Garnituri mecanice în pompe - teoria muncii, tipuri, modele, tehnologii.
Sigiliul mecanic este un dispozitiv care formează o etanșare rotativă între piesele mobile și cele fixe. A fost conceput pentru a elimina defectele cutiei de umplutură. Scurgerile pot fi reduse la nivelul de respectare a standardelor de mediu ale autorităților de reglementare guvernamentale, iar costurile de întreținere și reparații pot fi, de asemenea, reduse.
Avantajele etanșării mecanice în comparație cu ambalajul cutie de umplutură convențională:
- Absența sau scurgerea limitată a lichidului pompat.
- Reducerea frecării și pierderea puterii pompei.
- Reducerea uzurii arborelui și manșonului.
- Costuri reduse de întreținere.
- Abilitatea de a folosi la presiuni mai mari și medii mai agresive.
- O mare varietate de modele permite utilizarea sigiliilor mecanice în aproape toate pompele.
Figura 1. Etanșare mecanică unică
Baze de etanșare mecanică
Toate etanșările mecanice constau din trei seturi de bază de bază, așa cum se arată în figura 1.
- Setul de etanșare primară de etanșare: una rotativă și una staționară, este prezentată în figura 1 ca un inel O și o piesă presată (garnitură).
- Un set secundar de etanșare, cunoscut sub numele de etanșare a arborelui și părți presate (garnituri), cum ar fi inele O, pene și inele.
- Garnituri de etanșare, inclusiv inele de etanșare, manșete, inele de compresie, știfturi, arcuri și tuburi ondulate.
Cum funcționează garnitura mecanică.
Sigiliul primar de etanșare este realizat prin utilizarea a două suprafețe lustruite foarte plate, care creează o cale complexă perpendiculară pe traseul de scurgere (împiedicând scurgerea). Contactul de frecare dintre aceste două suprafețe plate reduce la minimum scurgerile. La fel ca la toate etanșările, o suprafață este fixată în carcasă, iar cealaltă este fixă și se rotește cu arborele. Una dintre suprafețe, de regulă, este realizată dintr-un material rezistent la uzură, cum ar fi grafitul de carbon. Celălalt, de regulă, este făcut dintr-un material relativ rezistent din material solid, cum ar fi carbură de siliciu. Materialele heterogene sunt utilizate, în general, pentru garnituri fixe și etanșări cu inele rotative pentru a preveni aderarea acestor două suprafețe. Partea moale are, de obicei, suprafețe mai puțin contiguoase și se numește, de obicei, marginea abrazivă.
Există patru puncte principale de etanșare în fața capătului etanșării mecanice (figura 2). Sigiliul primar este fața de capăt a garniturii de etanșare, punctul A. Calea de scurgere către punctul B este blocată fie de inele O, de inele V, fie de pene. Căile de scurgere către punctele C și D sunt blocate de garnituri sau garnituri.
Suprafețele din etanșările mecanice tipice sunt lubrifiate de un strat de gaz sau de lichid. Atunci când se realizează etanșări cu parametrii de scurgere dorit, durata de viață a etanșării, consumul de energie, proiectantul trebuie să ia în considerare modul în care suprafețele vor fi lubrifiate și principiul lubrifierii acestora.
Pentru a selecta cel mai bun design de etanșare, trebuie să aveți cât mai multe informații despre condițiile de funcționare și despre mediul pompat. Produsele complete și informațiile despre mediu vă permit să alegeți cel mai bun sigiliu pentru această aplicație.
Figura 2. Punctele de etanșare ale etanșării mecanice
Tipuri de etanșări mecanice
Sigiliile finale pot fi împărțite în mai multe tipuri și modele:
Includerea unei garnituri secundare, care se deplasează axial de-a lungul arborelui sau bucșei, este necesară pentru a menține contactul între suprafețele de etanșare. Această funcție compensează uzura pe suprafața frontală a etanșării și bătaia din cauza deplasării. Avantajul împingătorului este rentabilitatea relativă și disponibilitatea comercială într-o gamă largă de dimensiuni și configurații. Dezavantajul său este acela că poate cauza deplasarea etanșării secundare și abraziunea corozivă a arborelui sau bucșei.
O etanșare fără bobină sau burduf nu trebuie să se deplaseze de-a lungul arborelui sau bucșei pentru a menține contactul suprafețelor de etanșare mecanică. Principalele avantaje sunt capacitatea de a lucra la temperaturi ridicate și joase și nu este nevoie de compactare secundară (nu există nici o înclinație de a deplasa garnitura secundară). Un dezavantaj al acestui tip de etanșare este acela că secțiunile transversale ale burdufului trebuie să fie modernizate pentru utilizare în medii corozive.
Acestea sunt scumpe, scurgeri sunt mici, și, de asemenea, ele sunt mai stabile sub influența vibrațiilor, abaterilor de coaxialitate și cavitație. Dezavantajul este limitarea lor relativ scăzută de presiune. Dacă forța rezultantă care acționează asupra suprafețelor de etanșare depășește limita de presiune, filmul lubrifiant dintre suprafețe este stors și etanșarea va funcționa în stare uscată.
Echilibrarea mecanică a etanșării implică o schimbare simplă a designului care reduce forțele hidraulice care încearcă să închidă etanșarea mecanică. Siguranțele balansate au o limită de presiune mai mare, o sarcină mai mică pe suprafețele de etanșare și produc mai puțin căldură. Acest lucru le face mai potrivite pentru pomparea lichidelor cu lubrifiant scăzut și presiune înaltă a vaporilor saturați, cum ar fi hidrocarburile ușoare.
Un exemplu de astfel de sigilări sunt cele care necesită instalarea și alinierea etanșării (unică, dublă, tandemă) pe arborele sau bucșa pompei. Deși instalarea etanșării mecanice este relativ simplă, astăzi accentul se pune pe reducerea costului de întreținere și astfel duce la o preferință pentru cartușul de etanșare.
Un exemplu de astfel de sigilări sunt cele care au o garnitură mecanică pre-instalată pe butuc, incluzând capacul urechii strâns adiacent arborelui sau manșonului axului (sunt disponibile un singur, dublu, tandem). Principalul beneficiu, desigur, este că nu este nevoie de conectarea dimensiunilor pentru instalarea lor. Garniturile cartușelor reduc costurile de operare și reduc posibilele erori la instalarea sigiliului.
Proiectări mecanice de etanșare
Acesta este cel mai comun tip de etanșare mecanică. Aceste sigilii sunt ușor de modificat pentru a asigura un sistem tampon pentru etanșările de etanșare și pot fi echilibrate pentru a rezista presiunilor ridicate ale mediilor. Se recomandă utilizarea pentru lichide neagresive și agresive cu proprietăți lubrifiante satisfăcătoare, atunci când costul nu depășește costul unei etanșări mecanice duble.
Dacă un lichid foarte agresiv are proprietăți lubrifiante bune, o etanșare externă este o alternativă economică la metalele scumpe necesare pentru a asigura rezistența la coroziune în etanșările interne. Dezavantajul este impactul neprotejat al impacturilor și presiunilor hidraulice, astfel încât garniturile au limite de presiune scăzute (echilibrate și neechilibrate).
Dublă (dublă presiune)
Acest proiect este recomandat pentru lichide care nu sunt compatibile cu un singur sigiliu (de ex. Lichide toxice, periculoase pentru protecția mediului) care conțin substanțe abrazive sau caustice care necesită metale scumpe. Avantajele sigilărilor duble sunt că au o durată de funcționare de cinci ori mai mare decât cele unice în condiții de funcționare severe. În plus, metalul părții interioare a etanșării nu este niciodată afectat de lichidele pompate, lichidele vâscoase, abrazive și termorezistente sunt ușor sigilate fără a fi nevoie de costuri ridicate. În plus, testele recente au arătat că durata de viață a etanșării mecanice duble este practic neschimbată atunci când se modifică parametrii tehnologici ai funcționării pompei. Acesta este un avantaj semnificativ în favoarea unei etanșări mecanice duble.
Decizia finală în alegerea sigiliilor duble sau unice este determinată de costul de compactare, de costul de operare și de normele de emisii industriale în mediu în timpul scurgerilor mecanice de etanșare.
Dublă barieră la gaz (sub presiune dublă)
Foarte similar cu etanșarea dublă a cartușului. Etanșarea unui gaz inert, de exemplu a azotului, este folosită ca lubrifiant de suprafață și fluid de răcire în locul unui sistem de răcire sau spălare cu un jet de lichid, ca în cazul etanșărilor dublu convenționale sau cartușelor. Acest concept a fost dezvoltat deoarece multe lichide barieră sunt utilizate în mod obișnuit în etanșări mecanice duble și nu mai pot fi utilizate în conformitate cu noile standarde de emisie. Ca barieră la gaz, sigiliile utilizează azot sau aer ca inofensive și inofensive, ceea ce contribuie la prevenirea eliberării produselor în atmosferă și respectă pe deplin standardele de emisie. În cazul pompării lichidelor toxice sau periculoase care sunt reglementate sau în situațiile în care este necesară o fiabilitate sporită, trebuie utilizate sigilii cu o barieră dublă pentru gaz.
Tandem (dublu fără presiune)
În conformitate cu standardele de sănătate, siguranță și mediu, garniturile tandem sunt utilizate pentru pomparea unor produse precum clorura de vinil, monoxidul de carbon, hidrocarburile ușoare, precum și o gamă largă de alte fluide volatile, toxice, cancerigene sau periculoase.
Garniturile tandem împiedică înghețarea hidrocarburilor ușoare și a altor lichide, a căror temperatură poate scădea sub punctul de îngheț al apei în aer (32F sau 0C). (Lichide tipice cu proprietăți tampon sunt etilenglicolul, metanolul și propanolul). Sigilii "Tandem", de asemenea, crește fiabilitatea. Dacă sigiliul normal nu reușește, garnitura externă poate prelua funcția de întreținere.
Selectarea sigiliului mecanic
Alegerea corectă a sigiliului mecanic se poate face numai când există informații complete despre condițiile de funcționare.
- fluid
- presiunea
- temperatură
- Caracteristici lichide
- Standardele de fiabilitate și emisii
Mai întâi, trebuie determinat lichidul de lucru. Componentele metalice trebuie să fie rezistente la coroziune, de obicei din oțel, bronz, oțel inoxidabil sau Hastelloy. Suprafețele de îmbrăcare ar trebui, de asemenea, să reziste la coroziune și uzură. De exemplu, carbon, ceramică, carbură de siliciu sau carbură de tungsten. Elementele de etanșare staționare Buna, EPR, Viton și Teflon sunt cele mai frecvent utilizate.
De fapt, tipul de etanșare, echilibrat sau dezechilibrat, se bazează pe presiunea etanșării și dimensiunile ei.
În special, determină utilizarea pieselor de etanșare. Materialele trebuie selectate în funcție de temperatura lichidului.
4. Caracteristicile fluide
Lichidele abrazive cauzează uzură excesivă și scurtează durata de viață a sigiliului. Garniturile duble sau sistemul de spălare de la o sursă externă permit utilizarea sigiliilor mecanice pe aceste lichide dificile. La pomparea hidrocarburilor ușoare, se utilizează adesea sigilii echilibrate pentru a crește durata de viață a etanșării, deși presiunea este scăzută.
5. Standarde de fiabilitate și emisii
Tipul de etanșare ales și designul acestuia trebuie să respecte standardele de fiabilitate și emisie dorite. Se preferă etanșarea dublă și etanșarea cu o barieră dublă cu gaz.
Trimiteți-le prietenilor: