الأختام الميكانيكية تُعدُّ مانعات التسرب مكوناتٍ أساسية في مضخات الطرد المركزي، إذ تمنع التسربات وتضمن تشغيلًا موثوقًا. ومع ذلك، مع توافر مجموعة واسعة من أنواع مانعات التسرب، قد يُشكِّل اختيار مانع التسرب الأمثل لتطبيق مُعيَّن تحديًا. قد يؤدي اختيار مانع التسرب غير المناسب إلى انخفاض الأداء، وزيادة تكاليف الصيانة، وتوقف التشغيل المفاجئ.
في منشور المدونة هذا، سوف نستكشف الأنواع المختلفة من الأختام الميكانيكية للمضخات الطاردة المركزية، مما يساعدك على اتخاذ قرار مستنير لاحتياجاتك الصناعية.
استنادًا إلى آلية الربيع
الأختام الميكانيكية ذات الزنبرك الواحد
تستخدم الأختام الميكانيكية ذات الزنبرك الواحد زنبركًا واحدًا للحفاظ على ضغط التلامس بين الدوار والثابت وجوه الفقمةيقع الزنبرك عادةً خلف سطح الختم الدوار، مطبقًا قوة ثابتة للحفاظ على تلامس الأسطح. تُعد أختام الزنبرك المفرد مناسبة للتطبيقات متعددة الأغراض ذات متطلبات ضغط ودرجة حرارة معتدلة.
الأختام الميكانيكية متعددة الزنبركات
تستخدم الأختام الميكانيكية متعددة النوابض نوابض متعددة، عادةً ما تكون مرتبة بشكل دائري، لتوفير توزيع متساوٍ للضغط على أسطحها. يضمن استخدام النوابض المتعددة ثباتًا ومحاذاة أفضل مقارنةً بتصميمات النوابض المفردة. تتحمل هذه الأختام ضغوطًا أعلى، وهي أقل عرضة للاهتزاز وعدم محاذاة العمود.
أختام ميكانيكية نابضية الموجة
تتميز أختام الزنبرك الموجي الميكانيكية بزنبرك متموج أو جيبي الشكل يضغط على أسطح الختم. يسمح تصميم الزنبرك الموجي بتجميع أختام أكثر إحكامًا مع توفير ضغط تلامس ثابت. أختام زنبركية الموجة تُستخدم غالبًا في التطبيقات ذات المساحة المحدودة ويمكنها استيعاب الضغوط المتوسطة إلى العالية.
الأختام الميكانيكية ذات الزنبرك المخروطي
تتضمن الأختام الميكانيكية ذات الزنبرك المخروطي زنبركًا مخروطيًا الشكل يمارس الضغط على الختم الأسطح. يوفر التصميم المخروطي زيادة تدريجية في ضغط التلامس مع ضغط الزنبرك، مما يُحسّن أداء الختم في ظل ظروف مختلفة. تُعدّ أختام الزنبرك المخروطية مناسبةً تمامًا لتطبيقات الضغط العالي، ويمكنها تعويض التمدد والانكماش الحراري.
بناءً على ميزات التوازن
الأختام المتوازنة وغير المتوازنة
يمكن تصنيف الأختام الميكانيكية على أنها متوازنة أو غير متوازنة بناءً على تصميمها وتوزيع الضغط عبر وجوه الختم.
تتمتع الأختام غير المتوازنة بضغط النظام الكامل المؤثر على الجانب الخلفي لوجه الختم الدوار، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط التلامس وزيادة التآكل.
تتضمن الأختام المتوازنة تصميمًا متدرجًا أو مدببًا يقلل الضغط الفعال على وجوه الختم، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط التلامس، وتقليل الاحتكاك، وإطالة العمر الافتراضي. حياة الفقمةتُفضل الأختام المتوازنة في التطبيقات ذات الضغط العالي وعندما يكون هناك قلق بشأن كفاءة الطاقة.
بناءً على الختم الثانوي وآلية القيادة
الأختام الدافعة وغير الدافعة
أختام الدافع يحتوي على مانع تسرب ثانوي، عادةً ما يكون حلقة O أو حلقة V، يتحرك محوريًا مع سطح المانع التسرب الأساسي. يدفع المانع الثانوي سطح المانع التسرب الأساسي باتجاه السطح الثابت، محافظًا على ضغط التلامس.
الأختام غير الدافعة، والمعروفة أيضًا باسم منفاخ تستخدم الأختام عنصر منفاخ مرن لتوفير الحركة المحورية وقوة الختم دون الحاجة إلى ختم ثانوي ديناميكي.
الأختام التقليدية
تتكون الأختام الميكانيكية التقليدية من مكونات منفصلة تُجمّع وتُركّب بشكل منفصل. وتتطلب محاذاةً وضبطًا دقيقين أثناء التركيب لضمان التشغيل السليم. توفر الأختام التقليدية مرونةً في اختيار المواد، ويمكن تخصيصها لتطبيقات محددة. مع ذلك، قد تكون أكثر عرضة لأخطاء التركيب وتتطلب صيانةً أكبر مقارنةً بأنواع الأختام الأخرى.
أختام الخرطوشة
أختام الخرطوشة عبارة عن وحدات مجمعة مسبقًا تحتوي على كل ما يلزم مكونات الختم، بما في ذلك أسطح الختم، والزنبركات، والختم الثانوي، ضمن خرطوشة واحدة. صُممت هذه الخرطوشة لسهولة التركيب والإزالة، مما يقلل من مخاطر أخطاء التجميع والمحاذاة. تُستخدم ختمات الخرطوشة على نطاق واسع في مختلف الصناعات بفضل موثوقيتها، وتصميمها الموحد، وإجراءات صيانتها المبسطة.
العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الختم الميكانيكي
نوع السائل
بالنسبة للسوائل الكيميائية العدوانية أو المسببة للتآكل، يجب تصنيع أسطح الختم وعناصر الختم الثانوية من مواد متوافقة تتحمل الصدمات. تتطلب السوائل ذات الجسيمات الكاشطة مواد صلبة مثل كربيد السيليكون لمقاومة التآكل والحفاظ على إحكام الختم.
السوائل التي تميل إلى التبلور أو تترك رواسب تتطلب مراعاة خصائص مثل مسارات التدفق الموسعة وفتحات التنظيف لمنع الانسداد. في التطبيقات عالية النقاء، يُفضل استخدام أختام ذات أسطح منخفضة الاحتكاك وغير ملامسة لتقليل توليد الحرارة وتلوث السائل بالجسيمات.
ضغط السائل
تتطلب الضغوط العالية بشكل عام مواد وجه ختم أكثر قوة، ونوابض أقوى، وتحسين التبريد والتشحيم عند واجهة الختم.
عادةً ما تقتصر استخدامات الأختام غير المتوازنة على تطبيقات الضغط المنخفض، بينما تتيح تصميمات الأختام المتوازنة تشغيلًا موثوقًا به عند ضغوط أعلى من خلال تقليل الحمل الهيدروليكي على أسطح الأختام. في حالات الضغوط العالية جدًا، قد يلزم استخدام أختام مزدوجة مع سائل حاجز يُحافظ على ضغط أعلى من ضغط الضخ.
درجة الحرارة
الإيلاستومرات المستخدمة في الأختام الثانوية يجب أن تظل مرنة ومقاومة للمواد الكيميائية عند درجة حرارة التشغيل المتوقعة.
في درجات الحرارة المرتفعة، تتطلب أسطح الختم خصائص خاصة، مثل أكمام عازلة للحرارة، ومواد سطحية مبددة للحرارة، ومعدلات تدفق داخلية، لمنع تراكم الحرارة والحفاظ على التزييت. قد تستدعي درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة للغاية استخدام أختام للمكونات أو الخراطيش مزودة بأغطية تبريد أو مبادلات حرارية للحفاظ على ظروف تشغيل مقبولة لأسطح الختم.
