Na počátku 20. století – přibližně v době, kdy námořní lodě poprvé experimentovaly s dieselovými motory – se na druhém konci řady vrtulových hřídelí objevovala další důležitá inovace.
Během první poloviny dvacátého století semechanické těsnění čerpadlase stalo standardním rozhraním mezi hřídelovým uspořádáním uvnitř trupu lodi a komponenty vystavenými moři. Nová technologie nabídla dramatické zlepšení spolehlivosti a životnosti ve srovnání s ucpávkami a těsněními provazců, které dominovaly trhu.
Vývoj technologie mechanických ucpávek hřídelí pokračuje i dnes se zaměřením na zvýšení spolehlivosti, maximalizaci životnosti produktu, snížení nákladů, zjednodušení instalace a minimalizaci údržby. Moderní ucpávky využívají nejmodernější materiály, konstrukční a výrobní procesy a také využívají výhod zvýšené konektivity a dostupnosti dat, což umožňuje digitální monitorování.
Mechanické ucpávky hřídelepředstavovaly pozoruhodný krok vpřed oproti dříve dominantní technologii používané k zabránění vniknutí mořské vody do trupu kolem hřídele vrtule. Ucpávka neboli ucpávka je vyrobena z opleteného, lanovitého materiálu, který je utažen kolem hřídele a vytváří tak těsnění. To vytváří silné těsnění a zároveň umožňuje otáčení hřídele. Mechanické těsnění však mělo několik nevýhod, které řešilo.
Tření způsobené otáčením hřídele proti ucpávce vede v průběhu času k opotřebení, což má za následek zvýšený únik, dokud není ucpávka seřízena nebo vyměněna. Ještě nákladnější než oprava ucpávky je oprava lodního hřídele, který může být také poškozen třením. Postupem času ucpávka pravděpodobně opotřebuje drážku v hřídeli, což by nakonec mohlo vychýlit celé pohonné zařízení z osy, což by mělo za následek, že plavidlo bude muset být umístěno do suchého doku, demontováno hřídel a vyměněno pouzdro, nebo dokonce i obnoveno. V neposlední řadě dochází ke ztrátě pohonné účinnosti, protože motor musí generovat více výkonu k otáčení hřídele proti těsně utěsněné ucpávce, což vede k plýtvání energií a palivem. To není zanedbatelné: pro dosažení přijatelné míry netěsnosti musí být ucpávka velmi těsná.
Ucpávka s těsněním zůstává jednoduchou a bezpečnou volbou a často se stále nachází v mnoha strojovnách jako záložní řešení. Pokud by mechanické těsnění selhalo, může plavidlo dokázat splnit svou misi a vrátit se do doku k opravě. Mechanické čelní těsnění však na tomto principu staví tím, že ještě dramatičtěji zvyšuje spolehlivost a snižuje úniky.
Rané mechanické ucpávky
Revoluce v utěsňování rotujících součástí přišla s poznáním, že obrábění těsnění podél hřídele – jako je tomu u ucpávky – není nutné. Dva povrchy – jeden rotující s hřídelí a druhý pevný – umístěné kolmo k hřídeli a stlačené k sobě hydraulickými a mechanickými silami by mohly vytvořit ještě těsnější těsnění, což je objev, který se často připisuje inženýrovi George Cookeovi v roce 1903. První komerčně používané mechanické ucpávky byly vyvinuty v roce 1928 a použity v odstředivých čerpadlech a kompresorech.
Čas zveřejnění: 27. října 2022