La pression du presse-étoupe est un paramètre essentiel au fonctionnement et aux performances des garnitures mécaniques des pompes et autres équipements rotatifs. Le maintien d'une pression optimale dans le presse-étoupe garantit le bon fonctionnement des garnitures mécaniques, prévient les fuites et prolonge leur durée de vie. composants d'étanchéité.
Dans cet article, nous aborderons le concept de pression de presse-étoupe, en explorant sa définition, ses facteurs d'influence, ses plages typiques et sa formule de calcul. Nous aborderons également l'importance de la pression de presse-étoupe pour les garnitures mécaniques, les problèmes potentiels liés à une mauvaise gestion de la pression et les méthodes permettant de la contrôler et de l'ajuster efficacement.
Qu'est-ce que la pression du presse-étoupe
Dans une pompe centrifuge, le presse-étoupe est un espace cylindrique situé entre le corps de pompe et l'arbre rotatif, abritant le garniture mécanique ou garniture. La pression du presse-étoupe fait référence à la pression du fluide présente dans cet espace pendant le fonctionnement de la pompe.
La pression dans la boîte à garniture est un paramètre essentiel au bon fonctionnement et à la longévité des garnitures mécaniques. Elle influe sur la lubrification et le refroidissement des faces d'étanchéité, ainsi que sur la capacité à maintenir un film liquide entre les faces fixes et mobiles. Une pression insuffisante dans la boîte à garniture peut entraîner une lubrification et un refroidissement inadéquats, provoquant une usure prématurée. rupture du joint en raison de l'augmentation de la friction et de la génération de chaleur.
D'autre part, une pression excessive dans le presse-étoupe peut provoquer la séparation des faces de la garniture mécanique, ce qui augmente les fuites et réduit l'efficacité de l'étanchéité. Une pression élevée peut également accélérer l'usure des faces de la garniture et d'autres composants, réduisant ainsi la durée de vie globale. vie de phoque.
Facteurs affectant la pression du presse-étoupe
Conception de la pompe
La conception de la pompe, en particulier l'emplacement de la chambre d'étanchéité et sa proximité avec la roue affecte la pression du presse-étoupe. Plus la chambre d'étanchéité est proche de la roue, plus la pression sera élevée en raison de la force centrifuge de la roue.
Pressions d'aspiration et de refoulement
Les pressions d'aspiration et de refoulement de la pompe ont un impact direct sur la pression du presse-étoupe. En général, des pressions d'aspiration et de refoulement plus élevées entraînent une augmentation de la pression du presse-étoupe. La différence de pression entre les côtés aspiration et refoulement de la pompe influence également la pression du presse-étoupe.
Présence de trous d'équilibrage ou de bagues d'usure
La présence de trous d'équilibrage ou de bagues d'usure dans la pompe peut affecter considérablement la pression du presse-étoupe. Ces trous sont de petites ouvertures qui permettent au fluide de circuler du côté haute pression de la roue vers le côté basse pression, contribuant ainsi à équilibrer la pression et à réduire la poussée axiale sur la roue.
Les bagues d'usure, quant à elles, sont des bagues remplaçables installées entre la roue et le corps de la pompe afin de minimiser les fuites du côté haute pression vers le côté basse pression. La présence de trous d'équilibrage ou de bagues d'usure peut contribuer à maintenir une pression plus constante dans le presse-étoupe.
Propriétés des fluides
Les propriétés du fluide pompé, telles que sa viscosité et sa température, peuvent influencer la pression du presse-étoupe. Les fluides à viscosité élevée ont tendance à créer des pressions plus élevées dans le presse-étoupe en raison de la résistance accrue à l'écoulement. De même, des températures élevées du fluide peuvent entraîner une augmentation des pressions à mesure que le fluide se dilate et que sa viscosité diminue.
Plages typiques de pression du presse-étoupe
| Type de pompe | Plage de pression typique du presse-étoupe |
|---|---|
| mono-étage, aspiration terminale | 10 à 20 psi (0.7 à 1.4 bar) |
| Mono-étage, double aspiration | 15 à 30 psi (1.0 à 2.1 bar) |
| Multi-étages, horizontal | 20 à 50 psi (1.4 à 3.4 bar) |
| Multi-étages, vertical | 30 à 60 psi (2.1 à 4.1 bar) |
Formule de pression du presse-étoupe
La pression du presse-étoupe peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
P_sb = P_s + (P_d – P_s) × k
Où? :
- P_sb = Pression du presse-étoupe
- P_s = Pression d'aspiration
- P_d = Pression de refoulement
- k = Constante (généralement 0.4-0.6, selon la conception de la pompe et les trous d'équilibrage/bagues d'usure)
Fonctions de la pression du presse-étoupe pour les garnitures mécaniques
- Maintient le film de fluide lubrifiant : une pression appropriée du presse-étoupe assure un film de fluide adéquat entre les faces du joint, réduisant ainsi la friction et l'usure.
- Empêche la vaporisation du fluide : une pression suffisante empêche le fluide scellé de se vaporiser au niveau des faces du joint, évitant ainsi les dommages dus à la cavitation et la défaillance du joint.
- Permet un suivi correct de la face du joint : une pression équilibrée permet aux faces du joint de maintenir un contact et un suivi appropriés, évitant ainsi les fuites et l'usure prématurée.
- Facilite la dissipation de la chaleur : une pression appropriée favorise la circulation du fluide, aidant à dissiper la chaleur générée par le frottement de la face du joint.
Problèmes potentiels causés par une mauvaise gestion de la pression
Le fait de ne pas maintenir une pression appropriée dans le presse-étoupe peut entraîner divers problèmes, notamment :
- Fuite excessive : une basse pression peut provoquer l'ouverture des faces d'étanchéité, ce qui entraîne une fuite de fluide et une efficacité d'étanchéité réduite.
- Usure prématurée du joint : une pression insuffisante peut entraîner une augmentation du frottement et de l'usure entre les faces du joint, réduisant ainsi la durée de vie du joint.
- Dommages aux faces d'étanchéité : une pression élevée peut entraîner une fermeture trop serrée des faces d'étanchéité, ce qui entraîne une génération de chaleur excessive et des fissures ou dommages thermiques potentiels.
- Cavitation et vaporisation du fluide : une pression inadéquate peut permettre au fluide scellé de se vaporiser au niveau des faces du joint, provoquant des dommages par cavitation et une défaillance du joint.
Méthodes de contrôle ou de réglage de la pression du presse-étoupe
Utilisation de trous d'équilibrage ou d'anneaux d'usure arrière
Des trous d'équilibrage ou des bagues d'usure peuvent être intégrés à la conception du joint pour réguler la pression du presse-étoupe. Ces éléments permettent de contrôler l'écoulement du fluide haute pression du refoulement vers le presse-étoupe, compensant ainsi la différence de pression entre les faces du joint. En équilibrant efficacement la pression, ces éléments contribuent à maintenir un contact correct avec les faces du joint et à réduire l'usure.
Installation de systèmes de chasse d'eau externes
Externe systèmes de chasse d'eau Permet d'introduire un fluide propre et compatible dans le presse-étoupe à une pression contrôlée. Ce fluide de rinçage permet de maintenir la pression requise dans le presse-étoupe, tout en assurant le refroidissement et la lubrification des faces d'étanchéité. Chasse d'eau externe Les systèmes sont particulièrement avantageux lorsqu'il s'agit de fluides abrasifs, corrosifs ou à haute température qui pourraient autrement endommager les faces des joints ou provoquer une défaillance prématurée.
