Использование осевых упоров и полимерных гасителей динамических нагрузок в затворах с тонкостенными уплотнениями - Белоголов, Юрий Игоревич (Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2023)
В уплотнительной технике встречаются конструкции клапанных соединений, где для снижения радиальных деформаций тонкостенного уплотнения в затворе применяются различные осевые упоры и полимерные гасители ударных нагрузок. Использование полимерных материалов в качестве осевых ограничетелей компенсирует ударные нагрузки в уплотнительном стыке и обеспечивает дополнительную герметичность (вторичное уплотнение) соединения при относительно небольших усилиях со стороны привода. Однако применение полимерных материалов ограничено условиями эксплуатации (химический состав рабочей среды, давление рабочей среды и др.). Полимерные уплотнения выдавливаются и разрушаются при больших давлениях герметизируемой среды. Также следует отметить изменение физико-механических характеристик полимеров с течением времени, при температурных, радиационных и других воздействиях. Использование исключительно металлических упоров позволяет сократить воздействие ударных нагрузок на тонкостенное уплотнение, но такие конструктивные решения ведут к снижению ресурса уплотнительного соединения и лимитируют область применения. Таким образом, осевые упоры в качестве ограничителей деформации могут быть предусмотрены в конструкции уплотнительного соединения на случай значительного превышения давления герметизируемой среды над расчетым с целью минимизации повреждений затвора клапана. Для ослабления ударных нагрузок в уплотнительном соединении может быть выполнена «разгрузка» затвора. В научной статье представлены обзор и анализ уплотнительных соединений, в которых снижение динамических нагрузок в затворе клапана компенсируется посредством осевых упоров и полимерных гасителей ударных нагрузок. Проведено сравнение указанного способа с одним из перспективных направлений совершенствования клапанных соединений – «разгрузкой». Представлены разработанные автором актуальные конструкции разгруженных затворов, которые позволяют выполнить тонкостенный оболочечный элемент рациональных геометрических размеров, что, в свою очередь, ведет к снижению герметизирующего усилия и энергоемкости привода. Проведенный обзор и анализ показали, что наличие упоров необходимо в условиях нестационарности давления герметизируемой среды, приводящей к значительным изменениям составляющей усилия герметизации.