Існує багато різних типів обладнання, яке вимагає ущільнення обертового вала, що проходить через нерухомий корпус.Два поширені приклади - насоси та змішувачі (або мішалки).Поки осн
принципи герметизації різного обладнання схожі, є відмінності, які вимагають різних рішень.Це непорозуміння призвело до конфліктів, таких як звернення до Американського інституту нафти
(API) 682 (стандарт механічного ущільнення насоса) при специфікації ущільнень для змішувачів.Розглядаючи механічні ущільнення для насосів і змішувачів, існує кілька очевидних відмінностей між двома категоріями.Наприклад, підвісні насоси мають коротшу відстань (зазвичай вимірюється в дюймах) від робочого колеса до радіального підшипника порівняно зі звичайним змішувачем з верхнім входом (зазвичай вимірюється у футах).
Ця велика відстань без опори призводить до менш стабільної платформи з більшим радіальним биттям, перпендикулярним зміщенням і ексцентриситетом, ніж у насосів.Збільшене биття обладнання створює певні проблеми при проектуванні механічних ущільнень.А якби прогин вала був чисто радіальним?Розробка ущільнення для цієї умови може бути виконана легко шляхом збільшення зазорів між обертовими та нерухомими компонентами разом із розширенням робочих поверхонь ущільнення.Як підозрюють, питання не такі прості.Бічне навантаження на робоче колесо (колеса), де б вони не лежали на валу змішувача, створює прогин, який переміщується через ущільнення до першої точки опори вала — радіального підшипника коробки передач.Через відхилення валу разом із рухом маятника, відхилення не є лінійною функцією.
Це матиме радіальну та кутову складові, які створюють перпендикулярне зміщення ущільнення, що може спричинити проблеми для механічного ущільнення.Прогин можна розрахувати, якщо відомі ключові характеристики вала та навантаження на вал.Наприклад, API 682 стверджує, що радіальне відхилення валу на поверхнях ущільнення насоса має дорівнювати або менше 0,002 дюйма загального показання (TIR) у найсуворіших умовах.Нормальні діапазони для змішувача верхнього входу становлять від 0,03 до 0,150 дюйма TIR.Проблеми в механічному ущільненні, які можуть виникнути через надмірне відхилення валу, включають підвищений знос компонентів ущільнення, контакт обертових компонентів із пошкодженими нерухомими компонентами, перекочування та защемлення динамічного ущільнювального кільця (спричиняючи спіральне пошкодження ущільнювального кільця або зависання поверхні). ).Усе це може призвести до скорочення терміну служби ущільнення.Через надмірний рух, властивий змішувачам, механічні ущільнення можуть виявляти більше витоків порівняно з аналогічнимиущільнення насоса, що може призвести до непотрібного витягування ущільнювача та/або навіть передчасного виходу з ладу, якщо не стежити за ним уважно.
Бувають випадки, коли під час тісної співпраці з виробниками обладнання та розуміння конструкції обладнання підшипник кочення може бути вбудований у картридж ущільнення, щоб обмежити кут нахилу поверхонь ущільнення та пом’якшити ці проблеми.Необхідно подбати про встановлення відповідного типу підшипника та про те, щоб потенційні навантаження на підшипник були повністю зрозумілі, інакше проблема може погіршитися або навіть створити нову проблему з додаванням підшипника.Постачальники ущільнень повинні тісно співпрацювати з виробниками комплектного обладнання та виробниками підшипників, щоб забезпечити правильну конструкцію.
Застосування ущільнень змішувача зазвичай мають низьку швидкість (від 5 до 300 обертів на хвилину [об/хв]) і не можуть використовувати деякі традиційні методи збереження бар’єрних рідин охолодженими.Наприклад, у плані 53A для подвійних ущільнень циркуляція бар’єрної рідини забезпечується внутрішньою насосною функцією, як-от осьовий насосний гвинт.Проблема полягає в тому, що насосна функція залежить від швидкості обладнання для створення потоку, а типові швидкості змішування недостатньо високі для створення корисних витрат.Хороша новина полягає в тому, що тепло, що виділяється на поверхні ущільнення, зазвичай не є причиною підвищення температури бар’єрної рідини вущільнення змішувача.Саме тепловий вплив у процесі може спричинити підвищення температури бар’єрної рідини, а також зробити компоненти нижнього ущільнення, поверхні та еластомери, наприклад, уразливими до високих температур.Компоненти нижнього ущільнення, такі як поверхня ущільнення та ущільнювальні кільця, більш вразливі через близькість до процесу.Це не тепло, яке безпосередньо пошкоджує поверхні ущільнення, а скоріше знижена в'язкість і, отже, змащувальна здатність бар'єрної рідини на нижніх поверхнях ущільнення.Погане змащення спричиняє пошкодження обличчя через контакт.Інші конструктивні особливості можуть бути вбудовані в ущільнювальний картридж для підтримки низьких бар’єрних температур і захисту компонентів ущільнення.
Механічні ущільнення для змішувачів можуть бути розроблені з внутрішніми охолоджуючими змійовиками або кожухами, які знаходяться в прямому контакті з бар’єрною рідиною.Ці функції являють собою замкнуту систему низького тиску з низьким потоком, у якій охолоджуюча вода циркулює через них, діючи як інтегральний теплообмінник.Інший метод полягає у використанні охолоджувальної котушки в ущільнювальному картриджі між нижніми компонентами ущільнення та поверхнею для кріплення обладнання.Котушка охолодження — це порожнина, крізь яку може протікати охолоджуюча вода під низьким тиском, щоб створити ізоляційний бар’єр між ущільненням і резервуаром для обмеження нагрівання.Правильно розроблена охолоджувальна золотниця може запобігти надмірним температурам, які можуть призвести до пошкодженняпечатка обличчяі еластомери.Застосування тепла від процесу натомість спричиняє підвищення температури бар’єрної рідини.
Ці дві особливості конструкції можна використовувати разом або окремо, щоб допомогти контролювати температуру механічного ущільнення.Досить часто механічні ущільнення для змішувачів відповідають стандарту API 682, 4-е видання, категорія 1, навіть якщо ці машини не відповідають вимогам API 610/682 щодо конструкції, розмірів та/або механічно.Це може бути пов’язано з тим, що кінцеві користувачі добре знайомі з API 682 як специфікацією ущільнень і не знають про деякі галузеві специфікації, які більш застосовні до цих машин/ущільнень.Process Industry Practices (PIP) і Deutsches Institut fur Normung (DIN) є двома галузевими стандартами, які більше підходять для цих типів ущільнень. Стандарти DIN 28138/28154 давно визначені для OEM-виробників змішувачів у Європі, а PIP RESM003 став використовуватися як вимоги до специфікації механічних ущільнень на змішувальному обладнанні.Крім цих специфікацій, немає загальноприйнятих галузевих стандартів, що призводить до широкого розмаїття розмірів ущільнювальної камери, допусків обробки, прогину вала, конструкцій коробки передач, розташування підшипників тощо, які відрізняються від OEM до OEM.
Розташування користувача та галузь значною мірою визначатимуть, яка з цих специфікацій найбільше підійде для його сайтумеханічні ущільнення змішувача.Вказівка API 682 для ущільнення змішувача може бути зайвою додатковою витратою та ускладненням.Хоча можливо включити в конфігурацію змішувача базове ущільнення, що відповідає стандарту API 682, цей підхід зазвичай призводить до компромісу як щодо відповідності API 682, так і щодо придатності конструкції для застосувань змішувача.На зображенні 3 показано перелік відмінностей між ущільненням API 682 категорії 1 і типовим механічним ущільненням змішувача
Час публікації: 26 жовтня 2023 р