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Tenuta meccanica bilanciata o sbilanciata

Le tenute meccaniche bilanciate e sbilanciate sono due tipi di soluzioni di tenuta utilizzate nelle apparecchiature rotanti.

Differiscono per design, capacità di gestione della pressione e idoneità all'applicazione.

Questo post del blog esplorerà le differenze chiave tra questi due tipi di sigillo.

Ti aiuterà a capire quando utilizzare ciascun tipo per ottenere prestazioni ottimali.

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Qual è l'equilibrio delle tenute meccaniche

Il saldo di tenute meccaniche si riferisce al design che equalizza la pressione su entrambi i lati delle facce di tenuta. Le guarnizioni bilanciate hanno la stessa pressione sui lati interno ed esterno. Ciò riduce la generazione di calore e l'usura, consentendo pressioni e velocità di esercizio più elevate.

Le tenute sbilanciate hanno una pressione maggiore sul lato interno, che può limitare il loro campo operativo. Sono però più semplici e meno costose delle tenute bilanciate.

Cos'è il rapporto di equilibrio

Il rapporto di equilibrio è una misura della distribuzione della pressione sulle facce della tenuta in una tenuta meccanica. Si calcola dividendo l'area della faccia della tenuta esposta alla pressione del fluido sigillato per l'area totale della faccia della tenuta.

Un rapporto di bilanciamento di 1,0 significa che la guarnizione è perfettamente bilanciata, con la stessa pressione su entrambi i lati. Rapporti di bilanciamento più bassi indicano una tenuta più bilanciata, mentre rapporti più alti indicano una tenuta sbilanciata.

Le tenute bilanciate solitamente hanno rapporti di bilanciamento compresi tra 0,65 e 0,85. Ciò significa che 65-85% dell'area della faccia della tenuta è esposta alla pressione del fluido sigillato, mentre l'area rimanente è esposta alla pressione atmosferica.

Le guarnizioni sbilanciate hanno rapporti di equilibrio intorno a 1,2. Ciò indica che l'intera area della faccia della tenuta è esposta alla pressione del fluido sigillato, determinando una forza di chiusura netta più elevata sulle facce della tenuta.

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Cosa sono i sigilli bilanciati

Le tenute bilanciate sono tenute meccaniche progettate per equalizzare la pressione su entrambi i lati delle facce di tenuta. Ciò si ottiene esponendo la parte posteriore della faccia rotante della tenuta alla stessa pressione del fluido di processo. Le guarnizioni bilanciate possono sopportare pressioni più elevate rispetto alle guarnizioni sbilanciate.

Il design bilanciato riduce la forza di chiusura netta che agisce sulle facce della tenuta. Ciò consente un carico frontale inferiore e prestazioni migliorate. Le tenute bilanciate sono comunemente utilizzate in applicazioni con pressioni elevate o dove si desidera un carico frontale basso.

Cosa sono i sigilli sbilanciati

Le tenute sbilanciate sono tenute meccaniche in cui la forza di chiusura non è equalizzata su entrambi i lati delle facce di tenuta. In una tenuta sbilanciata, la pressione del fluido di processo agisce su tutta l'area della faccia rotante della tenuta. Ciò si traduce in una forza di chiusura netta maggiore rispetto alle guarnizioni bilanciate.

La maggiore forza di chiusura nelle guarnizioni sbilanciate porta ad un aumento del carico frontale e dell'attrito. Le tenute sbilanciate vengono generalmente utilizzate in applicazioni con pressioni inferiori o dove è accettabile un maggiore carico frontale. Hanno un design più semplice rispetto alle tenute bilanciate.

Differenze tra tenute meccaniche bilanciate e sbilanciate

Distribuzione della pressione

  • Tenute bilanciate: la pressione è distribuita uniformemente sulle facce della tenuta, riducendo la forza di chiusura idraulica netta.
  • Tenute sbilanciate: la pressione è concentrata su un'area più piccola delle facce della tenuta, determinando una forza di chiusura idraulica netta più elevata.

Forza della molla

  • Tenute bilanciate: richiedono una forza della molla inferiore per mantenere il corretto contatto frontale a causa della ridotta forza di chiusura idraulica.
  • Tenute sbilanciate: richiedono una maggiore forza della molla per contrastare la maggiore forza di chiusura idraulica e mantenere un corretto contatto frontale.

Usura del viso di tenuta

  • Tenute bilanciate: minore usura sulle facce della tenuta grazie alla ridotta forza di chiusura, con conseguente maggiore durata della tenuta.
  • Tenute sbilanciate: si riscontra una maggiore usura sulle facce della tenuta a causa della maggiore forza di chiusura, che può ridurre la durata della tenuta.

Capacità di gestione della pressione

  • Tenute bilanciate: possono sopportare pressioni di esercizio più elevate grazie alla distribuzione uniforme della pressione sulle facce della tenuta.
  • Tenute sbilanciate: hanno una capacità di gestione della pressione inferiore a causa della pressione concentrata su un'area più piccola delle facce della tenuta.

Applicazioni

  • Tenute bilanciate: comunemente utilizzate in applicazioni ad alta pressione, come pompe che gestiscono fluidi o gas ad alta pressione.
  • Tenute sbilanciate: spesso utilizzate in applicazioni a pressione da bassa a moderata, come pompe che gestiscono fluidi a bassa pressione o in ambienti meno impegnativi.

Costo

  • Tenute bilanciate: generalmente più costose a causa del design più complesso e dei componenti aggiuntivi necessari per il bilanciamento della pressione.
  • Tenute sbilanciate: generalmente meno costose grazie al design più semplice e al minor numero di componenti.

Insomma

Le tenute meccaniche bilanciate e sbilanciate hanno ciascuna i propri punti di forza a seconda dell'applicazione. Le tenute bilanciate funzionano bene per i sistemi ad alta pressione, mentre le tenute sbilanciate sono più semplici e costano meno per gli usi a bassa pressione.

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