تُعدّ الأختام الميكانيكية مكونات أساسية في المعدات الدوارة، إذ تمنع التسرب وتضمن الأداء الأمثل. وللحفاظ على أدائها السليم وإطالة عمرها الافتراضي، يُستخدم نظام تنظيف متكرر.
في منشور المدونة هذا، سنتعمق في تفاصيل ختم آلي التنظيفات، واستكشاف غرضها، وأنواعها، ومبادئ تشغيلها، ومكوناتها الرئيسية، وتطبيقاتها المتنوعة عبر الصناعات.
ما هو التنظيف
في سياق الأختام الميكانيكية، يشير التنظيف إلى عملية إدخال سائل نظيف ومتوافق في حجرة الختم للتبريد والتزييت و تنظيف الختم الأسطح. يتم ضخ سائل التنظيف عادةً من مصدر خارجي وتدويره عبر حجرة الختم قبل تفريغه أو إعادة تدويره مرة أخرى إلى المصدر.
غرض تنظيف الختم الميكانيكي
تتضمن الأغراض الأساسية لاستخدام التدفق في الأختام الميكانيكية ما يلي:
- التبريد: يساعد السائل المتدفق على تبديد الحرارة الناتجة عن الاحتكاك بين الدوار والثابت وجوه الفقمة، منع ارتفاع درجة الحرارة والولادة المبكرة فشل الختم.
- التزييت: يوفر سائل التنظيف التزييت للأسطح المانعة للتسرب، مما يقلل الاحتكاك والتآكل، وبالتالي إطالة عمر الخدمة. حياة الفقمة.
- التنظيف: يساعد التنظيف على منع تراكم المواد الصلبة أو الحطام أو سوائل العملية على الأسطح العازلة، والتي يمكن أن تسبب التآكل أو الانسداد أو فشل الختم.
- التحكم في الضغط: في بعض الحالات، يتم استخدام سائل التنظيف للحفاظ على مستوى أعلى الضغط في الختم الغرفة أكثر دفئًا من سائل العملية، مما يمنع دخول الملوثات إلى الختم.
أنواع عمليات تنظيف الأختام الميكانيكية
هناك نوعان رئيسيان من أختام ميكانيكية متساطحة: أختام ميكانيكية مفردة مع مسافات متساوية وأختام ميكانيكية مزدوجة مع مسافات متساوية.
ختم ميكانيكي واحد مع تدفق
يتكون مانع التسرب الميكانيكي المفرد ذو الشطف من مجموعة واحدة من أسطح الختم (سطح دوار وآخر ثابت) ومنفذ شطف. يُدخل سائل الشطف إلى حجرة الختم عبر منفذ الشطف، الموجود عادةً على صفيحة غدية أو غلاف الختم. يتدفق سائل التنظيف عبر أسطح الختم، موفرًا التبريد والتزييت والتنظيف قبل الخروج من حجرة الختم.
ختم ميكانيكي مزدوج مع تدفق
مانع تسرب ميكانيكي مزدوج مستوٍ يتميز بمجموعتين من أسطح الختم (وجهان دواران ووجهان ثابتان) مرتبة بشكل مترادف. تُملأ المساحة بين المانعين، والمعروفة بالمنطقة العازلة، بسائل حاجز متوافق، يكون ضغطه عادةً أعلى من ضغط سائل العملية.
في هذا النظام، يُدخل سائل التنظيف إلى منطقة العزل، مما يوفر التبريد والتشحيم والتنظيف لمجموعتي أسطح العزل. ثم يُفرّغ سائل التنظيف أو يُعاد تدويره إلى المصدر. الأختام الميكانيكية المزدوجة تقدم الأنابيب ذات التدفق المتدفق أداءً معززًا للإغلاق وتُستخدم عادةً في التطبيقات التي تنطوي على سوائل خطرة أو سامة أو حساسة للبيئة.
كيف يعمل تنظيف الختم الميكانيكي
في نظام تنظيف السدادات الميكانيكية، يُدخل سائل نظيف وبارد إلى حجرة السدادات للتحكم في البيئة المحيطة بأسطح السدادات. يدخل سائل التنظيف حجرة السدادات بضغط أعلى قليلاً من الضغط داخل المضخة أو الوعاء. يضمن هذا الفرق الإيجابي في الضغط تدفق سائل التنظيف عبر أسطح السدادات، ويمنع دخول سائل العملية إلى حجرة السدادات.
عند مرور سائل التنظيف عبر أسطح الختم، يُزيّت هذه الأسطح ويُبرّدها، مما يُقلّل الاحتكاك والحرارة. كما يُساعد التنظيف على إزالة أي حطام أو ملوثات قد تتراكم على أسطح الختم، مما يُحافظ عليها نظيفة وخالية من التلف.
يخرج سائل التنظيف بعد ذلك من حجرة الختم عبر فتحة تصريف أو فتحة تهوية، إما ليعود إلى نظام التنظيف لإعادة تدويره أو ليُصرف إلى مكان آمن. يساعد التدفق المستمر لسائل التنظيف عبر حجرة الختم على الحفاظ على بيئة مستقرة للختم الميكانيكي، مما يُطيل عمره ويُحسّن أدائه.
مكونات التنظيف
تتضمن المكونات الرئيسية لنظام تنظيف الختم الميكانيكي ما يلي:
- خزان سائل التنظيف: خزان أو حاوية تحتوي على سائل التنظيف، وهو عادةً سائل نظيف ومتوافق مثل الماء أو الجليكول أو الزيت.
- مضخة سائل التنظيف: مضخة تعمل على تدوير سائل التنظيف عبر النظام وتحافظ على فرق الضغط اللازم.
- صمام تنظيم الضغط: صمام يتحكم في ضغط السائل المتدفق الذي يدخل إلى حجرة الختم، مما يضمن بقائه أعلى قليلاً من ضغط سائل العملية.
- صمام التحكم في التدفق: صمام ينظم معدل تدفق سائل التنظيف عبر حجرة الختم، مما يعمل على تحسين التزييت والتبريد.
- الأنابيب والتجهيزات: شبكة الأنابيب والخراطيم والموصلات التي تحمل سائل التنظيف من وإلى حجرة الختم.
- المبادل الحراري (اختياري): جهاز يقوم بتبريد سائل التنظيف قبل دخوله إلى حجرة الختم، مما يساعد في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة.
- نظام الترشيح (اختياري): نظام يزيل الملوثات من سائل التنظيف، مما يضمن بقائه نظيفًا وفعالًا.
تطبيقات التنظيف
المعالجة الكيميائية
في مصانع المعالجة الكيميائية، غالبًا ما تتعرض الأختام الميكانيكية للسوائل القاسية أو المسببة للتآكل أو السامة. تساعد أنظمة التنظيف على حماية الأختام من خلال توفير سائل حاجز نظيف ومتوافق يمنع التعرض المباشر. الاتصال بين الختم الوجوه وسوائل العملية.
تصنيع الأدوية
يتطلب تصنيع الأدوية رقابة صارمة على نقاء وجودة المنتجات. تساعد أنظمة تنظيف الأختام الميكانيكية على الحفاظ على بيئة معقمة من خلال منع تلوث سائل العملية وضمان بقاء أسطح الأختام نظيفة وخالية من الشوائب.
إنتاج الأغذية والمشروبات
في إنتاج الأغذية والمشروبات، يجب الحفاظ على سلامة وجودة الأختام الميكانيكية خالية من التلوث لضمان سلامة وجودة المنتج. توفر أنظمة التنظيف مادة تشحيم نظيفة وصالحة للاستخدام الغذائي، مما يساعد على: الحفاظ على الختم النظافة ومنع دخول البكتيريا أو الملوثات الأخرى.
صناعة النفط والغاز
في صناعة النفط والغاز، تتعرض الأختام الميكانيكية لضغوط عالية ودرجات حرارة قصوى وسوائل كاشطة. تساعد أنظمة التنظيف على تبريد وتزييت أسطح الأختام، مما يطيل عمرها ويمنع تلفها المبكر في هذه الظروف القاسية.
توليد الطاقة
تعتمد محطات توليد الطاقة على الأختام الميكانيكية لاحتواء تدفق البخار والماء والسوائل الأخرى والتحكم فيه. تساعد أنظمة التنظيف على الحفاظ على سلامة هذه الأختام، مما يضمن تشغيلًا موثوقًا ويقلل من فترات التوقف.
