Физическая модель и расчёт торцового сальникового уплотнения
Ключевые слова:
торцовое сальниковое уплотнение, физическая модель, распределение контактного давления, особенности проектированияАннотация
Повышение надежности и ресурса уплотнений валов динамических насосов является важнейшим требованием при их создании. Наиболее распространенным типом уплотнений остаются традиционные сальниковые уплотнения, которые представляют собой узлы с регулируемой утечкой и периодически восстанавливаются в процессе эксплуатации. Радикальным изменением конструкции традиционного сальникового уплотнения является переход к торцовому сальниковому уплотнению с постоянным давлением на набивку. Показано, что торцовые сальниковые уплотнения могут успешно сочетать в себе достоинства механических торцовых уплотнений, простоту и сравнительно низкую стоимость традиционных сальниковых. Механическое торцовое уплотнение, в котором одно из уплотняющих колец заменено сальниковой набивкой, обладает преимуществами, которые существенно расширяют область применения традиционных сальниковых уплотнений. Описаны схема и физическая модель работы торцового сальникового уплотнения. В процессе работы уплотнения набивка оттесняется от ответной металлической поверхности давлением среды. При этом образуется конфузорный зазор, протяженность которого пропорциональна отношению уплотняемого давления к давлению предварительного сжатия набивки. Приведен расчет распределения гидростатического давления и зазора по радиусу торцового стыка уплотнения. Неравномерность контактного давления по радиусу, обусловленная отжатием набивки уплотняемым давлением на входном участке, вызывает преждевременный износ перегруженных областей контактных поверхностей. Предложены выражения для оценки потерь мощности на трение в торцовом сальниковом уплотнении. Показано, что эти потери существенно ниже по сравнению с потерями мощности в традиционном сальниковом уплотнении. Проведена оценка теплового состояния торцового сальникового уплотнения. Получено выражение для определения расхода, который обеспечивает среднюю температуру на контактной поверхности, не превышающую допустимого значения. Исследования показали, что коэффициент нагрузки торцовых сальниковых уплотнений, в отличие от механических торцовых уплотнений, должен быть близок к единице. Полученные зависимости позволяют выполнять расчёт торцовых сальниковых уплотнений на этапе их проектирования.Библиографические ссылки
Mahoney, Ph. (2012). How can I compare the performance of pump packing? Pumps & Systems, no. 6, pp. 104–107.
Champion, P. (2003). Sealing is believing. World Pumps, vol. 2003, no. 437, pp. 24–27. https://doi.org/10.1016/S0262-1762(03)90134-9.
Martsinkowsky, V., Gaft, J., & Gawlinsky, M. (1998). Contemporary tendencies of the gland packings improvement. Seals and Sealing Technology in Machines and Devices: Proceedings of VIII International Conference,Wroclaw – Polanica Zdroy, pp. 151–165.
Marzinkovski, W., Gaft, J., & Sсhewtschenko, S. (2001). Konstruktionen und berechnung der dichtungen mit schwimmringen. Untersuchung und Anwendung von Dichtelementen: XII Internationales Dichtungskolloquium. 09–10.05.2001,Essen, Vulkan-Verlag, pp. 147–155.
Gaft, J. & Marcinkowski, M. (2004). A choice of the seal for the shaft of the pump. Proceeding of the Pump Users International Forum, 29–30 Sept. 2004,Karlsruhe, pp. 37–44.
Gaft, Ya. Z. (2000). Issledovaniye rabochego protsessa i razrabotka nauchnykh osnov proyektirovaniya germetizatorov rotorov nasosov s vyazkouprugoy nabivkoy [Research of the working process and development of scientific foundations for the design of hermetic seals for pump rotors with viscoelastic packing]: Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences, 05.04.13.Moscow: CJSC NPO "Hydromash", 296 p. (in Russian).
Gaft, J., Zahorulko, A., Martsynkovskyy, V., & Shevchenko, S. (2000). Face packing seals: new opportunities for pump rotor hermetic sealing. Proceedings of 16th International Conference on Fluid Sealing, 18–20 Sept. 2000, Brugge, Belgium, pp. 335–349.
Zahorulko, А. & Gudkov, S. (2010). Solution of problem concerning elastohydrodynamic lubrication for friction pair of face packing seal. Proceedings XIII International Conference in Sealing Technology, Stuttgart, pp. 317–326.
Martsinkovsky, V. A. & Shevchenko, S. S. (2018). Nasosy atomnykh elektrostantsiy: raschet, konstruirovaniye, ekspluatatsiya [Pumps of nuclear power plants: Calculation, design, operation]. Sumy: University Book Publishing House, 472 p. (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Serhii S. Shevchenko
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
