Торцевое уплотнение сухого трения для мешалки

При разработке и изготовлении мешалок и реакторов с вертикальным расположением вала, проектировщики оборудования часто стремятся подобрать готовые торцевые уплотнения сухого трения, обосновывая такой выбор максимальными параметрами, указанными в технической документации (в каталоге) и удешевлением уплотнительного узла [и самого оборудования] вследствие отсутствия дополнительной системы охлаждения и смазки. Совместные инженерные расчеты уплотнения и оборудования, в большинстве случаев, не выполняются ввиду отсутствия необходимых знаний и опыта у проектировщиков-изготовителей перемешивающих устройств.

Техническая информация по торцевому уплотнению сухого трения

На изображении в разрезе показано торцевое уплотнение сухого трения типа SEALMIX-1 [аналог EagleBurgmann SeccoMix]. Уплотнение по конструкции с гидравлической разгрузкой, наружного расположения для вертикального вала с реверсивным вращением. Указаны максимальные рабочие параметры из каталога: давление 6 бар, температура +150°С, скорость скольжения в паре трения 2 м/c. Вращающееся кольцо из углеграфита установлено в стальную обойму. Ответное контркольцо из карбида кремния установлено также в стальную обойму и фиксируется на фланце с помощью винтов с определённым моментом затяжки.

Информация по работе мешалки с торцевым уплотнением типа SEALMIX-1

Результаты расчета торцевого уплотнения по максимальным параметрам

Результаты оценочного инженерного расчёта торцевого уплотнения сухого трения по максимальным параметрам размещены по этой ссылке. Режим работы торцевого уплотнения - граничный сухой с высоким коэффициентом трения, температура в рабочей зоне может превышать +300°С.

Расчетная диаграмма PV торцевого уплотнения сухого трения

С целью построения ориентировочной расчетной диаграммы PV торцевых уплотнений сухого трения типа SEALMIX-1 [аналог EagleBurgmann SeccoMix], был использован программный комплекс MSLC. Компьютерное моделирование проводилось для уплотнений с диаметром вала от 20 до 80 мм, для двух фиксированных частот вращения вала 150 и 300 оборотов в минуту. Результаты расчетов показаны на графике ниже. Непродолжительная работа уплотнения с охлаждением окружающим воздухом возможна в областях ниже и левее отмеченных на графике кривых.

Выводы

1) Торцевое уплотнение сухого трения для мешалки не является универсальным устройством и не может продолжительно работать одновременно при указаных в каталоге максимальных параметрах в условиях недостаточного охлаждения.
2) В результате компьютерного моделирования в Mathcad получена расчётная диаграмма PV для торцевого уплотнения сухого трения типа SEALMIX-1.
3) Рациональный выбор технического решения торцевого уплотнения для мешалки должен основаться на результатах совместных инженерных расчётов уплотнения с оборудованием и мировом опыте.