Что такое толкающее механическое уплотнение?

Механическое уплотнение толкателя — это специализированное уплотнительное устройство, предназначенное для предотвращения утечки жидкости во вращающемся оборудовании, таком как насосы и компрессоры. Этот тип уплотнения использует подпружиненный механизм для поддержания постоянного контакта между уплотнительными поверхностями, обеспечивая оптимальную производительность и надежность в сложных промышленных условиях.

В этой статье блога мы подробно рассмотрим тонкости работы толкающих механических уплотнений, изучим их компоненты, принципы работы и основные преимущества.

Что такое толкающее механическое уплотнение?

Механическое уплотнение толкателя — это тип механического уплотнения, предназначенного для предотвращения утечки жидкостей или газов между вращающимся валом и неподвижным корпусом. Оно состоит из вращающегося уплотнительное лицо, обычно изготавливаемое из твердого материала, такого как карбид кремния или карбид вольфрама, и неподвижную уплотнительную поверхность, обычно изготавливаемую из более мягкого материала, такого как углерод или керамика.

Вращающаяся уплотнительная поверхность установлена на валу, а неподвижная уплотнительная поверхность закреплена на корпусе. Пружинный механизм оказывает давление на уплотнительные поверхности, прижимая их друг к другу для создания герметичного уплотнения. Эта сила пружины гарантирует, что уплотнительные поверхности сохраняют контакт даже в условиях изменяющегося давления и температуры.

Толкатель механические уплотнения названы так из-за способа, которым пружинный механизм «сталкивает» поверхности уплотнения. Пружина расположена за неподвижной поверхностью уплотнения и компенсирует любой износ или несоосность, которые могут возникнуть во время работы. По мере износа поверхностей уплотнения пружина продолжает сталкивать их, поддерживая постоянное уплотнение.

Как работают механические уплотнения Pusher

Принцип работы толкающего механического уплотнения основан на точном взаимодействии между его компонентами. Статор обычно устанавливается в корпусе уплотнения, а ротор крепится к вращающемуся валу. Поверхности уплотнения удерживаются в тесном контакте за счет комбинации гидравлического давления и силы пружины.

При вращении вала поверхность ротора движется вместе с ним, поддерживая тонкую пленку жидкости между поверхностями уплотнения. Эта пленка жидкости, часто толщиной всего в несколько микрон, предотвращает прямой контакт между поверхностями и минимизирует износ. Уплотнительное давление поддерживается силой пружины, прижимающей поверхность ротора к поверхности статора, а также гидравлическим давлением, действующим на заднюю сторону ротора.

Для компенсации осевого перемещения вала и несоосности в механических уплотнениях толкателя используются вторичные уплотнительные элементы, такие как кольца круглого сечения или кольца V-образного сечения. Эти элементы располагаются между ротором и втулкой, что обеспечивает некоторую степень перемещения при сохранении целостности уплотнения.

Преимущества толкающих механических уплотнений

Компактный и экономичный

Одним из основных преимуществ является их простая, компактная конструкция по сравнению с другими типами механических уплотнений. Основные компоненты толкающего уплотнения — уплотнительное кольцо, ответное кольцо и вторичные уплотнения — обеспечивают компактную сборку, которую легко модернизировать во многих типах вращающегося оборудования без серьезных модификаций.

Эта простая, компактная конструкция также делает толкающие уплотнения очень экономичными. Они экономичны в производстве и часто являются наименее дорогим типом механического уплотнения.

Универсальный и надежный

Механические уплотнения Pusher также очень универсальны и надежны в широком спектре общих применений. Хотя они не подходят для экстремальных давлений, они обеспечивают надежную производительность уплотнения и длительный срок службы в большинстве случаев до 200 фунтов на квадратный дюйм. Динамические уплотнительные кольца компенсируют движение вала и поддерживают уплотнительный контакт для надежной работы.

Недостатки толкающих механических уплотнений

Ограниченная способность давления

Одним из недостатков толкающих механических уплотнений является их ограниченная способность выдерживать высокие давления по сравнению с другими типами уплотнений, такими как сильфоны и мембранные уплотнения. Динамическое уплотнительное кольцо, которое обеспечивает осевую нагрузку в толкающем уплотнении, имеет тенденцию выдавливаться и разрушаться при очень высоких давлениях, обычно выше 200 фунтов на кв. дюйм. Это ограничение давления делает толкающие уплотнения непригодными для некоторых требовательных приложений с высоким давлением.

Уязвим к сухому ходу

Механические уплотнения Pusher также более уязвимы к повреждениям при сухом ходе, чем конструкции без Pusher. Если поверхности уплотнения работают всухую без надлежащей смазки уплотняемой жидкостью, высокое трение и тепло могут быстро разрушить поверхности уплотнения из углерода и керамики. Динамические вторичные уплотнения также склонны к выгоранию при сухом ходе.

Более высокие скорости утечек

Другим потенциальным недостатком механических уплотнений с толкателем является то, что они, как правило, имеют немного более высокие показатели утечки, чем уплотнения без толкателя, особенно по мере их износа с течением времени. Механизм осевой нагрузки уплотнения с толкателем обеспечивает менее точный контакт поверхностей, чем пружинная или сильфонная нагрузка.

Применение толкающих механических уплотнений

Нефтехимическая переработка

Механические уплотнения Pusher широко используются в нефтехимическом оборудовании, таком как насосы, миксеры и компрессоры. Они хорошо подходят для герметизации органических химикатов, углеводородов и других жидкостей, распространенных на нефтеперерабатывающих и химических заводах.

Целлюлозно-бумажная промышленность

В целлюлозно-бумажной промышленности также широко используются толкающие механические уплотнения. Они встречаются в варочных котлах, валках бумагоделательных машин, мешалках, вентиляторных насосах и т. д. Толкающие уплотнения, изготовленные из соответствующих эластомеров, надежно справляются со сложными требованиями к совместимости жидкостей с химикатами и технологическими жидкостями бумажной промышленности.

Вода и сточные воды

Уплотнения толкателя также являются обычным выбором для оборудования по очистке воды и сточных вод. Умеренное давление и благоприятные свойства жидкости в большинстве применений с водой хорошо подходят для уплотнений толкателя. Их компактная, экономичная конструкция делает их практичным выбором для многих насосов, миксеров и другого вращающегося оборудования, используемого для очистки муниципальных и промышленных вод и сточных вод.