ما هو ختم الضاغط

تُعد أختام الضاغط مكونات أساسية في المعدات الدوارة، حيث تضمن التشغيل الآمن والفعال من خلال منع التسرب والحفاظ على الضغط. وفي البيئة الصعبة للآلات الصناعية، يجب أن تتحمل أنظمة الختم هذه الظروف القاسية مع تقديم أداء موثوق به.

تستكشف هذه المقالة أساسيات أختام الضاغط، وتتعمق في مبادئ عملها، وأنواعها المختلفة، ومكوناتها الرئيسية، وأنظمة الدعم الخاصة بها.

ختم الضاغط

ما هو ختم الضاغط

يعد ختم الضاغط مكونًا أساسيًا في نظام الضاغط يمنع تسرب غاز العملية أو الهواء من غلاف الضاغط أثناء دوران العمود. تحافظ أختام الضاغط على حاجز بين الغاز عالي الضغط داخل الضاغط والجو، مما يضمن التشغيل الفعال ويمنع التلوث البيئي.

كيف تعمل أختام الضاغط

تعمل أختام الضاغط عن طريق إنشاء حاجز بين العمود الدوار وغلاف الضاغط الثابت. يتم تحقيق هذا الحاجز عادةً من خلال مجموعة من المكونات الميكانيكية، مثل أسطح الأختام الدوارة والثابتة، وسائل الختم، مثل الزيت أو الغاز.

الدوران وجه الفقمة يتم تثبيت سائل الختم على عمود الضاغط، بينما يتم تثبيت سطح الختم الثابت على غلاف الضاغط. مع دوران العمود، تحافظ أسطح الختم على الاتصال ببعضها البعض، مما يخلق ختمًا يمنع التسرب. يتم استخدام سائل الختم لتزييت وتبريد أسطح الختم، مما يقلل من الاحتكاك والتآكل.

أنواع أنظمة الختم

أنظمة الختم الرطب

تستخدم أنظمة الختم الرطب سائلاً، عادةً زيتًا، لتزييت وتبريد أسطح الختم. يتم توزيع الزيت عبر نظام الختم، مما يوفر حاجزًا بين غاز العملية والجو. تُستخدم الأختام الرطبة عادةً في التطبيقات حيث يكون غاز العملية متوافقًا مع زيت الختم وحيث يكون وجود الزيت في غاز العملية مقبولاً.

تتضمن مزايا أنظمة الختم الرطب ما يلي:

  • التشحيم والتبريد الفعال لواجهات الختم
  • القدرة على التعامل مع الضغوط ودرجات الحرارة العالية
  • تصميم وصيانة بسيطة نسبيًا

تشمل عيوب أنظمة الختم الرطبة ما يلي:

  • احتمالية تلوث الغاز الناتج عن العملية بالنفط
  • ارتفاع استهلاك النفط وتكاليف التخلص منه
  • زيادة خطر تسرب النفط إلى البيئة

أنظمة الختم الجاف

تستخدم أنظمة الختم الجاف، المعروفة أيضًا باسم أختام الغاز الجاف، غازًا مضغوطًا، عادةً النيتروجين أو غاز المعالجة، لإنشاء حاجز بين أسطح الختم الدوارة والثابتة. يتم حقن الغاز بين أسطح الختم، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة رقيقة تمنع التلامس وتقلل من الاحتكاك.

تتضمن مزايا أنظمة الختم الجاف ما يلي:

  • لا يوجد تلوث نفطي لغاز العملية
  • انخفاض استهلاك الطاقة بسبب انخفاض الاحتكاك
  • عمر ختم أطول ومتطلبات صيانة أقل
  • صديق للبيئة، ولا يسبب مخاطر تسرب الزيت

تشمل عيوب أنظمة الختم الجاف ما يلي:

  • تكلفة أولية أعلى مقارنة بالأختام الرطبة
  • زيادة تعقيد نظام الختم
  • متطلب توفير مصدر غاز نظيف وجاف للإغلاق

ترتيبات الختم

الأختام الفردية

تحتوي الأختام الفردية على مجموعة واحدة من أسطح الأختام - وجه دوار وثابت - تشكل نقطة اتصال واحدة لمنع التسرب. وهي أبسط أنواع الأختام ولكنها تتمتع بقدرة محدودة في تطبيقات السوائل ذات الضغط العالي أو السوائل التي تعمل على التشحيم بشكل سيئ.

تُستخدم الأختام الفردية غالبًا في السوائل النظيفة والمزلقة عند ضغوط ودرجات حرارة معتدلة. وهي تتطلب معدات دعم أقل وتكون تكلفتها أقل من ترتيبات الأختام المتعددة. ومع ذلك، إذا فشلت واجهة الختم الفردي، فقد يتسرب سائل العملية على الفور إلى الغلاف الجوي.

أختام الترادف

تستخدم الأختام المترادفة ختمين مفردين مثبتين في سلسلة، مع سائل عازل بينهما يتم الحفاظ عليه عند ضغط أقل من سائل العملية. يوفر هذا الترتيب التكرار - إذا فشل الختم الأساسي، يحتوي الختم الثانوي على سائل العملية.

يعمل الختمان بشكل مستقل - يمتص الختم الأساسي الانخفاض الكامل في الضغط من سائل العملية إلى سائل التخزين المؤقت، بينما يتعامل الختم الثانوي مع فرق الضغط الأصغر من سائل التخزين المؤقت إلى الغلاف الجوي. وهذا يسمح بتحسين كل ختم لظروف الضغط الخاصة به.

تُستخدم الأختام المترادفة غالبًا في التطبيقات الأكثر خطورة والأعلى ضغطًا حيث تكون هناك حاجة إلى مزيد من الأمان والموثوقية. يمكن مراقبة السائل العازل بين الأختام للكشف عن تسرب الختم الأساسي قبل حدوث تسرب خارجي. ومع ذلك، فإن الأختام المترادفة أكثر تعقيدًا وتكلفة من الأختام الفردية.

الأختام المزدوجة

تستخدم الأختام المزدوجة أيضًا مجموعتين من أسطح الأختام، ولكن مع وجود سائل حاجز بينهما يتم الحفاظ عليه عند ضغط أعلى من سائل العملية. وهذا يضمن أنه في حالة فشل أي من الأختام، فإن سائل الحاجز ذو الضغط الأعلى سوف يتسرب إلى العملية بدلاً من السماح لسائل العملية بالهروب.

تعمل مرحلتا الختم معًا لاحتواء سائل الحاجز. يتولى الختم الداخلي التعامل مع فرق الضغط من سائل الحاجز إلى العملية، بينما يتولى الختم الخارجي التعامل مع انخفاض الضغط من سائل الحاجز إلى الغلاف الجوي.

توفر الأختام المزدوجة أقصى درجات الأمان والتحكم في الانبعاثات وتُستخدم مع سوائل العمليات الخطرة أو السامة أو المتفجرة. عادةً ما يكون السائل الحاجز سائلًا نظيفًا خاملًا متوافقًا مع العملية. يلزم وجود خزان خارجي ومضخة دوران ومبادل حراري لتزويد السائل الحاجز المضغوط.

أنظمة الدعم

أنظمة ختم الزيت

تتطلب الأختام الرطبة الملامسة طبقة سائل تشحيم بين أسطح الختم لتقليل التآكل والاحتكاك. في أنظمة أختام الزيت، يتم توفير ذلك من خلال زيت يتم تداوله من خزان خارجي.

يحتوي الخزان على إمداد من الزيت النظيف ويتضمن عناصر معالجة مثل السخانات أو المبردات للحفاظ على اللزوجة المثلى للزيت. ترسل مضخة الدورة الزيت إلى تجويف الختم، حيث تقوم بتزييت الأسطح وإزالة الحرارة الناتجة عن الاحتكاك. تحافظ أدوات التحكم في التدفق والصمامات على تدفق الزيت وضغطه بشكل ثابت.

أنظمة ختم الغاز

تستخدم أختام ضاغط الغاز الجاف غازًا مضغوطًا، عادةً النيتروجين، كوسيلة للختم بين الأسطح بدلاً من الزيت. وهذا يزيل التعقيدات المتعلقة بأنظمة الزيت ويسمح بسرعات تشغيل ودرجات حرارة أعلى.

يتم عادة الحفاظ على الغاز عند ضغط أعلى قليلاً من ضغط الغاز المستخدم في العملية لضمان التدفق الإيجابي عبر أسطح الختم. تقوم لوحة التحكم بقياس الغاز المانع للتسرب من مصدر ضغط مرتفع، وتنظيم ضغطه وتدفقه إلى حجرة الختم.

تعمل المرشحات وأجهزة إزالة الضباب على إزالة أي جزيئات أو سوائل من إمداد الغاز لتجنب تلويث أسطح الختم. قد تعمل أنظمة معالجة الغاز على تسخين غاز الإمداد لمنع تكثف الأبخرة من غاز العملية.

تُستخدم أختام الغاز المزدوجة والمترادفة لتحقيق أقصى قدر من الموثوقية في ضواغط الهواء الحرجة. في الترتيب المزدوج، يعمل الختم الثانوي كنسخة احتياطية في حالة فشل الختم الأساسي. يحافظ ختم الغاز المزدوج على وجود غاز حاجز خامل بين العملية والغلاف الجوي للتحكم في الانبعاثات إلى أقصى حد.

شاهد المنتجات ذات الصلة من Cowseal
اطلع على أحدث الأفكار من Cowseal

أرسل استفسارك اليوم