Вакуумныя помпы, як крытычна важнае абсталяванне ў прамысловай вытворчасці і навуковых даследаваннях, ад сваёй прадукцыйнасці непасрэдна залежаць ад эфектыўнасці ўсёй сістэмы. Сістэма ўшчыльнення з'яўляецца асноўным кампанентам вакуумнага помпы, якая прадухіляе як трапленне знешняга газу ў вакуумную сістэму, так і ўцечку ўнутранага асяроддзя помпы ў навакольнае асяроддзе. У гэтым артыкуле сістэматычна апісаны тыпы ўшчыльненняў вакуумных помпаў, выбар матэрыялаў і ключавыя моманты іх абслугоўвання, што забяспечвае прафесійны даведнік для адпаведнага тэхнічнага персаналу.
1. Класіфікацыя і прынцыпы ўшчыльненняў вакуумных помпаў
Ушчыльненні вакуумных помпаў можна падзяліць на дзве асноўныя катэгорыі: статычныя ўшчыльненні і дынамічныя ўшчыльненні, кожная з якіх падыходзіць для розных умоў эксплуатацыі і патрабаванняў.
1.1 Тэхналогія статычнага ўшчыльнення
Статычныя ўшчыльненні выкарыстоўваюцца паміж адносна нерухомымі дэталямі, у асноўным у наступных двух формах:
Ушчыльняльныя кольцыз'яўляюцца найбольш распаўсюджаным тыпам статычнага ўшчыльнення. Іх папярочны перасек мае форму буквы «О», яны простыя ў вырабе, недарагія, але пры гэтым здольныя забяспечваць выдатную герметычнасць. У статычных ушчыльняльніках ушчыльняльныя кольцы могуць вытрымліваць ціск да 100 МПа і маюць працоўны дыяпазон тэмператур прыблізна ад -60 да 200 °C. Прынцып іх герметызацыі заснаваны на сіле адскоку, якая ўзнікае пры папярэднім сцісканні падчас усталёўкі, ствараючы кантактны ціск на ўшчыльняльнай паверхні для блакавання шляхоў уцечкі.
Пракладкі і ўшчыльняльнікіз'яўляюцца асноўнай формай статычнага ўшчыльнення ў цэнтрабежных помпах. Яны абапіраюцца на пластычную дэфармацыю матэрыялу для запаўнення мікраняроўнасцей на паверхні ўшчыльнення фланца. Выбар матэрыялу пракладкі патрабуе ўсебаковага ўліку такіх фактараў, як уласцівасці асяроддзя, рабочая тэмпература, ціск і каразійнасць.
1.2 Тэхналогія дынамічнага ўшчыльнення
Дынамічныя ўшчыльненні выкарыстоўваюцца паміж дэталямі, якія рухаюцца адносна адзін аднаго. Яны прад'яўляюцца да больш высокіх тэхнічных патрабаванняў і бываюць больш разнастайнымі.
Механічныя ўшчыльненні з'яўляюцца найбольш дакладнай формай дынамічнага ўшчыльнення ў сучасных вакуумных помпах. Яны складаюцца з круцільных і нерухомых кольцаў, другасных ушчыльненняў, кампанентаў трансмісіі і г.д., яны ўтвараюць ушчыльненне дзякуючы адноснаму слізганню тарцовых паверхняў. Механічныя ўшчыльненні маюць вельмі нізкі ўзровень уцечкі і працяглы тэрмін службы, але яны даражэйшыя ў вытворчасці і патрабуюць строгай дакладнасці ўстаноўкі.
Упакаваныя ўшчыльняльнікіз'яўляюцца адной з найстарэйшых формаў герметызацыі. Яны змяшчаюць сціскальны і пругкі ўшчыльняльны матэрыял у сальнік, пераўтвараючы восевую сілу сціску ад сальніка ў радыяльную сілу ўшчыльнення. Іх канструкцыя простая, лёгка замяняецца, недарагая і шырока адаптуецца, але яны маюць пэўны ўзровень уцечкі і не падыходзяць для прымянення, якія патрабуюць надзвычай высокай герметычнасці.
Сальнікі— гэта тып самазаціскных манжетных ушчыльняльнікаў. Яны кампактныя, недарагія і могуць прадухіліць як уцечку асяроддзя, так і трапленне знешніх забруджванняў, але маюць дрэнную ўстойлівасць да ціску і звычайна выкарыстоўваюцца ў асяроддзях з нізкім ціскам.
Перадавыя тэхналогіі герметызацыіўключаюць лабірынтныя ўшчыльненні, дынамічныя ўшчыльненні (напрыклад, выціскальныя ўшчыльненні), спіральныя ўшчыльненні ісухія газавыя ўшчыльняльнікіЯк прадстаўнік бескантактавых ушчыльненняў, сухія газавыя ўшчыльненні працуюць шляхам нагнятання газу ў надзвычай тонкія газавыя плёнкі (таўшчынёй усяго 1-3 мікраметры), якія ўтвараюцца праз гідрадынамічныя пазы на вонкавым баку тарцовых паверхняў, дасягаючы нулявой уцечкі або нулявога выкіду асяроддзя. Яны асабліва падыходзяць для ўмоў эксплуатацыі з высокімі параметрамі.
2. Выбар матэрыялаў для ўшчыльнення і фактары, якія трэба ўлічваць
Прадукцыйнасць ўшчыльняльнікаў у значнай ступені залежыць ад выбару матэрыялу, які патрабуе ўсебаковага ўліку некалькіх фактараў:
2.1 Цвёрдыя матэрыялы
Для пары трэння (круцячыя і нерухомыя кольцы) у механічных ушчыльняльніках,карбід крэмніюівысакаякасны графіт супраць уздуццяў з'яўляюцца распаўсюджаным выбарам. Для прымянення, звязаных з часціцамі, высокавязкімі асяроддзямі і ўмовамі высокага ціску, часта выкарыстоўваецца спалучэнне цвёрдай паверхні, напрыклад, карбід крэмнію супраць карбіду крэмнію. Гэтыя матэрыялы валодаюць высокай цвёрдасцю, выдатнай зносаўстойлівасцю і хімічнай стабільнасцю.
2.2 Эластамерныя матэрыялы
Выкарыстоўваецца для ўшчыльняльных кольцаў, другасных ушчыльненняў і г.д.Фтораэластамерз'яўляецца распаўсюджаным выбарам дзякуючы сваім добрым агульным уласцівасцям. Калі рабочыя тэмпературы або патрабаванні да хімічнай сумяшчальнасці перавышаюць межы фторэластамера,перфторэластамерможна выкарыстоўваць пры максімальнай рабочай тэмпературы да 290°C.
3.3 Выбар матэрыялу для асаблівых умоў
Для высокаагрэсіўных асяроддзяў выкарыстоўваюцца спецыяльныя пластмасы, такія якПолітэтрафторэтыленіПоліэфірэфіркетонпавінен быць выбраны. Для прымянення пры высокіх тэмпературах,металічныя матэрыялы(напрыклад, з нержавеючай сталі) абопашыраны графітможна выбраць. Для харчовай і фармацэўтычнай прамысловасці патрабуюцца ўшчыльняльныя матэрыялы, якія адпавядаюць гігіенічным стандартам.
2.4 Усебаковыя меркаванні па выбары
Выбар ўшчыльняльніка патрабуе ўзважвання некалькіх фактараў:патрабаванні да ўзроўню вакууму(грубы вакуум, высокі вакуум або звышвысокі вакуум),характарыстыкі перадаванага асяроддзя(каразійнасць, наяўнасць часціц),дыяпазон рабочых тэмператур, ціскіабмежаванні выдаткаўНапрыклад, пры апрацоўцы агрэсіўных асяроддзяў каразійная ўстойлівасць матэрыялу з'яўляецца галоўным фактарам, тады як ва ўмовах высокіх тэмператур тэмпературная ўстойлівасць матэрыялу становіцца ключавым фактарам.
3. Тэхнічныя характарыстыкі ўстаноўкі і абслугоўвання сістэм герметызацыі
Правільная ўстаноўка і стандартызаванае абслугоўванне маюць вырашальнае значэнне для забеспячэння доўгатэрміновай стабільнай працы сістэмы ўшчыльнення:
3.1 Кантроль дакладнасці ўстаноўкі
Пры ўсталёўцы механічных ушчыльненняў неабходна пазбягаць адхіленняў пры мантажы, забяспечваючы канцэнтрычнасць сальніка з валам або ўтулкай. Сціск спружыны павінен рэгулявацца строга ў адпаведнасці са спецыфікацыямі, з мінімальнай памылкай. Плоскасць і чысціня ўшчыльняльных паверхняў непасрэдна ўплываюць на эфектыўнасць ушчыльнення; любыя нязначныя драпіны або забруджванні могуць прывесці да паломкі ўшчыльнення.
3.2 Праверкі і адладка перад запускам
Перад запускам неабходна правесці гідрастатычнае выпрабаванне на наяўнасць уцечак. Помпу трэба павярнуць уручную, каб праверыць плаўнае і раўнамернае кручэнне. Перад запускам пераканайцеся, што камера ўшчыльнення запоўнена вадкасцю, каб пазбегнуць сухога ходу і пашкоджання паверхняў ушчыльнення.
3.3 Аператыўны маніторынг і ліквідацыя непаладак
Невялікая ўцечка дапушчальная адразу пасля запуску помпы, але яна павінна значна паменшыцца пасля некалькіх гадзін бесперапыннай працы. Калі ўцечка працягваецца, помпу варта спыніць для праверкі. Уважліва сачыце за змяненнем тэмпературы ў зоне ўшчыльнення падчас працы; анамальны нагрэў часта сведчыць аб праблеме з ушчыльненнем. Пазбягайце выбегу помпы, каб пазбегнуць пашкоджання паверхняў ушчыльнення з-за сухога трэння.
3.4 Сістэма рэгулярнага тэхнічнага абслугоўвання
Распрацаваць навукова абгрунтаваную сістэму рэгулярнага тэхнічнага абслугоўвання, якая ўключае: перыядычную праверку ўцечак ушчыльненняў, кантроль тэмпературы ў зоне ўшчыльнення і ўлік тэрміну службы ўшчыльненняў. Для механічных ушчыльненняў у крытычна важным абсталяванні можна разгледзець прагнастычнае тэхнічнае абслугоўванне з выкарыстаннем аналізу вібрацыі, маніторынгу тэмпературных тэндэнцый і іншых сродкаў для загадзя выяўлення патэнцыйных праблем.
4. Заключэнне
Сістэма герметызацыі вакуумных помпаў — гэта складаная галіна, якая ўключае ў сябе шматпрофільныя тэхналогіі. Выбар, усталёўка і абслугоўванне ўшчыльненняў непасрэдна ўплываюць на прадукцыйнасць і тэрмін службы вакуумнага помпы. З пастаяннай распрацоўкай новых матэрыялаў і працэсаў тэхналогія герметызацыі вакуумных помпаў прасоўваецца ў напрамку нулявой уцечкі, працяглага тэрміну службы і высокай надзейнасці. Глыбокае разуменне прынцыпаў і характарыстык розных тэхналогій герметызацыі ў спалучэнні з навуковым выбарам і стандартызаваным абслугоўваннем, заснаваным на рэальных умовах эксплуатацыі, з'яўляецца ключом да забеспячэння эфектыўнай і стабільнай працы вакуумных сістэм.
Для канкрэтных сцэнарыяў прымянення рэкамендуецца цесна ўзаемадзейнічаць з прафесійнымі пастаўшчыкамі ўшчыльняльнікаў, выкарыстоўваць іх веды і вопыт, а таксама выбіраць найбольш прыдатнае рашэнне для ўшчыльнення, каб аптымізаваць выдаткі на працягу жыццёвага цыклу, адначасова забяспечваючы прадукцыйнасць абсталявання.
Час публікацыі: 13 кастрычніка 2025 г.