Введение
Уплотнение, созданное двумя вращающимися частями, прижатыми друг к другу своими торцевыми поверхностями. В машиностроении торцевое механическое уплотнение (часто сокращаемое до механического уплотнения) – это тип уплотнения, используемый во вращающемся оборудовании, таком как насосы, смесители, вентиляторы и компрессоры. Во время работы насоса жидкость может вытекать из насоса между вращающимся валом и неподвижным корпусом насоса. Поскольку вал вращается, предотвратить эту утечку может быть затруднительно. В ранних моделях насосов для герметизации вала использовалась механическая набивка (также известная как сальниковая набивка). После Второй мировой войны механические уплотнения заменили набивку во многих областях применения. Торцевое механическое уплотнение использует как жесткие, так и гибкие элементы, которые поддерживают контакт на уплотняющей поверхности и скользят друг относительно друга, позволяя вращающемуся элементу проходить через герметичный корпус. Элементы подвергаются гидравлической и механической нагрузке с помощью пружины или другого устройства для поддержания контакта. Для аналогичных конструкций, использующих гибкие элементы, см. радиальное уплотнение (или "губное уплотнение") и уплотнительное кольцо.
In mechanical engineering, an end face mechanical seal (often shortened to mechanical seal) is a type of seal used in rotating equipment, such as pumps, mixers, blowers, and compressors. When a pump operates, the liquid could leak out of the pump between the rotating shaft and the stationary pump casing. Since the shaft rotates, preventing this leakage can be difficult. Earlier pump models used mechanical packing (otherwise known as gland packing) to seal the shaft. Since World War II, mechanical seals have replaced packing in many applications. An end face mechanical seal uses both rigid and flexible elements that maintain contact at a sealing interface and slide on each other, allowing a rotating element to pass through a sealed case. The elements are both hydraulically and mechanically loaded with a spring or other device to maintain contact. For similar designs using flexible elements, see radial shaft seal (or "lip seal") and O ring.
Основы механической уплотнения
Торцевое механическое уплотнение состоит из вращающихся и неподвижных элементов, плотно прижатых друг к другу механическими и гидравлическими силами. Несмотря на плотное прилегание этих элементов, небольшая утечка происходит через зазор, обусловленный шероховатостью поверхности.
Печатный кольцо
По определению, уплотнительное кольцо является осевым гибким элементом торцевого механического уплотнения. Конструкция уплотнительного кольца должна обеспечивать минимизацию деформации и максимальный теплоотвод, с учетом вторичного уплотнительного элемента, механизма привода, пружины и удобства сборки. Многие уплотнительные кольца включают в себя диаметры уплотнительных поверхностей, хотя это и не является обязательным требованием для первичного кольца. Уплотнительное кольцо всегда содержит балансировочный диаметр. Форма уплотнительного кольца может значительно варьироваться в зависимости от используемых конструктивных особенностей. Фактически, форма кольца часто является наиболее характерным признаком уплотнения.
Особенности конструкции
Отдельные компоненты механических уплотнений для торцевых поверхностей могут быть спроектированы с такими элементами, как: Когда компоненты предварительно собираются на гильзу и крышку, полная сборка называется картриджным уплотнением. Эту полную сборку можно легко надеть на вал и закрепить болтами, что снижает вероятность ошибок при установке. Некоторые картриджные уплотнения используют стандартные детали уплотнения, в то время как другие могут использовать детали специального назначения. API 682 устанавливает, что стандарту соответствуют только картриджные уплотнения.
Ротационные и стационарные пружины
Печатным кольцом или прижимным кольцом может быть вращающийся элемент. Уплотнения с вращающимися печатными кольцами называются "вращающимися"; уплотнения с неподвижными печатными кольцами называются "неподвижными". Поскольку пружины всегда связаны с печатными кольцами, иногда проводят различие между "вращающимися пружинами" и "неподвижными пружинами". Для удобства в большинстве оборудования используются вращающиеся уплотнения; однако неподвижные уплотнения имеют некоторые преимущества перед вращающимися уплотнениями. В небольших, серийно выпускаемых уплотнениях для несложных условий эксплуатации, всё уплотнение может быть помещено в корпус, который минимизирует требования к валу и корпусу оборудования. Неподвижные уплотнения также с успехом используются в больших размерах или при высоких скоростях вращения.
Однократный или многократный
При классификации механических уплотнений торцевых поверхностей по конфигурации, первоочередным является определение, используется ли один набор уплотняющих поверхностей или несколько. Если используется несколько наборов, то определяют, являются ли они ненагруженными или нагруженными.
Тандровые тюлени
Тандемное уплотнение состоит из двух комплектов первичных уплотнительных поверхностей, а пространство между этими уплотнениями заполнено совместимой жидкостью низкого давления, называемой буферной жидкостью. За состоянием этой буферной жидкости/пространства можно осуществлять мониторинг для оценки работы узла. К сожалению, определение "тандемного уплотнения" часто формулировалось неоднозначно. В частности, тандемное уплотнение обычно описывали как два уплотнения, направленных в одну сторону, то есть расположенных лицом к спине. Такая ориентация не является необходимой для функционирования данной конфигурации, и API в стандарте API 682 предпочло использовать термин Arrangement 2 вместо термина "тандемное уплотнение".
Двойные уплотнения
Двойное уплотнение состоит из двух комплектов первичных уплотнительных поверхностей, а пространство между этими уплотнениями заполнено совместимой жидкостью под давлением, называемой барьерной жидкостью. Это пространство/барьерная жидкость может контролироваться для оценки работоспособности узла. К сожалению, определение "двойного уплотнения" часто формулировалось неоднозначно. В частности, двойное уплотнение обычно описывалось как два уплотнения, направленных в противоположные стороны, то есть в конфигурации "спина к спине". Такая ориентация не является обязательной для функционирования данной конструкции, и API в стандарте API 682 предпочло использовать термин Arrangement 3 вместо термина "двойное уплотнение".