Способ уплотнения штоков с грубой наружной поверхностью и длинномерных пористых тел типа канатов для гидроцилиндров

Процессы герметизации представляют собой сложный механизм взаимодействия гидродинамических, механических, тепловых, физико-химических, конструкционных и других факторов. Трудности расчета и моделирования работы уплотнений заключаются в том, что необходимо рассматривать сумму взаимосвязанных процессов, зачастую характеризующихся нелинейными зависимостями от определяющих факторов. Точное теоретическое описание процессов герметизации в большинстве случаев практически невозможно. Несмотря на значительные успехи уплотнительной техники, создание научных основ проектирования и качественного объяснения механизмов герметизации уплотнений различных типов, достигнутые в настоящее время, для количественной оценки параметров уплотнений основным источником информации по-прежнему являются экспериментальные данные.

В результате проведенных нами многолетних исследований различных способов герметизации и технических возможностей уплотнений с применением вязких, магнитных и электрореологических жидкостей, замораживаемых сред и вязкопластичных материалов, а также базирующихся на них узлов уплотнения контр-тел с относительно грубой поверхностью и длинномерных пористых тел (канаты закрытой конструкции, цельные штоки без защитных покрытий, штоки с поцарапанными защитными покрытиями, гибко-упругие пустотелые штанги, проволоки, овальные и многогранные штоки, плоские ленты, пакеты лент) найдены технические решения по обеспечению герметичности различных длинномерных пористых тел с помощью вязко-пластичных материалов до давлений в 32МПа в устройствах, работающих на нефтяных и минеральных маслах, этилен-гликолиевых и спиртовых негорючих жидкостях, водомасляных эмульсиях и воде.

Вязкопластичные материалы можно отнести к классу пластичных дисперсных систем, обладающих рядом свойств, отличающих их от вязких жидкостей и от идеально упругих тел, которые в реологии рассматриваются обычно как предельные. В зависимости от условий деформирования могут преобладать либо упругопластичные деформации, когда такие материалы ведут себя как твердые тела, либо необратимые деформации, когда они текут подобно жидкостям. Между этими крайними режимами существует промежуточная область. Поэтому вязкопластичные материалы можно отнести к реологически сложным средам, для которых существенны и прочностные и вязкостные свойства.

Течение вязкопластичного материала начинается не сразу после возникновения напряжения сдвига, а только после достижения им в точках среды некоторого его предельного значения, определяемого как граница перехода к вязкому течению

Реологические модели различных сред:
a — ньютоновской, B=1; б — дилатантной, B>1; в — псевдопластичной, B<1;
г — вязкопластичной, B=1;д — вязкопластичной, B>1;е — вязкопластичной, B<1

Отличительная особенность уплотнения канатных гибких штоков гидроцилиндров (какдлинномерных пористых тел) вязкопластичными материалами заключается в одновременном протекании следующих взаимосвязанных процессов герметизации:

• предотвращение утечек рабочей жидкости вязкопластичным материалом через внутреннее межпроволочное пространство канатного гибкого штока из штоковой полости наружу гидроцилиндра;
• предотвращение утечек рабочей жидкости вязкопластичным материалом в камере уплотнения по наружной поверхности канатного гибкого штока;
• ограничение расхода вязкопластичного материала из камеры уплотнения при помощи эластомерных элементов.

Структура канатного гибкого штока с вязкопластичным материалом в межпроволочном пространстве и эпюра действия давления P во внутреннем канале

Технический принцип герметизации межпроволочного пространства канатного гибкого штока (как длинномерного пористого тела) основывается на принципе перекрытия гидравлических каналов тиксотропным вязкопластичным материалом, предварительно введенным внутрь каната и на последующем сохранении устойчивости вязкопластичного материала в каждом из внутренних каналов межпроволочного пространства при воздействии максимального перепада давления рабочей жидкости на узле уплотнения канатного гибкого штока гидроцилиндра.

Герметизация грубой наружной поверхности штока достигается путем формирования непрерывной линии фактического контакта вязкопластичного материала с уплотняемой поверхностью в камере уплотнения и постоянного поддержания ее при любых изменениях давления рабочей жидкости и скорости перемещения штока.

Автоматическое поджатие эластомерных элементов к уплотняемому контр-телу, позволяет добиваться постоянного контакта внутренней поверхности эластомерных элементов с грубой наружной поверхностью штока и герметизацию камеры уплотнения с вязкопластичным материалом при движении, несмотря на их постепенный износ в процессе длительной работы.

Разработанные нами вязкопластичные узлы уплотнения пяти запатентованных конструктивных схем для гидроцилиндров с гибкими, гибко-упругими и жесткими штоками с грубой наружной поверхностью, несмотря на то, что основаны на одном способе герметизации, имеют существенные отличия в конструктивном исполнении, предопределяющие и различия в механизме создания повышенного давления в камере уплотнения и количестве факторов, влияющих на давление вязкопластичного материала в зоне контакта со штоком, которые необходимо учитывать при проектировании и изготовлении нового гидрооборудования.

Результаты исследований и методические рекомендации по выбору и расчету новых вязкопластичных узлов герметизации для гидрооборудования различного типа могут быть использованы для решения задач и на ваших предприятиях.

По Вашему запросу мы можем предоставить Вам информацию на:

• способ уплотнения различных штоков c грубой поверхностью и длинномерных пористых тел;
• вязкопластичные композиции, используемые для герметизации таких контр-тел;
• длинноходовые гидроцилиндры с гибким, гибко-упругим и жёстким штоком для различных устройств.

Отметим, что на этих трех составляющих базировалось комплексное изобретение «Способ уплотнения длинномерных пористых тел и гидроцилиндр на его основе», запатентованное в двенадцати странах — США, Канаде, Японии, Австралии, Бразилии, Австрии, Великобритании, Франции, Германии, Италии, Финляндии, Швеции. Западно-германской фирме «Айкгофф» продана лицензия на изобретения и «ноу-хау».

При этом каждая их этих трех составляющих имеет и свои применения, к примеру:

• Способ уплотнения может быть также использован для:
  • уплотнения штоков трубопроводных задвижек и другой запорной арматуры;
  • уплотнения валов насосов, турбин, гребных винтов;
  • герметизации устьев скважин и качалок нефти, газа и воды;
  • герметизации канатов, пакетов лент, кабелей от жидкостей и влаги;

• Вязкопластичные композиции могут быть применены для:
  • герметизации водоэмульсионных агрегатов и трубопроводов;
  • герметизации масляных картеров двигателей, редукторов, маслопроводов, емкостей и ванн;
  • герметизация водяных агрегатов, труб, каналов, баков, сантехнического оборудования;
  • гидроизоляция бассейнов, панелей, окон, строительных конструкций;
  • герметизация пневматического и вакуумного оборудования;
  • герметизация корпусов электрооборудования.

• Длинноходовые гидроцилиндры с гибким и гибко-упругим штоком могут применяться в составе:
  • тяговых устройств (монтажно-демонтажных, транспортных, приводных механизмов);
  • подъемных устройств (кранов, талей,лифтов, подъемников, подъемных установок);
  • стопорных и натяжных устройств (цепных приводов, конвейеров, горного оборудования);
  • аммортизаторных устройств;
  • устройств для добычи полезных искапаемых (стругов, скреперо-струговых установок, фронтальных агрегатов);
  • устройств для разрушения бетонных сооружений. Кирпичных зданий, труб, дорожных покрытий.

На других страницах сайта представлены характеристики, схемы, фото и видеоматериалы конкретных примеров использования длинноходовых гидроцилиндров с гибким и гибко-упругим штоком.

121471, РФ, г.Москва, ул. Рябиновая 51А
www.flexrod.ru; E-mail: Flexrod@mail.ru тел. +7(977)299-02-09