Co to jestuszczelka wału pompy?
Uszczelnienia wału zapobiegają wydostawaniu się cieczy z obracającego się lub posuwisto-zwrotnego wału. Jest to ważne dla wszystkich pomp, a w przypadku pomp odśrodkowych dostępnych będzie kilka opcji uszczelnień: uszczelnienia, uszczelnienia wargowe i wszystkie rodzaje uszczelnień mechanicznych – pojedyncze, podwójne i tandemowe, w tym uszczelnienia kasetowe. Pompy wyporowe obrotowe, takie jak pompy zębate i pompy łopatkowe, są dostępne z uszczelnieniami, wargowymi i mechanicznymi. Pompy tłokowe stwarzają różne problemy z uszczelnieniem i zazwyczaj polegają na uszczelnieniach wargowych lub posuwisto-zwrotnych. Niektóre konstrukcje, takie jak pompy z napędem magnetycznym, pompy membranowe lub pompy perystaltyczne, nie wymagają uszczelnień wału. Te tak zwane pompy „bezuszczelkowe” obejmują uszczelnienia stacjonarne, aby zapobiec wyciekom cieczy.
Jakie są główne rodzaje uszczelnień wału pompy?
Uszczelka
Uszczelnienie (znane również jako uszczelnienie wału lub uszczelnienie dławikowe) składa się z miękkiego materiału, który jest często splatany lub formowany w pierścienie. Jest on wciskany do komory wokół wału napędowego zwanej dławnicą, aby utworzyć uszczelnienie (rysunek 1). Zazwyczaj kompresja jest stosowana osiowo do uszczelnienia, ale może być również stosowana promieniowo za pomocą medium hydraulicznego.
Tradycyjnie, uszczelnienia były wykonane ze skóry, liny lub lnu, ale obecnie zazwyczaj składają się z materiałów obojętnych, takich jak ekspandowany PTFE, sprasowany grafit i granulowane elastomery. Uszczelnienia są ekonomiczne i powszechnie stosowane w przypadku gęstych, trudnych do uszczelnienia cieczy, takich jak żywice, smoła lub kleje. Jest to jednak słaba metoda uszczelniania w przypadku rzadkich cieczy, szczególnie przy wyższych ciśnieniach. Uszczelnienia rzadko ulegają katastrofalnym awariom i można je szybko wymienić podczas planowanych przestojów.
Uszczelnienia uszczelniające wymagają smarowania, aby uniknąć gromadzenia się ciepła tarcia. Zazwyczaj jest to zapewniane przez pompowaną ciecz, która ma tendencję do lekkiego przeciekania przez materiał uszczelniający. Może to być brudne, a w przypadku cieczy żrących, łatwopalnych lub toksycznych jest często niedopuszczalne. W takich przypadkach można zastosować bezpieczny, zewnętrzny środek smarny. Uszczelnienie nie nadaje się do uszczelniania pomp stosowanych do cieczy zawierających cząstki ścierne. Ciała stałe mogą osadzać się w materiale uszczelniającym, co może uszkodzić wał pompy lub ścianę dławnicy.
Uszczelki wargowe
Uszczelnienia wargowe, znane również jako uszczelnienia wału promieniowego, to po prostu okrągłe elementy elastomerowe, które są utrzymywane na miejscu na wale napędowym przez sztywną obudowę zewnętrzną (rysunek 2). Uszczelnienie powstaje w wyniku tarcia między „wargą” a wałem, a często jest ono wzmacniane sprężyną. Uszczelnienia wargowe są powszechne w całym przemyśle hydraulicznym i można je znaleźć w pompach, silnikach hydraulicznych i siłownikach. Często stanowią one wtórne, zapasowe uszczelnienie dla innych systemów uszczelniających, takich jak uszczelnienia mechaniczne. Uszczelnienia wargowe są na ogół ograniczone do niskich ciśnień i są również słabe w przypadku cienkich, niesmarujących cieczy. Wiele systemów uszczelnień wargowych zostało pomyślnie zastosowanych w przypadku różnych lepkich, nieściernych cieczy. Uszczelnienia wargowe nie nadają się do stosowania z żadnymi ściernymi cieczami lub cieczami zawierającymi ciała stałe, ponieważ są podatne na zużycie, a wszelkie niewielkie uszkodzenia mogą prowadzić do awarii.
Uszczelnienia mechaniczne
Uszczelnienia mechaniczne składają się zasadniczo z jednej lub więcej par optycznie płaskich, wysoce wypolerowanych powierzchni, jednej nieruchomej w obudowie i jednej obrotowej, połączonych z wałem napędowym (rysunek 3). Powierzchnie wymagają smarowania, albo przez samą pompowaną ciecz, albo przez ciecz barierową. W efekcie powierzchnie uszczelnienia stykają się tylko wtedy, gdy pompa jest w stanie spoczynku. Podczas użytkowania ciecz smarująca zapewnia cienką, hydrodynamiczną warstwę między przeciwległymi powierzchniami uszczelnienia, zmniejszając zużycie i wspomagając rozpraszanie ciepła.
Uszczelnienia mechaniczne mogą obsługiwać szeroki zakres cieczy, lepkości, ciśnień i temperatur. Jednak uszczelnienie mechaniczne nie powinno pracować na sucho. Kluczową zaletą systemów uszczelnień mechanicznych jest to, że wał napędowy i obudowa nie są częścią mechanizmu uszczelniającego (jak w przypadku uszczelnień szczelnych i wargowych) i dlatego nie podlegają zużyciu.
Podwójne uszczelnienia
Podwójne uszczelnienia wykorzystują dwa uszczelnienia mechaniczne ustawione tyłem do siebie (Rysunek 4). Przestrzeń wewnątrz dwóch zestawów powierzchni uszczelniających może być hydraulicznie sprężona cieczą barierową, tak aby warstwa na powierzchniach uszczelniających niezbędna do smarowania była cieczą barierową, a nie pompowanym medium. Ciecz barierowa musi być również zgodna z pompowanym medium. Podwójne uszczelnienia są bardziej złożone w obsłudze ze względu na konieczność sprężania i są zazwyczaj stosowane tylko wtedy, gdy konieczne jest zabezpieczenie personelu, elementów zewnętrznych i otaczającego środowiska przed niebezpiecznymi, toksycznymi lub łatwopalnymi cieczami.
Uszczelki tandemowe
Uszczelnienia tandemowe są podobne do uszczelnień podwójnych, ale dwa zestawy uszczelnień mechanicznych są zwrócone w tym samym kierunku, a nie tyłem do siebie. Tylko uszczelnienie po stronie produktu obraca się w pompowanym płynie, ale przesiąkanie przez powierzchnie uszczelnienia ostatecznie zanieczyszcza smar barierowy. Ma to konsekwencje dla uszczelnienia po stronie atmosferycznej i otaczającego środowiska.
Uszczelki wkładowe
Uszczelnienie wkładowe to wstępnie zmontowany pakiet elementów uszczelnienia mechanicznego. Konstrukcja wkładu eliminuje problemy instalacyjne, takie jak konieczność pomiaru i ustawienia kompresji sprężyny. Powierzchnie uszczelnienia są również chronione przed uszkodzeniem podczas instalacji. W konstrukcji uszczelnienie wkładowe może być konfiguracją pojedynczą, podwójną lub tandemową, umieszczoną w dławiku i zbudowaną na tulei.
Uszczelnienia barierowe gazowe.
Są to podwójne gniazda w stylu wkładu z powierzchniami zaprojektowanymi do sprężania za pomocą gazu obojętnego jako bariery, zastępującej tradycyjny płyn smarujący. Powierzchnie uszczelnienia mogą być rozdzielone lub utrzymywane w luźnym kontakcie podczas pracy poprzez regulację ciśnienia gazu. Niewielka ilość gazu może wydostać się do produktu i atmosfery.
Streszczenie
Uszczelnienia wału zapobiegają wydostawaniu się cieczy z obracającego się lub posuwisto-zwrotnego wału pompy. Często dostępnych jest kilka opcji uszczelnień: uszczelnienia, uszczelnienia wargowe i różne rodzaje uszczelnień mechanicznych – pojedyncze, podwójne i tandemowe, w tym uszczelnienia wkładowe.
Czas publikacji: 18-05-2023