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 торцевых 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 торцевых уплотнений от упорных подшипников по характеру работы состоит в том, что трущаяся часть торцевых уплотнений должноа 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 расходом смазывающей среды, обеспечивающих достаточный теплосъем от пары трения.
В качестве смазки в торцевых уплотнениях в подавляющем большинстве случаев используется уплотняемая среда.
Торцевые уплотнения относятся к контактным типам уплотнений. Характер трений 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 торцевыми поверхностями. Наименее напряженным для торцевых уплотнений является период работы, при котором контакт торцевых уплотняющих поверхностей пары колец осуществляется в условиях не вращающегося 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.
В общем случае торцевое уплотнение содержит два кольца:
Одно из этих колец должно иметь возможность аксиального перемещения, для чего в конструкции узла торцевого 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 торцевых поверхностей в сопряжении вращающегося и не вращающегося колец пары при отсутствии поджимающей силы от давления среды.
Кроме того, обязательными элементами узла торцевого уплотнения являются вспомогательные (или вторичные) уплотнения между вращающимся блоком и ротором, между статорным блоком и корпусом, а также устройства фиксации уплотняющих колец (установочные винты, приводные штифты), служащие для привода вращающегося кольца и фиксации от углового смещения (проворота) относительно корпуса, не вращающегося кольца.
Выбор и применение торцевых уплотнений в изделиях диктуется экономическими соображениями. При этом принимаются во внимание следующие факторы:
Качество функционирования торцевого уплотнения обуславливает ряд факторов:
Детализация этих факторов и их связь с утечкой через уплотнение, надежностью, долговечностью узла уплотнения и т.д. зависят от следующих параметров и характеристик:
Для удовлетворения нужд потребителей производители разрабатывают и выпускают большое число типов уплотнений, значительно различающихся как по внешнему исполнению, так и по составу и выполнению входящих в них деталей.
Каждая из фирм производителей торцевых уплотнений предлагает потребителям проверенные на практике конструкции узлов уплотнений, ориентированные обычно на применение в насосах или мешалках, в виде ряда типоразмеров для различных условий работы по давлениям и свойствам уплотняемых сред.
Выбор той или иной конструкции торцевого уплотнения для герметизации ротора, применительно к конкретному изделию, зависит от конструктивных особенностей этого изделия, условий эксплуатации, от параметров его нагружения (давления, частоты вращения ротора) и свойств уплотняемой среды. К ним относятся: агрегатное состояние, температура, вязкость, содержание взвешенных твердых частиц и солей, химическая агрессивность по отношению к конструкционным материалам, токсичность, воспламеняемость и т.д.
Способные выполнять самый широкий диапазон задаваемых условий эксплуатации узлов торцевых уплотнений выполняются из небольшого набора деталей с использованием типовых конструкционных решений, которые можно идентифицировать и ввести в рамки определенной классификации этого вида уплотнений.
Спасибо, ваше сообщение успешно отправлено. Мы обязательно свяжемся с вами через указанный адрес электронной почты.
