Торцевые уплотнения (конструкци).

Уплотнительное устройство — устройство или способ предотвращения или уменьшения утечки жидкости, газа путём создания преграды в местах соединения между деталями машин (механизма) состоящее из одной детали и более. Существуют две большие группы: неподвижные уплотнительные устройства (торцевые, радиальные, конусные) и подвижные уплотнительные устройства (торцевые, радиальные, конусные, комбинированные).

Неподвижные уплотнительные устройства:

·герметик (вещество с высокой адгезией к соединяемым деталям и нерастворимое в запорной среде);

·прокладки из различных материалов и различной конфигурации;

·кольца круглого сечения из эластичного материала[1];

·уплотнительные шайбы;

·пробки;

·применение конусной резьбы;

·контактное уплотнение.

Подвижные уплотнительные устройства (позволяют совершать различные движения, такие как: осевое перемещение, вращение (в одном или двух направлениях) или сложное движение):

·канавочные уплотнения;

·лабиринты;

·кольца круглого сечения из эластичного материала;

·войлочные кольца;

·маслоотражательные устройства;

·манжеты различной конфигурации;

·лепестковое уплотнение;

·шевронные многорядные уплотнения;

·сальниковые устройства;

·сильфонные уплотнения;

·торцевые механические уплотнения;

·торцевые газовые уплотнения.

ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ - ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Торцевым уплотнением называют герметизирующее устройство машины (насоса, компрессора, мешалки, центрифуги и др.) между ее корпусом и валом для разделения полостей высокого и низкого давлений, выполненное в виде пары трения торцовых поверхностей двух деталей, одна из которых закреплена на валу, а вторая - в корпусе машины.

Торцевое уплотнение является представителем устройств с парой трения, к которым принадлежат также и упорные подшипники скольжения, для функционирования которых необходим подвод смазки в пространство между трущимися поверхностями. Отличие торцовых уплотнений от упорных подшипников по характеру работы состоит в том, что трущаяся пара торцовых уплотнений должна работать в условиях не всегда постоянного перепада давления и минимального расхода смазывающей среды, а упорные подшипники должны работать в условиях расчетного оптимального перепада давления и с расходом смазывающей среды, обеспечивающих достаточный теплосъем от пары трения.

В качестве смазки в торцовых уплотнениях в подавляющем большинстве случаев используется уплотняемая среда.

Торцовые уплотнения относятся к контактным типам уплотнений. Характер трения может находиться в диапазоне от контактного трения, связанного с непосредственным взаимодействием поверхностей уплотняющей пары колец, до трения гидродинамического, связанного с течением уплотняемой среды в узкой щели между торцовыми поверхностями. Наименее напряженным для торцовых уплотнений является период работы, при котором контакт торцовых уплотняющих поверхностей пары колец осуществляется в условиях невращающегося вала, а также на начальном этапе вращения вала. В процессе выхода на режимную работу и при работе на штатном режиме процессы трения между уплотняющими поверхностями колец обусловлены значительными тепловыделениями и нагрузками от давления уплотняемой среды.

1.1. ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ - ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

В общем случае торцевое уплотнение содержит два кольца:

— невращающееся кольцо, расположенное в корпусе;

- вращающееся кольцо, расположенное на валу машины .

Одно из этих колец должно иметь возможность аксиального перемещения, для чего в конструкции узла торцового уплотнения обязательно присутствует упругий поджимной элемент (пружина, сильфон, мембрана), составляющий вместе с нажимной втулкой и вращающимся уплотнительным кольцом аксиально-подвижный блок (или поджимной узел). Этот упругий элемент обеспечивает контакт торцовых поверхностей в сопряжении вращающегося и невращающегося колец пары при отсутствии поджимающей силы от давления среды.