A ختم آلي هو جهاز يمنع تسرب السوائل بين الأجزاء الدوارة والثابتة في المضخات والخلاطات وغيرها من المعدات. الاختيار بين ختم مفرد ومزدوج تعتمد الترتيبات على احتياجات التطبيق المحددة لديك.
تُناسب الأختام المفردة معظم التطبيقات القياسية، بينما تُوفر الأختام المزدوجة حماية إضافية للسوائل الخطرة أو باهظة الثمن. يُقدم كل نوع من أنواع التركيبات مزايا فريدة تناسب ظروف التشغيل المختلفة.
الأختام الميكانيكية الفردية (الترتيب 1)
تستخدم الأختام الميكانيكية المفردة مجموعة واحدة من أسطح الختم لاحتواء سائل العملية. وهي الخيار الأبسط والأكثر فعالية من حيث التكلفة.
تعمل هذه الأختام بضغط سطحين مستويين للغاية معًا - أحدهما يدور مع العمود، والآخر يبقى ثابتًا في الغلاف. توفر طبقة رقيقة من السائل بين هذين السطحين التزييت والتبريد.
تُناسب الأختام المفردة معظم مضخات المياه وأنظمة الزيت والعمليات الكيميائية بكفاءة عالية. فهي تشغل مساحة أقل من الأختام المزدوجة، كما أن تركيبها أقل تكلفة.
يظهر القيد الرئيسي عند التعامل مع المواد الكيميائية الخطرة أو السوائل التي تتبلور بسهولة. في حال تعطل أحد السدادات، يتسرب سائل العملية مباشرةً إلى الغلاف الجوي. هذا يجعلها غير مناسبة للمواد السامة أو المنتجات باهظة الثمن، حيث يُسبب أي تسرب مشاكل خطيرة.
الأختام الميكانيكية المزدوجة
الأختام الميكانيكية المزدوجة استخدم مجموعتين من أسطح العزل لحماية إضافية من التسرب. فهي تُشكّل حاجزًا بين سائل العملية والبيئة الخارجية.
تحتوي المساحة بين الختمين على حاجز أو سائل عازليخدم هذا السائل أغراضًا متعددة - فهو يبرد الأختام، ويوفر التشحيم، ويعمل كحاجز أمان في حالة فشل الختم الداخلي.
تتوفر تكوينات مختلفة للأختام المزدوجة لتلبية متطلبات التشغيل المختلفة. سنستكشف ثلاث فئات رئيسية: الأختام المزدوجة غير المضغوطة والمضغوطة وفقًا لمعايير معهد البترول الأمريكي (API)، تليها ترتيبات تركيب محددة مثل التصاميم المترادفة، والمتراكبة، والمتراكبة.
أختام مزدوجة غير مضغوطة (ترتيب API 2)
مزدوج غير مضغوط الأختام تحافظ على سائلها الحاجز عند الضغط الجوي أو أعلى بقليل. يبقى ضغط سائل الحاجز أقل من ضغط سائل العملية.
إذا تسرب الختم الداخلي، يدخل سائل العملية إلى حجرة السائل الحاجز بدلاً من الهروب إلى الغلاف الجوي.
يحتاج النظام إلى خزان لتخزين سائل الحاجز والسماح بالتمدد الحراري. تساعد المراقبة المنتظمة لمستوى سائل الحاجز على اكتشاف مشاكل الختم الداخلي مبكرًا.
تُناسب هذه الأختام التطبيقات التي تتطلب احتواءً كاملاً، مع مراعاة أن سائل المعالجة ليس شديد الخطورة. وهي شائعة الاستخدام في معدات معالجة الأغذية والأدوية.
الأختام المزدوجة المضغوطة (ترتيب API 3)
تحافظ الأختام المزدوجة المضغوطة على ضغط سائل الحاجز الخاص بها أعلى من ضغط سائل العملية - عادةً ما يكون أعلى بمقدار 15-25 رطل/بوصة مربعة. يضمن هذا الفرق في الضغط تدفق أي تسرب من سائل الحاجز إلى العملية، وليس العكس.
تخيل الأمر كما لو كنت تنفخ بالونًا داخل جرة. الضغط العالي داخل البالون يمنع أي شيء من الجرة من دخوله.
يوفر هذا الترتيب أقصى درجات الأمان للسوائل السامة أو الخطرة. تعتمد محطات الطاقة النووية، وضواغط الكلور، وغيرها من التطبيقات الحيوية على أختام مزدوجة مضغوطة.
الجانب السلبي يتطلب أنظمة دعم أكثر تعقيدًا. ستحتاج إلى مصادر ضغط، وصمامات تحكم، ومعدات مراقبة للحفاظ على ضغط مناسب لسائل الحاجز.
أختام الترادف
أختام الترادف ركّب مجموعتي الختم في نفس الاتجاه، واحدة خلف الأخرى. يتحمل الختم الداخلي الضغط الكامل، بينما يعمل الختم الخارجي كغطاء احتياطي.
أثناء التشغيل العادي، لا يُلاحظ فرق ضغط يُذكر على الختم الخارجي. ولا يعمل إلا في حال تلف الختم الداخلي.
يعمل هذا الترتيب بكفاءة عندما تكون مساحة العمود محدودة. يمكن تجهيز العديد من المضخات القديمة المصممة للتغليف بأختام مزدوجة دون الحاجة إلى تعديلات كبيرة.
عادةً ما يتصل سائل الحاجز بين الأختام بخزان عند الضغط الجوي. أي ارتفاع في مستوى سائل الحاجز يُشير إلى تسرب في الختم الداخلي.
الأختام المتتالية
الأختام المتجاورة متقابلة، مع وجود حجرة سائل حاجز بينهما. يتشارك كلا الختمين في حمل الضغط.
يتعامل هذا التصميم مع الضغط من كلا الاتجاهين بفعالية. في حال تذبذب ضغط العملية أو انعكاسه، يستمر كلا الختمين في العمل بكفاءة.
يُعدّ هذا الترتيب مثاليًا لتطبيقات الخلاطات التي قد تتطلب فراغًا. يمنع السائل الحاجز المضغوط دخول الهواء أثناء عملية التفريغ.
كل وجوه الفقمة فروق الضغط المنخفضة نسبيًا، والتي تمتد حياة الفقمةومع ذلك، يتطلب التصميم مساحة محورية أكبر من الترتيبات الترادفية.
أختام وجهاً لوجه
أختام وجهاً لوجه حُفرت السائلة الحاجزة خارج حُفر الختم.
هذا التكوين يخلق الأكثر إحكاما ترتيب الختم المزدوجعندما تكون مساحة العمود محدودة للغاية، توفر الأختام المتجاورة فوائد الختم المزدوج في مساحة صغيرة.
يفرض التصميم متطلبات فريدة على نظام السوائل الحاجزة. يصبح التوزيع السليم أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لتدفق السائل عبر ممرات ضيقة.
تظهر هذه الأختام غالبًا في المعدات عالية السرعة حيث يتم تقليلها إلى الحد الأدنى حجرة الختم يساعد الطول على تقليل انحراف العمود. كما أن التصميم المدمج يناسب تطبيقات التحديث ذات المساحة المحدودة.
