Vegyes témák - mechanikus tömítések szivattyúkban - munkaelmélet, típusok, konst.

Szivattyúk mechanikai tömítései - munkaelmélet, típusok, tervek, technológiák.

A mechanikus tömítés olyan eszköz, amely forgó tömítést képez a mozgó és az álló rész között. Úgy tervezték, hogy megszüntesse a töltődoboz hibáit. A szivárgás csökkenthető a kormányzati szabályozók környezetvédelmi szabványainak való megfelelés szintjéig, és a karbantartási és javítási költségek is csökkenthetők.

A mechanikus tömítés előnyei a hagyományos töltőcsomagoláshoz képest:

1. A szivattyúzott folyadék hiánya vagy korlátozott szivárgása.
2. A súrlódás csökkentése és a szivattyú teljesítményének csökkenése.
3. A tengely és a hüvely kopásának csökkentése.
4. Csökkentett karbantartási költségek.
5. A nagyobb nyomás és agresszív környezet használata.
6. A formatervek széles választéka lehetővé teszi mechanikus tömítések használatát szinte minden szivattyúban.

1. ábra Egyetlen mechanikus tömítés

Mechanikai tömítés alapjai

Mindegyik mechanikus tömítés három alapelemből áll, az 1. ábrán látható módon.

1. Az elsődleges tömítő pecsét-készlet: egy forgó és egy álló, az 1. ábrán O-gyűrűként és préselt részként (tömítés).
2. Másodlagos tömítéskészlet, a tengely tömszelence-tömítése és préselt alkatrészek (tömítések), például O-gyűrűk, ékek és V-gyűrűk.
3. Tömítő tömítések, beleértve a csomagológyűrűket, mandzsettákat, tömörítőgyűrűket, csapokat, rugókat és hullámcsöveket.

A mechanikus tömítés működése.

Az elsődleges tömítő tömítés két nagyon lapos, polírozott felület alkalmazásával érhető el, amelyek a szivárgási pályára merőleges komplex utakat hoznak létre (megakadályozzák a szivárgást). A két sík felület közötti dörzsölő érintkezés minimalizálja a szivárgást. Mint minden tömítésnél, az egyik felület rögzítve van a házban, a másik pedig rögzítve van, és a tengellyel forog. Az egyik felület, mint általában, kopásálló anyagból, például széngrafitból készül. A másik rendszerint szilárd anyagból, például szilícium-karbidból viszonylag ellenálló anyagból készül. Heterogén anyagokat általában helyhez kötött tömítésekhez és forgó gyűrűtömítésekhez használnak a két felület tapadásának megelőzésére. A puha oldal általában kevésbé összefüggő felületekkel rendelkezik, és általában a csiszolószálnak nevezik.

A mechanikus tömítés végső oldalán négy fő tömítési pont található (2. ábra). Az elsődleges tömítés a tömítés végpontja, az A pont. A B pont szivárgási útját O-gyűrűk, V-gyűrűk vagy ékek gátolják. A C és D pontok szivárgási útjait tömítések vagy o-gyűrűk blokkolják.

A tipikus mechanikai tömítések felületét egy gáz vagy folyadék határréteggel kenjük. A kívánt szivárgási paraméterekkel, pecsét élettartamával és energiafogyasztásával rendelkező tömítések kidolgozásakor a tervezőnek figyelembe kell vennie a felületek kenését és a kenés elvét.

A legjobb tömítési kialakítás kiválasztásához a lehető legtöbb információval kell rendelkeznie a működési feltételekről és a szivattyúzott közegről. A teljes termék- és környezeti információk lehetővé teszik a legjobb tömítés kiválasztását az alkalmazáshoz.

2. ábra. A mechanikus tömítés tömítési pontja

Mechanikus tömítések típusai

A véglezárások többféle típusra és formatervezésre oszthatók:

A tengely vagy a persely mentén tengelyirányban mozgó másodlagos tömítés felvétele szükséges a tömítőfelületek közötti érintkezés fenntartásához. Ez a funkció kompenzálja a tömítés elülső felületének kopását és az elmozdulás következtében fellépő csapást. A tolóhajó előnye viszonylagos olcsósága és kereskedelmi elérhetősége a méretek és konfigurációk széles skáláján. Hátránya, hogy a másodlagos tömítés elmozdulását és a tengely vagy persely korrodáló kopását okozhatja.

A tengely vagy tömlő nélküli tömítés nem mozdulhat a tengely vagy a persely mentén, hogy megtartsa a mechanikus tömítőfelületek érintkezését. A fő előnyök a magas és alacsony hőmérsékleten történő munkavégzés képessége, és nincs szükség másodlagos tömörítésre (a szekunder tömítés elmozdulása nem hajlik). Az ilyen típusú tömítés hátránya, hogy a fújtató keresztmetszetét korróziós környezetben kell javítani.

Kedvezőek, a szivárgások kicsiek, és stabilabbak is a rezgés, a koaxiálisság és a kavitáció hatásától. A hátrány a viszonylag alacsony nyomáshatár. Ha a tömítőfelületeken fellépő erő meghaladja a nyomáshatárt, akkor a felületek közötti kenőanyagfólia ki van húzva, és a tömítés szárazon fut.

A mechanikus tömítés kiegyenlítése egy egyszerű tervezési változást tartalmaz, amely csökkenti a mechanikus tömítés lezárására irányuló hidraulikus erőket. A kiegyensúlyozott tömítéseknek nagyobb a nyomáshatása, alacsonyabb a terhelés a tömítő felületeken, és kevesebb hőt termelnek. Ez a legalkalmasabb az alacsony kenőképességű és nagy nyomású telített gőzök, például könnyű szénhidrogének szivattyúzásához.

Ilyen tömítések például azok, amelyek megkövetelik a pecsét tengelyének vagy perselyének tömítésének (egyszeres, kettős, tandem) elhelyezését és beállítását. Bár a mechanikus tömítés telepítése viszonylag egyszerű, ma a hangsúly a karbantartási költségek csökkentésére irányul, és ezáltal a tömítőpatron előnyben részesítéséhez vezet.

Az ilyen tömítésekre példaként említhetjük azokat, amelyek mechanikus tömítéssel vannak ellátva a hubon, beleértve a tengely vagy a tengely hüvelyéhez szorosan illeszkedő tömszelence fedelet (egyetlen, kettős, tandem áll rendelkezésre). Természetesen a legfontosabb előny az, hogy nincs szükség a telepítéshez szükséges dimenziók csatlakoztatására. A patron tömítések csökkentik a működési költségeket és csökkentsék a hibákat a tömítés telepítésekor.

Mechanikus tömítési tervek

Ez a mechanikus tömítés leggyakoribb típusa. Ezek a pecsétek könnyen módosíthatók, hogy pufferező rendszert biztosítsanak a pecsétek kiöblítéséhez, és kiegyensúlyozhatók, hogy elviseljék a nagy nyomású nyomást. Ajánlott a nem agresszív és agresszív folyadékokhoz kielégítő kenési tulajdonságokkal, ha a költség nem haladja meg a kettős mechanikus tömítés költségeit.

Ha egy nagyon agresszív folyadék jó kenési tulajdonságokkal rendelkezik, a külső tömítés gazdaságos alternatíva a drága fémekhez, amelyek a belső tömítések korrózióállóságának biztosításához szükségesek. A hátrány a hatások és a hidraulikus nyomás védelem nélküli hatása, ezért a tömítéseknek alacsony nyomáshatáraik vannak (kiegyensúlyozott és kiegyensúlyozatlan).

Dupla (dupla nyomás)

Ez a kialakítás olyan folyadékok esetében ajánlott, amelyek nem kompatibilisek egyetlen tömítéssel (azaz olyan mérgező, veszélyes (környezetvédelemmel ellátott) folyadékok, amelyek kopásálló vagy kauzális anyagokat tartalmaznak, amelyek drága fémeket igényelnek. A dupla tömítések előnyei az, hogy ötszörös hosszabb élettartamúak, mint az egyedülállóak, súlyos üzemi körülmények között. Továbbá, a fém belső záró rész soha nincsenek kitéve a szivattyúzott folyadék, viszkózus, abrazív és a folyadék hőre könnyen lezárt szükségessége nélkül nagy kiadások. Ezenkívül a legújabb vizsgálatok kimutatták, hogy az élet egy dupla mechanikus tömítés gyakorlatilag nem változik a technológiai paraméterek a szivattyú. Ez egy komoly előny a kettős mechanikus tömítés mellett.

A kettős vagy egyedi tömítés közötti választás végső döntését a tömörítés költsége, az üzemeltetés költsége és az ipari kibocsátás normái határozzák meg a környezetben a mechanikai tömítés szivárgása során.

Dupla gázzáró (kettős nyomás alatt)

Nagyon hasonlít a patron dupla tömítéséhez. Az inert gyepet, például a nitrogént lezáró anyagot felhordó kenőanyagként és hűtőfolyadékként használják hűtőfolyadék-rendszer helyett, vagy egy folyékony sugárral történő öblítéssel, mint hagyományos vagy patronos kettős tömítéssel. Ezt a koncepciót, mint számos, a gát tipikusan folyadékot alkalmaztuk a kettős mechanikus tömítés, és már nem lehet használni megfelelően az új kibocsátási szabványok készítmény. Mivel a gázzáró tömítést használni nitrogén vagy levegő, mint egy ártalmatlan és olcsó, ami megakadályozza, hogy a kibocsátás a termékek a légkörbe, és teljes mértékben összhangban van kibocsátási szabványok. Seal egy dupla gázzáró kell használni, ha szivattyúzás veszélyes vagy mérgező folyadékokat, szabályozott vagy olyan helyzetekben, ahol szükség van a nagyobb megbízhatóság érdekében.

Tandem (dupla nyomás nélkül)

Az előírásoknak megfelelően az egészségügyi, biztonsági és környezetvédelmi tömítést „Tandem” használják szivattyúzási termékek, mint például vinil-klorid, szén-monoxid, könnyű szénhidrogének, valamint számos más illékony, toxikus, karcinogén, vagy veszélyes folyadékok.

„Tandem” tömítések jégképződés megakadályozása a könnyű szénhidrogéneket és egyéb folyadékok, amelynek hőmérséklete alá csökkenhet a víz fagyáspontja, hogy a légköri levegő (32F vagy 0C). (Tipikus puffer tulajdonságokkal rendelkező folyadékok etilén-glikol, metanol és propanol). A "Tandem" tömítések szintén növelik a megbízhatóságot. Ha a normál tömítés meghibásodik, a külső tömítés átveszi a karbantartási funkciót.

A mechanikus tömítés kiválasztása

A mechanikus tömítés helyes megválasztása csak akkor lehetséges, ha teljes körű információ áll rendelkezésre az üzemi körülményekről.

1. folyadék
2. a nyomás
3. hőmérséklet
4. Folyadék jellemzői
5. Megbízhatóság és kibocsátási szabványok

Mindenekelőtt meg kell határozni a munkafolyadékot. A fémalkatrészeknek korrózióállónak kell lenniük, általában acélból, bronzból, rozsdamentes acélból vagy Hastelloy-ból. A párnázó felületeknek ellenállniuk kell a korróziónak és a kopásnak is. Például szén, kerámia, szilícium-karbid vagy volfrámkarbid. A Buna, az EPR, a Viton és a Teflon helyhez kötött tömítőelemek a leggyakrabban használtak.

Valójában a pecsét típusa, kiegyensúlyozott vagy kiegyensúlyozatlan, a tömítési nyomáson és annak méretein alapul.

Különösen meghatározza a tömítőelemek használatát. Az anyagokat a folyadék hőmérsékletének megfelelően kell kiválasztani.

4. Folyadék jellemzői

A csiszolófolyadékok túlzott kopást és a tömítés élettartamát lerövidítik. A kettős tömítés vagy a mosófolyadék-rendszer egy külső forrásból lehetővé teszi mechanikus tömítések használatát ezen nehéz folyadékok esetében. Könnyű szénhidrogének szivattyúzása esetén gyakran alkalmaznak kiegyensúlyozott tömítéseket a tömítés élettartamának növelésére, bár a nyomás alacsony.

5. Megbízhatósági és kibocsátási szabványok

A kiválasztott tömítési típusnak és kialakításának meg kell felelnie a kívánt megbízhatósági és kibocsátási szabványoknak. Előnyös a kettős tömítés és a kettős gázzárással történő lezárás.