Στον τομέα των βιομηχανικών μηχανημάτων, η διασφάλιση της ακεραιότητας του περιστροφικού εξοπλισμού και των αντλιών είναι ύψιστης σημασίας. Οι μηχανικές σφραγίδες χρησιμεύουν ως κρίσιμα στοιχεία για τη διατήρηση αυτής της ακεραιότητας, αποτρέποντας διαρροές και συγκρατώντας υγρά. Σε αυτόν τον εξειδικευμένο τομέα, υπάρχουν δύο κύριες διαμορφώσεις: μονές καιδιπλές μηχανικές σφραγίδεςΚάθε τύπος προσφέρει ξεχωριστά πλεονεκτήματα και καλύπτει συγκεκριμένες λειτουργικές απαιτήσεις. Αυτό το άρθρο εμβαθύνει στις διαφορές μεταξύ αυτών των δύο λύσεων στεγανοποίησης, περιγράφοντας τις αντίστοιχες λειτουργίες, εφαρμογές και οφέλη τους.
Τι είναιΜονή μηχανική σφράγιση?
Μια ενιαία μηχανική σφράγιση αποτελείται από δύο κύρια εξαρτήματα—το περιστρεφόμενο και τοστατικές επιφάνειες στεγανοποίησηςΗ περιστρεφόμενη επιφάνεια στεγανοποίησης είναι προσαρτημένη στον περιστρεφόμενο άξονα, ενώ η σταθερή επιφάνεια είναι στερεωμένη στο περίβλημα της αντλίας. Αυτές οι δύο επιφάνειες ωθούνται μεταξύ τους από έναν μηχανισμό ελατηρίου, επιτρέποντάς τους να δημιουργήσουν μια στεγανή σφράγιση που εμποδίζει τη διαρροή υγρού κατά μήκος του άξονα.
Τα βασικά υλικά που χρησιμοποιούνται για αυτές τις επιφάνειες στεγανοποίησης ποικίλλουν, με συνήθεις επιλογές το καρβίδιο του πυριτίου, το καρβίδιο του βολφραμίου, το κεραμικό ή ο άνθρακας, που συχνά επιλέγονται με βάση τα χαρακτηριστικά του ρευστού διεργασίας και τις συνθήκες λειτουργίας, όπως η θερμοκρασία, η πίεση και η χημική συμβατότητα. Επιπλέον, μια λιπαντική μεμβράνη του αντλούμενου ρευστού συνήθως βρίσκεται μεταξύ των επιφανειών στεγανοποίησης για την ελαχιστοποίηση της φθοράς - μια ουσιαστική πτυχή για τη διατήρηση της μακροζωίας.
Οι μονές μηχανικές σφραγίδες χρησιμοποιούνται γενικά σε εφαρμογές όπου ο κίνδυνος διαρροής δεν δημιουργεί σημαντικούς κινδύνους για την ασφάλεια ή περιβαλλοντικές ανησυχίες. Ο απλούστερος σχεδιασμός τους επιτρέπει την εύκολη εγκατάσταση και το χαμηλότερο αρχικό κόστος σε σύγκριση με πιο σύνθετες λύσεις στεγανοποίησης. Η συντήρηση αυτών των σφραγίδων συνεπάγεται τακτική επιθεώρηση και αντικατάσταση σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα για την αποφυγή βλαβών που προκύπτουν από φυσιολογική φθορά.
Σε περιβάλλοντα με λιγότερες απαιτήσεις σε μηχανισμούς στεγανοποίησης—όπου δεν υπάρχουν επιθετικά ή επικίνδυνα υγρά—οι μεμονωμένες μηχανικές σφραγίδες προσφέρουν μια αποτελεσματικήδιάλυμα σφράγισηςσυμβάλλοντας στην παράταση του κύκλου ζωής του εξοπλισμού, διατηρώντας παράλληλα απλές τις πρακτικές συντήρησης.
Περιγραφή χαρακτηριστικού
Κύρια εξαρτήματα Περιστρεφόμενη επιφάνεια στεγανοποίησης (στον άξονα), Στατική επιφάνεια στεγανοποίησης (στο περίβλημα της αντλίας)
Υλικά Καρβίδιο του πυριτίου, Καρβίδιο του βολφραμίου, Κεραμικό, Άνθρακας
Μηχανισμός με ελατήριο και επιφάνειες που πιέζονται μεταξύ τους
Υγρή μεμβράνη διεπαφής στεγανοποίησης μεταξύ των επιφανειών
Κοινές εφαρμογές Λιγότερο επικίνδυνα ρευστά/διεργασίες όπου ο κίνδυνος λόγω διαρροής είναι ελάχιστος
Πλεονεκτήματα Απλός σχεδιασμός· Ευκολία εγκατάστασης· Χαμηλότερο κόστος
Απαιτήσεις συντήρησης Τακτικός έλεγχος· αντικατάσταση σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα
μηχανική στεγανοποίηση μονού ελατηρίου e1705135534757
Τι είναι η διπλή μηχανική σφράγιση;
Μια διπλή μηχανική σφράγιση αποτελείται από δύο σφραγίδες διατεταγμένες σε σειρά και ονομάζεται επίσης μηχανική σφράγιση διπλής κασέτας. Αυτός ο σχεδιασμός προσφέρει βελτιωμένη συγκράτηση του υγρού που σφραγίζεται. Οι διπλές σφραγίδες χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές όπου η διαρροή προϊόντος μπορεί να είναι επικίνδυνη για το περιβάλλον ή την ασφάλεια του προσωπικού, όπου το υγρό διεργασίας είναι ακριβό και πρέπει να διατηρηθεί ή όπου το υγρό είναι δύσκολο στη διαχείριση και μπορεί να κρυσταλλωθεί ή να στερεοποιηθεί σε επαφή με ατμοσφαιρικές συνθήκες.
Αυτές οι μηχανικές σφραγίδες συνήθως έχουν μια εσωτερική και μια εξωτερική σφράγιση. Η εσωτερική σφράγιση διατηρεί το προϊόν μέσα στο περίβλημα της αντλίας, ενώ η εξωτερική σφράγιση λειτουργεί ως εφεδρικό φράγμα για αυξημένη ασφάλεια και αξιοπιστία. Οι διπλές σφραγίδες συχνά απαιτούν ένα ρυθμιστικό υγρό μεταξύ τους, το οποίο χρησιμεύει ως λιπαντικό καθώς και ως ψυκτικό για τη μείωση της θερμότητας τριβής — παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής και των δύο σφραγίδων.
Το ρυθμιστικό υγρό μπορεί να έχει δύο διαμορφώσεις: μη συμπιεσμένο (γνωστό ως υγρό φραγμού) ή υπό πίεση. Σε συστήματα υπό πίεση, εάν η εσωτερική σφράγιση παρουσιάσει βλάβη, δεν θα πρέπει να υπάρχει άμεση διαρροή, καθώς η εξωτερική σφράγιση θα διατηρήσει τη συγκράτηση μέχρι να γίνει συντήρηση. Η περιοδική παρακολούθηση αυτού του υγρού φραγμού βοηθά στην πρόβλεψη της απόδοσης και της μακροζωίας της σφράγισης.
Περιγραφή χαρακτηριστικού
Στεγανοποιητικό διάλυμα υψηλής συγκράτησης Conflict
Σχεδιασμός Δύο σφραγίδες διατεταγμένες σε σειρά
Χρήση Επικίνδυνα περιβάλλοντα· διατήρηση ακριβών υγρών· χειρισμός δύσκολων υγρών
Πλεονεκτήματα Βελτιωμένη ασφάλεια· μειωμένη πιθανότητα διαρροής· πιθανώς παρατείνει τη διάρκεια ζωής
Απαίτηση ρυθμιστικού υγρού Μπορεί να είναι μη συμπιεσμένο (ρευστό φραγμού) ή υπό πίεση
Ασφάλεια Παρέχει χρόνο για ενέργειες συντήρησης πριν από την εμφάνιση διαρροής μετά από βλάβη
διπλή μηχανική σφράγιση 500×500 1
Τύποι διπλών μηχανικών σφραγίδων
Οι διαμορφώσεις διπλής μηχανικής στεγανοποίησης έχουν σχεδιαστεί για να διαχειρίζονται πιο απαιτητικές προκλήσεις στεγανοποίησης από τις μονές μηχανικές στεγανοποιήσεις. Αυτές οι διαμορφώσεις περιλαμβάνουν διατάξεις πλάτης με πλάτη, πρόσωπο με πρόσωπο και σειριακή διάταξη, καθεμία με τη δική της ξεχωριστή ρύθμιση και λειτουργία.
1. Διπλή μηχανική σφράγιση πλάτης με πλάτη
Μια διπλή μηχανική στεγανοποίηση πλάτη με πλάτη αποτελείται από δύο μονές στεγανοποιήσεις τοποθετημένες σε διάταξη πλάτη με πλάτη. Αυτός ο τύπος στεγανοποίησης έχει σχεδιαστεί για συγκεκριμένες εφαρμογές όπου χρησιμοποιείται ένα σύστημα υγρού φραγμού μεταξύ των στεγανοποιήσεων για την παροχή λίπανσης και την απομάκρυνση τυχόν θερμότητας που παράγεται λόγω τριβής.
Σε μια διάταξη πλάτης με πλάτη, η εσωτερική σφράγιση λειτουργεί υπό παρόμοιες συνθήκες πίεσης με το προϊόν που σφραγίζεται, ενώ μια εξωτερική πηγή τροφοδοτεί την εξωτερική σφράγιση με ένα υγρό φραγμού σε υψηλότερη πίεση. Αυτό διασφαλίζει ότι υπάρχει πάντα θετική πίεση και στις δύο επιφάνειες σφράγισης, αποτρέποντας έτσι τη διαρροή υγρών διεργασίας στο περιβάλλον.
Η χρήση σχεδιασμού στεγανοποίησης πλάτης με πλάτη μπορεί να ωφελήσει συστήματα όπου οι αντίστροφες πιέσεις αποτελούν πρόβλημα ή όταν η διατήρηση μιας σταθερής μεμβράνης λίπανσης είναι ζωτικής σημασίας για την αποφυγή συνθηκών ξηρής λειτουργίας. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλα σε εφαρμογές υψηλής πίεσης, διασφαλίζοντας την αξιοπιστία και τη μακροζωία του συστήματος στεγανοποίησης. Λόγω του στιβαρού σχεδιασμού τους, παρέχουν επίσης πρόσθετη ασφάλεια έναντι απροσδόκητων αντιστροφών πίεσης συστήματος, οι οποίες διαφορετικά θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο την ακεραιότητα μιας μόνο μηχανικής στεγανοποίησης.
Μια διάταξη διπλής μηχανικής στεγανοποίησης πρόσωπο με πρόσωπο, γνωστή και ως tandem seal, έχει σχεδιαστεί με δύο αντίθετες όψεις στεγανοποίησης τοποθετημένες έτσι ώστε οι εσωτερικές και εξωτερικές στεγανοποιήσεις να έρχονται σε επαφή μεταξύ τους μέσω των αντίστοιχων επίπεδων όψεών τους. Αυτός ο τύπος συστήματος στεγανοποίησης είναι ιδιαίτερα επωφελής κατά τον χειρισμό εφαρμογών μέσης πίεσης όπου το υγρό μεταξύ των στεγανοποιήσεων πρέπει να ελέγχεται και θα μπορούσε να είναι δυνητικά επικίνδυνο σε περίπτωση διαρροής.
Ένα από τα σημαντικότερα οφέλη της χρήσης μιας διπλής μηχανικής στεγανοποίησης πρόσωπο με πρόσωπο είναι η ικανότητά της να αποτρέπει τη διαρροή υγρών διεργασίας στο περιβάλλον. Δημιουργώντας ένα φράγμα με ένα ρυθμιστικό ή υγρό φραγμού μεταξύ των δύο επίπεδων στεγανοποιήσεων υπό χαμηλότερη πίεση από το υγρό διεργασίας, οποιαδήποτε διαρροή τείνει να κινείται προς αυτήν την περιοχή και μακριά από την εξωτερική απελευθέρωση.
Η διαμόρφωση επιτρέπει την παρακολούθηση της κατάστασης του υγρού φραγμού, η οποία είναι απαραίτητη για σκοπούς συντήρησης και διασφαλίζει την αξιοπιστία με την πάροδο του χρόνου. Δεδομένου ότι οι πιθανές διαδρομές διαρροής είναι είτε προς τα έξω (ατμοσφαιρική πλευρά) είτε προς τα μέσα (πλευρά διεργασίας), ανάλογα με τις διαφορές πίεσης, οι χειριστές μπορούν να ανιχνεύσουν διαρροές πιο εύκολα από ό,τι με άλλες διαμορφώσεις στεγανοποιήσεων.
Ένα άλλο πλεονέκτημα σχετίζεται με τη διάρκεια ζωής. Αυτοί οι τύποι στεγανοποιήσεων συχνά παρουσιάζουν παρατεταμένη διάρκεια ζωής επειδή τυχόν σωματίδια που υπάρχουν στο ρευστό διεργασίας έχουν μικρότερη αρνητική επίδραση στις επιφάνειες στεγανοποίησης λόγω της σχετικής τους τοποθέτησης και επειδή λειτουργούν υπό λιγότερο σκληρές συνθήκες χάρη στην παρουσία ρυθμιστικού ρευστού.
3. Διπλές μηχανικές σφραγίδες Tandem
Οι διπλές μηχανικές σφραγίδες σε σειρά ή διπλές μηχανικές σφραγίδες πρόσωπο με πλάτη είναι διαμορφώσεις στεγανοποίησης όπου δύο μηχανικές σφραγίδες είναι διατεταγμένες σε σειρά. Αυτό το σύστημα παρέχει ανώτερο επίπεδο αξιοπιστίας και συγκράτησης σε σύγκριση με τις μονές σφραγίδες. Η κύρια σφραγίδα βρίσκεται πιο κοντά στο προϊόν που σφραγίζεται, λειτουργώντας ως το κύριο φράγμα κατά των διαρροών. Η δευτερεύουσα σφραγίδα τοποθετείται πίσω από την κύρια σφραγίδα και λειτουργεί ως πρόσθετη προστασία.
Κάθε στεγανοποίηση εντός της διάταξης tandem λειτουργεί ανεξάρτητα. Αυτό διασφαλίζει ότι σε περίπτωση αστοχίας της κύριας στεγανοποίησης, η δευτερεύουσα στεγανοποίηση περιέχει το υγρό. Οι tandem στεγανοποιήσεις συχνά ενσωματώνουν ένα ρυθμιστικό υγρό σε χαμηλότερη πίεση από το υγρό διεργασίας μεταξύ των δύο στεγανοποιήσεων. Αυτό το ρυθμιστικό υγρό χρησιμεύει τόσο ως λιπαντικό όσο και ως ψυκτικό, μειώνοντας τη θερμότητα και τη φθορά στις επιφάνειες της στεγανοποίησης.
Για να διατηρηθεί η βέλτιστη απόδοση των διπλών μηχανικών στυπιοθλιπτών σε σειρά, είναι απαραίτητο να υπάρχουν κατάλληλα συστήματα υποστήριξης για τον έλεγχο του περιβάλλοντος γύρω τους. Μια εξωτερική πηγή ρυθμίζει τη θερμοκρασία και την πίεση του ρυθμιστικού υγρού, ενώ τα συστήματα παρακολούθησης παρακολουθούν την απόδοση της στεγανοποίησης για την προληπτική αντιμετώπιση τυχόν προβλημάτων.
Η διαρρύθμιση σε σειρά ενισχύει την ασφάλεια λειτουργίας παρέχοντας πρόσθετη πλεονάζουσα ικανότητα και μετριάζει τους κινδύνους που σχετίζονται με επικίνδυνα ή τοξικά υγρά. Διαθέτοντας μια αξιόπιστη εφεδρική λύση σε περίπτωση βλάβης της κύριας στεγανοποίησης, οι διπλές μηχανικές στεγανοποιήσεις λειτουργούν αποτελεσματικά σε απαιτητικές εφαρμογές, διασφαλίζοντας ελάχιστη διαρροή και συμμόρφωση με αυστηρά περιβαλλοντικά πρότυπα.
Η διαφορά μεταξύ μονών και διπλών μηχανικών σφραγίδων
Η διάκριση μεταξύ μονών και διπλών μηχανικών στεγανοποιήσεων είναι ένα κρίσιμο στοιχείο στη διαδικασία επιλογής για διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές. Οι μονές μηχανικές στεγανοποιήσεις αποτελούνται από δύο επίπεδες επιφάνειες που ολισθαίνουν η μία πάνω στην άλλη, η μία στερεωμένη στο περίβλημα του εξοπλισμού και η άλλη προσαρτημένη στον περιστρεφόμενο άξονα, με μια μεμβράνη ρευστού που παρέχει λίπανση. Αυτοί οι τύποι στεγανοποιήσεων χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές όπου υπάρχει μικρότερη ανησυχία για διαρροές ή όπου είναι διαχειρίσιμος ο χειρισμός μέτριων ποσοτήτων διαρροής ρευστού.
Αντίθετα, οι διπλές μηχανικές σφραγίδες αποτελούνται από δύο ζεύγη σφραγίδων που λειτουργούν παράλληλα, προσφέροντας ένα πρόσθετο επίπεδο προστασίας από διαρροές. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει ένα εσωτερικό και ένα εξωτερικό συγκρότημα σφράγισης: η εσωτερική σφράγιση συγκρατεί το προϊόν μέσα στην αντλία ή τον αναμικτήρα, ενώ η εξωτερική σφράγιση εμποδίζει την είσοδο εξωτερικών ρύπων και επίσης περιέχει οποιοδήποτε υγρό που μπορεί να διαφύγει από την κύρια σφράγιση. Οι διπλές μηχανικές σφραγίδες προτιμώνται σε καταστάσεις που αφορούν επικίνδυνα, τοξικά, υψηλής πίεσης ή αποστειρωμένα μέσα, επειδή προσφέρουν μεγαλύτερη αξιοπιστία και ασφάλεια μειώνοντας τον κίνδυνο περιβαλλοντικής μόλυνσης και έκθεσης.
Μια σημαντική πτυχή που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι οι διπλές μηχανικές σφραγίδες απαιτούν ένα πιο σύνθετο βοηθητικό σύστημα στήριξης, συμπεριλαμβανομένου ενός συστήματος ρυθμιστικού διαλύματος ή φραγμού υγρού. Αυτή η ρύθμιση βοηθά στη διατήρηση των διαφορών πίεσης σε διάφορα τμήματα της σφράγισης και παρέχει ψύξη ή θέρμανση όπως απαιτείται, ανάλογα με τις συνθήκες της διεργασίας.
Συμπερασματικά
Συμπερασματικά, η απόφαση μεταξύ μονών και διπλών μηχανικών στεγανοποιήσεων είναι σημαντική και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η φύση του υγρού που στεγανοποιείται, οι περιβαλλοντικές παραμέτρους και οι απαιτήσεις συντήρησης. Οι μονές στεγανοποιήσεις είναι συνήθως οικονομικά αποδοτικές και απλούστερες στη συντήρηση, ενώ οι διπλές στεγανοποιήσεις προσφέρουν βελτιωμένη προστασία τόσο για το προσωπικό όσο και για το περιβάλλον κατά τον χειρισμό επικίνδυνων ή επιθετικών μέσων.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Ιανουαρίου 2024