Che cosa è una doppia tenuta meccanica

Le tenute meccaniche svolgono un ruolo fondamentale nella protezione delle apparecchiature e dell'ambiente, ma le tenute singole spesso non riescono a fornire una protezione adeguata. Il guasto della tenuta può causare perdite, contaminazione e costosi tempi di fermo. Le tenute meccaniche doppie offrono una soluzione robusta, con due tenute che lavorano insieme a una barriera o a un fluido tampone per garantire prestazioni affidabili e prevenire perdite.

Che cosa è una doppia tenuta meccanica

Una tenuta meccanica doppia è caratterizzata da due tenute primarie disposte in serie, separate da uno spazio intermedio riempito con un fluido barriera o un fluido tampone.

Ogni guarnizione primaria è composta da una faccia fissa e una faccia rotante che lavorano insieme per creare una guarnizione. La guarnizione interna, nota anche come guarnizione primaria, ha il compito di contenere il fluido di processo all'interno dell'apparecchiatura, impedendone la fuoriuscita nell'area del fluido barriera/tampone. La guarnizione esterna, o guarnizione secondaria, serve a impedire che il fluido barriera/tampone fuoriesca nell'ambiente esterno.

Fluido barriera e fluido tampone

• Fluido barriera:Quando la pressione del fluido intermedio viene mantenuta a un livello superiore alla pressione del fluido di processo, si parla di fluido barriera.
• Fluido tampone:Quando la pressione del fluido tra le guarnizioni viene intenzionalmente mantenuta inferiore a quella del fluido di processo, si parla di fluido tampone.

Componenti delle tenute meccaniche doppie

• Guarnizione primaria (interna): Questa tenuta, costituita da una faccia rotante e una faccia fissa, funge da prima linea di difesa per prevenire perdite di fluido di processo. La faccia rotante è in genere montata sull'albero o sul manicotto dell'albero, mentre la faccia fissa è tenuta in posizione dalla ghiandola di tenuta.
• Guarnizione secondaria (esterna): La guarnizione esterna funge da backup della guarnizione primaria, contenente il fluido di barriera o tampone tra le due guarnizioni. Come la guarnizione primaria, presenta una faccia rotante e una faccia fissa.
• Ghiandola di tenuta: La guarnizione di tenuta è un componente fondamentale che ospita le superfici di tenuta e fornisce i collegamenti necessari per l'introduzione e la circolazione del fluido barriera/tampone.
• Manicotti dell'albero: Le maniche dell'albero sono spesso utilizzate insieme a tenute meccaniche per proteggere l'albero della pompa dall'usura, dalla corrosione e dal calore generato dal processo di sigillatura. Aiutano anche a garantire il corretto allineamento del componenti di tenuta.
• Sorgenti: Le molle forniscono la forza di chiusura iniziale sulle superfici di tenuta, assicurando che rimangano in contatto anche in condizioni operative variabili.
• Guarnizioni statiche: O-ring, guarnizioni e soffietti vengono utilizzati per creare tenute statiche tra i singoli componenti del gruppo di tenuta.
• Componenti hardware: Gli anelli di trasmissione, gli anelli di ritegno e altri componenti hardware fissano i componenti della guarnizione in posizione e facilitano la trasmissione della coppia dall'albero alla parte rotante faccia di sigillo.
• Sistema fluido barriera/tampone:Il sistema del fluido barriera/tampone è costituito da un serbatoio per lo stoccaggio del fluido, da un sistema di circolazione (che può comprendere una pompa e uno scambiatore di calore) per mantenere il fluido alla temperatura e alla pressione desiderate e da valvole di controllo della pressione per regolare la pressione tra le guarnizioni.

Come funzionano le doppie tenute meccaniche

Modalità barriera

In modalità barriera, il fluido barriera viene mantenuto a una pressione significativamente più alta (tipicamente 15-30 psig o 1-2 bar) rispetto al fluido di processo sigillato. Questa differenza di pressione positiva assicura che, se si verifica una perdita nella guarnizione interna, sarà il fluido barriera pulito a entrare nel processo, impedendo efficacemente che fluido di processo pericoloso o prezioso fuoriesca nell'atmosfera. Questa modalità offre il massimo livello di protezione contro le perdite di fluido di processo ed è comunemente utilizzata in applicazioni che coinvolgono fluidi pericolosi o costosi.

Modalità buffer

In modalità buffer, il fluido buffer viene mantenuto a una pressione inferiore a quella del fluido di processo sigillato. In questa configurazione, qualsiasi perdita minore dalla guarnizione interna sarà contenuta all'interno della camera del fluido buffer. La guarnizione esterna serve a impedire che questo fluido buffer potenzialmente contaminato fuoriesca nell'atmosfera. Questa modalità viene in genere utilizzata quando si prevede o è accettabile una perdita minore dalla guarnizione interna, con la preoccupazione principale di impedire che qualsiasi fluido di processo entri nell'ambiente.

Pellicola fluida

Indipendentemente dalla modalità, il sottile film fluido presente tra le facce di tenuta è mantenuto dal fluido di barriera o tampone. Questo film fornisce lubrificazione idrodinamica o idrostatica, impedendo il contatto diretto tra le superfici solide delle facce di tenuta.

Tipologie di Tenute Meccaniche Doppie

Configurazione back-to-back

In una disposizione back-to-back, le due tenute meccaniche sono installate con le loro facce di tenuta rotanti rivolte in direzione opposta l'una all'altra. Questa configurazione crea una camera sigillata tra le due tenute, che è solitamente riempita con un fluido di barriera mantenuto a una pressione superiore alla pressione del fluido di processo.

La configurazione back-to-back è adatta per applicazioni in cui la preoccupazione principale è impedire perdite di fluido di processo nell'atmosfera. Il fluido barriera a pressione più elevata assicura che qualsiasi perdita sarà dal fluido barriera nel processo, piuttosto che il contrario.

Configurazione Tandem

La configurazione tandem, nota anche come configurazione faccia a faccia, prevede due guarnizioni installate in serie con le loro facce rotanti rivolte nella stessa direzione. In questa disposizione, lo spazio tra le due guarnizioni è solitamente riempito con un fluido tampone mantenuto a una pressione inferiore al fluido di processo.

Le configurazioni tandem sono spesso utilizzate in applicazioni in cui è prevista o accettabile una perdita minore dalla guarnizione interna. Il fluido tampone cattura qualsiasi perdita dalla guarnizione interna e la guarnizione esterna impedisce a questo fluido di fuoriuscire nell'atmosfera. Le guarnizioni tandem possono anche essere utilizzate con un fluido barriera a una pressione più elevata per una maggiore protezione contro le perdite di fluido di processo.

Configurazione faccia a faccia

In una disposizione faccia a faccia, le due tenute meccaniche sono posizionate con le loro facce rotanti orientate l'una verso l'altra. Questa configurazione crea una camera sigillata tra le due tenute che può essere riempita con un fluido barriera o un fluido tampone, a seconda dei requisiti dell'applicazione.

Le configurazioni faccia a faccia offrono diversi vantaggi, tra cui installazione e manutenzione più semplici, poiché entrambe le guarnizioni sono accessibili dallo stesso lato dell'attrezzatura. Questa disposizione consente anche design di guarnizioni più compatti, rendendola adatta ad applicazioni con spazio limitato.