Уплотнительные устройства - Макаров Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Уплотнения с плавающими кольцами
На рис. 47, б представлено трехкольцевое плавающее уплотнение для вращающегося вала [78]. Уплотнительное кольцо 4 соприкасается по торцу с корпусом 3 и небольшим пояском — с вращающейся втулкой 5, закрепленной на валу. В зависимости от скорости вращения вала и температуры рабочей среды может потребоваться охлаждение втулки. Существенным для надежной работы является выбор размеров уплотнительного кольца. При небольших перепадах давлений требуется применение браслетных пружин. В качестве материала уплотнительного кольца часто используется графит.
Ha рис. 47, в изображено уплотнение вращающегося вала графитовыми кольцами [86]. Уплотнение состоит из нескольких обойм 1, вставленных в корпус уплотнения на плотной посадке,
98
в которых находятся графитовые кольца 2, состоящие обычно из трех сегментов, стянутых браслетной пружиной. Кольца плотно прилегают к валу, но не вращаются вместе с ним, так как стопорами зафиксированы вместе с обоймами. С внешней стороны предусмотрено мягкое сальниковое кольцо.
Металлические сальники
На рис. 48 показано применение сальников с металлическими кольцами для насоса, перекачивающего горячие нефтепродукты [75]. Сальник охлаждается путем подачи воды к корпусу уплотнения и отвода воды от него. Для облегчения условий работы сальника и увеличения его долговечности перед ним поставлена втулка. Жидкость протекает через зазор между втулками и отводится во всасывающую полость.
Рис. 48. Уплотнение вала с отводом жидкости перед сальником:
1 — корпус сальника, охлаждаемый водой?
2 — отверстие для разгрузки сальника;
3 — охлаждающая вода подводится к кольцу гидравлического уплотнения и отводится от него
Рис. 49. Уплотнение вала с отводом жидкости перед сальником
На рис. 49 представлено аналогичное уплотнение, запирающее воду в соединении вала с корпусом. Уплотнение осуществляется с помощью двух лабиринтов и сальника [21]. Для облегчения работы сальника предусмотрена его разгрузка за счет отвода жидкости, протекающей через лабиринтовые уплотнения к всасывающей трубе насоса.
19. ФТОРОПЛАСТОВЫЕ ПЛАВАЮЩИЕ МАНЖЕТНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ ДЛЯ БЫСТРОХОДНЫХ ВАЛОВ
Для герметизации газа в соединениях быстроходных валов компрессоров центробежного типа были разработаны и испытаны на долговечность фторопластовые плавающие манжеты. Продолжительность одного испытания достигала 3200 ч [70].
4*
99
Уплотнение представляет гидравлический затвор (рис. 50), состоящий из двух манжет, между которыми подается проточная жидкость под давлением, превышающим давление газа. Избыточное гидравлическое давление требуется также для поджатия лопасти манжеты к валу из-за недостаточной эластичности фторопласта. Допускаемая утечка жидкости в сторону газа не более 6 л/сутки. Требуемый срок службы манжет не менее 3500 ч.. Радиальное биение вала 0,09—0,1 мм; диаметр вала 52— 90 мм, чистота обработки вала VlO. Посадка манжет на вал осуществлялась с натягом 0,05—0,15 мм. Расход охлаждающей жидкости составлял 2,1—9,1 л/мин.
На рис. 51 представлены графики относительного износа и утечки жидкости в зависимости от избыточного давления, скорости вала и продолжительности работы.
Как видно из этих графиков, срок службы плавающих фторопластовых манжет при высоких скоростях вала значительно больше, чем резиновых манжет, что объясняется более спокой-
Рис. 50. Фторопластовые плавающие манжетные уплотнения:
1 — манжета проскальзывающая свободная; 2— манжета плавающая без вращения
10~, г с/ч
ным режимом работы уплотнения (рис. 52) вследствие малых коэффициентов трения фторо-
60 и, м/с
Рис. 5 L Зависимость относительного износа р манжеты и утечки жидкости Qy от скорости вала:
1 — манжета, плавающая без вращения;
2 — манжета проскальзывающая свободная; р ~ 0,4 кгс/см2, радиальное биение 0,1 мм (величины получены после 100 испытаний на каждой скорости)
Рис. 52. График значений функций Z2 для радиально-контактных уплотнений из фторопласта-4.Масло веретенное АУ, tB =¦ 20° С, Zinax = 250° С:
/ — d = 300 мм, tm =40° С; 2—d—20 мм;
d = 300 мм, іж = 40° С;
= 40° С; 3 — d = 300 мм, t
d — 70 мм, 20 мм,
ж
С
90° С; = 90° С
= 90° С; 5 — d =*
100
пласта по стали при малых давлениях и большей допускаемой температурой нагрева фторопласта.
Величина утечки жидкости при применении фторопластовых манжет больше, чем при применении резиновых.
Недостаточная-упругость фторопласта компенсируется свободным перемещением плавающей манжеты, что позволяет лопасти манжеты следить за наружной поверхностью вала при наличии биения.
20. МАЛОГАБАРИТНЫЕ ФТОРОПЛАСТОВЫЕ САЛЬНИКИ
Для уплотнения коррозионно-активных (жидких и газообразных) сред в различных установках применяются фторопластовые сальники. Из-за большой жесткости обычно поджатие их осуществляется с помощью гайки, ввертываемой в корпус. Такие сальники быстро выходят из строя, примерно через 1—2 ч работы.
Ниже рассматриваются вопросы выработки конструкции, экспериментального определения срока службы, необходимого диапазона удельных давлений при поджатии сальника, подбора пружин и разработки методики расчета долговечности сальника, предназначенного для запирания сжатого газа, с целью выявления возможности значительного повышения срока службы уплотнения.
