خرطوشة ختم آلي وحدة إحكام مُجمّعة مسبقًا تمنع التسربات في المضخات والمعدات الدوارة. بخلاف أختام المكونات التقليدية التي تُباع كقطع منفصلة، تأتي أختام الخرطوشة كحزمة واحدة كاملة، حيث تتم محاذاة جميع المكونات وضبطها مسبقًا من قِبل الشركة المصنعة.
يتضمن هذا التصميم المستقل ما يلي: وجوه الفقمة، غلاف، غطاء، نوابض، وجميع المعدات اللازمة في وحدة واحدة تُركّب على عمود المضخة. ميزتها الرئيسية هي البساطة - لا يحتاج المُركّبون إلى قياس ضغط النوابض أو القلق بشأن دقة المحاذاة، فكل شيء مُعدّ مسبقًا في المصنع.
تعتمد الصناعات من مصافي النفط إلى محطات معالجة المياه على هذه الأختام لأنها تقلل من أخطاء التثبيت وتوقف المعدات مع توفير منع موثوق به للتسرب للسوائل الحرجة.
ما هو ختم الخرطوشة الميكانيكي؟
مانع التسرب الميكانيكي للخرطوش هو في الأساس مجموعة مانعات تسرب ميكانيكية كاملة جاهزة للتركيب. يشبه الأمر الفرق بين شراء أثاث يحتاج إلى تجميع وأثاث يصل مُجمّعًا بالكامل.
يحتوي الختم على جميع مكونات الختم الميكانيكي التقليدي، ولكن مُجمّعة في وحدة واحدة عملية. يُثبّت المُصنّع كل شيء مسبقًا على غلاف خاص به. صفيحة غدية، مما يضمن المحاذاة المثالية والضغط المناسب للزنبرك.
يزيل هذا التصميم التخمين الذي يأتي مع تجميع المنتجات الفردية أجزاء الختم في الميدان. عندما يستلم الفني ختم خرطوشة، فإنه يحصل على وحدة مُختبرة ومعايرة، وكل ما يحتاجه هو تثبيتها على العمود وتثبيتها في مكانها.
كيف يعمل ختم الخرطوشة الميكانيكي
يتمحور مبدأ العمل حول وجهين مسطحين للغاية يدوران معًا لتشكيل مانع تسرب. يُثبّت أحد الوجهين على العمود الدوار، بينما يبقى الآخر ثابتًا على غلاف المضخة.
عند تشغيل المضخة، تنزلق هذه الأسطح المتداخلة بدقة متناهية، بحيث يفصل بينها غشاء رقيق من السائل. تعمل هذه الطبقة الرقيقة على تزييت الأسطح لمنع ارتفاع درجة حرارتها مع الحفاظ على غلق فعال.
الينابيع أو منفاخ داخل الخرطوشة، يتم دفع الأسطح معًا بقوة مُعايرة بدقة. يُحافظ ضغط الزنبرك وضغط سائل المضخة على اتصال دائم بين الأسطح أثناء التشغيل.
تكمن روعة هذا التصميم في أنه يسمح بالدوران مع منع التسرب. الفجوة بين الأسطح صغيرة جدًا بحيث لا تتسرب إلا كمية غير مرئية من البخار، مما يُشكل سدًا مانعًا للتسرب.
أجزاء من خرطوشة ختم الميكانيكية
(أراضي البوديساتفا) أجزاء من ختم الخرطوشة تعمل معًا كنظام متكامل. لكل مكون دور محدد في منع التسربات وضمان التشغيل السلس.
- وجوه الختم الأساسية (الدوارة والثابتة) - هذا هو قلب الختم، مصنوع من مواد شديدة الصلابة مثل كربيد السيليكون أو كربيد التنغستنيتم صقل الوجوه حتى تصبح مسطحة للغاية، مما يخلق حاجزًا أساسيًا ضد التسرب.
- كم رمح غلاف معدني ينزلق فوق عمود المضخة ويحمل جميع المكونات الدوارة. يحمي العمود من التآكل ويوفر سطح تثبيت لغطاء الختم الدوار.
- الغدة (غلاف الختم/الحافة) - الغلاف الثابت الذي يُثبَّت بالمضخة ويُثبَّت غطاء الختم الثابت. يحتوي على منافذ لتدفق السوائل أو التبريد عند الحاجة.
- الينابيع أو المنفاخ (جهاز التحميل الميكانيكي) توفر هذه القوة التي تُبقي أسطح الختم متماسكة. ضغط الزنبرك مُعدّ مسبقًا في المصنع لتحقيق الأداء الأمثل.
- الأختام الثانوية - حلقات دائرية وحشيات تمنع التسرب حول الأسطح الأساسية. إنها تُنشئ الأختام الثابتة بين المكونات والسماح بحركة طفيفة لاهتزاز العمود.
- براغي الضبط ودبابيس القيادة - أجزاء معدنية تُثبّت المجموعة الدوارة على العمود وتمنع دوران السطح الثابت. تضمن هذه الأجزاء تقابلًا مثاليًا بين السطحين.
- مشابك/ألواح الضبط (مشابك التثبيت) أجهزة مؤقتة تُثبّت جميع العناصر في محاذاة مثالية أثناء الشحن والتركيب. يجب إزالتها قبل التشغيل لتفعيل الختم.
أنواع أختام الخراطيش
تأتي أختام الخرطوشة في ثلاثة تكوينات رئيسية، تم تصميم كل منها لتطبيقات ومتطلبات التثبيت المحددة.
أختام خرطوشة واحدة
تحتوي أختام الخرطوشة المفردة على مجموعة واحدة من أسطح الختم، وتمثل التكوين الأكثر شيوعًا. وهي مناسبة لتطبيقات الخدمة العامة حيث يكون تسرب البخار بكميات صغيرة مقبولًا.
هذه الأختام مثالية للماء والزيوت والمواد الكيميائية غير الخطرة. يوفر سائل المعالجة نفسه تزييتًا لأسطح الأختام أثناء التشغيل.
تتميز معظم أختام الخرطوشة المفردة بتصميمات متوازنة تُقلل الأحمال الهيدروليكية على الأسطح. هذا يُمكّنها من تحمل ضغوط تصل إلى ٢٥ بارًا مع الحفاظ على عمر خدمة طويل.
أختام خرطوشة مزدوجة
تستخدم أختام الخرطوشة المزدوجة مجموعتين من أسطح الأختام لضمان أقصى درجات الأمان والموثوقية. ويدور سائل حاجز نظيف بين الختمين، مما يوفر التبريد والتشحيم.
يحتوي الختم الداخلي على سائل العملية، بينما يمنع الختم الخارجي تسرب السائل الحاجز. في حال تعطل أحد الختمين، يستمر الآخر في الحماية من التسربات.
هذه التصاميم ضرورية للسوائل السامة أو القابلة للاشتعال أو باهظة الثمن حيث يكون أي تسرب غير مقبول. يتطلب نظام السوائل الحاجزة معدات إضافية ولكنه يوفر عمرًا أطول بكثير. حياة الفقمة في ظروف قاسية.
أختام خرطوشة مقسمة
تأتي أختام الخرطوشة المنقسمة في نصفين يُثبّتان حول العمود. يتيح هذا التصميم المبتكر استبدال الأختام دون الحاجة إلى تفكيك المضخة أو الأنابيب المتصلة بها.
يأتي كل نصف مُجمّعًا مسبقًا في غلافه، مما يُحافظ على بساطة تركيب الخرطوشة. يتصل النصفان بأسطح مُصممة بدقة تُشكّل إحكامًا فعالًا عند ربطهما معًا بالمسامير.
تستفيد الخلاطات الكبيرة والمضخات العمودية والمعدات في المساحات الضيقة بشكل أكبر من التصاميم المنفصلة. ورغم أنها أغلى من الخراطيش المكونة من قطعة واحدة، إلا أنها توفر أيامًا من التوقف أثناء الاستبدال.
مزايا مانع التسرب الميكانيكي للخرطوشة
- تركيب مبسط - تنزلق الوحدة بأكملها على العمود وتُثبّت في مكانها دون أي قياسات أو تعديلات خاصة. يستغرق التركيب دقائق بدلاً من ساعات. مقارنة بأختام المكونات.
- تقليل أخطاء التثبيت المكونات المُجمّعة مسبقًا تُجنّب الأخطاء الشائعة، مثل ضغط الزنبرك غير الصحيح أو عدم محاذاة الأسطح. يضمن التكوين المُعدّ مسبقًا التشغيل السليم منذ بدء التشغيل.
- وقت تعطل أقصر الاستبدال السريع يعني استئناف الإنتاج بشكل أسرع. يستطيع فنيّ مُدرّب استبدال ختم الخرطوشة في جزء بسيط من الوقت اللازم لإعادة بناء ختم المكونات.
- تعزيز الموثوقية وعمر الختم - التحميل والمحاذاة الصحيحان للوجه من المصنع يعنيان فترات خدمة أطول. يفيد المستخدمون بعمر أطول بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات مقارنةً بالأختام المُجمّعة ميدانيًا.
- السلامة وحماية البيئة يمنع الإغلاق الموثوق تسرب المواد الكيميائية الخطرة ويحمي العمال. كما يُقلل وقت الصيانة المُختصر من التعرض للمناطق الخطرة.
- كفاءة الصيانة يمكن إزالة أختام الخرطوشة كوحدات كاملة للصيانة في الورشة. بفضل التصميمات الموحدة، يمكن استخدام نوع واحد من الأختام لمضخات متعددة.
- القدرة على التكيف تُستخدم العديد من الخراطيش كبدائل سهلة التركيب للمضخات المعبأة أو الأختام القديمة. يتناسب التصميم المستقل مع مختلف طرز المضخات مع تعديلات بسيطة.
تطبيقات ختم الخرطوشة الميكانيكي
- صناعة النفط والغاز تستخدم مصافي التكرير ومصانع البتروكيماويات أختام خراطيش في المضخات التي تتعامل مع النفط الخام والبنزين والمواد الكيميائية المتطايرة. وتتوافق أختام الخرطوشة المزدوجة مع السوائل الحاجزة مع لوائح السلامة الصارمة للمواد الخطرة.
- المعالجة الكيميائية تعتمد المصانع على أختام خراطيش متخصصة لاحتواء الأحماض المسببة للتآكل والمذيبات والمواد الكيميائية السامة. يتيح اختيار المواد لهذه الأختام مقاومة المواد الكيميائية الضارة مع حماية العمال والبيئة.
- إدارة المياه والصرف الصحي تستخدم أنظمة المياه البلدية ومحطات المعالجة أختامًا خراطيشية في المضخات التي تضخ ملايين الجالونات يوميًا. تمنع هذه الأختام فقدان الماء وتحمي محامل المضخات من التلوث.
- توليد الطاقة – تقوم محطات الطاقة بتثبيت أختام الخرطوشة على مضخات تغذية الغلايات و أنظمة التبريد تعمل في درجات حرارة عالية. تضمن هذه الأختام التشغيل المستمر بين فترات الصيانة المجدولة.
- الأدوية والتكنولوجيا الحيوية يتطلب الإنتاج المعقم أختام خراطيش صحية مصنوعة من مواد متوافقة مع إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. يُقلل التغيير السريع للأختام من وقت التوقف عن العمل في عمليات الدفعات الحرجة.
- المواد الغذائية والمشروبات تحتاج مصانع الألبان ومصانع الجعة ومعامل الأغذية إلى أختام صحية تمنع تلوث المنتجات. تصميمات الخراطيش سهلة التنظيف وتفي بمعايير سلامة الغذاء الصارمة.
- التعدين والمعادن – تتحمل أختام الخراطيش شديدة التحمل المواد الكاشطة في عمليات التعدين. أسطح الأختام الصلبة و أنظمة التنظيف إطالة الحياة في ظل هذه الظروف القاسية.
