Торцеві ущільнення

торцеві ущільнення застосовуються для виключення підтікання валів обладнання. Згідно до специфіції нашого сайту тут будуть розглянуті торцеві ущільнення, що застосовуються для ущільнення валів насосів і перемішувачів (бовтниць).

Аксіальне торцеве ущільнення в загальному вигляді складається з двох принципових частин: рухомій і нерухомій. Нерухома частина являє собою кільце, що закріплене в корпусі насоса. Рухома частина являє собою відвітне кільце, що за допомогою пружини притиснуте до нерухомого кільця. Рухома частина закріплена на валу і обертається разом з ним.

середовище, що ущільнюється може просочуватися через торцеве ущільнення в двох напрямках: між рухомим і нерухомим кільцями і через щілину між рухомим кільцем і валом. Просочуванню між рухомим і нерухомим кільцем торцевого перешкоджає герметизація контактом між деталями; просочуванню через зазор між рухомим кільцем і валом - герметизація кільцями або сильфонами і т.д. з еластомерних, полімерних та інших матеріалів.

Вочевидь, що ущільнення між рухомим кільцем і валом працює в значно більш легких умовах, ніж між рухомим і нерухомим кільцем.

У той, що застосовується рідше, інвертованій схемі подпружінене кільце нерухоме щодо валу.

Основною перевагою аксіальних торцевих ущільнень є те, що знос тертьових поверхонь компенсується переміщенням кільця в осьовому напрямку під дією пружини. Воно зберігає герметичність за рахунок поступового стирання робочих кілець, в першу чергу м`якого, яке звичайно знаходиться в рухомій частині. При правильному виборі матеріалу, і використанні незначної кількості мастильного матеріалу торцеве ущільнення може працювати протягом довгого часу при хорошому стані поверхонь, що контактують і які забезпечують надійну герметизацію.

При наявності тиску в порожнині контактуючи поверхні навантажені не тільки силою пружини, а й силами тиску. Така конструкція торцевого ущільнення називається нерозвантаженою. У деяких випадках торцеві ущільнення виконуються розвантаженими, тобто конструкція виконується збалансованою по тиску. Для поверхонь тертя кілець застосовують пари, що мають низький коефіцієнт тертя: сталь - бабіт, загартована або азотований сталь - бронза, графітові та вугільні композиції, кераміка, композити.

У найбільш відповідальних випадках застосовують тверді стопи на основі карбіду вольфраму литі і металокерамічні в парі один з одним або з більш м`якими матеріалами. Поверхні тертя обробляють до шорсткості Ra = 0,16 -г 0,32 мкм.

Для поліпшення герметичності на поверхнях тертя іноді виконують дрібні кільцеві канавки.

Рухливі кільця повинні бути добре спрямовані по циліндричних поверхнях, причому повинна бути забезпечена сувора перпендикулярність щодо циліндричної напрямної поверхні. Також повинна бути забезпечена паралельність рухомого і нерухомого кілець. Застосовувана конструкція рухомого кільця, що самовстановлюється забезпечує більш надійний контакт між ущільнювальними поверхнями.

У деяких випадках достатньо застосування найпростішої конструкції у вигляді пластмасового кільця, встановленого в замкнутій кільцевій порожнині і притискувана до стінок порожнини дією різниці тисків по обидві сторони.

Для підвищення надійності встановлюють послідовно дві пари кілець. Така конструкція називається подвійним торцевим ущільненням. Дві пари кілець, розташовані одним з трьох можливих способів: «спина-до-спині» («back-to-back»), тобто два нерухомих кільця знаходяться в середині торцевого ущільнення, обличчям-до-обличчя »(« face-to -face »), тобто два пружних рухомих кільця знаходяться в середині торцевого ущільнення і тандем, коли дві пари кілець послідовно спрямовані в одну сторону.

У заглибних насосах, що працюють в середовищі, що містить абразивні включення, існує підвищена ймовірність пошкодження торцевого ущільнення. Одночасно з цим порушення герметичності і протікання середовища в двигун загрожують серйозною поломкою насоса. Для таких насосів застосовують подвійне торцеве ущільнення у так званій оливній камері, тобто в порожнину між двома парами кілець закачується олива. Вона створює додатковий опір протіканню, а крім того служить для змащування кілець торцевого ущільнення.

У хімічній, мікробіологічної, фармацевтичної і т.п. промисловостях на насосах і перемішуючих пристроях, де є жорсткі вимоги з ізолювання технологічного процесу від взаємодії з навколишнім середовищем застосовуються подвійні торцеві ущільнення з затвором. Сенс конструкції такого торцевого ущільнення полягає в тому, що в камеру між двома парами кілець під тиском, кілька перевищує робочий тиск в обладнанні закачується так зване затворне середовище. В якості затворного середовища використовують рідини, оливи, очищене повітря, тобто середовища, які сумісні з конкретним технологічним процесом. Так як в торцевих ущільненнях особливо для валів великого діаметру, що працюють з великим надлишковим тиском, або навпаки в стані вакууму протікання неминуче, затворне середовище, проникаючи в обладнання не завдає шкоди технологічному процесу.