Hva er enpumpeakseltetning?
Akseltetninger hindrer væske i å lekke ut fra en roterende eller stempelgående aksel. Dette er viktig for alle pumper, og for sentrifugalpumper vil det være flere tetningsalternativer tilgjengelig: pakninger, leppetetninger og alle typer mekaniske tetninger – enkle, doble og tandem, inkludert patrontetninger. Roterende positive fortrengningspumper som tannhjulspumper og vingepumper er tilgjengelige med paknings-, leppe- og mekaniske tetningsarrangementer. Stempelpumper gir forskjellige tetningsproblemer og er vanligvis avhengige av leppetetninger eller pakninger. Noen design, for eksempel magnetdrevne pumper, membranpumper eller peristaltiske pumper, krever ikke akseltetninger. Disse såkalte "tetningsløse" pumpene inkluderer stasjonære tetninger for å forhindre væskelekkasje.
Hva er hovedtypene av pumpeakseltetninger?
Pakking
Pakning (også kjent som akselpakning eller glandpakning) består av et mykt materiale, som ofte er flettet eller formet til ringer. Dette presses inn i et kammer rundt drivakselen kalt pakkboksen for å lage en tetning (figur 1). Normalt påføres kompresjon aksialt på pakningen, men det kan også påføres radielt med et hydraulisk medium.
Tradisjonelt ble pakninger laget av lær, tau eller lin, men består nå vanligvis av inerte materialer som ekspandert PTFE, komprimert grafitt og granulerte elastomerer. Pakking er økonomisk og brukes ofte til tykke, vanskelig forseglelige væsker som harpiks, tjære eller lim. Det er imidlertid en dårlig forseglingsmetode for tynne væsker, spesielt ved høyere trykk. Pakking svikter sjelden katastrofalt, og den kan raskt byttes ut under planlagte driftsstanser.
Pakningstetninger krever smøring for å unngå oppbygging av friksjonsvarme. Dette kommer vanligvis fra selve den pumpede væsken, som har en tendens til å lekke litt gjennom pakningsmaterialet. Dette kan være grisete, og i tilfelle etsende, brannfarlige eller giftige væsker er det ofte uakseptabelt. I disse tilfellene kan et trygt, eksternt smøremiddel brukes. Pakking er uegnet for tetting av pumper som brukes til væsker som inneholder slipende partikler. Faste stoffer kan bli innebygd i pakningsmaterialet, og dette kan deretter skade pumpeakselen eller pakkboksveggen.
Leppetetninger
Leppetetninger, også kjent som radielle akseltetninger, er rett og slett sirkulære elastomere elementer som holdes på plass mot drivakselen av et stivt ytre hus (figur 2). Tetningen oppstår fra friksjonskontakten mellom «leppen» og akselen, og denne er ofte forsterket av en fjær. Leppetetninger er vanlige i hydraulikkindustrien og kan finnes på pumper, hydrauliske motorer og aktuatorer. De gir ofte en sekundær backup-tetning for andre tetningssystemer som mekaniske tetninger. Leppetetninger er generelt begrenset til lavt trykk og er også dårlige for tynne, ikke-smørende væsker. Flere leppetetningssystemer har blitt brukt med hell mot en rekke viskøse, ikke-slipende væsker. Leppetetninger er ikke egnet for bruk med slipende væsker eller væsker som inneholder faste stoffer, da de er utsatt for slitasje og enhver liten skade kan føre til svikt.
Mekaniske tetninger
Mekaniske tetninger består i hovedsak av ett eller flere par optisk flate, høypolerte flater, en stasjonær i huset og en roterende, koblet til drivakselen (figur 3). Flatene krever smøring, enten av selve den pumpede væsken eller av en barrierevæske. Tetningsflatene er i praksis bare i kontakt når pumpen er i ro. Under bruk danner smørevæsken en tynn, hydrodynamisk film mellom de motstående tetningsflatene, noe som reduserer slitasje og hjelper varmespredning.
Mekaniske tetninger kan håndtere et bredt spekter av væsker, viskositeter, trykk og temperaturer. En mekanisk tetning bør imidlertid ikke kjøres tørr. En viktig fordel med mekaniske tetningssystemer er at drivakselen og huset ikke er en del av tetningsmekanismen (slik tilfellet er med paknings- og leppetetninger) og derfor ikke er utsatt for slitasje.
Doble tetninger
Dobbelttetninger benytter to mekaniske tetninger plassert rygg mot rygg (figur 4). Rommet inni de to settene med tetningsflater kan trykksettes hydraulisk med en barrierevæske, slik at filmen på tetningsflatene som er nødvendig for smøring, vil være barrierevæsken og ikke mediet som pumpes. Barrierevæsken må også være kompatibel med det pumpede mediet. Dobbelttetninger er mer komplekse å betjene på grunn av behovet for trykksetting, og brukes vanligvis bare når det er nødvendig å beskytte personell, eksterne komponenter og omgivelsene mot farlige, giftige eller brannfarlige væsker.
Tandemtetninger
Tandemtetninger ligner på dobbelttetninger, men de to settene med mekaniske tetninger vender i samme retning i stedet for rygg mot rygg. Bare produktsidetetningen roterer i den pumpede væsken, men siving over tetningsflatene forurenser til slutt barrieresmøremidlet. Dette har konsekvenser for den atmosfæriske sidetetningen og det omkringliggende miljøet.
Patrontetninger
En patrontetning er en forhåndsmontert pakke med mekaniske tetningskomponenter. Patronkonstruksjonen eliminerer installasjonsproblemer som behovet for å måle og stille inn fjærkompresjon. Tetningsflatene er også beskyttet mot skade under installasjon. I design kan en patrontetning være en enkel, dobbel eller tandemkonfigurasjon inneholdt i en pakkboks og bygget på en hylse.
Gassbarriereforseglinger.
Dette er dobbeltseter i patronstil med flater som er utformet for å trykksettes ved hjelp av en inert gass som barriere, og erstatter den tradisjonelle smørevæsken. Tetningsflatene kan separeres eller holdes i løs kontakt under drift ved å justere gasstrykket. En liten mengde gass kan slippe ut i produktet og atmosfæren.
Sammendrag
Akseltetninger hindrer væske i å lekke ut fra en pumpes roterende eller frem- og tilbakegående aksel. Ofte vil flere tetningsalternativer være tilgjengelige: pakninger, leppetetninger og ulike typer mekaniske tetninger – enkle, doble og tandem, inkludert patrontetninger.
Publisert: 18. mai 2023