ما هو الختم الميكانيكي المزدوج وكيف يعمل

هل تساءلت يومًا كيف تمنع الآلات التسربات وتحافظ على كفاءتها؟ الأختام الميكانيكية المزدوجة هي الحل. تلعب هذه المكونات الحيوية دورًا حيويًا في مختلف الصناعات، مما يضمن التشغيل الآمن والسلس.

في منشور المدونة هذا، سنستكشف الأعمال الداخلية للأختام الميكانيكية المزدوجة، مع تحليل مكوناتها ووظائفها. من خلال فهم كيفية عمل هذه الأختام، سوف تكتسب رؤى قيمة حول أهميتها والفوائد التي تقدمها.

ما هو الختم الميكانيكي المزدوج

الختم الميكانيكي المزدوج هو نوع من الختم المستخدم في المضخات وغيرها من المعدات الدوارة. يتكون من مجموعتين من وجوه الختم. مجموعة واحدة ثابتة، بينما تدور الأخرى مع العمود. يتم ترتيب مجموعتي وجوه الختم في أزواج. كل زوج لديه ختم أولي وختم ثانوي.

إن المجموعة الداخلية من أسطح الختم، المعروفة باسم الختم الأساسي، تكون على اتصال مباشر بسائل العملية. أما المجموعة الخارجية من أسطح الختم، المعروفة باسم الختم الثانوي، فهي على اتصال بسائل الحاجز. ويوفر الختم الثانوي، الموجود خلف الختم الأساسي، حاجزًا إضافيًا.

يتم توزيع سائل عازل، مثل الزيت أو الجليكول، بين الختمين. يقوم هذا السائل بتشحيم وجوه الختم ويزيل الحرارة الناتجة عن الاحتكاك. إذا تسرب الختم الأساسي، فإن السائل العازل هو أول من يتسرب، ويعمل كعلامة إنذار مبكر.

السائل الحاجز أو السائل العازل

السائل الحاجز هو سائل نظيف ومتوافق يتم ضغطه أعلى من سائل العملية. يتم إدخاله بين وجهي الختم للختم الميكانيكي المزدوج. يقوم السائل الحاجز بتشحيم وجوه الختم ويمنع سائل العملية من دخول واجهة الختم.

السائل العازلة عادة ما يكون نفس سائل العملية. يتم استخدامه في غرفة الختم الخارجية للختم الميكانيكي المزدوج. يتم الحفاظ على السائل العازل عند ضغط أقل من السائل الحاجز. يؤدي هذا إلى إنشاء فرق ضغط يمنع سائل العملية من الدخول إلى غرفة الختم الداخلية.

أنواع الختم الميكانيكي المزدوج

العودة إلى الوراء

في الختم الميكانيكي المزدوج المتتالي، يكون الختمان بعيدًا عن بعضهما البعض. يواجه الختم الأساسي سائل المعالجة، بينما يواجه الختم الثانوي سائلًا عازلًا. يتم الحفاظ على السائل العازل عند ضغط أعلى من سائل العملية. يمنع هذا الترتيب تسرب سائل العملية إلى الغلاف الجوي.

يُستخدم التصميم من الخلف إلى الخلف بشكل شائع في التطبيقات التي تحتوي على سوائل معالجة عالية الضغط.

بالتزامن

يتكون الختم الميكانيكي المزدوج الترادفي من ختمين يواجهان نفس الاتجاه. يواجه الختم الأساسي سائل العملية، ويتم تثبيت الختم الثانوي خلفه. يتم تدوير سائل حاجز بين الختمين عند ضغط أقل من سائل العملية.

يتم استخدام الترتيب الترادفي في التطبيقات التي يكون فيها مائع العملية خطيرًا أو سامًا.

وجها لوجه

في الختم الميكانيكي المزدوج وجهًا لوجه، يواجه الختمان بعضهما البعض مع وجود تجويف مشترك بينهما. يمتلئ التجويف بسائل حاجز يتم الاحتفاظ به عند ضغط أعلى من سائل العملية. يخلق هذا الترتيب حاجزًا مزدوجًا بين سائل العملية والجو.

تعتبر الأختام وجهاً لوجه مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة أو الضغوط المرتفعة.

مزايا الختم الميكانيكي المزدوج

زيادة الموثوقية

توفر الأختام الميكانيكية المزدوجة موثوقية أكبر مقارنة بالأختام الفردية. يوفر الختم الثانوي نسخة احتياطية في حالة فشل الختم الأساسي.

عمر أطول للختم

يسمح تصميم الختم المزدوج بوجود سائل تشحيم بين الأختام. يقوم هذا السائل بتبريد وتزييت وجوه الختم. فهو يقلل من الاحتكاك وارتداء الأختام. والنتيجة هي عمر ختم أطول بكثير مقارنة بالأختام الفردية.

تحسين التحكم في التسرب

توفر الأختام المزدوجة تحكمًا فائقًا في التسرب. يحتوي الختم الثانوي على أي تسرب من الختم الأساسي. يتم الحفاظ على السائل الحاجز عند ضغط أعلى من سائل العملية. وهذا يمنع سائل العملية من الهروب إلى الغلاف الجوي.

مناسبة للتطبيقات القاسية

تعتبر الأختام المزدوجة مثالية للتطبيقات القاسية أو الخطرة. يتم استخدامها بشكل شائع مع السوائل المسببة للتآكل أو السامة أو القابلة للاشتعال. يوفر الختم المزدوج والسائل الحاجز طبقة إضافية من الحماية. أنها تساعد على احتواء السوائل والغازات الخطرة.

متطلبات صيانة أقل

على الرغم من أن السدادات المزدوجة أكثر تعقيدًا، إلا أنها غالبًا ما تتطلب صيانة أقل تكرارًا. إن عمر الختم الأطول والتحكم في التسرب يعني وقتًا أقل للإصلاحات.

تطبيقات الختم الميكانيكي المزدوج

• هناك حاجة إلى مزيد من السلامة والموثوقية. وينطبق هذا بشكل خاص على العمليات التي تنطوي على سوائل خطرة أو سامة أو باهظة الثمن.
• سائل العملية ساخن للغاية أو بارد.
• يكون سائل العملية كاشطًا أو يحتوي على مواد صلبة.
• التطبيقات التي يكون فيها توقف العملية مكلفًا للغاية.

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار الختم الميكانيكي المزدوج

خصائص السوائل

النظر في خصائص السائل الذي يتم ختمه. يتضمن ذلك التركيب الكيميائي للسائل ودرجة حرارته وضغطه. تأكد من أن مواد الختم متوافقة مع السائل لمنع التآكل أو التدهور.

ظروف التشغيل

تقييم ظروف تشغيل المعدات. تأخذ في الاعتبار السرعة والحمل ومستويات الاهتزاز. يجب أن يكون الختم قادرًا على تحمل هذه الظروف دون أن يفشل أو يتسرب.

ترتيب الختم

تحديد ترتيب الختم المناسب للتطبيق. يتضمن ذلك اتجاه وجوه الختم ونوع الزنبرك المستخدم. يجب تحسين الترتيب ليناسب ظروف التشغيل المحددة وخصائص السوائل.

مواد ختم الوجه

حدد مواد وجه الختم المناسبة بناءً على خصائص السوائل وظروف التشغيل. تشمل المواد الشائعة الكربون وكربيد السيليكون وكربيد التنغستن. يجب أن توفر المواد مقاومة التآكل الكافية والتوافق الكيميائي.

العوامل البيئية

وينبغي تقييم البيئة التي سيتم استخدام الختم فيها. ويشمل ذلك التعرض للغبار أو الأوساخ أو الملوثات الأخرى. قد تحتاج الأختام في البيئات القذرة أو الكاشطة إلى حماية إضافية. يمكن أن تساعد السوائل العازلة أو الفواصل الإعصارية في إبعاد الملوثات عن وجوه الختم.

التبريد والشطف

ضع في اعتبارك متطلبات التبريد والغسل للختم. تحديد ما إذا كان الختم يحتاج إلى تبريد خارجي أو تنظيف للحفاظ على درجات حرارة التشغيل المناسبة ومنع تراكم الملوثات.

تطبيق الختم الميكانيكي المزدوج

• مضخات تتعامل مع السوائل الخطرة أو السامة أو باهظة الثمن في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية والصيدلانية.
• المعدات الدوارة في قطاع النفط والغاز، مثل الضواغط، والخلاطات، والمحرضات.
• آلات تجهيز الأغذية والمشروبات، حيث يعد الحفاظ على نقاء المنتج ومنع التلوث أمرًا بالغ الأهمية.
• أنظمة معالجة المياه وإدارة مياه الصرف الصحي، حيث يتم استخدام الأختام الميكانيكية المزدوجة في المضخات وغيرها من المعدات الدوارة.
• تطبيقات الضغط العالي، مثل مضخات تغذية الغلايات في محطات الطاقة.
• أوعية المفاعلات وخزانات الخلط في مختلف الصناعات العملية.

الأسئلة الشائعة

ما هي أنواع السوائل الحاجزة المستخدمة في الأختام الميكانيكية المزدوجة

تشمل السوائل الحاجزة الشائعة المستخدمة في الأختام الميكانيكية المزدوجة الزيت والجليكول والماء والسوائل الاصطناعية المصممة خصيصًا.

كيف يتم الحفاظ على ضغط سائل الحاجز في الختم الميكانيكي المزدوج

عادةً ما يتم الحفاظ على ضغط سائل الحاجز باستخدام نظام خارجي، مثل خزان مضغوط أو نظام سيفون حراري.

ما هو الفرق بين الختم الميكانيكي المزدوج غير المضغوط والمضغوط

في الختم الميكانيكي المزدوج غير المضغوط، لا يتم ضغط السائل الحاجز بشكل فعال ويعتمد على قوة الطرد المركزي الناتجة عن مكونات الختم الدوارة للحفاظ على فيلم السائل. في الختم الميكانيكي المزدوج المضغوط، يتم ضغط السائل الحاجز بشكل فعال باستخدام نظام خارجي.

ما هو ضغط السائل الحاجز للختم الميكانيكي المزدوج

في الختم الميكانيكي المزدوج، يجب الحفاظ على ضغط سائل الحاجز عند مستوى لا يقل عن 1 بار (14.5 رطل/بوصة مربعة) فوق ضغط حجرة الختم. وهذا يضمن تدفق سائل الحاجز إلى حجرة الختم، مما يمنع سائل العملية من دخول نظام سائل الحاجز ويحافظ على سلامة الختم. تتراوح ضغوط سائل الحاجز النموذجية من 1 إلى 10 بار (14.5 إلى 145 رطل/بوصة مربعة).

خاتمة

توفر الأختام الميكانيكية المزدوجة حماية فائقة ضد التسرب من خلال مجموعتين من أسطح الغلق. تصميمها الموثوق به مثالي للتطبيقات الصعبة.

لمعرفة المزيد حول اختيار الختم الميكانيكي المناسب لاحتياجاتك، اتصل بفريقنا ذو الخبرة اليوم.