Манжеты и уплотнения

Уплотнительное устройство — устройство или способ предотвращения или уменьшения утечки жидкости, газа путём создания преграды в местах соединения между деталями машин (механизма) состоящее из одной детали и более. Существуют две большие группы неподвижные уплотнительные устройства (торцевые, радиальные, конусные) и подвижные уплотнительные устройства (торцевые, радиальные, конусные, комбинированные).

1. Неподвижные уплотнительные устройства:

  • герметик (вещество с высокой адгезией к соединяемым деталям и нерастворимое в запорной среде;
  • прокладки из различных материалов и различной конфигурации;
  • кольца круглого сечения из эластичного материала;
  • уплотнительные шайбы;
  • пробки;
  • применение конусной резьбы;
  • контактное уплотнение.

2. Подвижные уплотнительные устройства (позволяют совершать различные движения, такие как: осевое перемещение, вращение (в одном или двух направлениях) или сложное движение):

  • канавочные уплотнения;
  • лабиринты;
  • кольца круглого сечения из эластичного материала;
  • войлочные кольца;
  • маслоотражательные устройства;
  • манжеты различной конфигурации;
  • лепестковое уплотнение;
  • шевронные многорядные уплотнения;
  • сальниковые устройства;
  • сильфонные уплотнения;
  • торцевые механические уплотнения;
  • торцевые газовые уплотнения.

Манжета (фр. manchette) — рукавчик), широко распространённое в технике уплотнение. Является контактным радиальным уплотнением. Позволяет вращение и осевое перемещение валов и штоков гидро- и пневмоцилиндров, надёжно обеспечивая герметичность. Различают манжеты армированные для уплотнения вращательного движения (в народе сальник) и манжеты гидравлические и пневматические для уплотнения возвратно-поступательного движения.

Торцевое механическое уплотнение, также механическое уплотнение, является типом уплотнения, используемым во вращающемся оборудовании, для обеспечения герметизации вала, передающего механическую энергию к рабочему органу механизма, типа насосов, компрессоров, химических реакторов, вакуумных фильтров-сушилок и т. д., то есть там, где необходимо разделить две среды и обеспечить минимальные утечки.

В торцевом механическом уплотнении используются основное уплотнение и вспомогательные (подвижные и неподвижные) уплотнения, которые находятся в контакте с уплотняемой средой позволяя вращающемуся элементу пройти через камеру уплотнения.

Схема торцевого механического уплотнения

  1. установочный винт;
  2. кольцо круглого сечения (вторичное подвижное уплотнение);
  3. штифт передающий вращение подвижному кольцу 4;
  4. подвижное кольцо;
  5. неподвижное кольцо;
  6. кольцо круглого сечения (вторичное уплотнение);
  7. корпус;
  8. штифт удерживающий неподвижное кольцо 5;
  9. вал (втулка);
  10. пружины обеспечивающие прижим подвижного кольца к неподвижному. 

Торцевое уплотнение с механизмом обратного нагнетания. Гидродинамическое уплотнение с V- или U-образным карманами, расположенными на поверхности скольжения одного из колец, от середины кольца к внутреннему краю кольца со стороны рабочей среды изобретены с начала 80-х годов 20-го века.

Торцевое газовое уплотнение (газодинамическое бесконтактное уплотнение). Является дальнейшим развитием торцевого механического уплотнения. Применяются с середины 80-х годов 20-го века. Принцип действия основан на создании тонкой газовой прослойки между кольцами торцевого уплотнения (зазор около 3 мкм), это происходит благодаря специальным V- или U-образным карманами, с толщиной сопоставимой с толщиной торцевого зазора, расположенными на поверхности скольжения одного из колец, от середины кольца к внешнему краю кольца со стороны затворного газа. При вращении кольца происходит нагнетание затворного газа в промежуток кармана, что приводит к образованию зазора что приводит к бесконтактному газовому скольжению: это обеспечивает минимальные потери на трение и износ уплотнения идеально подходит для работы при низких температурах, с низкотемпературно кипящими жидкостями, для обеспечения чистоты производственного процесса.