Patent UA-1156-U (UA)
Title: Ущільнення вала
Filed: 2001-06-13
Abstract: Ущільнення валу. Традиційно у вузла сухих газових ущільнень обертове ущільнювальне кільце виконується з жорсткого і міцного матеріалу, як правило, з твердого сплаву (карбід кремнію, карбід вольфраму і т. п.), а аксіально-пересувне ущільнювальне кільце виконується з матеріалу з меншими міцнісними властивостями з добрими триботехнічними властивостями, як правило, з вуглеграфіту, просоченого різними компонентами (сурма, кремній, фенол-формальдегідні смоли і т. п.). Головною умовою задовільної роботи ущільнення є умова збереження плоско-паралельності ущільнювального зазору між обертовим ущільнювальним кільцем і аксіально-пересувним ущільнювальним кільцем. При порівняно незначних змінах величини газового зазору з'являється пара сил, що прагнуть відновити початковий зазор. Тобто ущільнення має самоцентруючу здатність. Однак у вузлах ущільнень, що працюють при високих тисках (понад 110 кг/см2), відбуваються сильні деформації вуглеграфітового аксіально-пересувного ущільнювального кільця. Величина деформацій перевищує величину ущільнювального зазору і, отже, ущільнення втрачає самоцентруючу здатність. Щоб зменшити деформації аксіально-пересувного ущільнювального кільця, його, як і обертове ущільнювальне кільце, необхідно виготовляти з твердого сплаву. Проте, тертьова пара "твердий сплав по твердому сплаву" має слабкі триботехнічні властивості. Для зниження коефіцієнта тертя у даному технічному вирішенні між обертовим ущільнювальним кільцем і аксіально-пересувним ущільнювальним кільцем, виконаними з твердого сплаву, встановлюють проміжне кільце, виконане з вуглеграфіту. При цьому, за рахунок газових сил, що діють в ущільнювальному зазорі, проміжне кільце буде щільно притиснуте до аксіально-пересувного ущільнювального кільця, причому для герметизації контактні поверхні торців обох кілець необхідно притерти. Аксіально-пересувне ущільнювальне кільце буде забезпечувати малі деформації при високому тиску, а проміжне кільце буде забезпечувати добрі триботехнічні властивості тертьової пари. При проектуванні ущільнення однією з величин, що розраховуються, є глибина динамічних канавок. Параметром, що діє на розрахункову глибину канавки, є в'язкість газу, який ущільнюється. В'язкість, як відомо, залежить від складу газу, який ущільнюється, та його параметрів (температура, тиск). На практиці, однак, трапляються випадки, коли компресор працює не тільки на різних режимах (за температурою і тиском), але у процесі роботи може змінюватися склад газу, який перекачується. У цих випадках ущільнення працює не на розрахункових параметрах, що знижує надійність ущільнювального вузла. Запропонована конструкція ущільнення вала дозволяє здійснювати реверсивний напрямок обертання вала, і за рахунок динамічних канавок з східчастими ділянками різної глибини отримати стійку роботу ущільнення на різних режимах (за температурою і тиском) та для різного складу газу, який ущільнюється. Східчаста структура динамічної канавки створює зони підвищеного тиску на кожній сходині канавки, що робить несучий шар більш жорстким, а ущільнювальний зазор більш стійким. 5. Технічний результат: Підвищується надійність роботи ущільнення вала. 7 з. п. ф-ли, 3 іл.