Что такое механическое уплотнение

Что такое механическое уплотнение

Механическое уплотнение — это устройство, используемое для герметизации вращающегося вала насоса, смесителя или другого вращающегося оборудования для предотвращения утечки технологической жидкости. Он состоит из неподвижной части (сальника) и вращающейся части (уплотнительного кольца), которые удерживаются вместе силой пружины и давлением жидкости, создавая уплотнение между двумя поверхностями.

Механические уплотнения широко используются в различных отраслях промышленности, включая химическую, нефтегазовую, фармацевтическую и водоочистную.

Как работают механические уплотнения

Основной принцип механического уплотнения заключается в создании барьера между технологической жидкостью и атмосферой.

Поверхности уплотнения перпендикулярны валу и удерживаются вместе за счет силы пружины и давления жидкости. Вращающееся уплотнительное кольцо прикреплено к валу, а неподвижное уплотнительное кольцо прикреплено к корпусу насоса.

При вращении вала между поверхностями уплотнения создается тонкая пленка жидкости, которая предотвращает прямой контакт и сводит к минимуму износ. Пленка жидкости также помогает охлаждать и смазывать поверхности уплотнения, обеспечивая надежную работу и продлевая срок службы уплотнения.

Конструкция механического уплотнения

Детали механического уплотнения

Типичный механическое уплотнение состоит из нескольких основных компонентов:

• Неподвижная часть (сальник): размещает неподвижное уплотнительное кольцо и обеспечивает соединение с корпусом насоса.
• Вращающаяся часть (уплотнительное кольцо): крепится к вращающемуся валу и создает первичное уплотнение относительно неподвижного уплотнительного кольца.
• Вторичные уплотнения: Уплотнительные кольца, прокладки или сильфоны, которые предотвращают утечку между неподвижными и вращающимися компонентами.
• Пружины: Обеспечивает осевое усилие для поддержания контакта между уплотнительными поверхностями.
• Приводной механизм: Передает вращательное усилие от вала к вращающемуся уплотнительному кольцу.

Точки уплотнения механического уплотнения

Механические уплотнения имеют две основные точки уплотнения:

1. Интерфейс между вращающимися и неподвижными поверхностями уплотнения.
2. Вторичные уплотнения между вращающимися компонентами и валом.
3. Вторичные уплотнения между неподвижными компонентами и корпусом оборудования.

Жидкостная пленка механического уплотнения

Пленка жидкости представляет собой тонкий слой жидкости, разделяющий неподвижные и вращающиеся поверхности уплотнения. Он поддерживается за счет баланса гидравлического давления, силы пружины и центробежной силы. Пленка жидкости помогает смазывать поверхности уплотнения, уменьшать износ и рассеивать тепло, выделяемое при трении механического уплотнения.

Преимущества механического уплотнения

Механические уплотнения обладают рядом преимуществ по сравнению с другими методами уплотнения, такими как сальниковая набивка:

1. Уменьшенная утечка: Механические уплотнения обеспечивают более эффективное уплотнение, сводя к минимуму потери жидкости и воздействие на окружающую среду.
2. Более длительный срок службы: При правильном обслуживании, механические уплотнения могут служить дольше, чем сальниковые набивки, сокращая время простоя и затраты на техническое обслуживание.
3. Повышенная эффективность: Механические уплотнения, уменьшая утечки и трение, способствуют повышению эффективности системы.
4. Повышенная безопасность: Механические уплотнения помогают удерживать опасные вещества, защищая персонал и окружающую среду.

Типы механических уплотнений

Сбалансированные и несбалансированные уплотнения

Механические уплотнения можно классифицировать следующим образом: сбалансированный или несбалансированный, в зависимости от того, как управляются гидравлические силы:

1. Сбалансированные уплотнения: Разработан для минимизации воздействия гидравлических сил на поверхности уплотнения, что обеспечивает более стабильную работу и более длительный срок службы.
2. Несбалансированные уплотнения: Более простая конструкция, но более восприимчивая к воздействию гидравлических сил, что может привести к повышенному износу и сокращению срока службы.

Толкающие и нетолкающие уплотнения

Толкающие и ненажимные уплотнения различаются способом крепления вращающегося уплотнительного кольца к валу:

1. Толкающие уплотнения: Вращающееся уплотнительное кольцо установлено на валу с помощью пружин и вторичных уплотнений, что позволяет осуществлять осевое перемещение для компенсации износа и прогиба вала.
2. Ненажимные уплотнения: Вращающееся уплотнительное кольцо прикреплено к валу, что обеспечивает более компактную конструкцию, но с меньшей гибкостью при износе и движении вала.

Картриджные уплотнения

Картриджные уплотнения представляют собой предварительно собранные блоки, объединяющие неподвижные и вращающиеся компоненты, пружины и вторичные уплотнения в единый, простой в установке пакет.

В чем разница между сальниковой набивкой и механическим уплотнением

Сальниковая набивка — тип уплотнения, используемый для предотвращения утечек вокруг вращающихся валов. Он изготовлен из мягкого, податливого материала, сжатого вокруг вала. Набивка удерживается на месте сальниковым толкателем и сжимается регулировочными гайками. Сальниковое уплотнение менее затратно, чем механические уплотнения. Оно лучше справляется с несоосностью вала. Однако у него более высокое трение и оно требует большего обслуживания. Механические уплотнения используют плоские, предварительно сформированные компоненты вместо податливой набивки. Они имеют меньшее трение и утечку. Но они более дороги и менее устойчивы к несоосности по сравнению с сальниковым уплотнением.

В чем разница между сальником и механическим уплотнением

Ан сальник это тип уплотнения, который предотвращает утечку масла. Он сделан из резины или эластомера. Масляные уплотнения используются во вращающихся валах. Они менее сложны, чем механические уплотнения. Механические уплотнения используются для более требовательных применений. Они имеют несколько компонентов и требуют смазки. Механические уплотнения могут выдерживать более высокие давления и температуры, чем масляные. уплотнения. Масляные уплотнения дешевле и их легче заменить. Они подходят для менее критических применений.

Часто задаваемые вопросы

Каков зазор между поверхностями механического уплотнения?

Зазор между поверхностями механического уплотнения обычно очень мал, порядка 1 микрона (миллионной доли метра). Этот крошечный зазор позволяет тонкой пленке жидкости течь между поверхностями уплотнения для смазки.

Сколько механических уплотнений имеет насос?

Большинство насосов имеют одно механическое уплотнение. Некоторые насосы могут иметь два уплотнения для дополнительной защиты от утечек. Двойные уплотнения часто используются в суровых условиях или с опасными жидкостями. Одинарных уплотнений достаточно для большинства стандартных насосных применений.