Innen industrimaskiner er det avgjørende å sikre integriteten til roterende utstyr og pumper. Mekaniske tetninger fungerer som kritiske komponenter for å opprettholde denne integriteten ved å forhindre lekkasjer og holde på væsker. Innenfor dette spesialiserte feltet finnes det to primære konfigurasjoner: enkle ogdoble mekaniske tetningerHver type tilbyr distinkte fordeler og imøtekommer spesifikke driftskrav. Denne artikkelen går inn på nyansene mellom disse to tetningsløsningene, og skisserer deres respektive funksjoner, bruksområder og fordeler.
Hva erEnkel mekanisk tetning?
En enkelt mekanisk tetning består av to hovedkomponenter – den roterende og denstasjonære tetningsflaterDen roterende tetningsflaten er festet til den roterende akselen, mens den stasjonære flaten er fiksert på pumpehuset. Disse to flatene skyves sammen av en fjærmekanisme, slik at de skaper en tett tetning som forhindrer at væske lekker langs akselen.
De viktigste materialene som brukes til disse tetningsflatene varierer, med vanlige valg som silisiumkarbid, wolframkarbid, keramikk eller karbon, ofte valgt basert på prosessvæskens egenskaper og driftsforhold som temperatur, trykk og kjemisk kompatibilitet. I tillegg ligger en smørefilm av den pumpede væsken vanligvis mellom tetningsflatene for å minimere slitasje – et viktig aspekt for å opprettholde levetiden.
Enkeltstående mekaniske tetninger brukes vanligvis i applikasjoner der risikoen for lekkasje ikke utgjør betydelige sikkerhetsfarer eller miljøhensyn. Den enklere designen gir enkel installasjon og lavere startkostnader sammenlignet med mer komplekse tetningsløsninger. Vedlikehold av disse tetningene innebærer regelmessig inspeksjon og utskifting med forhåndsbestemte intervaller for å forhindre havari som følge av normal slitasje.
I miljøer som er mindre krevende for tetningsmekanismer – der aggressive eller farlige væsker ikke er tilstede – tilbyr enkle mekaniske tetninger en effektivtetningsløsningbidrar til forlenget utstyrets levetid samtidig som vedlikeholdspraksis holdes enkel.
Funksjonsbeskrivelse
Primærkomponenter Roterende tetningsflate (på akselen), stasjonær tetningsflate (på pumpehuset)
Materialer Silisiumkarbid, wolframkarbid, keramikk, karbon
Mekanisme Fjærbelastet med flater presset sammen
Tetningsgrensesnitt Væskefilm mellom flater
Vanlige bruksområder Mindre farlige væsker/prosesser der risikoen på grunn av lekkasje er minimal
Fordeler Enkel design; Enkel installasjon; Lavere kostnader
Vedlikeholdskrav Regelmessig inspeksjon; Utskifting med fastsatte intervaller
mekanisk tetning med enkelt fjær e1705135534757
Hva er en dobbel mekanisk tetning?
En dobbel mekanisk tetning består av to tetninger arrangert i serie, den kalles også dobbel mekanisk tetning med patron. Denne designen gir forbedret inneslutning av væsken som forsegles. Dobbelttetninger brukes vanligvis i applikasjoner der produktlekkasje kan være farlig for miljøet eller personellsikkerheten, der prosessvæsken er dyr og må konserveres, eller der væsken er vanskelig å håndtere og kan krystallisere eller størkne ved kontakt med atmosfæriske forhold.
Disse mekaniske tetningene har vanligvis en innvendig og en utvendig tetning. Den innvendige tetningen holder produktet inne i pumpehuset, mens den utvendige tetningen fungerer som en backupbarriere for økt sikkerhet og pålitelighet. Dobbelttetninger krever ofte en buffervæske mellom seg, som fungerer som et smøremiddel så vel som et kjølevæske for å redusere friksjonsvarme – noe som forlenger levetiden til begge tetningene.
Buffervæsken kan ha to konfigurasjoner: trykkløs (kjent som barrierevæske) eller trykksatt. I trykksatte systemer, hvis den indre tetningen svikter, skal det ikke være noen umiddelbar lekkasje siden den ytre tetningen vil opprettholde inneslutningen inntil vedlikehold kan utføres. Periodisk overvåking av denne barrierevæsken bidrar til å forutsi tetningens ytelse og levetid.
Funksjonsbeskrivelse
Konflikt Høykonserveringsløsning
Design To seler arrangert i en serie
Bruk Farlige miljøer; konservering av dyre væsker; håndtering av vanskelige væsker
Fordeler Økt sikkerhet; redusert sjanse for lekkasje; potensielt forlenget levetid
Krav til buffervæske Kan være trykkløs (barrierevæske) eller trykksatt
Sikkerhet Gir tid til vedlikeholdstiltak før lekkasje oppstår etter feil
dobbel mekanisk tetning 500 × 500 1
Typer doble mekaniske tetninger
Doble mekaniske tetningskonfigurasjoner er utformet for å håndtere mer krevende tetningsutfordringer enn enkle mekaniske tetninger. Disse konfigurasjonene inkluderer rygg-mot-rygg-, ansikt-mot-ansikt- og tandem-arrangementer, hver med sitt eget særegne oppsett og virkemåte.
1. Rygg mot rygg dobbel mekanisk tetning
En dobbel mekanisk tetning rygg mot rygg består av to enkle tetninger anordnet rygg mot rygg. Denne typen tetning er designet for spesifikke bruksområder der et barrierevæskesystem brukes mellom tetningene for å gi smøring og fjerne varme som genereres på grunn av friksjon.
I en rygg-mot-rygg-anordning opererer den indre tetningen under lignende trykkforhold som produktet som forsegles, mens en ekstern kilde forsyner den ytre tetningen med en barrierevæske ved høyere trykk. Dette sikrer at det alltid er positivt trykk mot begge tetningsflatene, og dermed forhindres det at prosessvæsker lekker ut i omgivelsene.
Bruk av en rygg-mot-rygg-tetningsdesign kan være til fordel for systemer der reverstrykk er et problem, eller når det er avgjørende å opprettholde en konstant smørefilm for å unngå tørrkjøringsforhold. De er spesielt egnet i høytrykksapplikasjoner, og sikrer pålitelighet og levetid for tetningssystemet. På grunn av deres robuste design gir de også ekstra sikkerhet mot uventede systemtrykkvendinger som ellers kan kompromittere integriteten til en enkelt mekanisk tetning.
En dobbelt mekanisk tetningsanordning med flate mot flate tetninger, også kjent som en tandemtetning, er utformet med to motstående tetningsflater plassert slik at de indre og ytre tetningene har kontakt med hverandre gjennom sine respektive flate flater. Denne typen tetningssystem er spesielt fordelaktig ved håndtering av mellomtrykksapplikasjoner der væsken mellom tetningene må kontrolleres og kan være potensielt farlig hvis den lekker.
En av de viktigste fordelene med å bruke en dobbel mekanisk tetning med flate overflater er dens evne til å forhindre at prosessvæsker lekker ut i omgivelsene. Ved å lage en barriere med en buffer eller barrierevæske mellom de to flate tetningene under lavere trykk enn prosessvæsken, har enhver lekkasje en tendens til å bevege seg mot dette området og bort fra ekstern utslipp.
Konfigurasjonen muliggjør overvåking av barrierevæskens tilstand, noe som er viktig for vedlikeholdsformål og sikrer pålitelighet over tid. Siden potensielle lekkasjeveier enten går mot utsiden (atmosfærisk side) eller innsiden (prosessside), avhengig av trykkforskjeller, kan operatører oppdage lekkasjer lettere enn med andre tetningskonfigurasjoner.
En annen fordel er knyttet til levetiden; disse typene tetninger har ofte lengre levetid fordi eventuelle partikler som er tilstede i prosessvæsken har mindre skadelig innvirkning på tetningsflatene på grunn av deres relative plassering, og fordi de fungerer under mindre tøffe forhold takket være tilstedeværelsen av buffervæske.
3. Tandem doble mekaniske tetninger
Tandem-, eller dobbeltmekaniske tetninger med side-mot-side-posisjon, er tetningskonfigurasjoner der to mekaniske tetninger er anordnet i serie. Dette systemet gir et overlegent nivå av pålitelighet og inneslutning sammenlignet med enkle tetninger. Primærtetningen er plassert nærmest produktet som forsegles, og fungerer som hovedbarrieren mot lekkasje. Sekundærtetningen er plassert bak primærktetningen og fungerer som en ekstra beskyttelse.
Hver tetning i tandemarrangementet opererer uavhengig; dette sikrer at hvis det skulle oppstå en feil i den primære tetningen, inneholder den sekundære tetningen væsken. Tandemtetninger inneholder ofte en buffervæske med lavere trykk enn prosessvæsken mellom begge tetningene. Denne buffervæsken fungerer både som smøremiddel og kjølevæske, noe som reduserer varme og slitasje på tetningsflatene.
For å opprettholde optimal ytelse for doble tandemmekaniske tetninger, er det viktig å ha passende støttesystemer for å kontrollere miljøet rundt dem. En ekstern kilde regulerer temperatur og trykk i buffervæsken, mens overvåkingssystemer sporer tetningens ytelse for å forebyggende håndtere eventuelle problemer.
Tandemkonfigurasjonen forbedrer driftssikkerheten ved å gi ekstra redundans og reduserer risikoer forbundet med farlige eller giftige væsker. Ved å ha en pålitelig backup i tilfelle primærpakningsfeil, fungerer doble mekaniske tetninger effektivt i krevende applikasjoner, noe som sikrer minimalt søl og samsvar med strenge miljøstandarder.
Forskjellen mellom enkle og doble mekaniske tetninger
Skillet mellom enkle og doble mekaniske tetninger er en avgjørende faktor i utvelgelsesprosessen for ulike industrielle applikasjoner. Enkle mekaniske tetninger består av to flate overflater som glir mot hverandre, en festet til utstyrshuset og den andre festet til den roterende akselen, med en væskefilm som gir smøring. Disse typene tetninger brukes vanligvis i applikasjoner der det er mindre bekymring for lekkasje eller der håndtering av moderate mengder væskelekkasje er håndterbar.
Doble mekaniske tetninger består derimot av to tetningspar som jobber sammen, noe som gir et ekstra beskyttelsesnivå mot lekkasjer. Designet inkluderer en indre og en ytre tetningsenhet: den indre tetningen holder produktet inne i pumpen eller mikseren, mens den ytre tetningen forhindrer at eksterne forurensninger kommer inn og også inneholder væske som kan slippe ut fra den primære tetningen. Doble mekaniske tetninger foretrekkes i situasjoner med farlige, giftige, høytrykks- eller sterile medier fordi de gir større pålitelighet og sikkerhet ved å redusere risikoen for miljøforurensning og eksponering.
Et viktig aspekt å merke seg er at doble mekaniske tetninger krever et mer komplekst hjelpesystem, inkludert et buffer- eller barrierevæskesystem. Dette oppsettet bidrar til å opprettholde trykkforskjeller på tvers av ulike deler av tetningen og gir kjøling eller oppvarming etter behov, avhengig av prosessforholdene.
Avslutningsvis
Avslutningsvis er valget mellom enkle og doble mekaniske tetninger viktig og avhenger av flere faktorer, inkludert typen væske som forsegles, miljøhensyn og vedlikeholdskrav. Enkle tetninger er vanligvis kostnadseffektive og enklere å vedlikeholde, mens doble tetninger gir forbedret beskyttelse for både personell og miljøet ved håndtering av farlige eller aggressive medier.
Publisert: 18. januar 2024