Съществуват много различни видове оборудване, които изискват уплътняване на въртящ се вал, преминаващ през неподвижен корпус. Два често срещани примера са помпи и миксери (или бъркалки). Докато основните
Принципите на запечатване на различно оборудване са сходни, но има разлики, които изискват различни решения. Това недоразумение е довело до конфликти, като например позоваване на Американския петролен институт
(API) 682 (стандарт за механично уплътнение на помпи) при определяне на уплътнения за миксери. Когато се разглеждат механични уплътнения за помпи спрямо миксери, има няколко очевидни разлики между двете категории. Например, надвесните помпи имат по-къси разстояния (обикновено измерени в инчове) от работното колело до радиалния лагер в сравнение с типичния миксер с горен вход (обикновено измерен във футове).
Това голямо разстояние без опора води до по-малко стабилна платформа с по-голямо радиално биене, перпендикулярно несъосие и ексцентричност, отколкото при помпите. Увеличеното биене на оборудването поставя някои предизвикателства при проектирането на механичните уплътнения. Ами ако отклонението на вала беше чисто радиално? Проектирането на уплътнение за това условие може лесно да се постигне чрез увеличаване на хлабините между въртящите се и неподвижните компоненти, заедно с разширяване на движещите се повърхности на уплътнението. Както се предполага, проблемите не са толкова прости. Страничното натоварване върху работното(ите) колело(а), където и да лежат върху вала на смесителя, придава отклонение, което се предава по целия път през уплътнението до първата точка на опора на вала - радиалния лагер на скоростната кутия. Поради отклонението на вала, заедно с движението на махалото, отклонението не е линейна функция.
Това ще има радиален и ъглов компонент, което създава перпендикулярно отклонение на уплътнението, което може да причини проблеми на механичното уплътнение. Отклонението може да се изчисли, ако са известни ключови атрибути на вала и натоварването на вала. Например, API 682 гласи, че радиалното отклонение на вала на уплътнителните повърхности на помпата трябва да бъде равно или по-малко от 0,002 инча общо индикаторно отчитане (TIR) при най-тежките условия. Нормалните диапазони за миксер с горен вход са между 0,03 и 0,150 инча TIR. Проблемите в механичното уплътнение, които могат да възникнат поради прекомерно отклонение на вала, включват повишено износване на компонентите на уплътнението, контакт на въртящи се компоненти, които повреждат неподвижни компоненти, търкаляне и прищипване на динамичния О-пръстен (причиняващо спираловидно разрушаване на О-пръстена или заклещване на повърхността). Всичко това може да доведе до намален живот на уплътнението. Поради прекомерното движение, присъщо на миксерите, механичните уплътнения могат да показват повече течове в сравнение с подобни.уплътнения на помпата, което може да доведе до ненужно издърпване на уплътнението и/или дори до преждевременни повреди, ако не се наблюдава внимателно.
Има случаи, когато се работи в тясно сътрудничество с производители на оборудване и се разбира конструкцията на оборудването, където търкалящ лагер може да бъде вграден в уплътнителни патрони, за да се ограничи ъгловатостта на уплътнителните повърхности и да се смекчат тези проблеми. Трябва да се внимава да се използва правилният тип лагер и потенциалните натоварвания на лагера да бъдат напълно разбрани, в противен случай проблемът може да се влоши или дори да създаде нов проблем с добавянето на лагер. Доставчиците на уплътнения трябва да работят в тясно сътрудничество с производителя на оригинално оборудване (OEM) и производителите на лагери, за да осигурят правилен дизайн.
Приложенията на уплътненията на смесителите обикновено са с ниска скорост (от 5 до 300 оборота в минута [rpm]) и не могат да използват някои традиционни методи за поддържане на охлаждане на бариерните течности. Например, в план 53A за двойни уплътнения, циркулацията на бариерната течност се осигурява от вътрешна помпа, като например аксиален помпещ винт. Проблемът е, че помпата разчита на скоростта на оборудването, за да генерира поток, а типичните скорости на смесване не са достатъчно високи, за да генерират полезни дебити. Добрата новина е, че генерираната от повърхността на уплътнението топлина обикновено не е причината за повишаване на температурата на бариерната течност.уплътнение на смесителяИменно нагряването от процеса може да причини повишени температури на бариерната течност, както и да направи долните компоненти на уплътнението, например повърхности и еластомерите, уязвими към високи температури. Долните компоненти на уплътнението, като например повърхности на уплътнението и О-пръстени, са по-уязвими поради близостта до процеса. Не топлината е тази, която директно уврежда повърхностите на уплътнението, а по-скоро намаленият вискозитет и следователно смазващата способност на бариерната течност върху долните повърхности на уплътнението. Лошото смазване причинява повреди по повърхността поради контакт. В патрона на уплътнението могат да бъдат включени и други конструктивни характеристики, за да се поддържат ниски температури на бариерата и да се предпазят компонентите на уплътнението.
Механичните уплътнения за миксери могат да бъдат проектирани с вътрешни охлаждащи серпентини или обвивки, които са в директен контакт с бариерна течност. Тези характеристики представляват затворена система с ниско налягане и нисък поток, през която циркулира охлаждаща вода, действаща като интегрален топлообменник. Друг метод е използването на охлаждаща макара в патрона на уплътнението между долните компоненти на уплътнението и монтажната повърхност на оборудването. Охлаждащата макара е кухина, през която може да тече охлаждаща вода с ниско налягане, за да създаде изолационна бариера между уплътнението и съда, за да ограничи прегряването. Правилно проектираната охлаждаща макара може да предотврати прекомерни температури, които могат да доведат до повреда на...уплътнителни повърхностии еластомери. Нагряването от процеса води до повишаване на температурата на бариерната течност.
Тези две конструктивни характеристики могат да се използват заедно или поотделно, за да се контролират температурите при механичното уплътнение. Доста често механичните уплътнения за миксери са специфицирани в съответствие с API 682, 4-то издание, категория 1, въпреки че тези машини не отговарят на конструктивните изисквания в API 610/682 функционално, размерно и/или механично. Това може да се дължи на факта, че крайните потребители са запознати и се чувстват комфортно с API 682 като спецификация за уплътнения и не са запознати с някои от индустриалните спецификации, които са по-приложими за тези машини/уплътнения. Process Industry Practices (PIP) и Deutsches Institut fur Normung (DIN) са два индустриални стандарта, които са по-подходящи за тези видове уплътнения - стандартите DIN 28138/28154 отдавна са специфицирани за производителите на оригинално оборудване (OEM) на миксери в Европа, а PIP RESM003 се използва като спецификационно изискване за механични уплътнения на смесително оборудване. Извън тези спецификации, няма общоприети индустриални стандарти, което води до голямо разнообразие от размери на уплътнителните камери, допуски при обработка, отклонение на вала, конструкции на скоростните кутии, лагерни конструкции и др., които варират от производител на оригинално оборудване (OEM) до производител на оригинално оборудване (OEM).
Местоположението и индустрията на потребителя до голяма степен ще определят коя от тези спецификации би била най-подходяща за неговия сайт.механични уплътнения на миксераСпецифицирането на API 682 за уплътнение на миксер може да бъде ненужен допълнителен разход и усложнение. Въпреки че е възможно да се включи основно уплътнение, квалифицирано по API 682, в конфигурация на миксер, този подход обикновено води до компромис както по отношение на съответствието с API 682, така и по отношение на пригодността на дизайна за приложения в миксера. Изображение 3 показва списък с разлики между уплътнение от категория 1 по API 682 и типично механично уплътнение на миксер.
Време на публикуване: 26 октомври 2023 г.