Dynamiczne uszczelnienia techniczne pracują tam, gdzie jeden z elementów urządzenia porusza się względem drugiego, a pomiędzy nimi trzeba ograniczyć wydostawanie się medium. Dotyczy to zarówno obrotu wału, jak i przesuwu trzpienia. Takie rozwiązania spotyka się m.in. w pompach, mieszadłach oraz armaturze. Poniżej wyjaśniamy, gdzie pełnią swoją funkcję i od czego zależy wybór odpowiedniego wariantu.
Uszczelnienia techniczne stosowane w pompach
W pompie wał przenosi napęd na wirnik, dlatego obraca się względem nieruchomego korpusu. W miejscu jego przejścia przez obudowę powstaje strefa, którą trzeba odseparować od otoczenia, aby tłoczone medium nie wydostawało się na zewnątrz. Do tego celu wykorzystuje się m.in. mechaniczne uszczelnienia wału. Ich powierzchnie robocze pozostają ze sobą w kontakcie podczas obrotu, dlatego materiał i konstrukcję dobiera się do rodzaju cieczy, temperatury, ciśnienia oraz prędkości pracy. Dostępne są m.in. odmiany jednosprężynowe, wielosprężynowe, patronowe, mieszkowe i gazowe. W pompach stosuje się też szczeliwa sznurowe umieszczane w dławnicy. Wybór powinien wynikać z budowy urządzenia i parametrów instalacji, a nie wyłącznie z wymiaru wału.
Mieszadła wykorzystujące uszczelnienia mechaniczne
W mieszadle problem pojawia się w miejscu, w którym wał przechodzi przez ścianę lub pokrywę zbiornika. Element obraca się podczas mieszania, natomiast obudowa pozostaje nieruchoma. Uszczelnienie techniczne musi ograniczać wydostawanie się cieczy, zawiesiny albo innego medium procesowego mimo tarcia między współpracującymi powierzchniami. W takich urządzeniach stosuje się konstrukcje mechaniczne dostosowane do warunków procesu. Znaczenie ma odporność materiałów na substancje agresywne chemicznie, ponieważ kontakt z nimi może prowadzić do szybkiego zużycia niewłaściwie dobranych elementów. Warto też uwzględnić sposób montażu. Rozwiązanie patronowe dostarczane jest jako gotowy zespół, co ułatwia zachowanie właściwego ustawienia części podczas instalacji.
Sznury uszczelniające w dławnicach zaworów
W zaworach uszczelnienia dynamiczne pracują wokół trzpienia, który zmienia położenie podczas otwierania, zamykania albo regulowania przepływu. W tym miejscu stosuje się szczeliwa dławnicowe wykonane np. z PTFE, grafitu lub włókien aramidowych. Kolejne pierścienie sznura umieszcza się w komorze dławnicy i dociska tak, aby ograniczyć drogę ucieczki medium wzdłuż trzpienia. Zbyt mały docisk sprzyja przeciekom, natomiast nadmierny zwiększa tarcie i może przyspieszać zużycie powierzchni roboczej. Dlatego podczas obsługi armatury warto kontrolować zarówno stan szczeliwa, jak i sposób jego dociśnięcia. Tego typu uszczelki przemysłowe mogą pracować także w zasuwach oraz armaturze regulacyjnej, gdzie element roboczy wykonuje ruch posuwisto zwrotny.
Uszczelki przemysłowe w urządzeniach pracujących z mediami abrazyjnymi
Szczególne wymagania pojawiają się wtedy, gdy medium zawiera piasek, popiół, pył lub inne twarde cząstki. Przemieszczając się wraz z cieczą, drobiny mogą ścierać powierzchnie robocze i skracać czas pracy zwykłego uszczelnienia. Z takim obciążeniem spotykają się m.in. pompy szlamowe, mieszalniki oraz elementy instalacji cementowych. W tych warunkach stosuje się rozwiązania wykonane z materiałów odpornych na ścieranie, np. z elementami z węglika krzemu lub węglika wolframu. W niektórych układach wykorzystuje się również konstrukcje wielostopniowe, które ograniczają kontakt części roboczych z zanieczyszczeniami. Nie warto dobierać materiału wyłącznie według temperatury i ciśnienia. Jeżeli medium zawiera frakcję stałą, jej rodzaj i udział mogą wpływać na trwałość układu uszczelniającego.
Dynamiczne uszczelnienia występują w różnych punktach maszyny, lecz ich zadanie wynika z obecności elementu pozostającego w ruchu względem obudowy. W pompach i mieszadłach dotyczy to głównie wału, a w zaworach trzpienia. Dobór rozwiązania powinien uwzględniać konstrukcję urządzenia, medium oraz warunki pracy, ponieważ te czynniki decydują o obciążeniu powierzchni uszczelniających.
