En l'àmbit industrial, els elements de segellat són components crítics per evitar fuites de fluids (com ara oli, aigua, productes químics o gas). Entre la varietat de segells, hi ha una categoria d'anells de segellat d'alt rendiment, el nucli dels quals conté un "cor de potència": una molla. Això garanteix que el segellat mantingui un rendiment de segellat estable a llarg termini, fins i tot en condicions de funcionament dures. Aquest article aprofundeix en els principals tipus de molles utilitzades en els anells de segellat i les seves funcions úniques.
I. Per què es necessita una molla? – La funció principal de la molla
En aplicacions de segellat dinàmic (per exemple, eixos giratoris, varetes de pistó alternatives), el llavi de segellat pot perdre gradualment el contacte estret amb la superfície d'acoblament a causa del desgast, l'expansió/contracció del material pels canvis de temperatura i la desalineació de l'eix, cosa que provoca fuites. La funció principal de la molla incorporada ésproporcionar una força de compensació radial contínua i establea:
- Compensar el desgast: Ocupa automàticament l'espai generat pel desgast a llarg termini.
- Adaptar-se a les toleràncies: Compensar les toleràncies dimensionals i geomètriques de l'eix o la carcassa.
- Manejar l'expansió/contracció tèrmicaMantenir una pressió de contacte de segellat suficient durant fluctuacions significatives de temperatura.
- Assegureu un segellat constant: Garantia que la força de segellat no disminueixi significativament al llarg de la vida útil.
Els segells amb aquestes molles s'anomenen normalmentsegells energitzats per ressort, l'exemple més comú és el segell energitzat per ressort.
II. Principals tipus de molles i les seves característiques i aplicacions
El tipus de molla determina directament el rendiment i l'aplicació de l'anell de segellat. A continuació es mostren diversos tipus de molles principals:
1. Molla en V (Molla en V)
- EstructuraFabricat amb una tira d'acer inoxidable estampada amb precisió, formant una estructura contínua en forma de V; la secció transversal s'assembla a una sèrie de "V".
- Funció i avantatges:
- Força radial uniformeProporciona una càrrega radial molt suau i uniforme, que condueix a un desgast uniforme dels llavis i un segellat estable.
- Baixa friccióFricció relativament baixa durant el moviment a causa de la petita àrea de contacte amb la paret interior del segell.
- Resistència a les torçadesL'estructura de cinta contínua la fa resistent a la torsió o a les doblegaments durant la instal·lació, especialment adequada per a grans diàmetres.
- Aplicacions típiquesEl tipus més versàtil i comú, adequat per a la majoria d'aplicacions rotatives, alternatives i estàtiques; la primera opció per a molts segells estàndard accionats per ressort.
2. Molla helicoïdal (Molla helicoïdal)
- EstructuraFet de filferro de secció transversal rodona o rectangular enrotllat en una bobina helicoïdal contínua.
- Funció i avantatges:
- Força de ressort elevadaProporciona una força de ressort d'àrea unitària més alta que les molles en V, la qual cosa resulta en una pressió de segellat més forta.
- Excel·lent resistència a la compressióEspecialment les bobines fetes de filferro rectangular (molla helicoïdal inclinada) excel·leixen per resistir la compressió axial i les càrregues laterals, i són menys propenses a col·lapsar sota alta pressió.
- Resistència a baixa temperaturaMenor taxa de decaïment de la força de la molla a temperatures molt baixes en comparació amb les molles en V.
- Aplicacions típiques:
- Condicions d'alta pressióSovint s'utilitza per al segellat estàtic i dinàmic sota una pressió extremadament alta.
- Condicions de baixa temperaturaCom ara medis criogènics com el GNL, el nitrogen líquid i l'oxigen líquid.
- Sol·licituds de gran buitMillor per compensar folgances radials i excentricitat més grans.
3. U-Spring (U-Spring)
- EstructuraEstructura similar a la molla en V, però la secció transversal té forma de "U".
- Funció i avantatges:
- Força de ressort mitjanaLes seves característiques de força de ressort es troben entre les de les molles en V i les molles helicoïdals.
- Rentable: Cost de fabricació generalment més baix.
- Aplicacions típiquesEs troba en algunes aplicacions de baixa a mitjana pressió, sensibles al cost, on les condicions no són extremes; menys comú que les molles en V i helicoïdals.
4. Molla d'ona (Molla d'ona)
- EstructuraUn anell metàl·lic pla amb múltiples pics i valls continus.
- Funció i avantatges:
- Espai compacteRequereix un espai mínim d'instal·lació axial, ideal per a dissenys compactes de paret fina.
- Força controladaCapaç de proporcionar una força de precàrrega dissenyada amb precisió.
- Aplicacions típiques: S'utilitza principalment per asegellat estàtic, actuant com a element de compensació de precàrrega per a juntes tòriques o altres juntes elastomèriques, no per a la compensació de llavis en segells dinàmics.
III. Com triar el tipus de molla adequat?
L'elecció del tipus de molla requereix una consideració exhaustiva dels factors següents:
- Pressió de funcionamentLa molla helicoïdal és preferible per a alta pressió; la molla en V és una bona opció per a baixa/mitjana pressió.
- Tipus de movimentLes molles en V que proporcionen una força uniforme es prioritzen per al segellat rotatiu; totes dues es poden utilitzar per al moviment alternatiu.
- Rang de temperaturaLes molles helicoïdals (especialment el filferro rectangular) són més fiables a temperatures molt baixes.
- Compatibilitat amb els mitjans de comunicacióEl material de la molla (normalment acer inoxidable 304 o 316) ha de ser compatible amb el medi; els entorns altament corrosius poden requerir materials especials com l'Hastelloy.
- Restriccions espacialsLes molles ondulades es poden considerar per al segellat estàtic quan l'espai axial és limitat.
- Pressupost de costosLes molles en V ofereixen un rendiment elevat; les molles helicoïdals ofereixen un rendiment excel·lent però a un cost relativament més elevat.
Conclusió
Tot i ser petita, la molla és l'ànima d'un segellat energitzat per molla. Des de la molla en V que proporciona una pressió uniforme fins a la molla helicoïdal que atorga una resistència a la pressió ultraalta, cada tipus neix per resoldre reptes d'enginyeria específics. Comprendre les seves funcions úniques i els escenaris aplicables és un pas clau per seleccionar la solució de segellat més adequada i fiable per a l'equip, millorant així eficaçment la fiabilitat, l'eficiència, la vida útil i eliminant els riscos de fuites.
Data de publicació: 22 de setembre de 2025