Долговечное герметизирующее решение для виброгасителей зданий. Пружинные уплотнения.

Гидравлические демпферы для виброизоляции зданий являются ключевыми компонентами, обеспечивающими сейсмо- и ветроустойчивость строительных конструкций, и широко применяются в таких важных проектах, как сверхвысотные здания, многопролетные сооружения и транспортные узлы. Как особый тип гидравлических компонентов, они предъявляют строгие требования к эксплуатационной стабильности и долговечности. Они должны не только обеспечивать точную виброизоляцию в экстремальных условиях эксплуатации, таких как землетрясения и сильные ветры, но и иметь сверхдлительный срок службы без технического обслуживания, исчисляющийся десятилетиями. Как «защитный барьер» цилиндров демпферов, эффективность системы уплотнения напрямую определяет срок службы демпферов.

Традиционные резиновые и пластиковые уплотнения подвержены утечкам масла и выходят из строя во время эксплуатации из-за таких дефектов, как быстрое старение, износ и низкая компенсационная способность, что стало основной проблемой, ограничивающей долговременную стабильную работу демпферов.

Компания DMS SEALS разработала систему уплотнений с полным пружинным приводом для герметизации цилиндров с длительным сроком службы. В основе системы лежит технология пружинных уплотнений, а также инновационная конструкция уплотнительной структуры. Она принципиально преодолевает типичные причины отказов обычных резиновых и пластиковых уплотнений, увеличивая эффективный срок службы системы уплотнений демпфера до более чем 30 лет, с целевым сроком службы в 50 лет. В настоящее время она используется многими отечественными производителями демпферов и стала предпочтительным решением для модернизации уплотнений гидравлических демпферов для виброизоляции зданий, в том числе в международном аэропорту Пекина Дасин.

I. Решение проблемных мест виброгасителей зданий: дилемма отказов традиционных резиновых и пластиковых уплотнителей.

В условиях работы гидравлических демпферов для виброизоляции зданий характерно как статическое давление, так и динамическое возвратно-поступательное движение, а герметизирующий эффект гидравлического масла внутри цилиндра напрямую влияет на передачу и регулирование демпфирующей силы. Традиционные резиновые и пластиковые уплотнения (например, O-образные кольца, обычные манжетные уплотнения) в данном сценарии применения подвержены различным проблемам, связанным с износом, из-за особенностей материала и конструктивных ограничений:

Старение и снижение эксплуатационных характеристик: В условиях длительной эксплуатации, таких как перепады температуры окружающей среды и коррозия, резиновые и пластиковые материалы склонны к затвердению, охрупчиванию и набуханию, с постепенной потерей эластичности. Они теряют герметичность и перестают плотно прилегать к уплотнительной поверхности, что в конечном итоге приводит к утечке масла.

Износ и эксцентричное нарушение герметичности: возвратно-поступательное движение штока поршня во время работы демпфера может привести к чрезмерному износу резиновой и пластиковой уплотнительной кромки. Кроме того, обычные уплотнения не обладают возможностью активной компенсации и не могут обеспечить герметичность в режиме реального времени при небольшом эксцентриситете и радиальном отклонении уплотнительной поверхности, образуя зазоры.

Нарушение герметичности при низком давлении: Резиновые и пластиковые уплотнения используют натяг при сборке для создания предварительного натяжения. Недостаточное предварительное натяжение в условиях работы при низком давлении легко приводит к микроутечкам, а долговременное накопление этих утечек приведет к потере гидравлического масла в цилиндре и снижению эффективности работы демпфера.

Несоответствие между сроком службы и инженерными требованиями: динамический срок службы обычных резиновых и пластиковых уплотнителей обычно составляет всего несколько лет, что серьезно противоречит многолетним требованиям строительной инженерии к демпферам. Частая замена уплотнителей не только увеличивает затраты на техническое обслуживание, но и влияет на сейсмическую безопасность строительных конструкций.

Основная причина вышеупомянутых проблем заключается в том, что традиционные резиновые и пластиковые уплотнения не имеют непрерывного и активного механизма компенсации силы уплотнения и не могут соответствовать требованиям к эксплуатации гидравлических демпферов для виброизоляции зданий, требующим «длительного цикла работы, низкого уровня технического обслуживания и многообразия условий эксплуатации».

II. Система уплотнений с полным пружинным приводом: индивидуальная модернизация конструкции амортизаторов.

Основываясь на ключевых преимуществах пружинных уплотнений, наша компания разработала полноценную пружинную систему уплотнений для герметизации цилиндров с длительным сроком службы, сочетающую в себе конструкцию цилиндра и рабочие характеристики гидравлических демпферов для виброизоляции зданий. Благодаря инновационной конструкции уплотнения достигается глубокая адаптация системы уплотнения и демпферов, а также полностью преодолеваются различные виды отказов традиционных уплотнений.

Конструкция с полностью пружинным уплотнением: Отказавшись от комбинированного использования обычных резиновых и пластиковых уплотнений и пружинных уплотнений, используется конфигурация с полностью пружинным уплотнением. Пружинное активное уплотнение реализовано во всех звеньях, от уплотнения штока поршня и торцевой крышки до уплотнения поршня, что устраняет слабые места уплотнения и обеспечивает долговременную герметизацию всей камеры цилиндра.

Оптимизированная конструкция уплотнительных канавок: Уплотнительные канавки проектируются с учетом структурных особенностей пружинных уплотнений, при этом оптимизируется соотношение статической и динамической уплотнительных кромок. Статическая уплотнительная кромка увеличивает площадь контакта, предотвращая смещение и вращение уплотнения под давлением; динамическая уплотнительная кромка оптимизирует конструкцию переднего угла для снижения сопротивления трению при возвратно-поступательном движении, уменьшая энергопотребление и износ.

Конструкция, предотвращающая выдавливание и эксцентрический износ: в систему уплотнения добавлен специальный фиксатор, предотвращающий выдавливание, который выдерживает риск выдавливания уплотнений под высоким давлением и адаптируется к высоким требованиям к давлению в демпферах в экстремальных условиях эксплуатации. Одновременно оптимизирована точность сопряжения уплотнения и штока поршня, что эффективно предотвращает эксцентрический износ и дополнительно повышает стабильность системы уплотнения.