Una cartuccia tenuta meccanica è un'unità di tenuta preassemblata che previene le perdite nelle pompe e nelle apparecchiature rotanti. A differenza delle tradizionali tenute a componenti, fornite come componenti separati, le tenute a cartuccia vengono fornite in un unico pacchetto completo con tutti i componenti già allineati e regolati dal produttore.
Questo design autonomo include il facce di foca, manicotto, alloggiamento del premistoppa, molle e tutta la bulloneria necessaria in un'unica unità che scorre sull'albero della pompa. Il vantaggio principale è la semplicità: gli installatori non devono misurare la compressione delle molle o preoccuparsi dell'allineamento preciso, poiché tutto è preimpostato in fabbrica.
I settori industriali, dalle raffinerie di petrolio agli impianti di trattamento delle acque, si affidano a queste guarnizioni perché riducono gli errori di installazione e i tempi di fermo delle apparecchiature, garantendo al contempo una prevenzione affidabile delle perdite di fluidi critici.
Che cosa è la tenuta meccanica a cartuccia
Una tenuta meccanica a cartuccia è essenzialmente un gruppo di tenuta meccanica completo, pronto per l'installazione. Pensatela come la differenza tra acquistare mobili che necessitano di essere assemblati e mobili che arrivano già assemblati.
La tenuta contiene tutti gli stessi componenti di una tenuta meccanica tradizionale, ma confezionati insieme in un'unica pratica unità. Il produttore pre-monta tutto su un manicotto con il suo piastra di tenuta, garantendo un allineamento perfetto e una corretta compressione della molla.
Questo design elimina le congetture che derivano dall'assemblaggio individuale parti di tenuta sul campo. Quando un tecnico riceve una guarnizione a cartuccia, riceve un'unità testata e calibrata che deve solo essere inserita nell'albero e imbullonata in posizione.
Come funziona la tenuta meccanica della cartuccia
Il principio di funzionamento si basa su due facce ultrapiatte che ruotano l'una contro l'altra per creare una tenuta. Una faccia si fissa all'albero rotante, mentre l'altra rimane fissata al corpo della pompa.
Quando la pompa è in funzione, queste superfici lappate con precisione scorrono l'una contro l'altra, separate solo da una microscopica pellicola di fluido. Questo sottile strato di fluido lubrifica le superfici per prevenirne il surriscaldamento, mantenendo al contempo una tenuta efficace.
Molle o soffietto all'interno della cartuccia, le facce vengono spinte l'una contro l'altra con una forza calibrata con precisione. La combinazione della pressione della molla e della pressione del fluido della pompa mantiene le facce in costante contatto durante il funzionamento.
La genialità di questo design sta nel fatto che consente la rotazione senza perdite. Lo spazio tra le facce è così piccolo che solo una quantità invisibile di vapore può fuoriuscire, creando di fatto una tenuta stagna.
Parti della tenuta meccanica della cartuccia
. parti della guarnizione della cartuccia lavorano insieme come un sistema integrato. Ogni componente ha un ruolo specifico nel prevenire le perdite e garantire il corretto funzionamento.
- Facce di tenuta primaria (rotanti e fisse) – Questi sono il cuore del sigillo, realizzati con materiali ultra-duri come carburo di silicio o carburo di tungstenoLe superfici sono sovrapposte fino a raggiungere un'estrema planarità, creando la barriera primaria contro le perdite.
- Manicotto dell'albero – Un manicotto metallico che scorre sull'albero della pompa e sostiene tutti i componenti rotanti. Protegge l'albero dall'usura e fornisce una superficie di montaggio per la superficie di tenuta rotante.
- Premistoppa (alloggiamento/flangia di tenuta) – L'alloggiamento fisso che si fissa alla pompa e sostiene la superficie di tenuta fissa. Include porte per i fluidi di lavaggio o di raffreddamento quando necessario.
- Molle o soffietti (dispositivo di carico meccanico) – Forniscono la forza che mantiene unite le superfici di tenuta. La compressione della molla è preimpostata in fabbrica per prestazioni ottimali.
- Sigilli secondari – O-ring e guarnizioni che impediscono perdite attorno alle facce primarie. Creano guarnizioni statiche tra i componenti e consentire un leggero movimento per le vibrazioni dell'albero.
- Viti di fissaggio e perni di guida – Elementi che bloccano il gruppo rotante all'albero e impediscono alla faccia fissa di ruotare. Garantiscono la corretta opposizione tra le due facce.
- Clip di fissaggio/piastre (clip di fissaggio) – Dispositivi temporanei che mantengono tutto in perfetto allineamento durante la spedizione e l'installazione. Devono essere rimossi prima dell'operazione per attivare la guarnizione.
Tipi di guarnizioni a cartuccia
Le guarnizioni a cartuccia sono disponibili in tre configurazioni principali, ciascuno progettato per applicazioni e requisiti di installazione specifici.
Guarnizioni a cartuccia singola
Le tenute a cartuccia singola contengono un unico set di superfici di tenuta e rappresentano la configurazione più comune. Sono adatte ad applicazioni di servizio generale in cui sono accettabili piccole perdite di vapore.
Queste guarnizioni sono perfette per acqua, oli e sostanze chimiche non pericolose. Il fluido di processo stesso lubrifica le superfici di tenuta durante il funzionamento.
La maggior parte delle tenute a cartuccia singola presenta un design bilanciato che riduce i carichi idraulici sulle facce. Ciò consente loro di gestire pressioni fino a 25 bar, garantendo al contempo una lunga durata.
Guarnizioni a cartuccia doppia
Le tenute a cartuccia doppia utilizzano due serie di superfici di tenuta per la massima sicurezza e affidabilità. Un fluido barriera pulito circola tra le due tenute, garantendo raffreddamento e lubrificazione.
La guarnizione interna contiene il fluido di processo, mentre quella esterna impedisce la fuoriuscita del fluido barriera. Se una guarnizione si rompe, l'altra continua a proteggere dalle perdite.
Questi progetti sono essenziali per fluidi tossici, infiammabili o costosi, in cui qualsiasi perdita è inaccettabile. Il sistema di fluido barriera richiede attrezzature aggiuntive, ma garantisce una durata notevolmente più lunga. vita di foca in condizioni difficili.
Guarnizioni a cartuccia divise
Le tenute a cartuccia divise sono composte da due metà che si agganciano all'albero. Questo design rivoluzionario consente la sostituzione della tenuta senza smontare la pompa o le tubazioni collegate.
Ogni metà è preassemblata nel suo alloggiamento, mantenendo la semplicità di installazione della cartuccia. Le due metà si uniscono con superfici progettate con precisione che creano una tenuta efficace una volta imbullonate.
I miscelatori di grandi dimensioni, le pompe verticali e le apparecchiature installate in spazi ristretti traggono i maggiori vantaggi dalle cartucce separate. Sebbene più costose delle cartucce monoblocco, possono far risparmiare giorni di fermo macchina durante la sostituzione.
Vantaggi della tenuta meccanica a cartuccia
- Installazione semplificata – L'intera unità scorre sull'albero e si fissa in posizione senza misure o regolazioni particolari. Il tempo di installazione si riduce da ore a minuti. rispetto alle guarnizioni dei componenti.
- Errori di installazione ridotti – I componenti preassemblati eliminano errori comuni come una compressione non corretta delle molle o facce disallineate. La configurazione preimpostata in fabbrica garantisce il corretto funzionamento fin dall'avvio.
- Tempi di inattività più brevi – La sostituzione rapida significa una ripresa più rapida della produzione. Un tecnico qualificato può sostituire una guarnizione a cartuccia in una frazione del tempo necessario per la ricostruzione della guarnizione del componente.
- Maggiore affidabilità e durata della guarnizione – Il corretto carico superficiale e l'allineamento in fabbrica si traducono in intervalli di manutenzione più lunghi. Gli utenti segnalano una durata 2-3 volte superiore rispetto alle guarnizioni assemblate sul campo.
- Sicurezza e protezione dell'ambiente – Una tenuta affidabile previene il rilascio di sostanze chimiche pericolose e protegge i lavoratori. I tempi di manutenzione ridotti riducono inoltre al minimo l'esposizione alle aree pericolose.
- Efficienza della manutenzione – Le guarnizioni a cartuccia possono essere smontate come unità complete per la riparazione in officina. I design standardizzati consentono di utilizzare un unico tipo di guarnizione per più pompe.
- Adattabilità – Molte cartucce sono adatte come sostituzioni immediate per pompe a pacco o guarnizioni più vecchie. Il design autonomo si adatta a vari modelli di pompe con modifiche minime.
Applicazioni della tenuta meccanica a cartuccia
- Industria petrolifera e del gas – Raffinerie e impianti petrolchimici utilizzano tenute a cartuccia sulle pompe che trasportano petrolio greggio, benzina e sostanze chimiche volatili. Le tenute a cartuccia doppia con fluidi barriera soddisfano le severe normative di sicurezza per i materiali pericolosi.
- Trattamento chimico – Gli impianti si affidano a guarnizioni a cartuccia specializzate per contenere acidi corrosivi, solventi e sostanze chimiche tossiche. La selezione dei materiali consente alle guarnizioni di resistere a sostanze chimiche aggressive, proteggendo al contempo i lavoratori e l'ambiente.
- Gestione delle acque e delle acque reflue – Gli impianti idrici comunali e gli impianti di trattamento utilizzano guarnizioni a cartuccia nelle pompe che movimentano milioni di galloni al giorno. Le guarnizioni prevengono la perdita d'acqua e proteggono i cuscinetti della pompa dalla contaminazione.
- Produzione di energia – Le centrali elettriche installano guarnizioni a cartuccia sulle pompe di alimentazione delle caldaie e sistemi di raffreddamento operanti ad alte temperature. Queste guarnizioni garantiscono un funzionamento continuo tra i periodi di manutenzione programmata.
- Farmaceutico e Biotecnologico – La produzione sterile richiede guarnizioni per cartucce igieniche realizzate con materiali conformi alla FDA. La rapida sostituzione delle guarnizioni riduce al minimo i tempi di fermo nei processi batch critici.
- Cibo e Bevande – Caseifici, birrifici e aziende di trasformazione alimentare necessitano di guarnizioni igieniche che prevengano la contaminazione dei prodotti. Il design delle cartucce consente una facile pulizia e soddisfa rigorosi standard di sicurezza alimentare.
- Estrazione mineraria e minerali – Le guarnizioni a cartuccia per impieghi gravosi gestiscono fanghi abrasivi nelle operazioni minerarie. Le superfici di tenuta rigide e sistemi di scarico prolungare la vita in queste condizioni punitive.
