNi) ocel (EN1.4301)

G Chromniklmolybdenová (CrNiMo) ocel (EN1.4401)

M Slitina s vysokým obsahem niklu (Hastelloy)

T Jiné slitiny

Vyražený kód Kódové označení mechanických ucpávek je vyraženo na ty-povém štítku čerpadla. Bývá umístěno na poslední pozici ty-pového označení čerpadla a je tvořeno čtyřmi písmeny:

Příklad (1)A (2)U (3)U (4)E

Typové označení Grundfos

Materiál těsnicí plochy rotační části

Materiál stacionárního sedla

Materiál sekundárního těsnění

První písmeno kódového označeníPrvní písmeno kódového označení verze mechanické ucpáv-ky udává typové označení zavedené firmou Grundfos.Na prvním místě kódového označení se mohou objevit tyto kódy:

Kód Název

A Těsnění O-kroužkem s pevným unašečem ucpávky

B Vlnovcové těsnění, pryž

C Těsnění O-kroužkem s pružinou ve funkci unašeče ucpávky

D Těsnění O-kroužkem, vyvážená ucpávka

E Těsnění O-kroužkem, typ A, cartridge

F Vlnovcové těsnění, typ B, cartridge

G Vlnovcové těsnění, typ B, s redukovanými těsnicími plochami

H Těsnění O-kroužkem, typ D, cartridge

K Vlnovcové těsnění, kov, typ M, cartridge

M Vlnovcové těsnění, kov

ODvojitá mechanická ucpávka obrácená zády k sobě (back-to--back)

P Dvojitá mechanická ucpávka v tandemovém uspořádání

Q Těsnění závěrnou kapalinou, proplachovaná ucpávka

R Těsnění O-kroužkem, typ A, s redukovanými těsnicími plochami

S Měkká ucpávka

T Ucpávka s plovoucí mezerou

X Různé

Druhé a třetí písmeno kódového označeníDruhé a třetí písmeno kódového označení mechanické ucpávky vyraženého na typovém štítku čerpadla udává materiálové provedení těsnicí plochy otočné části ucpávky a pevného sedla ucpávky.Na druhém a třetím místě kódového označení se mohou objevit tyto kódy:

Kód Materiál

A

Syntetický uhlík



H (B/U)Uhlík se zalitým karbidem wolframu (WC) (hybridní)


D

Kovy

Ocel

N Bronz


U

Karbidy

Karbid wolframu (WC), vazba CrNiMo

Q

Q1S: hustý, slinutý, jemnozrnný karbid kře-míku (SiC)

Q1P: pórovitý, slinutý, jemnozrnný karbid křemíku (SiC)

Q1G: samomazný, slinutý, jemnozrnný kar-bid křemíku (SiC)

V Oxidy kovů Keramika (oxid hlinitý)


6


Čtvrté písmeno kódového označení ucpávkyČtvrté písmeno kódového označení mechanické ucpávky vyraženého na typovém štítku čerpadla udává materiálové provedení sekundární ucpávky.

Na čtvrtém místě kódového označení se mohou objevit tyto kódy:

Kód Materiál

E EPDM

F FXM

V FKM

K FFKM

M O-kroužek potažený PTFE

P NBR (nitrilkaučuk)

S Q (silikonkaučuk)

T PTFE

X Jiné elastomery

Příklad kódového označení hřídelové ucpávky na typovém štítku

Příklad H Q Q EVyvážená ucpávka těsněná O-kroužkems pevným unašečem ucpávky (typ cartridge)Těsnicí plocha SiC otočné části ucpávkyPevné sedlo ucpávky SiCSekundární těsnění EPDM

Příklad kódového označení kompletního čerpadla na typovém štítkuPříklad CRN 32 -4 -2 -A -F -G -E HQQETypová řadaJmenovitý průtok (m3/h)Počet oběžných kolPočet stočených oběžných kol(pokud nějaká jsou)Kód verze čerpadlaKód trubní přípojky Kód materiálového provedení čerpadlaKód materiálového provedení komponentů těsnicích prvkůKód hřídelové ucpávky 1)

1) Z kódu hřídelové ucpávky je patrno, že čerpadlo je vybaveno mechanic-kou ucpávkou typu H těsněnou O-kroužkem, typ cartridge, rotační těsnicí plocha SiC, pevné sedlo SiC a sekundární ucpávka EPDM.


7


Co je to hřídelová ucpávkaHřídelová ucpávka slouží v čerpadlech jako zábrana průniku kapalin nebo k vymezení prostoru pod tlakem.

Použití hřídelových ucpávekHřídelové mechanické ucpávky slouží k zamezení úniku mé-dia z hydraulické části čerpadla.

Čerpadla se zapouzdřeným rotorem nemají žádné hřídelo-vé ucpávky, a čerpaná kapalina zde může volně vniknout do motoru.

Níže uvedené fotografie ukazují příklady čerpadel s rotační-mi hřídelovými ucpávkami.Rotační hřídelová ucpávka je umístěna v mezeře mezi rotu-jícím hřídelem čerpadla a pevným tělesem čerpadla a mo-toru.

Obr. 1 Hřídelová ucpávka v čerpadle CR (čerpadlo in-line)

Obr. 2 Hřídelová ucpávka v čerpadle NB (čerpadlo s axiálním vstupem)

Rotační hřídelové ucpávkyRotační hřídelové ucpávky se používají v případech, kdy se dva komponenty čerpadel vůči sobě navzájem pohybu-jí. Tyto ucpávky zahrnují mimo jiné mechanické ucpávky a měkké ucpávky (ucpávková komora, popř. simmering).

Rotační hřídelové ucpávky• jsou vystaveny otáčivému pohybu• za provozu vytvářejí zatížený mazací film mezi těsnicími

plochami rotační a pevné části hřídelové ucpávky. Bližší informace najdete v kapitole ”Funkční princip hřídelové ucpávky”.

Obr. 3 Rotační hřídelová ucpávka

V provozní praxi nevykazuje žádná ucpávka absolutní těs-nost. Průsak ucpávkou je ovlivňován takovými faktory jako schopnost čerpané kapaliny pronikat ucpávkou, měnící se hydrodynamický tlak v mezeře mezi těsnicími plocha-mi ucpávky, charakteristika povrchu komponentů ucpávky a hydraulická přítlačná síla.

Podstatné je, aby statické i rotační ucpávky nebyly odolné pouze vůči účinkům kapaliny, u níž mají zajišťovat těsně-ní. Ucpávky musejí být rovněž dimenzovány tak, aby se bez problémů vyrovnaly se všemi vlivy působícími za provozu čerpadla.

Volba druhu hřídelové ucpávky závisí na:• kapalině, vůči níž má hřídelová ucpávka těsnit• vlastnostech kapaliny• mechanických, chemických a tepelných vlivech, které bu-

dou na ucpávku působit

Hřídelové ucpávky všeobecně

motor

oběžná kola

základová část

hřídelová ucpávka

motor

těleso čerpadla

mazací film

hydraulická síla

síla pružiny

GR5

357

- GR3

395

GR2

798

- TM

02

740

0 3

503

TM0

2 6

895

190

3

ucpávka(typ cartridge)

hlava čerpadla

8


Komponenty hřídelových ucpávek

Obr. 4 Komponenty mechanických ucpávek

Klíč :

Mechanická hřídelová ucpávka Název

Rotační část

Pružina

Unašeč ucpávky s pojistným kroužkem

Zarážka pružiny

Sekundární ucpávka

Čelo ucpávky

Pevná částPevná ucpávka (sekundární ucpávka)

Sedlo (primární ucpávka)

Obr. 5 Hlavní součásti mechanické ucpávky

Mechanická ucpávka se skládá z• rotační části• pevné části

Rotační část mechanické ucpávky tvoří čelo ucpávky (primární ucpávka), unašeč s pojistným kroužkem, sekundární ucpávka a pružina se zarážkou.

Pevná část mechanické ucpávky je tvořena sedlem (primární ucpávka) a pevným těsnicím elementem (sekundární ucpávka).

Shora uvedené komponenty mají rozhodující význam pro správ-nou funkci hřídelové ucpávky čerpadla.Komponenty primární ucpávky se liší od ostatních elementů tím, že jsou vystaveny silnému tlaku pružiny a současně také tlaku čerpané kapaliny, který vzniká v tělese hřídelové ucpávky při otá-čivém pohybu styčných těsnicích ploch vůči sobě. Pružina udržuje svou mechanickou silou ucpávku v jednom kompaktním celku.

K zajištění odpovídajícího přítlačného tlaku mezi styč-nými těsnicími plochami primární ucpávky je třeba volit mezi dvěma různými typy mechanických ucpávek. Jedná se zde o

• vyvážené mechanické ucpávky a• nevyvážené mechanické ucpávky

Vyvážená mechanická ucpávkaNíže uvedený náčrtek znázorňuje vyváženou mechanickou ucpávku a síly působící na styčné těsnicí plochy ucpávky.

Obr. 6 Zóny působení sil vyvážené mechanické ucpávky

Nevyvážená mechanická ucpávkaNíže uvedený náčrtek znázorňuje nevyváženou mechanickou ucpávku a síly působící na styčné těsnicí plochy ucpávky.

Obr. 7 Zóny působení sil nevyvážené mechanické ucpávky


unašeč ucpávky s pojistným kroužkem

pevné těsnění

zarážka pružiny

čelo ucpávky

Sekundární ucpávka

pružina

sedlo

TM0

2 6

890

19

03

TM0

2 6

890

19

03

rotační část pevná část

těsnicí plochy

TM0

2 6

892

190

3TM

02

689

1 19

03

A B

AB

9


Vyvažování mechanických ucpávek

Výpočtové vzorceVzorec pro výpočet vyvažovacího koeficientu K:

K = A B

Vzorec pro výpočet přítlačné síly (FC):

FC = (A x P) + F

S [N]

Vzorec pro výpočet otevírací síly (FO):

FO = B x P

[N]

2

Vzorec pro výpočet efektivní přítlačné síly (FC, eff.

):

FC, eff.

= FC - F

O [N]

Vzorec pro výpočet efektivního tlaku na sedlo (Peff.

):

Peff.

= F [N]

B

Klíč k symbolům:

Symbol Název Poznámka

A Plocha v mm2

Viz náčrtek vyvážené a ne-vyvážené hřídelové ucpáv-ky, strana 8.

B Plocha v mm2

Viz náčrtek vyvážené a ne-vyvážené hřídelové ucpáv-ky, strana 8.

PTlak kolem hřídelové ucpávky v N/mm2

Fs

Síla pružiny v N

Příklad výpočtu, nevyvážená hřídelová ucpávka, Grundfos typ B

Obr. 8 Hřídelová ucpávka Grundfos, typ B Údaje :A 180 mm2

B 150 mm2

FS 45 NP 0,8 N/mm2

Výpočet vyvažovacího koeficientu K:

K = 180 K = 1,2

150

Výpočet sil působících na hřídelovou ucpávku:

Výpočet přítlačné síly (FC):

FC = (180 x 0,8) + 45 F

C = 189 [N]

Výpočet otevírací síly (FO):

FO = 150 x (0,8) F

O = 60 [N]

2

Výpočet efektivní přítlačné síly (FC, eff.

):

FC, eff

= 189 - 60 FC, eff.

= 129 [N]

Výpočet efektivního zatížení sedla (Peff

):

Peff.

= 129 Peff.

= 0,86 [N/mm2] 150

Příklad výpočtu, vyvážená mechanická ucpávka, Grundfos typ H

Obr. 9 Hřídelová ucpávka Grundfos, typ H

Údaje :A 150 mm2

B 150 mm2

FS 45 N

P 0,8 N/mm2


K = 150 K = 1,0 150



FC

= (150 x 0,8) + 45 FC = 165 [N]


FO = 150 x (0,8) F

O = 60 [N]

2


C, eff.

TM0

2 71

00

26

03

TM0

0 2

581

459

3

10



):

FC, eff.

= 165 - 60 FC, eff.

= 105 [N]

Výpočet efektivního zatížení sedla (Peff.):

Peff.

= 105 Peff.

= 0,70 [N/mm2] 150

Příklad výpočtu, vyvážená mechanická ucpávka, Grundfos typ K

Údaje :A 120 mm2

B 150 mm2

FS 45 NP 0,8 N/mm2


K = 120 K = 0,8 150



FC = (120 x 0,8) + 45 F

C = 141 [N]


FO = 150 x (0,8) F

O = 60 [N]

2


):

FC, eff

= 141 - 60 FC, eff.

= 81 [N]

Výpočet efektivního zatížení sedla (Peff):

Peff.

= 81 Peff.

= 0,54 [N/mm2] 150

V závislosti na průměru a materiálovém provedení sedla jsou nevyvážené mechanické ucpávky vhodné pro aplikace s provozním tlakem do 25 barů.

Vyvážené mechanické ucpávky jsou naproti tomu vhodné pro provozní tlaky až 80 barů. Jejich použití v těchto vyso-kotlakých provozních podmínkách je možné díky menšímu zatížení těsnicích ploch ucpávky daném vybráním na hřídeli nebo na ochranném pouzdře hřídele, které zmenšuje vnější a vnitřní průměr styčné těsnicí plochy rotační části ucpávky. Účelem zde je zmenšit velikost ploch vystavených působení hydraulického tlaku v tělese ucpávky, aniž by se změnila ve-likost plochy mezi styčnými těsnicími plochami ucpávky.

Menší zatížení těsnicích ploch snižuje množství vyvíjené-ho tepla a tím i tření a mechanické opotřebení hřídelové ucpávky. To má ve svém důsledku příznivý dopad na celko-vou výši nákladů na provoz ucpávky.

Pro vyvážené mechanické ucpávky platí tento vztah:

K = A < 1 [-] B

Pro nevyvážené mechanické ucpávky pak platí následující vztah:

K = A > 1 [-] B

Klíč k symbolůmK poměr plochA hydraulicky zatížená plocha v mm2

B styčná plocha v mm2

Funkční princip mechanické ucpávkySprávná funkčnost mechanické ucpávky závisí na vytvoření patřičného mazacího filmu mezi styčnými těsnicími plocha-mi, na který se za provozu čerpadla přenáší zatížení. Mazací film je tvořen čerpanou kapalinou nebo kapalinou přivádě-nou z cizího zdroje.

Mazací film nesoucí zatížení tvoří tyto dvě složky:• hydrostatický film • hydrodynamický film

Hydrostatický mazací film se vytváří jedním z následujících dvou způsobů: • za provozu čerpadla je čerpaná kapalina vtlačována do

mezery mezi oběma styčnými těsnicími plochami me-chanické ucpávky

• za provozu čerpadla je kapalina přiváděná z cizího zdro-je vtlačována do mezery mezi oběma styčnými těsnicími plochami mechanické ucpávky

Hydrodynamický mazací film se vytváří tlakem vznikajícím při otáčení hřídele čerpadla.

Tloušťka mazacího filmu je závislá na otáčkách čerpadla, teplotě a viskozitě čerpané kapaliny a na axiálním tahu ucpávky.

Axiální stlačování mechanické ucpávky omezuje průsak čer-pané kapaliny do okolního prostředí.

Těsnicí kapalina, která se nachází v těsnicí mezeře ucpávky, se neustále obměňuje v důsledku

• odpařování kapaliny do okolní atmosféry• krouživého pohybu kapaliny

Obr. 10 Mechanická ucpávka za provozu


mazací film

hydraulická síla

síla pružiny

TM0

2 6

895

190

3

11

Tření, opotřebení a průsakStyčné těsnicí plochy mechanické ucpávky jsou mazány čer-panou kapalinou. Lepší mazání zde znamená menší tření a větší průsak. Opačně pak je menší průsak dán horším ma-záním a tím i větším třením.

K větší energetické spotřebě (”ztrátě energie”) hřídelové ucpávky přispívají následující faktory:

• Odstředivé síly vznikající otáčením rotačních částí za provozu čerpadla. Energetická spotřeba se prudce zvy-šuje spolu s rostoucími otáčkami (s třetí mocninou).

• Tření styčných těsnicích ploch. Tření mezi oběma styčnými těsnicími plochami se sklá-

dá ze složek tření tenkého mazacího filmu kapaliny a tření mezi body styku obou těsnicích ploch ucpávky.

Energetická spotřeba je závislá na konstrukci ucpávky, pod-mínkách mazání a materiálovém provedení těsnicích krouž-ků ucpávky.

Níže uvedený graf ukazuje typický příklad energetické spo-třeby hřídelové ucpávky pracující se studenou vodou. Tento graf udává energetickou ztrátu na jednotlivé faktory ener-getické spotřeby jako funkci otáček čerpadla.

Energetická ztráta [W]

0

50

100

150

200

250

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

pumping

friction

TM027452-3603

Obr. 11 Energetická spotřeba hřídelové ucpávky

Podle tohoto grafu může být energetická ztráta daná otáče-ním rotačních částí čerpadla za provozu při vysokých otáč-kách značná. To se týká např. hřídelových ucpávek s unaše-čem. Tak např. při otáčkách vyšších než 6 000 min-1 může být výhodné použití hřídelových ucpávek, u nichž jsou pru-žina a unašeč umístěny v pevné části ucpávky.

Tloušťka vrstvičky mazacího filmu v těsnicí mezeře ucpávky závisí na:• viskozitě kapaliny• otáčkách těsnicích kroužků hřídelové ucpávky• přítlačné síle hřídelové ucpávky• tlakové diferenci v těsnicí mezeře hřídelové ucpávky• charakteristice povrchu styčných těsnicích ploch hříde-

lové ucpávky

Viskozita vody se snižuje spolu s teplotou, což způsobuje ztenčování tloušťky mazacího filmu. Jestliže teplota přesáh-ne hodnotu +100°C, zhoršují se podstatně podmínky mazá-ní, neboť značná část styčné těsnicí plochy je pak mazána pouze vodní párou. Tření a opotřebení těsnicích kroužků hřídelové ucpávky se tak zvyšuje spolu s rostoucí teplotou. Nadměrnému opotřebení těsnicích ploch lze zabránit vyvá-žením hřídelové ucpávky, čímž se zmenší přítlačná síla a sní-ží diferenční tlak.

Míra opotřebení (poměrná)

Teplota

Obr. 12 Stupně opotřebení pro různé vyvažovací poměry

Tloušťka vrstvičky mazacího filmu v těsnicí mezeře je citlivá na rovinnost styčných těsnicích ploch hřídelové ucpávky. Již nerovnost v řádu 0,001 mm způsobuje průsak ucpávky.

Níže uvedený graf ukazuje závislost velikosti průsaku hříde-lové ucpávky pracující s vodou na rovinnosti povrchu těsni-cích kroužků.

Průsak [ml/h]

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

Obr. 13 Rovinnost jako funkce průsaku

Při porušení rovinnosti o 0,001 mm se u tvrdého těsnicího kroužku (karbid wolframu WC nebo keramika) zvyšuje prů-sak hřídelové ucpávky v době typického záběhu čerpadla trvajícího několik týdnů. V případě, že je povrchová nerov-nost těsnicích kroužků menší, je doba zapracování hřídelové ucpávky podstatně kratší.

Velikost průsaku hřídelové ucpávky je také značně závislá na drsnosti jejích styčných těsnicích ploch. Zde hraje důleži-tou roli jak stupeň drsnosti, tak i směr zdrsnění povrchu.

Hřídelové ucpávky všeobecně Hřídelové ucpávky

otáčky [min-1]

čerpánítření

Rovinnost [mikrometrů]

TM0

2 74

52 3

60

3

TM0

2 71

10 2

60

3TM

02

7453

36

03

12


Graf na obr. 14 ukazuje jak se velikost průsaku liší v závislosti na směru zdrsnění povrchu styčných těsnicích ploch hřídelo-vé ucpávky. Šipky udávají směr otáčení těsnicích kroužků.

Podle níže uvedeného grafu může být kapalina tvořící ma-zací film přečerpávána na stranu čerpané kapaliny nebo na stranu atmosférického tlaku v závislosti na směru zdrsnění povrchu těsnicích ploch hřídelové ucpávky.

Průsak [ml/h]

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 0.05 0.1 0.15 0.2

Drsnost [Ra]

Obr. 14 Velikost průsaku hřídelové ucpávky

Typická konfigurace povrchu těsnicích kroužků představu-je statistické rozvrstvení rýh ve všech směrech, které se získá lapováním. Zářivě hladkého povrchu s malou drsností lze do-sáhnout rovněž lapováním. Pokud však jsou oba těsnicí krouž-ky z tvrdého materiálu, musí mít jeden z nich matovanou po-vrchovou úpravu, aby bylo vyloučeno případné slepení obou těsnicích kroužků při delším odstavení čerpadla z provozu.

Doba zapracování styčné těsnicí plochy s matovaným po-vrchem lapovaným na hodnotu Ra = 0,2 může činit několik dnů.

U ponorných čerpadel, u nichž má hřídelová ucpávka bránit vnikání vody do izolační olejové komory, má za normálních okolností diferenční tlak a tím i velikost průsaku hřídelovou ucpávkou relativně malou hodnotu. V době zapracování hřídelové ucpávky se za normálních provozních podmínek dává do olejové komory čerpadla jen několik mm3 oleje.

Hřídelové ucpávky těsněné O-kroužkyV hřídelové ucpávce těsněné O-kroužky obstarává těsnění mezi otáčejícím se hřídelem čerpadla a styčnou těsnicí plo-chou rotační části hřídelové ucpávky O-kroužek.

Tento O-kroužek musí volně klouzat v axiálním směru v dů-sledku změn teploty a stupně opotřebení. Nesprávná po-loha pevného sedla hřídelové ucpávky může mít za násle-dek drhnutí a potažmo pak zbytečné opotřebení O-kroužku a hřídele čerpadla.

O-kroužky se vyrábějí z různých druhů technické pryže jako např. NBR, EPDM a FKM k použití podle uvažovaných pro-vozních podmínek.

Obr. 15 Hřídelová ucpávka těsněná O-kroužky

Výhody a nevýhodyVýhody: Ucpávka je vhodná pro horkovodní a vysoko-

tlaké provozní aplikace

Nevýhody: Usazeniny tvořící se na hřídeli jako rez apod., mohou bránit v axiálním pohybu ucpávky.

Hřídelové ucpávky s těsnicím vlnovcem Společným znakem vlnovcových mechanických ucpávek je, že jsou vybaveny pryžovým nebo kovovým těsnicím vlnov-cem, který představuje dynamický těsnicí prvek mezi rotač-ním kroužkem hřídelové ucpávky a hřídelem.

Hřídelové ucpávky s pryžovým těsnicím vlnovcem Těsnicí vlnovec tohoto typu mechanické ucpávky se vyrá-bí z různých druhů technické pryže jako např. NBR, EPDM a FKM k použití v závislosti na daných provozních podmín-kách.

Konstrukce pryžových vlnovců využívá dva různé principy, na jejichž základě rozlišujeme:

• skládací vlnovce a• svinovací vlnovce

Obr. 16 Hřídelová ucpávka s pryžovým těsnicím vlnovcem

Výhody a nevýhody

Výhody: Ucpávka není citlivá na usazeniny na hřídeli jako např. rez apod.

Ucpávka je vhodná pro čerpání kapalin obsahu-jících pevné mechanické nečistoty

Nevýhody: Ucpávka není vhodná pro horkovodní a vysoko-tlaké provozní aplikace.


o-kroužek

skládací pryžový vlnovec

TM0

0 2

581

459

3TM

00

258

2 30

97

13


Hřídelové ucpávky s kovovým vlnovcemU obyčejné mechanické ucpávky vyvíjí přítlačnou sílu nut-nou k sevření styčných těsnicích ploch ucpávky pružina. U mechanických ucpávek s těsnicím kovovým vlnovcem je pružina nahrazena tímto vlnovcem, který dává přibližně stejně velkou přítlačnou sílu.

Kovový vlnovec působí současně jako dynamický těsnicí pr-vek mezi rotačním kroužkem hřídelové ucpávky a hřídelem čerpadla a jako přítlačná pružina.

Vlnovce mají určitý počet zvlnění, které jim dávají požado-vanou pružicí sílu.

Tato zvlnění jsou provedena z korozivzdorné oceli k použití podle daných provozních podmínek.

Obr. 17 Hřídelová ucpávka s kovovým vlnovcem

Výhody a nevýhodyVýhody: Ucpávka není citlivá na usazeniny, jako je např.

rez, vodní kámen apod., na hřídeli čerpadla

Ucpávka je vhodná pro horkovodní a vysokotla-ké provozní aplikace.

Ucpávka má dlouhou životnost díky své malé opotřebitelnosti a malé potřebě vyvažování (nízké provozní náklady).

Nevýhody: Možnost poruchy hřídelové ucpávky v důsledku únavy materiálu, jestliže čerpací agregát není správně vyrovnán.

K únavě materiálu může dojít následkem nad-měrných teplot nebo tlaků.

Hřídelové ucpávky typu cartridge

Obr. 18 Hřídelová ucpávka typu cartridge

V hřídelové ucpávce typu cartridge tvoří všechny součásti jeden kompaktní celek na pouzdře hřídele, který je vhodný pro okamžitou montáž mezi hřídel čerpadla a hřídel moto-ru.

Hřídelová ucpávka typu cartridge má mnoho výhod oproti klasickým hřídelovým ucpávkám. Jsou to zejména tyto vý-hody:

• snadná a rychlá instalace• konstrukce chránící styčné těsnicí plochy• předpjatá pružina• bezpečná manipulace• vyvážení

Grundfos nabízí hřídelové ucpávky typu cartridge v prove-dení s těsnicím O-kroužkem nebo vlnovcem.


kovový vlnovec

TM0

2 71

00

26

03

TM0

2 42

79 0

402

14


Hřídelové ucpávky ve viskózních kapalinách obecněVezmeme-li do úvahy základní principy mechanické ucpáv-ky, zdá se být zcela logické, že kapalina s vysokou viskozitou bude vytvářet silnější vrstvičku mazacího filmu s lepšími mazacími vlastnostmi. Při čerpání viskózních kapalin však mohou nastat následující problémy:

• Jestliže má při teplotě místnosti čerpaná kapalina tlak par nižší než voda, nebude se odpařovat, ale bude se shromažďovat kolem hřídelové ucpávky. Tento problém je možno odstranit použitím dvojité mechanické ucpáv-ky. Bližší informace jsou uvedeny na str. 37.

• Jestliže čerpaná kapalina obsahuje rozpouštědla, bu-dou se tato rozpouštědla odpařovat a ponechávat kapa-linu s vyšší viskozitou v hřídelové ucpávce. Tato kapalina se pak může srážet a vytvářet povlak na těsnicích plo-chách ucpávky a způsobovat tak průsak nebo opotřebe-ní ucpávky abrazí. Tento problém lze eliminovat pou-žitím ucpávky s těsnicími plochami karbid/karbid nebo dvojité mechanické ucpávky. Bližší informace jsou uve-deny na str. 15 a 37.

• Chladiva, jako např. glykoly, obvykle obsahují různá adi-tiva (korozní inhibitory), která se mohou srážet a krysta-lizovat na těsnicích plochách hřídelové ucpávky a způ-sobovat její abrazivní opotřebení. Proto se pro čerpání všech druhů chladicích kapalin doporučuje používat hří-delových ucpávek s těsnicími plochami karbid/karbid. Bližší informace jsou uvedeny na str. 15.

Hřídelové ucpávky doporučené pro viskózní kapaliny

Materiálové provedení těsnicích ploch

Pro čerpání viskózních kapalin doporučujeme používat hří-delové ucpávky s těsnicími plochami karbid/karbid. Hříde-lové ucpávky Grundfos s karbidovými těsnicími plochami mají tyto plochy buď z karbidu křemíku (kód Q) nebo z kar-bidu wolframu (kód U).Styčné těsnicí plochy impregnované uhlíkem (kód A nebo B) se nedoporučují s ohledem na jejich malou odolnost proti vydírajícím nečistotám.

Povrchový tlakK zajištění minimálního srážení kapaliny je důležité zajistit vysoký povrchový tlak mezi styčnými těsnicími plochami, Toho lze dosáhnout redukcí plošné velikosti těsnicích ploch (ucpávky R nebo G) nebo vybavením ucpávky předpjatou pružinou. U hřídelových ucpávek s vysokým povrchovým tlakem mají styčné těsnicí plochy značně hladší povrch než je tomu u obyčejných hřídelových ucpávek.

Doporučené kódy hřídelových ucpávek pro viskózní kapaliny

PopisKód hřídelové

ucpávky

Ucpávky typu Atěsnění O-kroužky s pevným unašečem ucpávky

AUUEAUUVAQQEAQQV

Ucpávky typu Bvlnovcové těsnění s pevným unašečem ucpávky

BQQEBQQVBUUEBUUV

Ucpávky typu Dtěsnění O-kroužky, vyvážené

DQQEDQQV

Ucpávky typu Etěsnění O-kroužky, typ A, cartridge

EUUEEUUVEQQEEQQV

Ucpávky typu G vlnovcové těsnění, typ B, s redukovanými těsnicími plochami

GUUEGUUVGQQEGQQV

Ucpávky typu Htěsnění O-kroužky, typ D, cartridge

HUUEHUUVHQQEHQQV

Ucpávky typu Rtěsnění O-kroužky, typ A, s redukovanými těsnicími plochami

RUUERUUV

Hřídelové ucpávky ve viskózních kapalinách

15


Kombinace materiálů těsnicích plochVolba správného materiálového provedení těsnicích ploch je rozhodující pro funkčnost a délku životnosti mechanické ucpávky. Dále uvádíme popis možných materiálových variant.

Hlučnost vzniká v důsledku špatného mazání v ucpávkách po-užívaných pro čerpání kapalin s nízkou viskozitou. Viskozita vody klesá spolu s rostoucí teplotou. Znamená to, že při ros-toucí teplotě se mazací podmínky zhoršují. Redukce otáček čerpadla má v tomto směru stejný účinek.

Jestliže teplota čerpané kapaliny dosáhne nebo překročí bod varu, kapalina se z části těsnicí plochy hřídelové ucpávky čer-padla odpaří, což se projeví zhoršením mazání.

Obr. 19 Vztah mezi provozním rozsahem a otáčkami

Podmínky mazání těsnicích ploch závisejí na stupni jejich opo-třebení v průběhu zapracování hřídelové ucpávky a na materi-álovém provedení jejích těsnicích ploch.

Karbid wolframu / karbid wolframuSlinutý karbid je označení druhu tvrdokovu na bázi tvrdé fáze karbidu wolframu (WC) a fáze obvykle měkčího kovového po-jiva. Správný technický termín je ”slinutý karbid wolframu”, avšak v technické praxi se hojně používá názvu ”karbid wolfra-mu”, přičemž ”slinutý” se zde rozumí automaticky.

WC s kobaltovou (Co) vazbou je odolný proti korozi ve vodě pouze tehdy, jestliže konstrukce čerpadla obsahuje některý zá-kladní kov jako např. litinu.

WC s vazbou chrom-nikl-molybden vykazuje odolnost proti korozi v souladu s požadavky normy EN/DIN 1.4401.

Slinutý WC bez pojiva má největší odolnost proti korozi, avšak není naproti tomu odolný vůči médiím typu chlornanu.

Materiálové kombinace se vyznačují těmito vlastnostmi:• maximální odolnost proti opotřebení• robustnost, odolné i v případě neopatrné manipulace• špatné vlastnost pro případ provozu bez kapaliny. V tako-

vém případě se za několik málo minut teplota zvýší až na několik set stupňů Celsia, což má za následek poškození těsnicích O-kroužků

Jestliže dojde k překročení určitého mezního tlaku a teploty, může hřídelová ucpávka vykazovat provozní hlučnost. Hluč-ný provoz mechanické ucpávky je indikátorem špatných pro-vozních podmínek ucpávky, které v delším časovém horizontu způsobují její opotřebení. Použitelnost dané hřídelové ucpávky závisí na jejím průměru a konstrukci.

V grafech tlaku a teploty platných pro různé typy hřídelo-vých ucpávek jsou uvedeny oblasti, ve kterých může docházet k hlučnému provozu ucpávky.

U hřídelových ucpávek s materiálovými kombinacemi těsni-cích ploch WC/WC může doba zapracování, po kterou se proje-vuje provozní hlučnost, trvat 3-4 týdny, ačkoliv v prvních 3 – 4 dnech obvykle bývá provoz ucpávky tichý.

Karbid křemíku / karbid křemíkuJako alternativa k provedení WC/WC se hřídelové ucpávky s těsnicími plochami karbid křemíku / karbid křemíku (SiC/SiC) používají tam, kde je požadována větší odolnost proti korozi.

Za účelem rozlišení se rozdílné materiálové varianty označují takto:

Q1S, hutný slinutý jemnozrnný SiC

Jemnozrnný SiC slinutý přímou metodou; má malou poréz-nost (pod 3%) a specifickou hmotnost vyšší než 3,11 g/cm3.

Již několik let se tato materiálová varianta SiC používá u hříde-lových ucpávek jako standard. Mezní tlaky a teploty se u této varianty pohybují těsně pod mezními hodnotami platnými pro materiálové provedení WC/WC.

Q1P, porézní slinutý jemnozrnný SiC

Varianta k hutnému, slinutému SiC. Tato materiálová verze SiC vykazuje velké, kruhové uzavřené póry. Stupeň poréznosti u ní činí 5-15% a velikost pórů je 10-50 µm.

Měrná hmotnost se pohybuje v rozsahu 2,7 – 3 g/cm3. Mezní tlak a teplota je vyšší než u materiálového provedení WC/WC.

Při čerpání teplé vody tak vykazuje hřídelová ucpávka s těsni-cími plochami v materiálovém provedení Q

1P/Q

1P nižší provozní

hlučnost než ucpávka WC/WC. Hlučný provoz hřídelové ucpáv-ky s těsnicími plochami z SiC se však dá očekávat ve 3 - 4 dnech v době zapracovávání ucpávky.

Q1G, samomazný slinutý SiC

Na trhu je k dostání několik materiálových variant SiC ob-sahujících suchá mazadla. V této příručce se označení Q2G vztahuje na materiál SiC, který je vhodný pro čerpání desti-lované nebo demineralizované vody jako protiklad ke shora uvedeným materiálovým variantám.

Mezní hodnoty tlaku a teploty u varianty Q1G/ Q

1G jsou po-

dobné jako u varianty Q1P/ Q

1P.

Suchá mazadla, tj. grafit, snižují tření v případě provozu bez kapaliny, což hraje rozhodující roli pro trvanlivost hřídelové ucpávky při provozu nasucho.

Materiály těsnicích ploch ucpávek

TM0

2 42

78 0

402

16


Charakteristické vlastnosti SiC/SiCMateriálová kombinace SiC/SiC má tyto charakteristické vlastnosti :

• velká křehkost vyžadující opatrnou manipulaci • extrémně velkou odolnost vůči opotřebení• extrémně dobrou odolnost proti korozi. SiC (Q

1S, Q

1P a Q

1G)

bez ohledu na druh čerpané kapaliny. Výjimkou je zde však voda s velmi ma-

lou vodivostí, jako např. demineralizovaná voda, která je agresivní vůči materiálovým variantám SiC Q

1S, Q

1P, za-

tímco varianta Q1G je odolná i proti tomuto médiu.

• Obecně mají tyto materiálové kombinace špatné vlast-nosti pro provoz čerpadla nasucho (stejně jako WC/WC); avšak varianta Q

1G/ Q

1G snese po určitou omezenou dobu

provoz na sucho díky grafitu obsaženému v základním materiálu.

Uhlík/karbid wolframu nebo karbid křemíkuHřídelové ucpávky s jednou těsnicí plochou z uhlíku vykazu-jí tyto charakteristické vlastnosti:

• velká křehkost vyžadující opatrnou manipulaci• opotřebitelnost při čerpání kapalin obsahujících pevné

mechanické nečistoty• dobrá odolnost proti korozi• dobré vlastnosti při provozu nasucho (krátkodobý pro-

voz nasucho). • Díky samomazné vlastnosti uhlíku je tato hřídelová

ucpávka vhodná pro použití za špatných mazacích pod-mínek (vysoké teploty), kdy se u ní neprojevuje provoz-ní hlučnost. Takové podmínky však budou způsobovat opotřebení uhlíkové těsnicí plochy, což ve svém důsled-ku povede ke kratší životnosti ucpávky. Míra opotřebení zde bude záviset na tlaku, teplotě, druhu čerpané kapa-liny, jakož i na průměru a konstrukci hřídelové ucpávky. Při nízkých otáčkách se snižuje kvalita mazání mezi těs-nicími plochami ucpávky. To pak má za následek mož-nost zvýšeného opotřebení. Za normálních okolností však tento případ nenastává, neboť rozsah pohybu těs-nicích ploch je omezený.

• Uhlík impregnovaný kovem (A) má sice omezenou odol-nost proti korozi, ale vyznačuje se vyšší mechanickou pevností, lepší tepelnou vodivostí a tím i menší náchyl-ností k opotřebení.

• Snížená mechanická pevnost, ale zato větší odolnost proti korozi – to jsou vlastnosti syntetického uhlíku im-pregnovaného pryskyřicí (B), který tak lze použít v ši-rokém rozsahu provozních aplikací. Tento materiál je vhodný též pro pitnou vodu.

• Použití hřídelových ucpávek v materiálové verzi uhlík/SiC v horkovodních aplikacích může mít za následek sil-né opotřebení SiC v závislosti na jakosti použitého uhlí-ku a čerpané vody. Toto opotřebení se vztahuje přede-vším na materiálové provedení Q

1S/uhlík. Použití verze

Q1P, Q

1G nebo kombinace uhlík/WC dává mnohem men-

ší opotřebení. Materiálové kombinace uhlík/WC, uhlík/ Q

1P, nebo uhlík/ Q

1G se proto doporučují pro horkovodní

systémy.

Uhlík / keramika (oxid hlinitý)Dobrá univerzální hřídelová ucpávka pro nepříliš náročné provozní aplikace, která vykazuje následující vlastnosti:

• křehkost vyžadující opatrnou manipulaci • opotřebitelnost při čerpání kapalin obsahujících pevné

mechanické nečistoty• omezená odolnost proti korozi, 5 < pH < 9 v závislosti na

druhu keramiky• relativně dobré vlastnosti při provozu nasucho; např.

v případě náhlého vniknutí vody do ucpávky zahřáté po běhu čerpadla nasucho apod.

• uhlík dává této ucpávce vlastnosti podobné těm, které má ucpávka v provedení uhlík/WC; rozsahy tlaku a tep-loty jsou však u ní omezené

Karbid wolframu / hybridPři využití příznivých vlastností těsnicích ploch WC/WC a uhlík/WC má kombinace WC/hybrid následující charakte-ristické vlastnosti:

• extrémní odolnost proti opotřebení • odolnost proti neopatrnému zacházení• některé vlastnosti vhodné pro (krátkodobý) provoz na-

sucho • odolnost proti korozi rovnající se EN 1.4401, což odpo-

vídá antikorozním vlastnostem čerpadla CRN; u někte-rých kapalin a rozpouštědel je tato odolnost omezena

• provozní omezení co se týká tlaku a teploty jsou stejná jako u alternativy WC/WC s ohledem na riziko zabloko-vání; překročení těchto mezních hodnot může způsobit poškození hybridu

Některá aditiva na bázi glykolu používaná v nemrznoucích kapalinách mohou způsobovat srážení, zejména při vyso-kých teplotách. V takových případech je podle možnosti nutno použít hřídelovou ucpávku WC/WC.


17


Karbid křemíkuKeramický karbid křemíku (SiC) se vyrábí již několik let.

Existují tři hlavní druhy SiC:

• Formy s reakční vazbou a formy slinuté v tekuté fázi mají v alkalické vodě omezenou odolnost proti korozi vzhledem k obsahu volného křemíku.

• Zušlechtěný uhlík se vyrábí z grafitu a lze jej také naná-šet ve formě tenké vrstvičky na povrch normálního uhlí-ku.

• Nejobvyklejší formou SiC pro těsnicí kroužky je karbid křemíku slinutý přímou metodou.

Karbid křemíku slinutý přímou metodouKarbid křemíku slinutý přímou metodou se vyznačuje typic-kou malou porézností v rozsahu pod 2%, existuje však také jeho porézní forma. Póry jsou zde navzájem oddělené, ne-spojité a rozptýlené určitým řízeným způsobem po celé plo-še materiálu. Sférické póry působí jako rezervoáry kapaliny nebo mazadla a napomáhají tak setrvávání mazacího filmu na kluzném povrchu komponentů. Mazací mechanismus za-ložený na poréznosti propůjčuje poréznímu SiC lepší mazací vlastnosti v horkovodních provozních aplikacích než jaké zde mají klasické karbidy s reakční vazbou a slinuté karbidy.

Prodloužené slinování nebo přidávání různých plnidel může vést k vytváření různých variant těchto standardních forem SiC. Plnidla mohou být přidávána za účelem dosažení lepší vodivosti, větší tuhosti nebo menšího tření.

Uhlík nebo grafit zde mohou být používány jako suché ma-zadlo ke zmenšení tření. Nižšího tření může být při použi-tí grafitu dosaženo pouze při výskytu „patřičných“ nečistot, protože sám grafit má velký třecí efekt. Aby mohl být grafit s úspěchem použit jako mazadlo, musí být optimalizována vazba mezi SiC a grafitem, jakož i druh a množství použité-ho grafitu. V pracující ucpávce musí dojít k rozetření a vetře-ní grafitu do těsnicí plochy, aby bylo dosaženo požadované-ho nižšího tření, a rovněž musí být možné odstranění urči-tého množství grafitu z mazaného prostoru.

Funkční popis hřídelových ucpávek při použití různých variant SiCVyhodnocování vhodnosti materiálů pro těsnicí plochy hří-delových ucpávek vyžaduje důkladné odzkoušení při aplika-ci mnoha různých zkušebních podmínek.

Materiály těsnicích ploch SiC, mohou být testovány při ná-sledujících zkušebních podmínkách:• provoz v horkovodních provozních aplikacích• provoz nasucho• provoz s vodou obsahující vydírající částice• provoz s vodou obsahující glykol• provoz s demineralizovanou vodou• testy na zadření

Shora uvedené zkoušky jsou podrobně popsány počínaje stranou 18.

Za posledních 15 let vyzkoušela firma Grundfos téměř 50 různých materiálových variant SiC a zařadila je do skupin podle jejich vlastností.

Varianta QS je běžná hutná forma slinutého SiC s poréznos-tí menší než 2%. Tato varianta má špatné vlastnosti v horké vodě a vyznačuje se vysokým stupněm suchého tření.

Obr. 20 Hutný SiC, Q1S, slinutý přímou metodou

QP je slinutý SiC s diskrétními, nespojitými póry. Tato poréz-nost dává materiálu lepší vlastnosti pro horkou vodu, avšak suché tření má vysokou hodnotu. Do této skupiny je zařa-zen také SiC obsahující grafit, který má vlastnosti nevhodné pro provoz bez kapaliny stejně tak jako pro čerpání demine-ralizované vody.

Obr. 21 Porézní SiC, Q1P, slinutý přímou metodou

QG je hutný slinutý SiC s bimodulární velikostí zrna a s póry tvořenými uhlíkem/grafitem nebo jinými modifikátory ma-lého tření.

Má dobré vlastnosti v horké a v demineralizované vodě a vyznačuje se nízkým stupněm suchého tření.

Obr. 22 Porézní SiC, Q1G, slinutý přímou metodou


TM0

2 77

28 3

6 0

3TM

02

7727

36

03

TM0

2 77

26 3

6 0

3

18


Vlastnosti v horké voděMazání těsnicích ploch hřídelové ucpávky v horké vodě je jen malé vzhledem k nízké viskozitě vody při vysokých tep-lotách a odpařování kapaliny v těsnicí mezeře.

Mezní teploty a tlakové rozsahy se zakládají na zkouškách, při kterých jsou měřeny takové faktory jako je tření, krouticí moment a průsak.

Při překročení těchto mezních hodnot lze u hřídelové ucpáv-ky očekávat hlučný provoz a opotřebení v důsledku únavy materiálu.

Níže uvedený graf ukazuje mezní hodnoty u různých skupin SiC a karbidu wolframu pro hřídelovou ucpávku Grundfos typu A 16 mm při otáčkách 3 000 min-1. Při nižších otáčkách se tyto mezní hodnoty posouvají směrem k nižším teplotám.

0 50 100 150 [°C]0

5

10

15

20

25

30

[bar]

Q

Q P

Q

WC/WC

S

G

Obr. 23 Mezní hodnoty pro ustálené tření hřídelové ucpávky

Bližší informace o materiálových variantách SiC (QS, QP, QG) jsou uvedeny na str. 15.

Zkoušky v horké vodě se provádějí s vodou z vodovodu. Za těchto podmínek jsou těsnicí plochy hřídelové ucpávky vy-staveny velmi malému opotřebení ve stabilní oblasti, zatím-co určité opotřebení lze očekávat nad mezní hodnotou pro ustálený provoz.

Níže uvedený obrázek ukazuje míru opotřebení jako funkci teploty.

0 20 40 60 80 100 120 140 [°C]

HQQE (Q )

HQQE (Q ) G

HUBE

S

Obr. 24 Míra opotřebení těsnicích ploch

Provoz nasuchoMechanické ucpávky, které pracují zcela bez kapaliny, mo-hou být zcela zničeny již během jedné minuty, jestliže je vel-ké tření mezi jejich těsnicími plochami. Teplo uvolňované v těsnicí ploše zvýší teplotu hřídelové ucpávky nad +200°C a pryžové komponenty ucpávky shoří.,

Velikost tření SiC proti SiC závisí na plnidlech přidaných do SiC a na způsobu, jakým jsou tato plnidla vázána na mřížku SiC. Relativní vlhkost ovlivňuje koeficient tření u materiálů typu SiC, i když tento fakt má v praxi jen malý vliv na me-chanickou ucpávku, protože její teplota se za provozu rychle zvýší nad hodnotu +100°C, při níž již vlhkost nemá žádný význam.

Teploty naměřené na pevném sedle vybraných typů hřídelo-vých ucpávek pracujících nasucho ukazuje Obr. 25.

0 500 1000 [sec]0

50

100

150

200

250

[°C]Q (with graphite)P

Q G

QG

QS

Obr. 25 Vlastnosti hřídelových ucpávek pracujících nasucho

Z Obr. 25 vyplývá, že hřídelové ucpávky typu SiCS/ SiCS a SiCP/SiCP vykazují při provozu nasucho špatné vlastnosti, které jsou podobné jako vlastnosti WC/WC.

Dvě varianty SiCG/SiCG mají při provozu nasucho lepší vlast-nosti. Tyto vlastnosti se mohou mírně měnit i v rámci téže varianty SiCG.

Přestože zde uvedená varianta SiCP obsahuje grafit, nelze ji s ohledem na její špatné vlastnosti při provozu nasucho kla-sifikovat jako SiCG.

Voda s obsahem vydírajících částicSiC je tvrdý materiál a vliv vydírajících částic se proto na něm příliš neprojevuje. Opotřebení těsnicích ploch způso-bené vydírajícími částicemi se vyskytuje jen vzácně u hří-delových ucpávek s oběma těsnicími plochami SiC. Těsnicí mezera v mechanické ucpávce bývá obvykle užší než 0,3 mi-kronu. Teoreticky to znamená, že se do kontaktu s těsnicími plochami mohou dostat pouze částice menší než 0,3 mikro-nu. V praxi však nebývá okraj těsnicí plochy dokonale ostrý. Znamená to, že do styku s těsnicími plochami mohou při-jít částice o velikosti několika mikronů. Za normálních okol-ností způsobí takové částice na tvrdém povrchu těsnicí plo-chy pouze porušení lesku. Jestliže však jednu těsnicí plochu tvoří uhlíkový kroužek, bude se okraj těsnicí plochy opotře-bovávat a možňovat tak vnikání větších vydírajících částic do těsnicí mezery a tím jejich kontakt s těsnicími plochami.

Takovéto větší vydírající částice se mohou zachytit na uh-líkové těsnicí ploše a způsobovat tak opotřebení protilehlé těsnicí plochy.


TM0

2 72

83 3

203

TM0

2 72

84 3

203

TM0

2 72

85 3

203

19


0 500 1000 2000 [h]1500

Q

Q

S

P

Obr. 26 Kumulativní opotřebení těsnicích kroužků při čerpání ka-paliny s obsahem písku 2.000 ppm

Nedoporučuje se používat těsnicí plochy z porézního SiC proti uhlíkové těsnicí ploše při čerpání vody s vysokým ob-sahem nerozpustných látek.

Abrazivní opotřebení lze pozorovat u hřídelových ucpávek s tvrdými těsnicími plochami v korozních kapalinách. Opo-třebení těsnicích ploch SiC může nastat v demineralizované vodě v důsledku koroze na ohraničení zrn.

K opotřebení těsnicích ploch může docházet v horké vodě. Toto opotřebení může mít podobu abrazivního opotřebení, protože zrna SiC jsou vytrhávána v důsledku tepelné únavy SiC. Tento druh opotřebení je možno pozorovat pouze v ob-lasti nad mezními hodnotami tlaku a teploty pro ustálené tření.

Voda s obsahem glykoluVoda obsahující glykol může být příčinou problémů s průsa-kem hřídelových ucpávek. Tyto problémy jsou často způso-bovány různými aditivy jako jsou korozní inhibitory, antio-xydanty, alkálie atd.

Některá aditiva, např. křemičitany, mohou v těsnicí ploše krystalizovat do formy tvrdých částic. Tvrdé krystaly křemi-čitanů nebo fosfátů pak způsobují opotřebení hřídelových ucpávek, které mají jednu těsnicí plochu z uhlíku.

Organická pojiva vytvářející tenké vrstvičky, tzv. inhibitory, lnou ke všem plochám, které jsou ve styku s čerpanou kapa-linou, včetně hlavní činné části těsnicí plochy. Mnohé inhibi-tory tak mohou na těsnicí ploše vytvářet adhezní vrstvičku a způsobovat průsak hřídelové ucpávky.

Hřídelové ucpávky s oběma těsnicími plochami z WC nebo SiC mají lepší samočisticí vlastnosti proti vzniku usazenin než hřídelové ucpávky s uhlíkovou těsnicí plochou.

Velká přítlačná síla a malý plošný rozměr těsnicí plochy sni-žují riziko vytváření usazenin. Byly provedeny srovnávací zkoušky materiálových variant těsnicích ploch s použitím vody obsahující glykol s vysokým obsahem aditiv. Výsledky těchto zkoušek uvádí níže uvedený graf.

0123456

Obr. 27 Průsak hřídelových ucpávek ve vodě s obsahem glykolu

Drsnost povrchu je důležitý faktor pro průsak. Přednost se dává hladké povrchové úpravě. Na druhé straně však pří-liš hladký povrch může způsobovat problémy související se zadřením těsnicích ploch. Vzhledem k tomu je žádoucí mít těsnicí plochy s určitým stupněm drsnosti a předejít tak za-dření těsnicích kroužků hřídelové ucpávky. Proto mívají hří-delové ucpávky alespoň jednu těsnicí plochu upravenou la-pováním.

Po namontování hřídelové ucpávky bude průsak kapaliny vysoký až do vyhlazení těsnicích ploch.V konečném důsledku se hřídelové ucpávky s jednou těsnicí plochou z uhlíku ve fázi zapracování často vyznačují malým průsakem, neboť tato fáze bývá kratší než je tomu u hříde-lové ucpávky, jejíž obě těsnicí plochy jsou zhotoveny z tvr-dého materiálu.

Hřídelové ucpávky s velkou přítlačnou silou vykazují kratší dobu zapracování díky tenčímu mazacímu filmu.

Demineralizovaná vodaChemicky čistá voda může být agresivní vůči mnoha kera-mickým materiálům. Co se týká slinutého SiC, může che-micky čistá voda napadat ohraničení zrn obsahující sintro-vací aditiva.

Korozi lze na těsnicí ploše pozorovat pouze v kontaktních místech s drsným povrchem, kde mohou vznikat vysoké teploty.

Řízeným procesem slinování lze získat materiálové varianty SiC, které jsou odolné vůči účinkům chemicky čisté vody.

Byly provedeny zkoušky různých variant SiC v demineralizo-vané vodě při +40°C. Jejich výsledky u standardních slinu-tých SiC ukazuje níže uvedený graf.U materiálových variant, které nejsou citlivé na deminerali-zovanou vodu, nebyla za 11 000 zkušebních hodin pozorová-na žádná závada. Do skupiny QG lze zařadit pouze varianty odolné vůči účinkům demineralizované vody.


Průsak (poměrný)

Malá přítlačná síla

Velká přítlačná síla

TM0

2 72

86 3

203

TM0

2 72

87 3

203

20


Poruchy [%]

0102030405060708090100

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 [h]

Obr. 28 Závady hřídelových ucpávek SiC v demineralizované vodě

Zadření těsnicích ploch ucpávek při skladováníVelmi hladké a ploché těsnicí plochy k sobě snadno přilnou. V extrémních případech k sobě přilnou tak těsně, že se hří-del motoru čerpadla nemůže otáčet.

K adhezi těsnicích ploch přispívají různé mechanismy.

Fyzikální adhezeJestliže jsou k sobě těsně přitlačeny dva ploché a hladké po-vrchy, vznikne mezi nimi vakuum.Vakuum vytváří axiální sílu, což znamená, že síla, jíž je zapo-třebí k oddělení těchto dvou povrchů musí být velká, zatím-co smyková síla nutná k rotaci těchto povrchů je menší. Veli-kost smykové síly při zapnutí čerpadla je stejná jako velikost síly nutné k zajištění velmi nízkých otáček. Koeficienty tření při nízkých otáčkách pro různé materiálové varianty ukazuje níže uvedený graf.

Počáteční tření ve voděKoeficient tření

0 50 100 150 [°C]0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

WC/SiC

WC/Carbon

WC/WC

SiC-G/SiC-G

Obr. 29 Počáteční tření ve vodě

Chemická adheze

Zadření těsnicích ploch ucpávek při skladováníVšechny povrchy vystavené atmosférickým vlivům jsou po-kryty vrstvičkou oxidu. Vyváženost této vrstvičky se může měnit, jestliže je předmětný povrch v těsném kontaktu s ji-ným povrchem nebo jestliže je vystaven účinkům čerpané kapaliny. Tato změna rovnováhy může zahrnovat také che-mické vazby na oxidy přenášené z jiných povrchů. Čím je vrstvička oxidu k okolnímu prostředí inertnější, tím slabší budou tyto vazby k protilehlému povrchu. Jestliže se jedná o kapalinu, která je agresivní vůči materiálu těsnicích ploch ucpávky, mohou obě tyto těsnicí plochy korodovat a vytvá-řet extrémně velké adhezní síly.K prevenci takovýchto adhezních mechanismů se pro těsni-cí plochy preferuje použití vysoce inertních nestejných ma-teriálů.

Chemická adheze při působení adhezních činidelJestliže obsahuje čerpaná kapalina ionty, které se mohou na povrchu těsnicích ploch srážet, pak může tento kondenzát působit mezi těsnicími plochami hřídelové ucpávky jako le-pidlo.

Tento adhezní mechanismus může nastat v tvrdé vodě a lze jej redukovat použitím jedné těsnicí plochy tvořené uhlíko-vým kroužkem. Rovněž použití tvrdých materiálů těsnicích ploch obsahujících tuhá mazadla povede k redukci přilna-vosti, jelikož suché mazadlo se na povrchu těsnicí plochy ro-zetře do tenké vrstvičky, což vyvolá potřebu jen malých smy-kových sil.

ZávěrCitlivost hřídelové ucpávky na vydírající částice je při použití obou těsnicích kroužků z tvrdého materiálu, např. SiC/SiC, malá.

Tření SiC proti SiC v horké vodě se snižuje díky poréznosti materiálu těsnicích ploch. Obecně vzato je odolnost slinu-tého SiC proti korozi dobrá s výjimkou chemicky čisté vody, avšak v případě použití dlouhozrnného SiC lze dosáhnout rovněž odolnosti vůči účinkům chemicky čisté vody.

Suché tření SiC je možno omezit použitím těsnicích ploch z materiálu, jehož póry budou naplněny tuhým mazadlem.

Mechanické ucpávky s vylepšenými materiálovými varian-tami těsnicích ploch SiC QG jsou tak vhodné pro mnoho růz-ných provozních aplikací, kde zvyšují spolehlivost čerpadla.


TM0

2 72

88 3

203

TM0

2 72

89 3

203

21


Sekundární ucpávkyVýběr materiálů pro sekundární ucpávku, tj. pryžových kom-ponentů a vlnovců, má stejnou důležitost jako volba mate-riálové kombinace těsnicích ploch ucpávky. Oba tyto faktory jsou rozhodující pro správnou funkci mechanické ucpávky. Hřídelové ucpávky Grundfos jsou navrženy pro široký rozsah provozních aplikací při použití několika málo materiálů.

Další text pojednává o základních vlastnostech použitých materiálů co se týká teploty a odporu při čerpání základních skupin kapalin. V případě pochybností a při čerpání speciál-ních médií se laskavě obracejte na firmu Grundfos.

NBRMateriál NBR (nitrilkaučuk) se používá ve spojení s celou řa-dou kapalin čerpaných při relativně nízkých teplotách (pod +100°C).

NBR vykazuje tyto vlastnosti:• Dobré mechanické vlastnosti při vysokých a nízkých tep-

lotách.• Stálost při teplotách do +100°C, krátkodobě do +120°C

v závislosti na okolním prostředí.• Odolnost proti vodě do +80°C.• Odolnost proti účinkům motorové nafty, různých mine-

rálních olejů, mazacích tuků a rostlinných olejů.• Odolnost proti slabým kyselinám a louhům.• Bez odolnosti proti působení polárních rozpouštědel (al-

koholy, ketony a estery).• Bez odolnosti proti ozonu a povětrnostním vlivům.

EPDMTento materiál je zvlášť vhodný pro použití ve vodě a ve vod-ných roztocích. Pryž EPDM však není odolná proti působení minerálních olejů.

EPDM vykazuje tyto vlastnosti:• Dobré mechanické vlastnosti při nízkých teplotách.• Stálost při teplotách do +150°C.• Odolnost proti vodě do +140°C.• Odolnost proti polárním rozpouštědlům (alkoholy, keto-

ny a estery).• Odolnost proti ozonu a povětrnostním vlivům.• Odolnost proti glykolu.• Částečná odolnost proti rostlinným olejům při nízkých

teplotách.• Bez odolnosti proti minerálním olejům.

FKMPryž FKM je vhodná pro velmi široký rozsah druhů médií a provozních teplot.

FKM vykazuje tyto vlastnosti:• Špatné mechanické vlastnosti při nízkých teplotách.• Stálost při teplotách do +200°C.• Odolnost proti vodě do +90°C.• Odolnost proti kyselinám a solným roztokům.• Odolnost proti minerálním a rostlinným olejům.• Odolnost proti většině rozpouštědel (toluen, benzin,

trichloretylen atd.).• Odolnost proti ozonu a povětrnostním vlivům.• Bez odolnosti proti některým polárním rozpouštědlům

(např. alkoholy, ketony a estery).• Bez odolnosti proti alkáliím při vysokých teplotách.

Materiály sekundárních ucpávek

22


FFKMFFKM (perfluoroelastomer) je chemicky odolný proti celé řadě kapalin. Pryž FFKM má stejné vlastnosti jako PTFE, avšak její mechanické vlastnosti jsou mnohem lepší.

• Dobré mechanické vlastnosti.• Odolnost proti vodě do +150°C.• Zvlášť vhodná pro použití ve zpracovatelských chemic-

kých provozech, při výrobě barviv, nátěrových barev, laků, rozpouštědel, kyseliny dusičné apod.

• Odolnost proti ozonu a povětrnostním vlivům.• Neúplná odolnost proti aminům a silně alkalickým ka-

palinám při vysokých teplotách.

FXMFXM (fluorovaný kopolymer) je zvlášť vhodný pro extrémně vysoké teploty a tlaky, jakož i pro použití v kyselých kapa-linách a plynech unikajících při těžbě nafty a plynu (ve vr-tech prováděných v zemi i na mořském dně). Má nyní znač-ně větší odolnost proti chemikáliím a vysokým teplotám ve srovnání s fluorizovanou pryží, přičemž vykazuje vynikající odolnost proti účinkům horké vody a páry.

FXM má tyto vlastnosti:• Elastický těsnicí materiál.• Teplotní rozsah –10°C až +275°C, krátkodobě až +300°C.• Vynikající odolnost proti horké vodě a páře.• Existuje též jako materiálová varianta odolná proti náh-

lé dekompresi.

FXM má modifikovanou strukturu tetrafluoroetylenu (TFE) a propylenových kopolymerů a nachází široké uplatnění v těchto oblastech :

• chemický a petrochemický průmysl • letectví a kosmonautika• strojírenství• rafinerie

Přehled čerpaných kapalinNíže uvedená tabulka obsahuje údaje o odolnosti různých druhů pryže, používané jako materiál pro sekundární ucpáv-ky, proti vysokým teplotám a účinkům některých čerpaných kapalin:

Faktory NBR EPDM FKM FFKM FXM

Nízké teploty (teplota < 0°C) + + - - -

Vysoké teploty (teplota > +90°C) * - + - + +

Kyseliny + + + + +

Alkálie + + - + +

Glykoly + + + +

Oleje a paliva + - + + +

Rozpouštědla - - + + -

* odvozeno od teploty vody

Legenda

Symbol Význam

+ vhodné

± vhodné za určitých podmínek

- nevhodné

Následující přehled uvádí vybrané typické čerpané kapali-ny.

Tato tabulka obsahuje hodnoty odolnosti technických pryží, používaných jako materiál pro sekundární ucpávky, vůči níz-kým a vysokým teplotám a účinkům některých čerpaných kapalin:

Čerpaná kapalina

Chemický vzorec Popis

Kyseliny (pH < 7)

Kyselina sírová H2SO

4anorganická kyselina

Kyselina chlorovodíková

HCl anorganická kyselina

Kyselina fosforečná

H3PO

4anorganická kyselina

Kyselina dusičná

HNO3

anorganická kyselina

Kyselina chromová

CrO3

anorganická kyselina

Kyselina octová CH3COOH organická kyselina

Kyselina mravenčí

HCOOH organická kyselina

Louhy (pH > 7)

Hydroxid sodný NaOH

Hydroxid draselný

KOH

Hydroxid vápenatý

CaOH

Hydroxid amonný

NH4OH

Chladiva

Propylenglykol CH2OHCHOHCH

3

Etylenglykol C2H

4(OH)

2

Glycerin CH2OHCH

2OH

Paliva a oleje

Benzin minerální olej

Motorová nafta

minerální olej

Olivový olej rostlinný olej

Rozpouštědla

Xylen C6H

4(CH

3)

2

Trichloretylen C2HCl

3

Benzen C6H

6

Materiály sekundárních ucpávek

23

Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ A

Typy hřídelových ucpávekText na následujících stranách podává stručný popis někte-rých typů mechanických ucpávek Grundfos včetně jejich aplikačních profilů.

Vzhledem k opotřebitelnosti uhlíkových těsnicích ploch ob-sahuje popis typů ucpávek s uhlíkovými těsnicími plochami tabulku, která udává časové intervaly údržby.

Hřídelové ucpávky Grundfos typu AHřídelová ucpávka Grundfos typu A je definována jako mechanická ucpávka s pevným unašečem a s těsněním O--kroužkem.

Popis / charakteristické vlastnosti • Robustní unašeče ucpávky zajišťují přenos krouticího

momentu i za extrémních provozních podmínek.• Riziko vzniku koroze třením (koroze v důsledku opotře-

bení) v korozních kapalinách. Ke korozi třením dochází, jestliže O-kroužek poškodí ochrannou vrstvičku oxidu na hřídeli z korozivzdorné oceli.

• Riziko vytváření usazenin v okolí O-kroužku, jakož i ne-bezpečí zadření O-kroužku v kapalinách s velkým obsa-hem vápna nebo kalu. Často se projevuje průsakem při změnách provozních podmínek.

Standardní hřídelová ucpávka dodávaná v provedení karbid wolframu / karbid wolframu (WC/WC) s těsnicími kroužky z materiálu EPDM nebo FKM.Některé velikosti se dodávají v provedení karbid křemíku / karbid křemíku (SiC/SiC).

Obr. 30 Hřídelová ucpávka typu A

Aplikační profil Hřídelová ucpávka typu A má aplikační profil WC/WC.

Hřídelová ucpávka typu A s těsnicími plochami WC/WCMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro

VhodnéVhodné za urči-tých podmínek

Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho

kapaliny obsahující nerozpustné částicekapaliny, které mají tendenci ke srážení nebo obsahují vápnonemrznoucí kapaliny

Grafy tlak / teplotaGrafy tlak / teplota mají za základ čistou vodu.

Čísla v následující tabulce se vztahují k grafům tlak / tep-lota.

Pol. Rozsah

1 Optimální provozní rozsah

2Riziko občasné provozní hlučnosti při spouštění a kolísání tlaku a teploty

3 Riziko občasné provozní hlučnosti

4 Nižší životnost

Poznámka: Hlučný provoz nastává zejména při nízkých otáčkách.

Obr. 31 Grafy tlak / teplota

TM0

0 2

588

459

3

TM0

0 2

581

459

3

24

Hřídelové ucpávky Grundfos typu BHřídelová ucpávka Grundfos typu B je definována jako vl-novcová ucpávka s pryžovým vlnovcem.

Popis / charakteristické vlastnosti• Použitelnost pro kapaliny obsahující vápno a kal, u nichž

vzniká riziko usazenin a zablokování.• Odolnost proti korozi vznikající třením, k níž dochází,

jestliže těsnicí O-kroužek poruší ochrannou oxidovou vrstvičku na hřídeli z korozivzdorné oceli.

Tyto hřídelové ucpávky se dodávají ve standardním prove-dení WC/uhlík, SiC/SiC a SiC/uhlík s vlnovcem z materiálu EPDM nebo DKM.

Obr. 32 Hřídelová ucpávka typu B

Aplikační profily Hřídelová ucpávka typu B má následující aplikační profily:• WC/uhlík• SiC/SiC• SiC/uhlík

Typ B s těsnicími plochami WC/uhlík Mezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol.Doporučené intervaly pro provádění údržby[počet provozních hodin] před opotřebením

1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000

3 4.000 – 8.000


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ B

TM0

0 2

582

309

7

TM0

2 42

75 0

402

25

Hřídelové ucpávky Grundfos typu B s těsnicími plochami SiC/SiC (Q1

G/ Q1G)

Mezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho



Čísla v následující tabulce se vztahují k grafům tlak / tep-lota.Pol. Rozsah





Hřídelové ucpávky Grundfos typu B s těsnicími plochami SiC/uhlíkMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho





1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000

3 4.000 – 8.000


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ B

TM0

0 2

590

30

97

TM0

0 2

589

30

97

26

Hřídelové ucpávky Grundfos typu CHřídelová ucpávka Grundfos typu C je definována jako me-chanická ucpávka s těsněním O-kroužky a s pružinou ve funkci unašeče ucpávky.

Popis / charakteristické vlastnosti

• Jednoduchá hřídelová ucpávka pro nízké tlaky a teploty.

Tyto hřídelové ucpávky se dodávají ve standardním prove-dení keramika/uhlík s těsnicími O-kroužky z materiálu NBR, EPDM nebo FKM.

Obr. 36 Hřídelová ucpávka typu C

Aplikační profil Hřídelová ucpávka typu C má aplikační profil keramika/uh-lík.

Typ C s těsnicími plochami keramika/uhlíkMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho





1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ C

TM0

0 2

583

459

3 TM0

0 2

592

309

7

27

Hřídelové ucpávky Grundfos typu DHřídelová ucpávka Grundfos typu D je definována jako vy-vážená mechanická ucpávka s těsněním O-kroužky.

Popis / charakteristické vlastnosti• Ideální konstrukce pro čerpání vysoce viskózních kapalin

a médií s obsahem nerozpustných látek.• Funkce je nezávislá na směru otáčení.• Vhodnost pro válcové hřídele.

Obr. 38 Hřídelová ucpávka typu D

Aplikační profily Hřídelová ucpávka typu D má následující aplikační profily:• Uhlík/Sic • SiC/SiC

Typ D s těsnicími plochami uhlík/SiC

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho


Hřídelové ucpávky typu D s těsnicími plochami uhlík/karbid křemíku jsou vhodné pro provoz při teplotách 0°C až +140°C a tlacích do 25 barů.

Typ D s těsnicími plochami SiC/SiC

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho


Hřídelové ucpávky typu D s těsnicími plochami SiC/SiC jsou vhodné pro provoz při teplotách -20°C až +90°C a provoz-ních tlacích do 16 barů.

Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ D

TM0

2 70

94

260

3

28

Hřídelové ucpávky Grundfos typu EHřídelová ucpávka Grundfos E je definována jako mechanic-ká ucpávka s těsněním O-kroužky, typ A, cartridge.

Popis / charakteristické vlastnosti• Robustní unašeče přenášejí krouticí moment i za ex-

trémních provozních podmínek.• Riziko vzniku koroze třením v korozních kapalinách. Ke

korozi třením dochází jestliže O-kroužek poškodí ochran-nou vrstvičku oxidu na hřídeli z korozivzdorné oceli.

• Riziko vytváření usazenin kolem O-kroužku v kapalinách s velkým obsahem vápna či kalu.

• Tyto hřídelové ucpávky se běžně dodávají v provedení WC/uhlík, WC/WC nebo WC/hybrid s O-kroužky z mate-riálu EPDM nebo FKM.

• Tuto hřídelovou ucpávku lze vyměnit bez nutnosti de-montáže čerpadla. Dále lze u čerpadel s motorem nad 7,5 kW provádět její výměnu, aniž by bylo nutno demon-tovat motor.

• Dodává se pouze pro čerpadla typu CR 32 až CR 90 a CRN 32 až CRN 90.

Obr. 38 Hřídelová ucpávka typu E

Aplikační profily Hřídelová ucpávka typu E má následující aplikační profily:• WC/hybrid• WC/WC• WC/uhlík

Typ E s těsnicími plochami WC/hybridMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol. Rozsah




30

25

20

15

10

5

00 10 20 30 40 50 60

22 mm

1

2

70 80 90 100 110 120

[bar]

[˚C]


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ E

TM0

1 30

65

339

8

TM0

1 83

43 0

100

29

Typ E s těsnicími plochami WC/WCMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho


Grafy tlak / teplotaGrafy tlak / teplota mají za základ čistou vodu. Při teplotách pod bodem mrazu je graf založen na směsi vody a glykolu.


Pol. Rozsah





Typ E s těsnicími plochami WC/uhlíkMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho





1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000

3 4.000 – 8.000


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ E

TM0

1 14

16 3

398

TM0

1 14

18 4

498

30

Hřídelové ucpávky Grundfos typu GHřídelová ucpávka Grundfos G je definována jako nevyvá-žená mechanická ucpávka těsněná O-kroužkem a pryžovým vlnovcem.

Popis / charakteristické vlastnosti• Zvlášť vhodná pro nemrznoucí kapaliny nebo kapaliny

obsahující velké množství nerozpustných látek nebo sraženin.

• Vhodná pro kapaliny obsahující vápno a kal, u nichž je riziko vytváření usazenin a nebezpečí zablokování.

• Odolnost proti korozi třením, k níž dochází, jestliže O--kroužek poškodí ochrannou vrstvičku oxidu na hřídeli z korozivzdorné oceli.

• Tato hřídelová ucpávka není závislá na směru otáčení.

Obr. 43 Hřídelová ucpávka typu G

Aplikační profilHřídelová ucpávka typu G má následující aplikační profil:• SiC/SiC

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho



-20 0 20 40 60 80 100 120

0

5

10

15

20

p [bar]

t [°C]


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ G

TM0

2 70

99

26

03

TM0

2 72

82 3

103

31

Hřídelové ucpávky Grundfos typu HHřídelová ucpávka Grundfos H je definována jako mecha-nická ucpávka s těsněním O-kroužky, typ cartridge.

Popis / charakteristické vlastnosti• Díky své vyvážené konstrukci je tato robustní hřídelová

ucpávka vhodná pro tlaky až 30 barů.• Výměna této hřídelové ucpávky je možná bez nutnosti

demontáže čerpadla.• Snadná výměna.• Riziko opotřebení třením v korozních kapalinách. Ke ko-

rozi třením dochází, jestliže O-kroužek poškodí ochran-nou vrstvičku oxidu na hřídeli z korozivzdorné oceli. Pro-tože se u této hřídelové ucpávky jedná o typ cartridge s pouzdrem na hřídeli, poškozuje koroze třením toto pouzdro a nikoliv hřídel. Tím je dána možnost výměny ucpávky, aniž by byla nutná oprava čerpadla.

• Riziko vytváření usazenin v okolí O-kroužku, jakož i ne-bezpečí zadření O-kroužku v kapalinách s velkým obsa-hem vápna nebo kalu.

Obr. 45 Hřídelová ucpávka typu H

Aplikační profily Hřídelová ucpávka typu H má následující aplikační profily:• SiC/SiC• SiC/uhlík• WC/uhlík• WC/WC

Typ H pro hřídele Ø12, Ø16 a Ø22 mm, těsnicí plochy SiC/SiC (Q1

G/Q1G)

• Tato hřídelová ucpávka je vhodná pro použití v čerpa-dlech CR/CRI/CRN.

• Robustní unašeče ucpávky přispívají značnou měrou k účinnému chlazení těsnicích ploch ucpávky v případě provozu nasucho. Hřídelová ucpávka tak vydrží několik minut provozu čerpadla bez kapaliny bez ohledu na ma-teriálovou kombinaci svých těsnicích ploch.

• Vhodnost pro použití při čerpání kapalin obsahujících vápno a kal, u nichž je nebezpečí vytváření usazenin a zablokování.


Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol. Rozsah



3 Riziko občasné provozní hlučnosti a nižší životnosti

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 [˚C]

TM028448 0204

16 mm

30

25

20

15

10

5

00

[bar]

-40 -30 -20 -10

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 [˚C]

22 mm

00-40 -30 -20 -10

2 31

1 2 3

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 [˚C]

12 mm

30

25

20

15

10

5

00

[bar]

-40 -30 -20 -10

1 2 3

30

25

20

15

10

5

[bar]


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ H

TM0

2 71

00

26

03

TM0

2 84

48 0

204

32

Typ H pro hřídele Ø12, Ø16 a Ø22 mm, těsnicí plochy SiC/uhlík Tato hřídelová ucpávka je vhodná pro použití v čerpadlech CR/CRI/CRN pro čerpání velmi horké vody (nad 100°C). Ucpávku je možno vyměnit bez nutnosti demontáže čerpa-dla.Mezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho


Grafy tlak / teplotaGrafy tlak / teplota mají za základ čistou vodu. Při teplotách pod bodem mrazu je základem pro tyto grafy směs vody a glykolu.



1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000

3 4.000 – 8.000

[bar]30

25

20

15

10

5

00 10 20 30

2

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

31

[˚C]

30

25

20

15

10

5

0[˚C]

1 2 3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120 130 140 150

1

[bar]

12/16 mm

22 mm


Typ H pro hřídele Ø12, Ø16 a Ø22 mm, těsnicí plochy WC/uhlík Tato hřídelová ucpávka je vhodná pro použití v čerpadlech CR/CRI/CRN pro čerpání velmi horké vody (nad 100°C). Ucpávku je možno vyměnit bez nutnosti demontáže čerpa-dla.Mezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho





1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000

3 4.000 – 8.000

[bar]30

25

20

15

10

5

00 10 20 30

2

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

31

[˚C]

12 mm

16 mm

30

25

20

15

10

5

0[˚C]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120 130 140 150

[bar]

11 2 3

22 mm

30

25

20

15

10

5

0[˚C]0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120 130 140 150

[bar]

211 32



TM0

2 84

45 0

204

TM0

2 84

46 0

204

33

Typ H pro hřídele Ø12, Ø16 a Ø22 mm, těsnicí plochy WC/WC • Tato hřídelová ucpávka je vhodná pro použití v čerpa-dlech CR/CRI/CRN určených pro mnoho různých provozních aplikací, s výjimkou velmi horké vody (nad +100°C). Ucpávku je možno vyměnit bez nutnosti demontáže čerpadla.

• Silné unašeče ucpávky přispívají značnou měrou ke chlazení styčných těsnicích ploch ucpávky v případě provo-zu čerpadla nasucho. Hřídelová ucpávka je tak schopna vy-držet několik minut provozu čerpadla bez kapaliny bez ohle-du na materiálovou kombinaci svých těsnicích ploch.


Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol. Rozsah



3 Riziko občasné provozní hlučnosti a nižší životnosti

30

25

20

15

10

5

00 10 20 30

2

40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

3

1

[bar]

[˚C]

30

25

20

15

10

5

00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

[bar]

[˚C]

12 mm

1

2

3

30

25

20

15

10

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150

[bar]

[˚C]

1

3

2

16 mm

22 mm

-40 -30 -20 -10

0-40 -30 -20 -10

-40 -30 -20 -10



TM0

2 84

47 0

204

34

Hřídelové ucpávky Grundfos typu KHřídelová ucpávka Grundfos K je definována jako mecha-nická ucpávka s kovovým vlnovcem (typ M, cartridge).

Popis / charakteristické vlastnosti• Ucpávka zvlášť vhodná pro kapaliny obsahující velké

množství sraženin.• Ucpávka vhodná pro teploty nad +100°C.• Ucpávku je možno vyměnit bez nutnosti demontáže

čerpadla. U čerpadel s motorem větším než 7,5 kW lze dále ucpávku vyměnit bez nutnosti demontáže motoru.

• Vzhledem k příznivém poměru vyvážení má tato hří-delová ucpávka dlouhou životnost ve srovnání s jinými typy ucpávek.

• Ucpávka vhodná pro čerpání kapalin s obsahem vápna a kalu, u nichž vzniká riziko vytváření usazenin a zablo-kování ucpávky.

Obr. 50 Hřídelová ucpávka typu K

Aplikační profilyHřídelová ucpávka typu K má následující aplikační profily:• WC/uhlík• WC/hybrid• WC/WC

Typ K s těsnicími plochami WC/uhlíkMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho





1 14.000 – 20.000

2 8.000 – 15.000

3 4.000 – 8.000


Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ K

TM0

2 42

79 0

402

35

Typ K s těsnicími plochami WC/hybridMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol. Rozsah




30

25

20

15

10

5

00 10 20 30 40 50 60

22 mm

1

2

70 80 90 100 110 120

[bar]

[˚C]


Typ K s těsnicími plochami WC/WCMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol. Rozsah




30

25

20

15

10

5

00 10 20 30 40 50 60

22 mm

1

2

70 80 90 100 110 120

[bar]

[˚C]


TM0

1 83

43 0

204

Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ K

TM0

1 83

43 0

204

36

Hřídelové ucpávky Grundfos typu RHřídelová ucpávka Grundfos R je definována jako mechanic-ká ucpávka s těsněním O-kroužky, typ A, s pevným unaše-čem a se zmenšenou velikostí těsnicích ploch.

Popis / charakteristické vlastnosti• Tyto ucpávky jsou zvlášť vhodné pro čerpání nemrznou-

cích směsí nebo kapalin obsahujících velké množství ne-rozpustných látek nebo sraženin.

• Robustní unašeče zajišťují přenášení krouticího mo-mentu i za extrémních provozních podmínek.

• Lapované těsnicí plochy ucpávky s plochým a zdrsně-ným povrchem proti zadření mohou způsobovat mírný průsak v době zapracovávání ucpávky (10 až 30 dní).

• Riziko vzniku koroze třením. Ke korozi třením dochází, jestliže O-kroužek poškodí ochrannou vrstvičku oxidu na hřídeli z korozivzdorné oceli.

• Dodává se jako standard v Ø12, Ø16 a Ø22 v provedení WC/WC s O-kroužky z EPDM nebo FKM.

Obr. 54 Hřídelová ucpávka typu R

Aplikační profilyHřídelová ucpávka typu R má aplikační profil WC/WC.

Typ R s těsnicími plochami WC/WCMezi indikací použitelnosti a grafy tlak / teplota není žádný vztah. Spolu však dávají aplikační profil hřídelové ucpávky.

Použitelnost pro


Nevhodné

alkalické kapaliny

kyselé kapaliny

provoz nasucho




Pol. Rozsah




Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyGrundfos typ R

TM0

1 74

06

459

9

TM0

1 50

46 1

499

37

Uspořádání hřídelových ucpávekGrundfos nabízí tyto typy dvojitých mechanických ucpávek:• dvojitá mechanická ucpávka v uspořádání zády k sobě

(back to back), Grundfos typ O• dvojitá mechanická ucpávka v tandemovém uspořádá-

ní, Grundfos typ P• mechanická ucpávka Cartex-DE, Grundfos typ Q

Dvojitá mechanická ucpávka back to back (v uspořádání zády k sobě)Mechanická ucpávka Grundfos typu O je definována jako dvě dvojité ucpávky uspořádané zády k sobě.

PopisTento typ dvojité mechanické ucpávky tvoří dvě hřídelové ucpáv-ky instalované zády k sobě v samostatné ucpávkové komoře.

•

Obr. 56 Uspořádání hřídelových ucpávek zády k sobě v čerpadle CR

Tlak v ucpávkové komoře musí být vyšší než tlak čerpadla. Tlak v ucpávkové komoře lze vytvořit:• zařízením pro zvyšování tlaku v případě, že je provozní

tlak vyšší než 16 barů• zvláštním čerpadlem, např. dávkovacím čerpadlem, jest-

liže je provozní tlak nižší než 16 barů nebo• stávajícím cizím zdrojem tlaku. V rámci mnoha provoz-

ních aplikací je zařazen též systém tlakové vody.

Uspořádání hřídelových ucpávek zády k sobě v tlakové ko-moře zabraňuje unikání čerpané kapaliny hřídelovou ucpáv-kou do okolního prostředí.

Provozní aplikaceDvojité mechanické ucpávky instalované zády k sobě se do-poručují pro použití při čerpání toxických, agresivních nebo výbušných kapalin. Uspořádání hřídelových ucpávek zády k sobě zajišťuje účinnou ochranu okolního prostředí čerpa-dla, jakož i osob pracujících v jeho blízkosti.

Tento typ hřídelové ucpávky představuje optimální řešení pro čerpání abrazivních nebo adhezívních kapalin, jejichž účinky by se u běžné mechanické ucpávky projevily rychlým opotřebením, poškozením nebo zablokováním.

Dvojitá mechanická ucpávka v uspořádání zády k sobě se používá :• u čerpadel pracujících v průmyslu nátěrových hmot• u čerpadel zařazených v rámci procesů destilace kapalin• u čerpadel pracujících v petrochemickém průmyslu

Dvojitá mechanická ucpávka quench (v tandemovém uspořádání)Mechanická ucpávka Grundfos typu P je definována jako dvě dvojité ucpávky v tandemovém uspořádání.

PopisTento typ dvojité mechanické ucpávky pozůstává ze dvou hřídelových ucpávek instalovaných v tandemovém uspořá-dání v samostatné ucpávkové komoře. V tomto funkčním uspořádání lze používat pouze hřídelové ucpávky Grundfos typu cartridge.

•

• •

G 3/8"

Obr. 57 Tandemové uspořádání hřídelových ucpávek v čerpadle CR

Jestliže v čerpadle CR primární hřídelová ucpávka prosakuje, bude čerpaná kapalina odváděna proplachovací kapalinou.

Proplachovací kapalina musí mít vždy tlak nižší než čerpaná kapalina.

Obr. 58 Tandemové uspořádání hřídelových ucpávek v čerpadle AP

Čerpadla na komunální odpadní vodu Grundfos AP jsou vy-bavena buď• kombinací vlnovcové mechanické ucpávky a manžeto-

vé ucpávky, které jsou umístěny mezi motorem a čerpa-dlem, nebo

• dvěma vlnovcovými mechanickými ucpávkami instalo-vanými na každé straně olejové komory.

Tandemové uspořádání hřídelové ucpávky zabraňuje vniká-ní čerpané odpadní vody a následnému poškození motoru.

Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyUspořádání dvojitých ucpávek


TM0

1 6

204

169

9

Přítok 3/8“Přítok 3/8“

Olejová komora Vlnovcová hřídelová ucpávka

TM0

0 7

211

06

96

38

PoužitíDvojité mechanické ucpávky v tandemovém uspořádání se doporučují pro čerpadla určená k čerpání krystalizujících, tuhnoucích nebo adhezívních kapalin • ve farmaceutickém průmyslu (tj. výroba dextranu)• v systémech vytvářejících podtlak (vakuum)• ve zpracovatelském průmyslu potenciálně tuhnoucích

petrochemických produktů • v průmyslové výrobě hydroxidu sodného NaOH • v průmyslové výrobě hydroxidu vápenatého Ca(OH)

2

• v oblasti nakládání s komunálními odpadními vodami

Hřídelové ucpávky Cartex-DEHřídelová ucpávka Grundfos typu Q je dvojitá mechanická ucpávka Cartex-DE.

PopisUcpávka Cartex-DE je dvojitá tlakově vyvážená mechanická ucpávka předmontovaná ve formě jedné kompaktní jednot-ky pro použití v odstředivých čerpadlech.

V závislosti na uvažované provozní aplikaci se ucpávka Car-tex-DE se dodává buď jako jednoduchá nebo jako dvojitá mechanická ucpávka.

Dvojitou mechanickou ucpávku Cartex-DE lze instalovat• v tandemovém uspořádání (Grundfos typ P) nebo• v uspořádání zády k sobě (Grundfos typ O).

Bližší informace o uspořádání ucpávky v tandemu nebo zády k sobě jsou uvedeny na straně 37.

Hřídelová ucpávka Cartex-DE je nezávislá na směru otáče-ní.

Obr. 59 Hřídelová ucpávka Cartex-DE

Obr. 60 Hřídelová ucpávka Cartex-DE v tandemovém uspořádání a v uspořádání zády k sobě

Jak je patrno ze shora uvedeného obrázku, ovlivňují tato dvě uspořádání různým způsobem funkčnost hřídelové ucpáv-ky.

V případě tandemového uspořádání je tlak čerpané kapali-ny (P

P) vyšší než tlak proplachovací kapaliny (P

F).

Tato tlaková diference posouvá hřídel čerpadla axiálně vpra-vo a umožňuje, aby byla hradící kapalina vtlačována do me-zery mezi rotačními a stacionárními částmi. V důsledku to-hoto posunutí se O-kroužek přesouvá vpravo a těsní proti proplachovací kapalině, která přitéká ze spodní pravé části komory.

V případě uspořádání zády k sobě je tlak čerpané kapaliny (P

P) nižší než tlak proplachovací kapaliny (P

F).

Tato tlaková diference posouvá hřídel čerpadla axiálně vle-vo a umožňuje, aby byla čerpaná kapalina vtlačována do mezery mezi rotačními a stacionárními částmi. O-kroužek následuje hřídel čerpadla při jeho posunu vlevo a těsní proti čerpané kapalině, která přitéká z horní levé strany komory.

Za provozu je chladicí kapalina čerpána pohybem otáčejí-cího se hřídele čerpadla z nádrže přes hřídelovou ucpávku. Cirkulující chladicí kapalina zamezuje nadměrnému zahří-vání hřídelové ucpávky.

Obr. 61 Chlazení hřídelové ucpávky Cartex-DE

Typy hřídelových ucpávek Hřídelové ucpávkyUspořádání dvojitých ucpávek

Tandemové uspořádání

Uspořádání zády k sobě

O - kroužek

O - kroužek PF

PF

PP

PP

TM0

2 71

09

26

03

TM0

2 71

14 2

703

Hřídelová ucpávka Cartex-DE

Nádrž s chladicí kapalinou

39


00

102030405060

708090100110120130140DW

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 I/h150 160

Obr. 62 Cirkulované množství chladicí kapaliny v hřídelové ucpáv-ce Cartex-DE

Aplikační profily Hřídelová ucpávka Cartex-DE má následující aplikační profily:• grafit / SiC• SiC / SiC

Graf tlak / rychlost

Obr. 63 Graf tlak/rychlost pro těsnicí plochy ucpávky

Chlazení typu Air-Cooled Top (pro vysoké teploty)

Obr. 64 Fotografie čerpadla CR s chlazením typu Air-Cooled Top

Všeobecné informaceUnikátní hřídelová ucpávka Grundfos s chlazením Air-Coo-led Top se doporučuje pro vysokoteplotní provozní aplikace s teplotami 120°C až +180°C.

Dodáváme čerpadla s chlazením Air-Cooled Top v následu-jícím provedení:• čerpadla s komponenty s technické pryže EPDM: +120°C

až +150°C• čerpadla s komponenty s technické pryže FKM: +120°C

až +180°C

Použití• napájení kotlů• regulace teploty, např. při formování• cirkulace převodových olejů

Výkonový rozsah čerpadlaChlazením typu Air-Cooled Top mohou být vybavena tato čerpadla Grundfos:

+120°C až +150°C a +120°C až +180°C

Typ čerpadlaCR1

CR3

CR5

CR10

CR15

CR20

CR32

CR45

CR64

CR90

CR - - - - - - • • • •

CRI • • • • • • - - - -

CRN • • • • • • • • • •

Technický popisVzduchem chlazená komora chladicího systému typu Air--Cooled Top odděluje ucpávkovou komoru od čerpadla a vy-tváří tak izolační efekt podobný izolačnímu efektu termo-sky.

Úzkou štěrbinou mezi čerpadlem a chladicím systémem Air-Cooled Top probíhá přirozená cirkulace malého množ-ství čerpané kapaliny.

Teploty vyšší než +120°C mají za normálních okolností za následek podstatné snížení životnosti hřídelové ucpáv-ky čerpadla v důsledku nedostatečného mazání těsnicích ploch ucpávky.

Typy hřídelových ucpávek

TM0

2 74

02

350

3

grafit / SiC

Sic / SiC

40


Pokud teplota v ucpávkové komoře nepřesáhne hodnotu +120°C, může se použít standardní mechanická ucpávka Grundfos.

Hřídelová ucpávka s chlazením typu Air-Cooled Top nevyža-duje žádné externí chlazení.

K odvzdušnění ucpávkové komory čerpadla je nutný auto-matický odvzdušňovací ventil.

Obr. 65 Výkres čerpadla CR s chlazením


Odvzdušňovací ventil

Kapalina

Vzduchová komora

Hřídelová ucpávka

Trubka

Pouzdro

••

• •

•

•

•

•

•

TM0

1 47

85 0

899

41


Srovnání různých typů hřídelových ucpávekNíže uvedené srovnání je provedeno na základě konstrukce hřídelové ucpávky pro max. tlak 16 barů, přičemž se nebe-re do úvahy materiálové provedení těsnicích ploch a sekun-dární ucpávky, protože o něm se pojednává v samostatné kapitole.

Počet hvězdiček udává stupeň použitelnosti hřídelové ucpávky s ohledem na uvedené parametry. Pět hvězdiček udává optimální použitelnost. Srovnávací parametry Typ A Typ B Typ C Typ E Typ G Typ H Typ K Typ R

Nemrznoucí kapalina •••• ••• ••• •••• ••••• •••• ••••• •••••

Srážlivost ••• •••• ••• ••• •••• ••• ••••• ••••

Teplota vyšší než +100 °C •• ••• •• ••• • •••• ••••• •

Doba montáže •• ••• ••• ••••• •• ••••• ••••• ••

Odolnost pro montáž ••• ••• ••• •••• ••• •••• •••• •••

Start / stop ••• ••• ••• ••• ••• •••• •••• •••

Vysoký tlak ••• •• • ••• • ••••• ••••• •

Poškoditelnost pryžových komponentů

••• •• ••• ••• ••• ••• •••• •••

Pevnost unašeče ucpávky(přilnavost)

••••• ••• ••• ••••• ••••• ••••• ••••• •••••

Životnost •••• ••• ••• •••• ••• •••• ••••• •••

Provoz nasucho při materiálovém provedení karbid wolframu / karbid wolframu

•• ••• •• •• •• •••• • ••

Odolnost proti neopatrnému zacházení •••• ••• ••• ••• •••• •••• ••• •••


42


Volba nejvhodnější hřídelové ucpávkySeznam čerpaných kapalin uvedený v katalogu obsahuje často několik vhodných hřídelových ucpávek pro čerpání stejné kapaliny.

Poněvadž vhodné hřídelové ucpávky mívají často rozdílné vlastnosti, klade si tato kapitola za cíl uvést rovněž příklad volby nejvhodnější ucpávky.

PříkladPředpokládejme následující disponibilní údaje:Aplikace: hřídelová ucpávka instalovaná v kotel-

ním napájecím čerpadle typu CRProvozní tlak: 26 [barů]Provozní teplota: +115 [°C]

Katalog čerpadel CR, CRI. CRN. CRE, CRIE, CRNE doporučuje pro čerpání kotelní vody pouze jeden typ hřídelové ucpávky, tj. HQQE..Na druhé straně však hřídelová ucpávka HQQE není jedinou ucpávkou, která je použitelná pro uvedená čerpadla a zmí-něnou provozní aplikaci.

Jak ukáže popis různých druhů hřídelových ucpávek uvede-ných v této příručce, jsou pro tuto aplikaci vhodné následu-jící typy ucpávek:

• HQQE (doporučená hřídelová ucpávka)• HQQV• HUBE• BUBE• AUUE

Srovnání maximálních provozních tlakůPři srovnávání maximálních provozních tlaků shora uvede-ných typů hřídelových ucpávek se ukazuje, že :

• hřídelová ucpávka HQQE je pro danou provozní aplikaci vhodná, protože provozní tlak napájecího čerpadla nepře-sahuje 30 barů maximálního provozního tlaku ucpávky – viz Hřídelové ucpávky Grundfos typu H na str. 31.

• hřídelová ucpávka HQQV je pro danou provozní aplikaci vhodná, protože provozní tlak napájecího čerpadla nepře-sahuje 30 barů maximálního provozního tlaku ucpávky – viz Hřídelové ucpávky Grundfos typu H na str. 31.

• hřídelová ucpávka HUBE je pro danou provozní aplikaci vhodná, protože provozní tlak napájecího čerpadla nepře-sahuje 30 barů maximálního provozního tlaku ucpávky – viz Hřídelové ucpávky Grundfos typu H na str. 31

• hřídelová ucpávka BUBE není pro danou provozní aplikaci vhodná, protože maximální provozní tlak u této ucpávky je 16 barů - viz Hřídelové ucpávky Grundfos typu B na str. 24.

• hřídelová ucpávka AUUE není pro danou provozní aplikaci vhodná, protože maximální provozní tlak u této ucpávky činí 25 barů – viz Hřídelové ucpávky Grundfos typu A na str. 23.

To vede k závěru, že z uvedených hřídelových ucpávek jsou pro danou provozní aplikaci vhodné toliko ucpávky typu H, tj. HUBE, HQQE a HQQV.

Srovnání maximálních provozních teplot Jelikož hřídelové ucpávky typu HUBE, HQQE a HQQV mají sekundární ucpávky v rozdílném materiálovém provedení, mohou se jejich maximální provozní teploty navzájem lišit.

Písmeno na čtvrtém místě typového označení hřídelové ucpávky, např. HUBE, udává materiálové provedení sekun-dární ucpávky. Bližší informace jsou na str. 6.

Hřídelové ucpávky, jejichž sekundární ucpávky jsou v mate-riálovém provedení EPDM, jsou odolné proti vodě do max. teploty +140°C – viz “EPDM” na str. 21.Hřídelové ucpávky, jejichž sekundární ucpávky jsou v ma-teriálovém provedení FKM, jsou odolné proti vodě do max. teploty +90°C – viz “FKM” na str. 21.

Tak zůstávají pouze dva typy vhodných hřídelových ucpá-vek; HUBE a HQQE.

Odolnost proti vydírajícím nečistotámTeplota čerpané kapaliny vyšší než +60°C může působit srá-žení vápna v čerpané kapalině, což má za následek vytváře-ní vodního kamene.Usazeniny na styčných těsnicích plochách ucpávky mohou vést k opotřebení a tím i k nižší životnosti ucpávky.

Jak ukazuje typové označení hřídelových ucpávek Grund-fos, je materiálové provedení těsnicích ploch ucpávky HUBE kombinace karbid wolframu / uhlík – viz str. 5.

Materiálová kombinace karbid wolframu / uhlík zajišťuje ti-chý provoz. Usazeniny mezi těsnicími plochami však mohou redukovat životnost tohoto typu ucpávky.

Těsnicí plochy hřídelové ucpávky HQQE jsou v materiálové kombinaci karbid křemíku / karbid křemíku (SiC/SiC) – viz str. 5.

V provozních podmínkách shora uvedeného příkladu dává materiálová kombinace SiC/SiC ucpávce dlouhou životnost srovnatelnou s životností ucpávky typu HUBE. Tato hřídelo-vá ucpávka se však vzhledem ke svému materiálovému pro-vedení vyznačuje hlučnějším provozem.

V konečné fázi je třeba zvolit hřídelovou ucpávku, která nej-lépe vyhoví požadavkům dané konkrétní provozní aplikace.

Protože kotelní napájecí čerpadla obvykle nemívají stano-viště na místě s kontrolovanou hladinou provozní hlučnos-ti, budeme preferovat použití hřídelové ucpávky typu HQQE vzhledem k její dlouhé životnosti. Pokud zvolíme hřídelovou ucpávku HQQE, musíme se u ní smířit s hlučnějším provo-zem.

Volba hřídelových ucpávek

43


Seznam čerpaných kapalinNásledující tabulky udávají informace o použitelnosti jed-notlivých typů hřídelových ucpávek pro různé čerpané ka-paliny. Tyto údaje se vztahují pouze na mechanické ucpávky a nelze je aplikovat obecně na čerpadla.

Vhodnost jednotlivých materiálových kombinací hřídelo-vých ucpávek se zakládá na informacích o teplotě, koncen-traci atd. uvedených v tabulkách. Změna těchto podmínek má vliv na použitelnost dané ucpávky.

Tyto seznamy čerpaných kapalin mají sloužit jako průvodce a údaje v něm obsažené byly získány na základě nejnověj-ších poznatků a zkušeností.

Protože seznamy neobsahují třídu toxicity jednotlivých čerpa-ných kapalin, není z nich zcela zřejmé, zda je použití příslušné ucpávky pro danou provozní aplikaci přiměřené s ohledem na prevenci újmy na zdraví osob (koroze, otrava atd.).

Čerpané kapaliny

44


Kyseliny

Legenda++ = nejlepší řešení+ = vhodné± = vhodné za určitých podmínek- = nevhodné

Hřídelová ucpávka (EN 12756)

Kapalina

Rotační těsnicí plocha:Pevné sedlo:Sekundární ucpávka:Pružina:Ostatní komponenty:

QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Kyselina octováCH

3COOH

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost

205

++ -

205+ - - -

205± -

205+-

Komentář

Anhydrid octový(CH

3CO)

2O


203

++ -

203+ - - -

202± -

202± -

Komentář Vodní roztok (báze kyseliny octové)

Kyselina benzoováC

6H

5COOH

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost -

805

++ -

805+ - - -

805+ -

805+

Komentář

Kyselina chromováCrO

3


2020++

2020++

2020+

2020+ - - - - - -

Komentář

Kyselina citronováHOC (COOH) (CH

2COOH)

2


8050++

8050++

8050+

8050+ - -

405

++

405

++

405+

405+

Komentář

Kyselina mravenčíHCOOH


2050++ -

2050+ - - -

205+ -

205+ -

Komentář

Kyselina chlorovodíkováHCl


15<0.1

±

15<0.1

±

15<0.1

±

15<0.1

± - - - - - -

Komentář Riziko důlkové koroze komponentů z korozivzdorné oceli

Kyselina mléčnáCH

3CHOHCOOH


2050++

2050++

2050+

2050+ - -

2020+

2020+

2020+

2020+

Komentář

Kyselina dusičnáHNO

3


2030++

205+

2030++

205+ - - - - - -

Komentář

Kyselina šťavelová(COOH)

2


2015++

2015++

2015+

2015+ - -

205±

205±

205±

205±

Komentář

Kyselina fosforečnáH

3PO

4


6060+

6085++

6060+

6085+ - -

5015±

5015±

5015±

5015±-

Komentář Proplachovaná ucpávka při koncentracích nad 50%

(pokračování na další straně)

Čerpané kapaliny

45


Kyseliny, pokračování



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Kyselina salicylováC

6H

4(OH)COOH


805

++

805+

805+

805+ - -

805+

805+

805+

805+

Komentář Proplachovaná ucpávka může být dobrým řešením vzhledem k malé rozpustnosti

Kyselina amidosulfonováNH

2SO

3H


205

++ -

205+ - - - - - -

Komentář

Kyselina sírováH

2SO

4


205+

205+

205+

205+ - - - - - -

Komentář

Kyselina siřičitáH

2SO

3


606+ -

606+ - - -

202± -

202± -

Komentář

Čerpané kapaliny

46


Alkálie



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Alkalický odmašťovací prostředek


8025++ -

6010+ - - -

8025++ -

6010+ -

KomentářZde může být požadována proplachovaná ucpávka, popř. dvojitá ucpávka; EPDM není vhod-ný materiál, jestliže odmašťovací lázeň obsahuje olejovou sedlinu.

AmoniakNH

3


20100

± -

20100++ -

20100

± -

20100++ -

Komentář Doporučuje se použití proplachované, popř. dvojité ucpávky; agresivní vůči slitinám mědi.

Hydroxid amonný(čpavková voda)NH

4OH


9028++ -

12028++ - - -

9028++ -

12028++ -

Komentář Doporučuje se použití proplachované, popř. dvojité ucpávky; agresivní vůči slitinám mědi.

Hydroxid vápenatýCaOH


80Nasy-cený

roztok++

80Nasy-cený

roztok++ - - - -

80Nasy-cený

roztok++

80Nasy-cený

roztok+ - -

KomentářBod nasycení = 0,18% při 20 °C; pro přesycené roztoky se doporučuje použití proplachované, popř. dvojité ucpávky.

Hydroxid draselnýKOH


6030++

205+ - - - -

6030++

205+ - -

KomentářPro koncentrace nad 25% se doporučuje použití proplachované, popř. dvojité ucpávky vzhle-dem ke krystalizaci tohoto média.

Hydroxid sodný(louh sodný)NaOH


6050++

2050± - - - -

5040++

2025± - -

KomentářPro koncentrace nad 25% se doporučuje použití proplachované, popř. dvojité ucpávky vzhle-dem ke krystalizaci tohoto média (louh sodný!).

Čerpané kapaliny

47


Soli



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Hydrogenuhličitan amonnýNH

4HCO

3


6020++ -

6020+ -

6020+ -

6020++ -

6020+ -

Komentář Rozkládá se v horké vodě.

Chlorid amonný(salmiak)NH

4Cl


2510++

2510++

2510+

2510+ - -

205+

205+

205+

205+

KomentářDoporučuje se použití proplachované, popř. dvojité ucpávky; riziko důlkové koroze kompo-nentů z korozivzdorné oceli

Síran amonný(NH

4)

2SO

4


5010++ -

5010+ - - -

4010++ -

4010+ -

Komentář

Octan vápenatýCa(CH

3COO)

2


8030++ - - - - -

8030++ - - -

Komentář Používá se jako korozní inhibitor.

Síran měďnatýCuSO

4


8030++

8030++ - - - -

2030++

2030++ - -

Komentář

Ustalovač


8020++

8020++

8020±

8020± - -

8020+

8020+

8020±

8020 ±

Komentář

Síran hořečnatý MgSO

4


8025++

8025++ - - - -

2025+

2025+ - -

Komentář

Manganistan draselnýKMnO

4


9010++

201±

9010+

201± - - - - - -

Komentář

Hydrogenuhličitan sodnýNaHCO

3


5010++

5010+

5010+

5010+

5010+

5010+

5010++

5010+

5010+

5010+

Komentář Prášek do pečiva; rozkládá se v horké vodě .

Uhličitan sodnýNa

2CO

3


8020++

6020+

8020+

6020+

8020+

6020+

8020++

6020+

8020+

6020+

Komentář

Dusičnan sodnýNaNO

3


8040++

8040++

8040+

8040+

8040+

8040+

8040++

8040++

8040+

8040+

Komentář

(Pokračování na další straně)

Čerpané kapaliny

48


Soli, pokračování



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Dusitan sodnýNaNO

2


9030++

9030++

9030+

9030+

9030+

9030+

9030++

9030++

9030+

9030+

Komentář

Fosforečnan sodnýNa

3PO

4


8020++

8020+ - - - -

8020++

8020+ - -

Komentář V závislosti na koncentraci je nutné použití proplachované, popř. dvojité ucpávky.

Síran sodnýNa

2SO

4


8030++

8030++

8030+

8030+ - -

8030++

8030++

8030+

8030+

Komentář

Siřičitan sodnýNa

2SO

3


8020++

8020++

8020+

8020+

8020+

8020+

8020++

8020++

8020+

8020+

Komentář

Čerpané kapaliny

49


Voda



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Kotelní napájecí voda


120*

++ -

140

+

80

±

90

+

80

+ - -

140

+

80

+

Komentář * materiál těsnicí plochy musí být SiCG

Vápenná voda


90

++

80

+ - - - -

90

++

80

+ - -

Komentář

Voda s obsahem chloru(neslaná)


40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

Komentář Obsah volného chloru (Cl2) max. 5 mg/l; plavecké bazény a chlorovaná pitná voda

Demineralizovanávoda (odsolená)


90

++*

80

-

140

±

80

±

90

+

80

+

90

+

80

+

140

++

80

+


Horká voda pro domácnosti


120*

++

80

+

140

++

80

+

90

+

80

+

90

+

80

+

140

++

80

+

KomentářPři teplotách nad +60°C vzniká riziko srážení vápna. * materiál těsnicí plochy musí být SiCG

Voda s obsahem oleje


80

+ -

80

++ -

80

+ -

80

+ -+

80

++

Komentář

Voda s obsahem ozonu


40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

40

++

Komentář Ozon (O3) v množství 1 mg/l; rozpustný ve vodě při 0°C

Změkčená voda


120*

+

80

+

140

++

80

+

90

+

80

+

90

+

80

+

140

++

80

+


Voda s obsahem páry

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost - -

140

++

90

+

140

+

80

+ - -

140

++

80

+

Komentář

Čerpané kapaliny

50


Chladicí kapaliny



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Chlorid vápenatýCaCl

2


535++

535+ - - - -

535++

535+ - -

KomentářZde může být požadována proplachovaná ucpávka, popř. dvojitá ucpávka; pokud kapalina obsahuje aditiva. Přítomnost kyslíku s sebou nese riziko vzniku důlkové koroze komponentů z korozivzdorné oceli.

Ethanol (ethyl-alkohol)C

2H

5OH

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost +* +*

75100++ -

75100

+ - - -

75100++ -

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavá kapalina; může být požadována dvojitá ucpávka; bod vzplanutí = +12 °C.* materiál těsnicí plochy ucpávky musí být SiCG

Ethylenglykol(ethandithiol)CH

2OHCH

2OH


9050++

6050+ - - - -

9050++

6050+ - -

KomentářZde může být požadována proplachovaná ucpávka, popř. dvojitá ucpávka; pokud kapalina obsahuje aditiva.

Glycerin (Glycerol)C

3H

5(OH)

3


8050++

8050+

8050±

8050±

8050±

8050±

8050++

8050+

8050±

8050±

KomentářZde může být požadována proplachovaná ucpávka, popř. dvojitá ucpávka; pokud kapalina obsahuje aditiva.

Methanol (methyl-alkohol)CH

3OH


65100++ -

65100

+ - - -

65100++ -

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavá kapalina; může být požadována dvojitá ucpávka; bod vzplanutí = +11 °C.* materiál těsnicí plochy ucpávky musí být SiCG

Uhličitan draselnýK

2CO

3


9040++

202+ - - - -

9040++

202+ - -

Komentář

PropylenglykolCH

2OHCHOHCH

3


9050++

6050+ - - - -

9050++

6050+ - -

Komentář

Chlorid sodnýNaCl


530++

530+ - - - -

530++

530+ - -

KomentářZde může být požadována proplachovaná ucpávka, popř. dvojitá ucpávka; pokud kapalina obsahuje aditiva. Přítomnost kyslíku s sebou nese riziko vzniku důlkové koroze komponentů z korozivzdorné oceli

Čerpané kapaliny

51


Paliva



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Letecké palivo

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost - +* -

60

++ -

60

+ - - -

60

++

KomentářNebezpečí výbuchu; nerozpustné ve vodě; vysoce hořlavé; může být požadována dvojitá ucpávka; teplota tuhnutí: –20 °C; bod vzplanutí: -40°C. * materiál těsnicí plochy ucpávky musí být SiCG

Motorová nafta


60

++ -

60

+ - - -

60

++

KomentářNerozpustná ve vodě; hořlavá; může být požadována dvojitá ucpávka; bod vzplanutí: +55°C. * materiál těsnicí plochy ucpávky musí být SiCG

Tryskové palivo


60

++ -

60

+ - - -

60

++

KomentářNebezpečí výbuchu; nerozpustné ve vodě; vysoce hořlavé; může být požadována dvojitá ucpávka; bod vzplanutí: +38°C. * materiál těsnicí plochy ucpávky musí být SiCG

Benzin


60

++ -

60

+ - - -

60

++

KomentářNebezpečí výbuchu; nerozpustné ve vodě; vysoce hořlavé; může být požadována dvojitá ucpávka; teplota tuhnutí: –20 °C; bod vzplanutí: -40°C. * materiál těsnicí plochy ucpávky musí být SiCG

Čerpané kapaliny

52


Syntetické a minerální oleje



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Ropa


20

++ -

20

± - - -

20

+ -

20

±

KomentářNebezpečí výbuchu; nerozpustná ve vodě; doporučuje se použití dvojité ucpávky; možná přítomnost nerozpustných částic v kapalině

Hydraulický olej nabázi minerálního oleje


90

+ -

100

++ -

90

+ -

90

+ -

100

++

KomentářNerozpustný ve vodě; při teplotách nad +60°C se doporučuje použití dvojité ucpávky; pro syntetický hydraulický olej je nutný materiál EPDM.

Motorový olej


90

+ -

120

++ -

120

++ -

90

+ -

120

++

Komentář Nerozpustný ve vodě

Silikonový olej


90100

+

90100

+

100100

+

140100++

90100

+

90100

+

90100

+

90100

+

100100

+

140100++

Komentář

Dehtový olej


90

+ -

140

++ -

90

+ -

90

+ -

140

++

KomentářPři teplotách nad +40°C se doporučuje použití proplachované, popř. dvojité ucpávky; v závis-losti na složení uhlovodíků dehtového oleje může být nutné použití materiálu FFKM (Kalrez).

Vazelínový olej


90

++ -

125

±-

90

± -

90

++ -

125

±

Komentář Nerozpustný ve vodě; možná přítomnost nerozpustných částic v kapalině

Čerpané kapaliny

53


Rostlinné oleje



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Kukuřičný olej


90

++ -

120

± -

120

± -

90

++ -

120

±


Olivový olej


90

++ -

120

± -

120

± -

90

++ -

120

±


Podzemnicový olej


90

++ -

120

± -

120

± -

90

++ -

120

±


Řepkový olej


90

++ -

120

± -

120

± -

90

++ -

120

±


Sojový olej


90

++ -

120

± -

120

± -

90

++ -

120

±


Čerpané kapaliny

54


Rozpouštědla



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Aceton(dimethylketon)CH

3COCH

3

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost - -

60100++ -

60100++ - - -

60100++ -

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, rozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky; bod vzplanutí: -18 °C

Perchloroethylen(tetrachlorethylen)C

2Cl

4


70

+ -

70

++ -

70

+ -

70

+ -

70

++

KomentářNerozpustný ve vodě; doporučuje se použití dvojité ucpávky (vysoce toxická kapalina); nutno vyloučit styk s hliníkem a mědí; jestliže kapalina obsahuje vodu, vzniká riziko koroze komponentů z korozivzdorné oceli.

Toluen(methylbenzen)C

6H

5CH

3

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost - - - - - - - - - -

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, nerozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky; bod vzplanutí: +4,4°C; nutný materiál FFKM (Kalrez).

Trichlorethylen (trichlorethen)C

2HCl

3


20

+ -

20

++ -

20

+ -

20

+ -

20

++

KomentářNerozpustný ve vodě; doporučuje se použití dvojité ucpávky (vysoce toxická kapalina); jestli-že kapalina obsahuje vodu, vzniká riziko koroze komponentů z korozivzdorné oceli.

Lakový benzín

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost - - -

60

++ -

60

+ - - -

60

++

KomentářNebezpečí výbuchu; hořlavý, nerozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky; bod vzplanutí: +41°C.

Xylen(dimethylbenzen)C

6H

4(CH

3)

2


KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, nerozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky (toxická kapalina); bod vzplanutí: +29°C; nutný materiál FFKM (Kalrez).

Čerpané kapaliny

55


Oxidační činidla



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Peroxid vodíkuH

2O

2


2030++

2030++

2030++

2030++

2030++

2030++ - - - -

Komentář Pro vysoké koncentrace se doporučuje použití dvojité ucpávky.

Chlornan sodný(bělicí činidlo)NaClO


201±

201± - - - - - - - -

Komentář Riziko důlkové koroze komponentů z korozivzdorné oceli..

Čerpané kapaliny

56


Organické sloučeniny



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Benzen (ligroin)C

6H

6


KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, toxický, nerozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky, bod vzplanutí: -11°C; doporučený materiál FFKM (Kalrez).

Butanol(butylalkohol)C

4H

7OH


40100

+

80100++

40100

+

80100

+ - -

40100

+

80100++

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, rozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky, bod vzplanutí: +37°C; * materiál těsnicí plochy musí být SiCG

HexanC

6H

14

Max. teplota [°C]Max. koncentrace [%]Vhodnost +* +* -

20100++ -

20100

+ - - -

20100++

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, nerozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky, bod vzplanutí: -22°C; * materiál těsnicí plochy musí být SiCG

IsopropylalkoholCH

3CHOHCH

3


70100

+

80100

+

70100

+

80100++

70100

+

80100

+

70100

+

80100

+

70100

+

80100++

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, rozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky, bod vzplanutí: +11,7°C.

NaftalenC

10H

8


80100++ -

80100

+ -

80100

+ -

80100++ -

80100

+

Komentář Nerozpustný ve vodě; hořlavý, doporučuje se použití dvojité ucpávky, bod vzplanutí: +79°C.

Propanol(propylalkohol)CH

3CH

2CH

2OH


80100

+

80100

+

80100

+

80100++

80100

+

80100

+

80100

+

80100

+

80100

+

80100++

KomentářNebezpečí výbuchu; vysoce hořlavý, rozpustný ve vodě; může být nutné použití dvojité ucpávky, bod vzplanutí: +22°C.

TriethanolaminN(C

2H

4OH)

3


6010++ -

6010+ -

6010+ -

6010++ -

6010+ -

Komentář Rozpustný ve vodě.

Čerpané kapaliny

57


Různé kapaliny



Kapalina


QQEGG

QQVGG

BQEGG

BQVGG

BVEGG

BVVGG

UUEGG

UUVGG

BUEGG

BUVGG

Jablečné víno


90

+

60

+

120

++

60

+

90

+

60

+

90

+

60

+

120

++

60

+

Komentář

Cukerná šťáva


90<100

++

80<100

+

120<100

±

80<100

±

90<100

±

80<100

±

80<100

++

90<100

+

120<100

±

80<100

±

Komentář Doporučuje se použití proplachované, popř. dvojité ucpávky.

Ocet


60<100

+

60<100

++

60<100

+

60<100

++

60<100

+

60<100

+

60<100

+

60<100

++

60<100

+

60<100

++

Komentář

Čerpané kapaliny

58


Návod k provádění diagnostiky poruch hřídelových ucpávekObecný návod k provádění diagnostiky typických poruch hřídelových ucpávek je obsažen v níže uvedené tabulce. Na následujících stranách jsou uvedeny příklady nejčastěj-ších příčin poruch ucpávek.

Diagnostika poruch hřídelových ucpávek

KomponentVýsledek vizuální kontroly

Možné příčiny poruchy

Abr

aze

Špat

né m

azán

í

Kon

tam

inac

e

Kor

oze

Špatná termoregulaceNesprávná mon-

tážPoruchy soustavy

Chla

zení

Zahř

íván

í

Smon

to-

vání

Um

ístě

ní

Špat

névy

rovn

ání

Průt

ok

Tlak

Tepl

ota

Špat

náve

ntila

ce

Čišt

ění

(údr

žba)

Vib

race

Ucpávka

Dobrý stav 1 1 2

Hlučný provoz 13 7 15 13 13 16

Zablokovaná 11 5

Zanesená 17/18 19

Těsnicí plochy

rozpadlé 18 11

otlučené 15 10 16

poleptané 18 11 5

odloupnuté 13 10

odřené 13 6

poškozené rýhami 18 20 8 15 19 7 4

s neúplnou dráhou

matované

napadené důlkovou korozí

ošoupané

nadměrně opotřebené 18 20 8 11 15 7 4 13 13 4 5

se změnou barvy 21 3

zanesené 9/17 22 15

s puchýři 18 24 23 10

zlomené 3 10 4 3 16

prasklé 11 13 10 13 3 16

Elastomery

otlučené 10 25

spálené 3 11 4 15 13 3

nabobtnalé 11 13 11

rozpadlé 28 12 3

zlomené 27 27

vytlačené 19 10 13 13

nalomené 10 27 28 27

Kovové části

opotřebované 26 28 13

zlomené 15 11 28 13 16

se změnou barvy 11 5

poleptané 11 5

napadené důlkovou korozí 11 5

Hřídel / trubka

opotřebovaná 11 14/26 28

nalomená 15 13

prasklá 15 13

napadená důlkovou korozí 11 5

59


Klíč k tabulce diagnostiky poruch hřídelových ucpávek

Porucha číslo Popis možných příčin poruchy

1Ucpávka se rozevírá následkem diferenciální dilatace mezi pevnými a rotačními částmi. Příčinou jsou usazeniny, které brání axiálnímu posunu rotačního kroužku ucpávky po hřídeli.

2 Ucpávka není nastavena na správnou pracovní délku a její těsnicí plocha tak není v kontaktu s pevným sedlem.

3Těsnicí plochy ucpávky pracují nasucho, čímž dochází k přehřívání. Velký krouticí moment na těsnicích plochách ucpávky vyrobených z tvrdého materiálu může generovat teplo, které se může přenášet na elementy ucpávky z elastomerů, jež tak mohou zatvrdnout, popř. shořet.

4 Uzavřené šoupátko na výtlaku čerpadla může způsobit přehřátí, popř. poruchu č. 3.

5 Chemická reakce s oxidačním činidlem, např. s kyselinou dusičnou.

6 Nedostatečný přítok na výměník tepla, popř. na chlazené duté sedlo s následkem poruchy č. 3.

7 Přetlak způsobený nesprávnou montáží nebo nesprávnou pracovní délkou ucpávky s následkem poruchy č. 3.

8Nerozpustné částice, jako např. krystalky hydroxidu sodného, vysrážené z čerpané kapaliny na kontaktních těsnicích plochách ucpávky. Použij-te ucpávku se styčnými těsnicími plochami z tvrdého materiálu, popř. proplachovanou ucpávku.

9Těkavé složky čerpané kapaliny se odpařují v ucpávkové mezeře a zanechávají na styčných těsnicích plochách ucpávky vazkou lepivou vrstvu. Použijte ucpávku se styčnými těsnicími plochami z tvrdého materiálu, popř. dvojitou ucpávku.

10 Poškození v důsledku neopatrného zacházení nebo nadměrného tlaku.

11 Materiály ucpávky nejsou chemicky odolné proti účinkům čerpané kapaliny nebo v ní obsažených kontaminujících látek.

12 Došlo k rozkladu materiálu následkem teplot přesahujících povolené mezní hodnoty.

13 Ucpávka byla vystavena tlaku, popř. teplotě převyšující povolené mezní hodnoty.

14 Neustálé odstraňování pasivního filmu v důsledku relativního pohybu.

15 Tlak v soustavě je nižší než hodnota tlaku par nebo je těsně u této hodnoty.

16 Zkontrolujte ložiska.

17 Čerpaná kapalina je nasycena látkami vytvářejícími vodní kámen.

18 Nerozpustné látky v čerpané kapalině. Nutné použití ucpávky s těsnicími plochami z tvrdého materiálu.

19 Nesprávně provedená montáž.

20 Nutné použití ucpávky s chlazením typu “air-cooled top” k zajištění delší životnosti.

21 V důsledku koroze má karbid wolframu matně šedou nebo zelenou barvu.

22V případě, že čerpadlo není elektricky uzemněno vůbec nebo je uzemněno nesprávně, se působením elektrolýzy mohou na těsnicích plochách ucpávky vytvářet povlaky kovu, jako např. mědi.

23 Ve vodě, která má vodivost nižší než 5 µS/cm, některé materiálové varianty SiC korodují. Používejte ucpávky s těsnicími plochami Qg.

24 Nadměrné teplo může způsobovat puchýřkování uhlíku. Snižte otáčky, zatížení pružiny nebo tlak, popř. použijte uhlík impregnovaný kovem.

25 Prvky z elastomerů jsou umístěny na neočištěném povrchu.

26 Sedlo není vyrovnáno. Zkontrolujte, zda na těsnicích plochách ucpávky nejsou nečistoty nebo usazeniny.

27Nesprávné vyrovnání ucpávky, porucha č. 26, nebo vibrace, porucha č. 16, může mít za následek nahromadění tepla a výbuch v důsledku dekomprese.

28 Režim start/stop při nadměrném tlaku v soustavě a při použití ucpávky s těsnicími plochami z tvrdého materiálu.

Diagnostika poruch hřídelových ucpávek

60


Zdroje dokumentace výrobkůKromě tištěných katalogů nabízí Grundfos ještě následující zdroje dokumentace svých výrobků:• WinCAPS• WebCAPS

WinCAPSWinCAPS je program pro volbu výrobku pomocí počítače na bázi operačního systému Windows, který obsahuje infor-mace o více než 90.000 výrobcích firmy Grundfos.

WinCAPS, jenž je k dostání na CD-ROM ve více než 15 jazy-cích, poskytuje:• podrobné technické informace• možnost volby optimálního čerpadla• rozměrové náčrtky každého čerpadla• podrobnou servisní dokumentaci• montážní a provozní předpisy• schémata elektrického zapojení každého čerpadla

Další dokumentace výrobků

176

cd-w

incaps

WinCAPS

TP_50.book Page 176 Wednesday, April 28, 2004 8:53 AM

Obr. 66 WinCAPS CD-ROM

Klikněte na Catalogue (Katalog) a zvolte výrobek z obsáhlého kata-logu výrobků.

Klikněte na Sizing (Dimenzování) a vyberte nejvhodnější výrobek pro danou aplikaci

Obr. 67 WinCAPS

61


WebCAPSWebCAPS je program pro volbu výrobku pomocí počítače na bázi webové sítě a webové verze programu WinCAPS.

Program WebCAPS je přístupný na domovské stránce firmy Grundfos www.grundfos.com a poskytuje:

• podrobné technické informace• rozměrové náčrtky každého čerpadla• schémata elektrického zapojení každého čerpadla

Další dokumentace výrobků

177

Web

CAPS

TP_50.book Page 177 Wednesday, April 28, 2004 8:53 AM

Klikněte na Catalogue (Katalog) a zvolte výro-bek z obsáh-lého katalogu výrobků.

Klikněte na Replacement (Záměna) a zvolte patřič-nou náhradu za stávající čer-padlo v dané instalaci.

Klikněte na Literature (Dokumen-tace) a stáhněte si dokumentaci firmy Grundfos, přičemž prochá-zejte výrobním programem nebo provádějte vyhledávání specific-kého výrobku. Technická doku-mentace obsahuje:- katalogy- montážní a provozní předpisy- servisní příručky apod.

Klikněte na Product search (Hledání vý-robku) a zvolte výrobek z ob-sáhlého kata-logu výrobků.

Klikněte na Units (Jednotky) a zvolte vámi preferované jed-notky měření:- jednotky nastavené výrobcem- jednotky SI- jednotky US

Klikněte na Service (Servis) a obdržíte informace o servisních soupravách a náhrad-ních dílech.

Jste-li registrovaný uži-vatel, klikněte na Log in (Přihlášení) a:- uložte své nastavení- definujte a uložte

své vlastní jednotky měření

- uložte osobní informace

Klikněte na Language (Jazyk) a zvolte příslušný jazyk.

Obr. 68 WebCAPS

62

63

Grundfos v České a Slovenské republice

Změna technických údajů a vyobrazení vyhrazena

96 51 98 75 01 04 - GCZ 08.04 CZ

Naším krédem je odpovědnostToto krédo naplňujeme myšlením dopředu

Podstatou myšlení dopředu jsou inovace

www.grundfos.com

Documents

výpočet přítlačné síly na těsnění