Модернизированные дренажные насосы Drauflos

Дренажные насосы в составе станций биологической очистки (СБО) работают в условиях повышенной нагрузки. Агрессивная среда, абразивные частицы и частые циклы включения оказывают наибольшее воздействие на узлы герметизации и вращающиеся элементы.

Для повышения надежности и увеличения срока службы дренажных насосов серий DF7500 и DF250C наши инженеры совместно с заводом-изготовителем провели модернизацию конструкции.

Первым этапом работы стало изучение статистики отказов. Исследование экземпляров с наработкой свыше 1000 часов показало, что основными причинами выхода из строя являются:

• Течь сальникового уплотнения вала.
• Негерметичность ввода электрокабеля.

Попадание влаги внутрь корпуса приводило к повреждению электродвигателя и ускоренному выходу насоса из строя.

Основные технические доработки насосов Drauflos

В ходе модернизации реализован комплекс изменений:

• Новый сальник вала с манжетой типа V-Seal.
• Усиленное уплотнение ввода электрокабеля.
• Прецизионная обработка вала.
• Улучшенная балансировка рабочего колеса.
• Система плавного старта электродвигателя.

Подробное описание каждого технического решения

Манжеты V-Seal из нитрильного каучука

В сальниковом уплотнении применены манжеты V-Seal, изготовленные из нитрильного каучука N41 (поставщик — Eneos, Япония).

Техническая справка: “Нитрильный каучук N41 (сополимер бутадиена и акрилонитрила с содержанием акрилонитрила 28-30%) из которого изготовлены манжеты обеспечивает превосходную стойкость к минеральным маслам, нефтепродуктам, кислотам и щелочам при сохранении гибкости, в отличие от натурального каучука или коммерческих смесей с низким содержанием акрилонитрила”

В узле используется специализированная смазка FUCHS, рассчитанная на работу во влажной и химически активной среде.

Конструкция манжеты V-Seal относится к типу осевых уплотнений. Гибкая уплотнительная кромка компенсирует биение вала и возникающие вибрации. При увеличении оборотов за счет центробежной силы происходит снижение контактного давления в зоне трения.

Такой режим работы:

• Уменьшает тепловую нагрузку.
• Снижает механический износ.
• Увеличивает срок службы уплотнения при частых пусках.

По сравнению с традиционными радиальными манжетами данное решение обеспечивает существенно больший ресурс.

Усиленная герметизация кабельного ввода

В модернизированных насосах Drauflos применены уплотнительные элементы из высококачественного эластомера с доработанной геометрией профиля.

Данная конструкция обеспечивает:

• Равномерное обжатие кабеля по всей окружности.
• Стабильную герметичность при вибрационных нагрузках.
• Сохранение плотности уплотнения при длительной эксплуатации.

По сравнению со стандартными кабельными вводами, новая конструкция обеспечивает более высокий уровень влагозащиты.

Прецизионная обработка вала

Вал насосов проходит финишную механическую обработку с обеспечением биения не более 0,04 мм. Данный допуск относится к классу высокоточной обработки и достигается за счет применения специализированного оборудования и контроля на завершающем этапе производства.

Минимизация биения:

• Снижает уровень вибраций.
• Обеспечивает равномерный контакт манжет с поверхностью вала.
• Замедляет износ сальникового узла.

Это повышает надежность насоса при длительной эксплуатации, включая режимы с частыми пусками и работу в загрязненной среде.

Улучшение балансировки рабочего колеса

Точная балансировка рабочего колеса устраняет вибрации, ускоряющие износ компонентов насоса. Как результат — плавная работа, сниженная нагрузка на подшипники и крепеж, предотвращение их ослабления и продление срока службы узлов. В сочетании с прецизионной обработкой вала это обеспечивает увеличение общего ресурса насоса.

Система плавного старта электродвигателя

При обычном пуске индукционный двигатель потребляет пусковой ток в 5-10 раз превышающий номинальный, создавая пиковый момент до 3 раз выше рабочего, что вызывает ударные нагрузки на вал, подшипники и обмотки.

В модернизированных насосах внедрена система плавного старта на тиристорной основе. Она обеспечивает постепенный набор напряжения на обмотках двигателя и исключает пиковые пусковые токи.

Важно отметить, что штатной особенностью системы является задержка запуска до 20 секунд и выход на номинальный режим в течение последующих 30 секунд.

Результаты испытаний

После внедрения конструктивных доработок насосы прошли серию нагрузочных испытаний в условиях, максимально приближенных к реальной эксплуатации в составе СБО.

Износ оценивался при наработке порядка 1000 часов. На фото показано состояние вала с новым сальниковым узлом (справа): износ минимален, геометрия рабочей поверхности сохранена. Вал со старым типом сальника (слева) при той же наработке имеет выраженное истирание в зоне контакта.

По результатам испытаний:

• Ресурс работы — свыше 6000 часов.
• Количество циклов включения-выключения до отказа — 60 000–70 000.

По данным серийного производства доля отказов по причине заводского брака снижена более чем в два раза и в настоящее время составляет менее 0,5 %.

Модернизированные насосы можно отличить по литере V после серийного номера.

Сравнение насосов до и после модернизации

Итог модернизации

Таким образом, насосы Drauflos благодаря внедрению технических решений:

• Усиленного, устойчивого к щелочам и кислотам сальника.
• Улучшенной герметизации ввода кабеля.
• Прецизионной обработки вала.
• Идеальной балансировки колеса насоса.
• Механизма плавного старта.

— имеют значительно больший, подтвержденный испытаниями ресурс работы в сильно загрязненной воде по сравнению с аналогами! Не рекомендуется их замена на распространенные коммерческие варианты насосов, которые в агрессивной химической среде станций биологической очистки быстро теряют герметичность, корродируют и выходят из строя.