OmniSeal от Saint-Gobain Seals одобрен для использования в качестве статического уплотнения для ракетных двигателей.
2021-08-26
Подпружиненное взрывозащищенное уплотнение OmniSeal компании Saint-Gobain Seals было идентифицировано как статическое уплотнение в обратном клапане ракетного двигателя аэрокосмической промышленности. Обратный клапан — это устройство регулирования потока, которое позволяет жидкости под давлением (жидкости или газу) течь только в одном направлении. При нормальной работе обратный клапан находится в закрытом положении, где уплотнение фиксируется статическими уплотнениями, предназначенными для выдерживания любого выброса. Как только давление жидкости достигает или превышает номинальное пороговое давление, клапан открывается и позволяет жидкости перетекать со стороны высокого давления на сторону низкого давления. Падение давления ниже порогового давления приведет к возврату клапана в закрытое положение. Обратные клапаны также распространены в нефтегазовой промышленности, а также в насосах, химической обработке и перекачке жидкостей. В большинстве случаев инженеры-конструкторы интегрируют обратные клапаны в конструкции своих ракетных двигателей. Поэтому роль тюленей в этих долинах очень важна во всей миссии запуска. В обратном клапане используется противовыбросовое уплотнение, которое удерживает жидкость под давлением на стороне высокого давления, предотвращая при этом разбрызгивание уплотнения из корпуса. При высоких давлениях и быстрых изменениях давления на поверхность уплотнения очень сложно удерживать уплотнение в корпусе. Как только динамическая уплотняющая поверхность оборудования отделяется от уплотняющей кромки, уплотнение может вылететь из корпуса из-за остаточного давления вокруг уплотнения. Обычно для обратных клапанов используются седельные уплотнения, простые блоки из ПТФЭ, но характеристики этих уплотнений нестабильны. Со временем уплотнения седел необратимо деформируются, что приводит к утечкам. Взрывозащищенные уплотнения Saint-Gobain Seals созданы на основе конфигурации OmniSeal 103A и состоят из полимерной оболочки с пружинным блоком. Оболочка изготовлена из запатентованного материала Fluoroloy, а пружина может быть изготовлена из таких материалов, как нержавеющая сталь и Elgiloy®. В зависимости от условий работы обратного клапана пружину можно подвергнуть термической обработке и очистить специальным способом. На рисунке слева показан пример противовыбросовых уплотнений для обычных уплотнений Saint-Gobain в штоковых уплотнениях (примечание: это изображение отличается от уплотнений, используемых в реальных обратных клапанах, которые разрабатываются по индивидуальному заказу). Применение обратных клапанов Уплотнения могут работать в диапазоне низких температур до 575°F (302°C) и выдерживать давление до 6000 фунтов на квадратный дюйм (414 бар). Взрывозащищенное уплотнение OmniSeal, используемое в обратных клапанах ракетных двигателей, используется для герметизации газов под давлением и сжиженного газа в диапазоне температур от -300°F (-184°C) до 122°F (50°C). Уплотнение выдерживает давление около 3000 фунтов на квадратный дюйм (207 бар). Материал оболочки Fluoroloy® обладает превосходной износостойкостью, устойчивостью к деформации, низким коэффициентом трения и способностью работать при экстремально низких температурах. Уплотнения для предотвращения выброса OmniSeal® рассчитаны на сотни циклов эксплуатации без каких-либо утечек. Линейка продуктов OmniSeal® предлагает различные конструкции, такие как 103A, APS, Spring Ring II, 400A, RP II и RACO™ 1100A, а также различные конструкции, изготовленные по индивидуальному заказу. В состав этих конструкций входят уплотнительные втулки из различных материалов из фторсодержащих сплавов и пружины различной конфигурации. Уплотнительные решения Saint-Gobain Seals использовались в таких ракетах-носителях, как ракетный двигатель Atlas V (для отправки марсохода Curiosity в космос), тяжелая ракета Delta IV и ракета Falcon 9. Их решения также используются в других отраслях промышленности (нефтяная и газовая, автомобильная, медико-биологическая, электронная и промышленность) и в экологически чистом промышленном оборудовании для окраски, химических инжекторных насосах, первой в мире подводной газокомпрессорной станции, химических анализаторах и т. д.