
Séria noriem ISO 3601 skutočne považuje podporovacie krúžky za samostatné témy: rozsah normy ISO 3601-4 sa týka protiextrúznych krúžkov / podporovacích krúžkov a uvádza päť kategórií: T1 – typ so špirálovým rezom, T2 – typ s uhlom rezu, T3 – pevný typ, T4 – typ s uhlom rezu a konkávnym profilom, T5 – pevný typ s konkávnym profilom; tieto normy pre podporovacie krúžky spolupracujú s normou ISO 3601-1. O-ring rozmery a rozmery drážky podľa normy ISO 3601-2. Trelleborg tiež považuje podložkové kruhové tesniace prvky za nezávislý statický tesniaci výrobok, pričom upozorňuje, že sa používajú spolu s O-rings a X-kruhmi na zabránenie extrúzie pri medzerách nad 5 MPa / 725 psi pracovných podmienok a ponúka verzie so špirálovým, preseknutým, nepreseknutým a PTFE, termoplastickým materiálom.
Podložkový kruhový tesniaci prvok nie je „voliteľná tesniaca doska“ – je to špeciálny prvok proti extrúzii v systéme vysokotlakového tesnenia, ktorý presne kontroluje medzeru pre extrúziu.
Toto je prvá, najľahšie pochopiteľná klasifikácia pre zákazníkov.
Typ |
Typická štruktúra |
Použiteľná podmienka |
Dizajnový zameranie |
Jednosmerný podložkový kruhový tesniaci prvok |
O-krúžok umiestňuje jeden podložkový kruhový tesniaci prvok vždy v smere, z ktorého prichádza tlak, napríklad na jednosmernú hydraulickú stranu, jednosmernú stranu olejového valca, statické tesniace zátky |
Tlak je dlhodobo z jedného smeru, napríklad na strane nízkeho tlaku / proti tlaku |
Odporúčané umiestnenie je na strane, kde je najpravdepodobnejšie vytlačenie O-krúžku |
Dvojsmerný podperný krúžok |
O-krúžok má podperný krúžok umiestnený na každej strane, napr. dvojsmerný olejový valec, prepínací ventil, tlakový impulz, nástroje pre hĺbkové vrtanie v ropaťových vrtách |
Zmena smeru tlaku, napr. dvojsmerné poháňanie a tlakový impulz |
Šírka drážky sa musí zväčšiť, aby sa zabránilo nadmernému stlačeniu O-krúžku aj oboch podperných krúžkov |
Takmer dvojsmerný dizajn |
Teoreticky jednosmerný, avšak na opačnej strane sa udržiava spätný tok, tlakové vyrovnávanie alebo reverzný impulz |
Strojné zariadenia, čerpadlá a ventily, akumulátory, tesnenia pri tesnom statickom kontakte |
Rozhodnutie by sa nemalo zakladať na „normálnom pracovnom smere“, ale na najhoršej možnej ceste tlaku |
Z inžinierskeho hľadiska je umiestnenie podložiek proti extrúzii pre jednosmerný tlak opačné ako smer tlaku; ak sa smer tlaku strieda, sú potrebné dve podložky proti extrúzii. Základný materiál tesniacich prostriedkov spoločnosti AIR WATER MACH jasne uvádza: ak pôsobí tlak z oboch strán súčasne, vzniká obojsmerná sila a na obe strany sa musia namontovať podložky proti extrúzii.
Rozhodnutie, či je potrebná jedna alebo dve podložky proti extrúzii, nezávisí od názvu výrobku, ale od toho, či je možná zmena smeru tlaku. Ak existuje spätný tok, pulzujúci tlak alebo reverzný náraz, musí sa problém považovať za obojsmerný problém proti extrúzii.
Päť kategórií ISO 3601-4 možno jednoducho premeniť na klasifikáciu, ktorú zákazníci ľahko pochopia:
ISO / Inžiniersky termín |
Čínsky výraz |
Výhoda |
Slabina |
Typický scenár pre zákazníka |
T1 Špirálový typ |
Špirálová podložka proti extrúzii |
Jednoduchá inštalácia, vhodné pre uzavreté drážky, smer navíjania, hydraulické dynamické tesnenie na koncovú plochu |
Stlačenie môže spôsobiť lokálne ztenčenie; strojné zariadenia, olejové čerpadlá, štandardná výmena, otváranie drážky na mieste |
Otváranie drážky na mieste |
Typ T2 s uhlom rezu |
Otvorený kruhový krúžok s uhlom rezu / otvorený krúžok |
Ľahké montážne, nižšia cena v porovnaní s neprerušeným krúžkom |
Miesto rezu môže byť lokálnym slabým bodom |
Vyššie kvalitné materiály nahrádzajú slabé body; materiály s vyšším modulom sú lepšie; PEEK odolný voči otváraciemu tlaku |
Typ T3 pevný |
Pevný podporovací krúžok / neprerušený krúžok |
Neustála a najvyššia odolnosť proti vytláčaniu, žiadne riziko preseknutia |
Vyžaduje otvorené podmienky montáže; do uzavretých drážok sa nedá jednoducho namontovať |
Statické tesnenie vysokého tlaku, prírubové, uzáverové alebo pohyblivé tesnenie |
T4 – uhlom orezaný dutý typ |
Uhlom orezaný dutý typ / kruhový kúsok s neštandardným tvarom orezania |
Dutý povrch lepšie prilieha k O-krúžku a poskytuje mu dostatočnejšiu podporu |
Požiadavky na smer obrábania sú presnejšie |
Vysoký tlak, väčší priestor pre vytláčanie, kolísanie tlaku |
T5 – pevný dutý typ |
Pevný dutý podperný krúžok / pevný krúžok s neštandardným tvarom |
Neustála podpora a kombinácia s O-krúžkom, vhodné pre náročné pracovné podmienky |
Montáž je obmedzená, náklady sú vyššie ako pri otvorenom reze |
Olej a plyn, statické tesnenie vysokého tlaku, kľúčový podložný krúžok |
Materiály produktov Eclipse tiež z inžinierskeho hľadiska klasifikujú pevné, otvorené a špirálové podložné krúžky: pevné podložné krúžky sú vhodné pre drážky, kde umožňujú montážne podmienky; otvorené podložné krúžky sa dajú namontovať do uzavretých drážok pomocou šikmého rezu; špirálové podložné krúžky využívajú prekrývajúcu sa cievkovú štruktúru a sú bežné v materiáli PTFE.
Kľúčové kritérium: pevné podložné krúžky majú za cieľ najprv vyriešiť „kontinuitu odolnosti proti extrúzii“; otvorené podložné krúžky majú za cieľ najprv vyriešiť „možnosť montáže“; špirálové podložné krúžky majú za cieľ najprv vyriešiť „montáž do uzavretej drážky“; podložné krúžky špeciálneho tvaru majú za cieľ najprv vyriešiť „nedostatočnú plochu podpory O-krúžku pri vysokom tlaku.“
Čo vysokotlakoví zákazníci naozaj zaujíma, nie je „prítomnosť alebo neprítomnosť podperného krúžku“, ale či podperný krúžok dokáže uzavrieť extrúzny kanál.
Typ prierezu |
Dizajnová logika |
Použiteľná podmienka |
Obdĺžnikový / plochý podperný krúžok |
Pôsobí ako tuhá podpora medzi O-krúžkom a extrúznym medzerou |
Bežné vysokotlakové hydraulické systémy, štandardné drážky |
Konkávny podperný krúžok |
Husto prilieha k kruhovej ploche O-krúžku, zvyšuje šírku podpory |
Vysokotlakové statické tesnenie, O-krúžok s relatívne nízkou tvrdosťou, tlakové impulzy |
Klinový podperný krúžok |
Po zatlačení sa kompenzuje radiálne, aktívne premostí extrémne vysoký tlak a veľkú extrúznu medzeru |
Ropné studne, kovové časti, ktoré sa nedá zmeniť tvrdosťou |
Zložený záložný prsteň z dvoch materiálov |
PEEK poskytuje tuhosť, PTFE kontakty O-ring, znižuje tvrdé uhryznutie |
Vysoký tlak + dynamické riziko otvorenej sekcie vyššie |
Záložný prsteň + vodný prsteň |
Vodič trenia sklon a opotrebovanie, záložný prsteň riadi extrúziu |
Ropa, ťažko-výkonné strojárske zariadenia, dlhotrvačná recipročná pohonka |
Klieňové záložné kruhy sú vhodné najmä pre scenáre s stlačenými oboma končatinami. Parker v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, že sa v prípade, Vysokotlaký prípad Eclipse ukazuje, že pri 15 000 psi, 300 ° F, pri podmienkach veľkých extrúzijných medzer, použitie naplneného PTFE záložného prstenu v kombinácii s PEEK záložným prstením zlepšuje nosnosť tlaku.

Výber materiálu vysokotlakového podložného krúžku je v podstate kompromis medzi nízkym trením, tvrdosťou, modulom pružnosti, odolnosťou voči teplote, odolnosťou voči prostrediu, cenou a možnosťou inštalácie.
Materiál |
Výhoda |
Riziko/obmedzenie |
Uplatniteľné scenáre |
PTFE polytetrafluoroetylén |
Nízke trenie, dobrá chemická odolnosť, vhodné pre dynamické tesnenia a korozívne prostredia |
Mäkšie, ľahko sa otvára alebo navíja, odolnosť proti extrúzii je obmedzená; možno z neho vyrábať podložné krúžky s priamym rezným otvorom alebo špirálové |
Vysokotlakové prechody pre dynamické tesnenia s nízkym trením, pohonné olejové čerpadlá, doplnok štandardných O-krúžkov |
Naplneného PTFE |
Sklenené vlákno, uhlíkové vlákno a bronzové plnivo ovplyvňujú trenie, opotrebovanie a odolnosť voči nárazu; po pridaní plniva sa zlepší odolnosť proti opotrebovaniu a nárazu |
Kvalita plniva ovplyvňuje odolnosť voči niektorým chemicky korezívnym prostrediam |
Chemicky odolné prostredia |
PA/nylón |
Tvrdší ako PTFE, lepšia odolnosť proti extrúzii, nižšia cena ako PEEK |
Absorbuje vodu a rozmery sa menia, nie je odolný voči príliš vysokým teplotám v strojárskych zariadeniach, bežné hydraulické systémy, voda–glykol a podobné vysokotlakové oleje |
Vyšší tlak ako v typických projektoch |
PEEK polyetheretherketón |
Vysoký modul pružnosti, vysoká tvrdosť, vysoká odolnosť proti extrúzii, vhodné pre extrémne podmienky |
Vysoká cena, striktné požiadavky na obrábanie a rozmery, nemá kompenzáciu studenej deformácie ako PTFE; pri otvorenej rezbe môže PEEK poškodiť O-krúžok na reznom okraji |
Petrol a plyn, vysoká teplota a vysoký tlak, veľká medzera pre extrúziu, kľúčové zariadenia |
POM/acetal, TPE atď. |
Môže sa použiť ako špecifický materiál stredného tlaku alebo pre individuálne riešenia |
Je potrebné zohľadniť prostredie, teplotu a tlak |
Nepštandardné tesnenie, špeciálne zákaznícke projekty |
Verejné údaje výrobcov uvádzajú typické materiálové limity ako referenčné: pokročilý EMC popisuje PEEK ako vhodný pre vysoký tlak a vysokú teplotu a nylon ako vhodný pre lacnejšie komponenty; príklad rozsahu je až 20 000 psi a 500 °F; PTFE zdôrazňuje nízku trenie, chemickú odolnosť a vyššie teplotné limity, pričom odolnosť plneného PTFE voči studenej deformácii je lepšia než u neplneného PTFE. Freudenberg tiež uvádza, že PEEK má chemickú odolnosť podobnú PTFE, ale lepšie mechanické vlastnosti; nepretržitá prevádzková teplota môže dosiahnuť 260 °C a často sa používa pri vysokotlakových O-krúžkoch.
PEEK sa nedá jednoducho použiť v štandardných rozmeroch pre PTFE. Údajové body spoločností Gallagher/Eclipse uvádzajú, že PEEK má vysoký modul pružnosti a nevykazuje studené deformovanie, ktoré by kompenzovalo odchýlky rozmerov rovnako ako PTFE; preto je potrebné presnejšie rozmery, fazetovanie, prechodový podporovací krúžok z PTFE alebo kombinované konštrukčné riešenie; pri otvorenom reze môže PEEK stále poškodiť tesniaci krúžok kvôli ostrej hrane počas cyklov tlaku alebo dynamického prevádzkovania.
Zlyhanie tesnenia pri vysokom tlaku sa zvyčajne nestáva jednoducho preto, že „tlak je príliš vysoký“, ale preto, že:
Tlak × medzera na vytlačenie × tvrdosť tesniaceho krúžku × modul materiálu × dynamická excentricita
Z týchto faktorov sa medzera na vytlačenie najčastejšie podceňuje.
Medzeru na vytlačenie treba vyhodnotiť vzhľadom na najhorší možný stav.
Nepozrite sa len na menovitú medzeru uvedenú na výkrese; zohľadnite tiež:
Globálny návod na výber O-krúžkov uvádza tiež tlak, teplotu, chemickú kompatibilitu, medzeru na vytláčanie, dynamické/statické prevádzkové podmienky a tvrdosť materiálu ako kľúčové faktory pri výbere podperných krúžkov a upozorňuje, že väčšie medzery zvyčajne vyžadujú pevnějšiu a robustnejšiu podporu.
Stav medzery na vytláčanie |
Tendencia návrhu |
Malá medzera, stredný tlak |
Stačí ploché podporovacie krúžky z PTFE alebo PTFE naplneného plnivom |
Stredne veľká medzera, vyšší tlak |
PTFE naplnené plnivom, PA/nylón, konkávny podporovací krúžok |
Väčšia medzera, vyšší tlak, vyššia teplota |
PEEK, konkávny podporovací krúžok, kompozit PEEK + PTFE |
Veľmi veľká medzera, ťažšie upraviť hardvér |
Klinový podporovací krúžok, rozdelený na viacero klinových podporovacích krúžkov, funkcia vodiaceho prvku by inak bola preťažená |
Zjavná dynamická excentricita |
Najprv optimalizovať vodiaci pásik, potom navrhovať podporovacie krúžky; inak bude podporovací krúžok niesť nezodpovedajúcu vodiacu funkciu |
Podporovacie krúžky sa nepoužívajú na „opravu všetkých problémov s drážkou“. Pri návrhu tesnenia vysokého tlaku sa najprv musí ovládať extrúzia medzery a potom sa podporovací krúžok použije na zvýšenie bezpečnostnej rezervy.
Typ zákazníka |
Zameranie |
Odporúčaný smer |
Zákazníci vysokotlakových hydraulických systémov |
Tlak, rýchlosť posuvu, opotrebovanie vodidiel, teplota oleja, ochrana pri inštalácii |
Zameranie na jednosmerné / obojsmerné podporovacie krúžky, podporovacie krúžky s otvoreným rezom, vyplnený PTFE, PA, PEEK |
Zákazníci z odvetvia ropy a plynu |
Vysoká teplota a vysoký tlak, rázový tlak, korozívne médiá, certifikácia, netypické drážky |
Zameranie na PEEK, konkávne podporovacie krúžky, obojsmerné podporovacie krúžky, tvarové krúžky, veľké extrúzne medzery |
Zákazníci z oblasti strojníckych zariadení |
Dynamické zaťaženie, kontaminácia bahnom a vodou, pohodlie údržby, náklady |
Zameranie na pevné alebo otvorené kruhové tesnenie, PA/nylón, vyplnený PTFE, kompatibilita vedenia a podpornej krúžkového tesnenia |
Zákazníci z oblasti čerpadiel a uzáverov |
Statické tesnenie, dynamický uzáver ventilu, časté otváranie/zatváranie, vrcholový tlak |
Zameranie na pevný krúžok, PEEK, konkávny krúžok, odolnosť voči obojsmernému tlaku |
Zákazníci z chemického priemyslu |
Kompatibilita s prostredím, teplota, nízka únikovosť |
Zameranie na chemickú odolnosť a rozmerovú stabilitu PTFE, vyplneného PTFE a PEEK |
Pri poskytovaní ponúk zákazníkom sa nepýtajte len „aký je tlak“. Pri vysokotlakových podporných krúžkoch by ste mali aspoň položiť tieto otázky:
Parameter |
Prečo je to dôležité |
Prevádzkový tlak / vrcholový tlak |
Určuje, či sú potrebné jednotné alebo dvojité záložné kruhy a či je potrebný PEEK |
Smer tlaku |
Určuje jednosmerný alebo obojsmerný záložný prsteň |
Extrúzna medzera |
Určuje materiál záložného kruhu, prierez a množstvo |
Teplotný rozsah |
Určuje, či sa uplatňuje PTFE, PA, PEEK |
Médiá |
Určuje chemickú kompatibilitu materiálu |
Stačné tesnenie/dynamické tesnenie |
Určuje trenie, opotrebovanie, riziko otvoreného rezu |
Návrh |
Reciprocating, rotating, oscilating zodpovedajú rôznym konfiguráciám záložných krúžkov |
Či je drážka uzavretá |
Určuje, či je možné inštalovať pevný, otvorený alebo špirálový krúžok |
Materiál a tvrdosť O-krúžku |
Určuje odolnosť podporovaného objektu proti extrúzii |
Rozmery a tolerancie hriadeľa / otvoru / drážky |
Určuje skutočnú maximálnu medzeru pre extrúziu |
Či je prítomný vodidlý krúžok |
Vplyvní excentricitu a bočné zaťaženie |
Či existujú požiadavky na certifikáciu |
Priemysel ropy a zemného plynu, potravinársky priemysel, letecký a vojenský priemysel môžu vyžadovať certifikáty materiálov |