Има 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 основният
принципите на запечатване на различно оборудване са сходни, има разлики, които изискват различни решения.Това недоразумение доведе до конфликти като позоваването на Американския петролен институт
(API) 682 (стандарт за механично уплътнение на помпа), когато се определят уплътненията за смесители.Когато се разглеждат механични уплътнения за помпи спрямо смесители, има няколко очевидни разлики между двете категории.Например, надвесените помпи имат по-къси разстояния (обикновено измерени в инчове) от работното колело до радиалния лагер в сравнение с типичния смесител с горен вход (обикновено измерени във футове).
Това голямо неподдържано разстояние води до по-малко стабилна платформа с по-голямо радиално биене, перпендикулярно отклонение и ексцентричност в сравнение с 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 състояние може да се осъществи лесно чрез увеличаване на хлабините между въртящи се и неподвижни компоненти заедно с разширяване на работните 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 миксера, придава деформация, която преминава през 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, който създава перпендикулярно отклонение при уплътнението, което може да причини проблеми на механичното уплътнение.Деформацията може да се изчисли, ако са известни ключови характеристики на вала и натоварването на вала.Например, API 682 гласи, че радиалното отклонение на вала при уплътнителните повърхности на помпата трябва да бъде равно или по-малко от 0,002 инча общо показание (TIR) при най-тежките условия.Нормалните диапазони на миксер с горен вход са между 0,03 до 0,150 инча TIR.Проблеми в рамките на механичното уплътнение, които могат да възникнат поради прекомерно отклонение на вала, включват повишено износване на компонентите на уплътнението, контакт на въртящи се компоненти с повредени неподвижни компоненти, търкаляне и прищипване на динамичния О-пръстен (причиняващ спирална повреда на О-пръстена или челно увисване ).Всичко това може да доведе до намален живот на уплътнението.Поради прекомерното движение, присъщо на смесителите, механичните уплътнения могат да проявят повече течове в сравнение с подобниуплътнения 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 работим в тясно сътрудничество с производителите на оборудване и разбираме дизайна на оборудването, където лагер на търкалящ елемент може да бъде вграден в уплътнителните патрони, за да се ограничи ъгловата повърхност на уплътнителните повърхности и да се намалят тези проблеми.Трябва да се внимава да се внедри правилният тип лагер и че потенциалните натоварвания на лагера са напълно разбрани или 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 OEM и производителите на лагери, за да осигурят правилния дизайн.
Приложенията за уплътнение на миксера обикновено са с ниска скорост (5 до 300 оборота в минута [rpm]) и не могат да използват някои традиционни методи за поддържане на бариерните течности хладни.Например, в план 53A за двойни уплътнения, циркулацията на бариерния флуид се осигурява от вътрешна функция за изпомпване като аксиален изпомпващ винт.Предизвикателството е, че функцията за изпомпване разчита на скоростта на оборудването, за да генерира поток, а типичните скорости на смесване не са достатъчно високи, за да генерират полезен дебит.Добрата новина е, че генерираната топлина от лицето на уплътнението обикновено не е това, което причинява повишаване на температурата на бариерната течноступлътнение на миксера.Именно накисването на топлина от процеса може да причини повишени температури на бариерния флуид, както и да направи долните уплътнителни компоненти, повърхности и еластомери, например, уязвими на високи температури.Компонентите на долното уплътнение, като уплътнителни повърхности и О-пръстени, са по-уязвими поради близостта до процеса.Не топлината уврежда директно повърхностите на уплътненията, а по-скоро намаленият вискозитет и следователно смазващата способност на бариерната течност в долните повърхности на уплътнението.Лошото смазване причинява увреждане на лицето поради контакт.Други конструктивни характеристики могат да бъдат включени в уплътнителната касета, за да се поддържат ниски бариерни температури и да се защитят компонентите на уплътнението.
Механичните уплътнения за миксери могат да бъдат проектирани с вътрешни охлаждащи намотки или кожуси, които са в пряк контакт с бариерна течност.Тези характеристики са затворен цикъл, система с ниско налягане и нисък поток, през която циркулира охлаждаща вода, действайки като интегрален топлообменник.Друг метод е да се използва охлаждаща макара в уплътнителния патрон между долните компоненти на уплътнението и монтажната повърхност на оборудването.Охлаждащата макара е кухина, през която може да тече охлаждаща вода под ниско налягане, за да създаде изолационна бариера между уплътнението и съда, за да ограничи накисването на топлината.Правилно проектираната охлаждаща макара може да предотврати прекомерни температури, които могат да доведат до повреда натюлени лицаи еластомери.Накисването на топлина от процеса води вместо това до повишаване на температурата на бариерния флуид.
Тези две конструктивни характеристики могат да се използват заедно или поотделно, за да помогнат за контролиране на температурите при механичното уплътнение.Доста често механичните уплътнения за миксери са определени да отговарят на API 682, 4-то издание, категория 1, въпреки че тези машини не отговарят на проектните 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 на уплътнението 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 определени за OEM производители на смесители в Европа, а PIP RESM003 се използва като изискване за спецификация за механични уплътнения на смесително оборудване.Извън тези спецификации няма общопрактикувани индустриални стандарти, което води до голямо разнообразие от размери на уплътнителната камера, толеранси на обработка, деформация на вала, дизайн на скоростната кутия, разположение на лагерите и т.н., което варира от OEM до OEM.
Местоположението и индустрията на потребителя до голяма степен ще определят коя от тези спецификации би била най-подходяща за техния сайтмеханични уплътнения на миксера.Определянето на API 682 за уплътнение на миксер може да бъде ненужен допълнителен разход и усложнение.Въпреки че е възможно да се включи квалифицирано по API 682 основно уплътнение в конфигурация на смесител, този подход обикновено води до компромис както по отношение на съответствието с API 682, така и по отношение на пригодността на дизайна за приложения на смесител.Изображение 3 показва списък с разлики между уплътнение от категория 1 по API 682 спрямо типично механично уплътнение на смесител
Време на публикуване: 26 октомври 2023 г