Особенности конструкции

Типичная конструкция торцевого уплотнения для перемешивающего устройства приведена на рис. 5. Во многих уплотнениях, построенных по модульному принципу, присутствуют такие важные конструктивные элементы, как патронное уплотнение, кольцо для передачи сил трения, амортизатор для осевой силы, промывочная система и т.п.

Патронное уплотнение
Патронные, или картриджные уплотнения отличаются тем, что все части, важные для обеспечения функции уплотнения, можно смонтировать и проверить за пределами машины. Соединение с валом либо с фланцем осуществляется, как правило, с помощью втулки вала и корпуса. Для изоляции самих контактных колец от этих деталей применяются вспомогательные уплотняющие элементы.

Преимущества такой конструкции – быстрое восстановление функции машины при техническом обслуживании, а также более качественный и надежный монтаж за пределами машины.

Модульный принцип
Модульный принцип позволяет создавать из небольшого количества стандартизованных основных элементов самые разнообразные варианты уплотнений с контактными кольцами и за счет продуманного комбинирования компонентов обеспечивать максимально простую адаптацию к самым разным требованиям. Стандартизация геометрии уплотнений и материалов позволяет быстро заменять эти изнашивающиеся детали и таким образом гарантирует долгий срок эксплуатации уплотнения. Также возможно создание взаимозаменяемых пар контактных колец, не привязанных к конкретной серии (см. рис. 6). Исполнение частей корпуса таково, что становится возможной непосредственная пристройка дополнительных частей, например, для создания интегрированной подшипниковой опоры или системы водяного охлаждения. Если уплотнению предстоит работать с разными продуктами, то устойчивость его к этим продуктам достигается заменой всего лишь небольшого числа сменных стандартных мелких деталей.

Торцевые уплотнения, созданные по модульному принципу, соответствуют требованиям быстрой доступности, снижения размеров запасов запасных частей и экономичности для решений в особых случаях применения.

Кольцо для передачи сил трения и амортизатор для осевой силы
Момент сил трения уплотнения должен быть передан с вала машины на вращающиеся контактные кольца либо с неподвижных контактных колец на прилегающие части корпуса. Также необходимо создание амортизатора для сил, возникающих в результате перепада давлений и действующих на втулку вала.

Если эффективный перенос осевых сил путем трения перестает быть возможным, например, в случае работы с большими давлениями и большими диаметрами, необходимы амортизаторы с геометрическим замыканием, расположенные ближайшем буртике вала, втулке или муфте.

Промывка

Если условия среды в резервуаре вредны для уплотнения, или если присутствуют очень высокие температуры, пылевая нагрузка, коррозивные или химически агрессивные вещества, то для защиты уплотнения предусматривается промывочное приспособления на стороне уплотнения, соприкасающейся с продуктом. Промывочное средство, его количества и время промывки должны быть определены с учетом условий конкретной ситуации. Если уплотнение находится под давлением, то целесообразно определять эталонное давление во всей промываемой зоне.

Материалы<//font>
Для изготовления контактных колец чаще всего используется обогащенный уголь и керамика, так как эти материалы обладают хорошей температурной и коррозионной устойчивостью и износостойкостью. Еще одно преимущество этих материалов – неподверженность пластической деформации.

Обогащенный уголь благодаря присутствию в нем графита обладает особыми качествами для аварийных случаев и высокой теплопроводностью. Это пористый материал, требующий импрегнирования пластмассами или металлами. В связи с относительно малым модулем упругости угольные контактные кольца следует рассматривать как мягкие. Состав обогащенного угля зависит от области применения. Так, например, в бессмазочных системах используется специальный уголь для бессмазочной работы.

Контактные кольца из карбида кремния и карбида вольфрама, а также из оксида алюминия – твердые и очень хорошо сохраняют форму. Карбид кремния приобрел большое значение для изготовления колец благодаря своей универсальности и экономичности.

При работе с небольшими давлениями пары контактных колец, состоящие из двух угольных колец, равноценны комбинации твердого и мягкого кольца. Если за счет возрастания нагрузки давлением деформационные силы увеличиваются, то и одно твердое кольцо будет обеспечивать стабильность формы контактной поверхности; мягкое угольное кольцо будет обеспечивать особые качества для аварийных случаев.

Обогащенный уголь не подходит для работы с абразивными веществами. Пары, состоящие из двух твердых контактных колец, имеют ограниченное применение в особенности при работе со смешанным трением, так как они могут выдерживать только ограниченный перепад давлений и термическую нагрузку.

<//font>

Чаще всего используются такие детали, как двухкомпонентное зажимное кольцо с силовым замыканием на вал и геометрическим замыканием на вращающиеся части уплотнения, а также шайба с прессовой посадкой на втулке вала. Шайбы с прессовой посадкой требуют точности при изготовлении, а также большого пространства для монтажа, который является достаточно затратным. В результате геометрического замыкания на вал часто образуются нежелательные зазубрины.