Влияние высокого давления и вакуума на торцевое уплотнение

Как влияет высокое давление на торцевое уплотнение.

Высокое давление рабочей жидкости в торцевом уплотнении, вызывает следующие проблемы:

1. Создаётся дополнительная осевая гидравлическая нагрузка на поверхности уплотнения, помимо той что, что изначально присутствует на паре трения под действием пружины, эта избыточная осевая нагрузка может:
- генерировать тепло, способное повредить компоненты уплотнений, такие как эластомеры и пары трения, а в некоторых случаях и нанести вред перекачиваемой среде;
- привести к чрезмерному износу поверхностей пар трения торцевого уплотнения за короткий промежуток времени, это особенно важно, если вы герметизируете нестабильные жидкости или жидкости с плохими смазочными свойствами (в том числе тиксотропные жидкости, которые теряют свою вязкость при постоянном напряжении сдвига);
- вызвать проблемы со скольжением, т.к. углерод с внешней стороны может истереться и притёртые поверхности пары трения торцевого уплотнения «раскроются»;
- изменить размеры притёртых уплотнительных поверхностей.

2. Давление, может деформировать один или несколько компонентов уплотнения, в результате это приведёт к тому, что уплотнительные поверхности «разомкнутся».

3. Также, торцевое уплотнение может подвергнуться «тангенциальному напряжению», которое попытается сжать его поверхности и в результате разрушит их.

4. Высокое давление может вытеснить эластомер из посадочного места в уплотнении, что приведет к утечке в этом месте.
Высокое гидравлическое давление может возникать по следующим причинам:
- в большинстве одноступенчатых насосов давление в сальниковой набивке немного выше давления всасывания, в то время как в многоступенчатых и циркуляционных насосах давление в сальнике может быть очень высоким;
- нетипичная работа насоса, при которой клапаны быстро открываются и закрываются, приведёт к повышению давления;
- при потере мощности насоса, падает давление, и жидкость начинает испаряться, в итоге образуется вакуумный «пузырь» в трубопроводе и по мере поступления жидкости, этот «пузырь» лопается, возникает ударная волна, в результате которой повышается давление.

Наиболее эффективные способы решения проблем герметизации при высоком давлении:

1. Установить уплотнение, которое справится с высоким давлением:
- использовать гидравлически сбалансированное уплотнение, чтобы снизить осевую нагрузку;
- использовать уплотнительные кольца поперечного сечения, равной толщины;
- использовать твёрдые (дюрометрические) опорные уплотнительные кольца для предотвращения экструзии (выдавливания) эластомеров.

2. Установить несколько уплотнений таким образом, чтобы они равномерно распределяли давление:
- использование двойного торцевого уплотнения, является наиболее оптимальным решением.

В некоторых ядерных установках, три уплотнения соединены между собой по схеме «тандем», для того чтобы обеспечивать равномерное распределение высокого давления. Двойные уплотнения, размещённые по типу «тандем», занимают большое осевое пространство, поэтому для их использования необходимо стабилизировать вал. Важно понимать, что все уплотнения работают как один механизм и если выходит из строя одно уплотнение, то выходят из строя и остальные.

Торцевое уплотнение в вакуумных насосах.

Вакуум подразумевает среду, состоящую из газа при давлении значительно ниже атмосферного.

Существует множество единиц измерения вакуума, большинство из них уже устарели и редко применяются на практике. Наиболее распространённые на сегодняшний день единицы измерения, это Паскаль и миллиметр ртутного столба.

В основном, уплотнения для вакуумных насосов делятся на две категории:

1. Обычный вакуум:
- этот вакуум образуется на всасывающей стороне насоса когда, центробежный насос используется для подъема жидкости;
- гидравлически сбалансированные конструкции уплотнений, могут обрабатывать этот вакуум;
- равномерно расположенные уплотнительные кольца, могут «загерметизировать» вакуум.

2. Высокий вакуум:
- эластомеры не подходят для работы с высоким вакуумом, в таких условиях, эластомер абсорбируется, что приводит к пропорциональному увеличению плотности и уменьшению в объёме, до размеров, при которых герметизация станет невозможна и его уплотнительные свойства станут бесполезными, в результате чего в этом месте образуется утечка. Подходящим решением, при работе с высоким вакуумом, является использование металлических уплотнений;
- так как в установках с высоким вакуумом, отсутствует влага для выделения (выщелачивания) графита из углеграфита, это вызывает проблемы с самосмазкой и повышением плотности поверхностей торцевого уплотнения;
- двойное торцевое уплотнение типа «тандем», благодаря высокому давлению смазываемой барьерной жидкости, является наиболее простым решение для герметизации в высоком вакууме.

Обычные торцевые уплотнения, не подходят для работы в высоком вакууме. Однако существуют различные материалы, которые можно успешно использовать при определенных условиях работы.

Высококвалифицированные специалисты ГК «АвтокомТехнолоджи» помогут Вам подобрать торцевое уплотнение для насоса, идеально подходящее под его условия работы, температуру, вязкость и давление рабочей жидкости.