Сальниковые, диафрагмовые пластмассовые и паронитовые уплотнители. Описание и особенности. 

Сальниковые уплотнители

Одним из самых распространенных и простых по конструкции видов уплотнений является сальниковое уплотнение. Оно находит свое применение в подвижных соединениях различных устройств и механизмов. Исторически первыми материалами для сальниковой набивки служил пропитанный жиром лен, что и дало название этому типу уплотнений. В современной промышленности используются более продвинутые технологические материалы. Сальники чаще всего применяются для уплотнения подвижных деталей и узлов трубопроводной арматуры. Одной из особенностей их использования является необходимость создания принудительного напряжения в уплотнительном элементе, что способствует обеспечению необходимой герметичности. В случае герметизации штока, сальниковая набивка, благодаря силе трения между ней и штоком, может ограничивать его перемещения или даже полностью блокировать при чрезмерном усилии затяжки.

При выборе сальникового уплотнения крайне важно учитывать следующие ключевые характеристики, обеспечивающие эффективную и надежную работу узла:

1. Материал набивки, который должен соответствовать условиям эксплуатации и химическому составу рабочей среды;
2. Размер сальниковой камеры, который должен обеспечивать достаточное давление на набивку для герметизации, но без излишнего трения;
3. Конструкция деталей сальникового узла, включая возможности регулировки и обслуживания;
4. Материал штока или шпинделя и качество обработки его поверхности, что влияет на износостойкость и долговечность уплотнения.

В общем виде сальниковая набивка представляет собой шнур или кольца, изготовленные из различных материалов. Наиболее традиционным вариантом является асбест с графитовой пропиткой. Однако, в современных условиях широко применяются безасбестовые уплотнители, такие как фторопластовые или на основе графита. В некоторых случаях набивку могут заменять манжеты из резины.

Наиболее распространены сухие набивки, которые не содержат смазочных материалов. Это позволяет использовать их при высоких температурах. Среди сухих набивок особой популярностью пользуются фторопластовые набивки и набивки из углеродистых нитей. Для повышения их износостойкости и непроницаемости, такие набивки часто пропитываются суспензией фторопласта.

В некоторых видах арматуры, например, в регулирующих клапанах, для снижения трения применяются сальники со смазкой, которая подается через специальную масленку. В механизмах, работающих под тяжелой нагрузкой, может использоваться метод орошения штока водой, что также способствует снижению трения и износа.

Сальниковые набивки, согласно ГОСТ 5152-84, подразделяются на несколько видов:

1. Крученые: Получаются путем кручения нити, что обеспечивает их гибкость и упругость.
2. Плетеные: Изготавливаются методом сквозного плетения, могут иметь однослойную оплетку сердечника или многослойное плетение, что повышает их прочность и долговечность.
3. Скатанные: Для их изготовления прорезиненную ткань скатывают в тугой шнур, что обеспечивает хорошую герметичность.

Некоторые производители применяют метод многократного плетения нитей, известный как мультифлекс. Набивки, плетеные таким способом, обладают повышенной износостойкостью и эластичностью благодаря прочному каркасу.

Еще одной разновидностью набивок являются графитовые ленты. Они изготавливаются из чистого графита или с добавлением суспензии тефлона и обладают упругими свойствами как в продольном, так и в поперечном направлениях, что делает их универсальными для различных условий эксплуатации.

Диафрагмовые уплотнители

Основное назначение диафрагмовых уплотнений — разделение сред и обеспечение перемещения границы раздела при минимальном перепаде давлений между ними. Эти уплотнители играют ключевую роль в поддержании герметичности систем и предотвращении утечек. По материалу и конструкции различают два основных типа: мембраны и сильфоны.
Мембраны представляют собой плотные гибкие перемычки, которые могут адаптироваться к изменениям давления и температуры. В зависимости от формы и конструктивных особенностей, мембраны бывают:

• Плоские: простые и универсальные, подходят для большинства стандартных применений.
• Тарельчатые: обеспечивают более равномерное распределение нагрузки и могут использоваться в условиях, требующих высокой герметичности.
• Конические: обеспечивают лучший контакт с уплотняемыми поверхностями, что может быть важно в специфических приложениях.
• Гофрированные: имеют большую гибкость и могут компенсировать значительные изменения давления.
• С жестким центром: позволяют регулировать гибкость мембраны, что может быть полезно в системах с переменными условиями эксплуатации.
  По условиям эксплуатации мембраны могут быть предназначены как для высокого, так и для низкого давления, что делает их универсальными для различных промышленных применений.
  Сильфоны представляют собой гофрированную металлическую трубку, состоящую из одного или нескольких слоев. Поскольку сильфон — это пластичное изделие, он легко сгибается, разгибается и растягивается под внешним воздействием, что делает его идеальным для работы в условиях изменяющегося давления и температуры. Для производства сильфонов используется нержавеющая сталь и другие коррозионно-стойкие материалы, что обеспечивает долговечность и надежность.
  Распространенная сфера применения сильфонов — трубопроводная арматура, где они функционируют подобно пружине, реагируя на изменения параметров давления и температуры. Сильфоны из нержавеющей стали, как элементы силовых узлов, служат для разделения сред, а в запорно-регулирующих устройствах выступают в качестве уплотнителей. Одной из ключевых особенностей сильфонов является их способность гасить вибрации, что способствует повышению надежности работы оборудования.
  Уплотнения такого типа позволяют добиться необходимой герметичности в трубопроводной арматуре, что критично для обеспечения безопасной и эффективной работы систем. Производители предлагают несколько типов исполнения сильфонов:
• С внутренней посадкой бортов: обеспечивают надежное соединение с внутренними поверхностями.
• С внешней посадкой бортов: подходят для соединений с внешними элементами.
• С внешним и внутренним диаметром посадки бортов: универсальные решения для различных условий монтажа.
• С кольцевым армированием: обеспечивают дополнительную прочность и устойчивость к деформациям.
  Таким образом, выбор подходящего типа диафрагмового уплотнителя или сильфона зависит от конкретных условий эксплуатации, требований к герметичности и долговечности системы.

Применение сильфонных уплотнений в запорно-регулирующей арматуре

Среди устройств запорно-регулирующей арматуры, в которых применяются сильфонные уплотнения, основным является вентиль или запорный клапан. В таких устройствах сильфон обеспечивает полную изоляцию штока клапана и сальникового элемента от рабочей среды, что гарантирует надежную защиту от обычных, горячих, токсичных и взрывоопасных веществ.

Для работы с особо опасными веществами производятся сильфоны из стойкого фторопласта. Конструкция таких уплотнителей многослойная, что обеспечивает их долговечную и надежную работу с любыми рабочими средами.

Запорно-регулирующая арматура, в которой используются сильфонные уплотнения, отличается высокой стоимостью и сложностью устройства. Однако, эти затраты оправдываются высокой надежностью и долговечностью таких устройств. В случае неисправности уплотнительного элемента, запорный клапан подлежит замене.

Пластмассовые и паронитовые уплотнительные материалы

Применение уплотнителей из пластмасс и паронита возможно в широком диапазоне температур, при этом рабочее давление может достигать 10 МПа. Выбор материала зависит от характеристик рабочей среды — температуры и давления. Для производства уплотнений используют несколько типов материалов:

1. Асбест:
   • Применяется для изготовления прокладочных материалов.
   • При обработке распадается на волокна, из которых производят паронит, армированное полотно, асбестовый картон, феронит.
   • Подходит для работы со слабыми кислотами и щелочными растворами.
2. Паронит:
   • Универсальный уплотнительный материал, получаемый путем вулканизации смеси асбеста, каучука и наполнителей.
   • Работает при температурах от -40 до +130 градусов Цельсия.
   • Используется для изготовления листовых и спирально-навитых прокладок.
3. Армированное асбестовое полотно:
   • Прорезиненная ткань, произведенная из асбестовой ровницы, скрученной с латунной проволокой.
   • Прокладки из этого материала широко применяются для работы с водой и нефтепродуктами.
4. Фибра:
   • Материал на основе пропитанной раствором хлористого цинка бумаги.
   • Не восприимчива к керосину, бензину, спирту, ацетону, но разрушается под воздействием азотной, серной и соляной кислот.
   • Для снижения гигроскопичности пропитывается маслами или парафином.
   • Листовая фибра используется для прокладок. Перед работой в воде, масле и керосине пропитывается касторовым маслом и глицерином.
5. Бумага кабельная:
   • Пропитана латексом и полуватманом на герметике.
   • Применяется для работы в масляной, бензиновой и водяной среде.
6. Картон прокладочный:
   • Выпускается двух марок:
     • А: Пропитанный проклеивающими веществами, устойчивый к бензину.
     • Б: Непропитанный, устойчивый к нефтепродуктам.