Cos'è la doppia tenuta meccanica e come funziona

Ti sei mai chiesto come fanno i macchinari a prevenire le perdite e a mantenere l’efficienza? La risposta sono le doppie tenute meccaniche. Questi componenti critici svolgono un ruolo vitale in vari settori, garantendo un funzionamento sicuro e regolare.

In questo post del blog esploreremo il funzionamento interno delle doppie tenute meccaniche, analizzandone i componenti e la funzionalità. Comprendendo come funzionano questi sigilli, acquisirai preziose informazioni sulla loro importanza e sui vantaggi che offrono.

Cos'è la doppia tenuta meccanica

Una doppia tenuta meccanica è un tipo di tenuta utilizzata nelle pompe e in altre apparecchiature rotanti. È costituito da due serie di facce di tenuta. Un set è stazionario, mentre l'altro ruota con l'albero. I due gruppi di superfici di tenuta sono disposti a coppie. Ogni coppia ha una tenuta primaria e una tenuta secondaria.

Il set interno di facce di tenuta, noto come tenuta primaria, è a contatto diretto con il fluido di processo. Il set esterno di facce di tenuta, noto come tenuta secondaria, è a contatto con il fluido di barriera. La tenuta secondaria, situata dietro la tenuta primaria, fornisce una barriera aggiuntiva.

Un fluido tampone, come olio o glicole, circola tra le due guarnizioni. Questo fluido lubrifica le facce della tenuta e rimuove il calore generato dall'attrito. Se la tenuta primaria perde, il fluido tampone è il primo a fuoriuscire, fungendo da segnale di allarme precoce.

Fluido barriera o fluido tampone

Fluido barriera è un liquido pulito e compatibile con una pressione superiore a quella del fluido di processo. Viene introdotto tra le due facce di tenuta di una tenuta meccanica doppia. Il fluido barriera lubrifica le facce della tenuta e impedisce al fluido di processo di entrare nell'interfaccia di tenuta.

Fluido tampone è tipicamente lo stesso del fluido di processo. Viene utilizzato nella camera di tenuta esterna di una tenuta meccanica doppia. Il fluido tampone viene mantenuto ad una pressione inferiore rispetto al fluido barriera. Ciò crea un differenziale di pressione che impedisce al fluido di processo di entrare nella camera di tenuta interna.

Tipologie di Doppia Tenuta Meccanica

Uno dopo l'altro

In una tenuta meccanica doppia back-to-back, le due tenute sono rivolte l'una verso l'altra. La tenuta primaria è rivolta verso il fluido di processo, mentre la tenuta secondaria è rivolta verso un fluido tampone. Il fluido tampone viene mantenuto ad una pressione maggiore rispetto al fluido di processo. Questa disposizione impedisce la fuoriuscita del fluido di processo nell'atmosfera.

Il design back-to-back è comunemente utilizzato in applicazioni con fluidi di processo ad alta pressione.

Tandem

Una tenuta meccanica doppia tandem è costituita da due tenute rivolte nella stessa direzione. La tenuta primaria è rivolta verso il fluido di processo e la tenuta secondaria è montata dietro di essa. Tra le due tenute circola un fluido barriera ad una pressione inferiore a quella del fluido di processo.

La disposizione in tandem viene utilizzata in applicazioni in cui il fluido di processo è pericoloso o tossico.

Faccia a faccia

In una tenuta meccanica doppia faccia a faccia, le due tenute sono una di fronte all'altra con una cavità comune tra di loro. La cavità è riempita con un fluido barriera mantenuto ad una pressione superiore a quella del fluido di processo. Questa disposizione crea una doppia barriera tra il fluido di processo e l'atmosfera.

Le tenute faccia a faccia sono adatte per applicazioni con temperature o pressioni elevate.

Vantaggi della doppia tenuta meccanica

Maggiore affidabilità

Le tenute meccaniche doppie offrono una maggiore affidabilità rispetto alle tenute singole. La tenuta secondaria fornisce un backup nel caso in cui la tenuta primaria si guasti.

Maggiore durata della guarnizione

Il design a doppia tenuta consente un fluido lubrificante tra le guarnizioni. Questo fluido raffredda e lubrifica le facce della tenuta. Riduce l'attrito e l'usura delle guarnizioni. Il risultato è una durata della guarnizione significativamente più lunga rispetto alle guarnizioni singole.

Controllo delle perdite migliorato

Le doppie guarnizioni forniscono un controllo superiore delle perdite. La tenuta secondaria contiene eventuali perdite dalla tenuta primaria. Il fluido barriera viene mantenuto ad una pressione maggiore rispetto al fluido di processo. Ciò impedisce al fluido di processo di fuoriuscire nell'atmosfera.

Adatto per applicazioni gravose

Le doppie tenute sono ideali per applicazioni gravose o pericolose. Sono comunemente usati con fluidi corrosivi, tossici o infiammabili. La doppia guarnizione e il fluido barriera forniscono un ulteriore livello di protezione. Aiutano a contenere liquidi e gas pericolosi.

Requisiti di manutenzione inferiori

Sebbene le doppie tenute siano più complesse, spesso richiedono una manutenzione meno frequente. La maggiore durata della tenuta e il controllo delle perdite significano meno tempi di inattività per le riparazioni.

Applicazioni della Doppia Tenuta Meccanica

• Sono necessarie maggiore sicurezza e affidabilità. Ciò è particolarmente vero per i processi che coinvolgono fluidi pericolosi, tossici o costosi.
• Il fluido di processo è estremamente caldo o freddo.
• Il fluido di processo è abrasivo o contiene solidi.
• Applicazioni in cui i tempi di inattività del processo sono estremamente costosi.

Fattori da considerare quando si seleziona una tenuta meccanica doppia

Proprietà dei fluidi

Considerare le proprietà del fluido da sigillare. Ciò include la composizione chimica, la temperatura e la pressione del fluido. Assicurarsi che i materiali della guarnizione siano compatibili con il fluido per prevenire corrosione o deterioramento.

Condizioni operative

Valutare le condizioni operative dell'apparecchiatura. Prendere in considerazione la velocità, il carico e i livelli di vibrazione. La guarnizione deve essere in grado di resistere a queste condizioni senza cedimenti o perdite.

Disposizione dei sigilli

Determinare la disposizione di tenuta appropriata per l'applicazione. Ciò include l'orientamento delle facce della tenuta e il tipo di molla utilizzata. La disposizione deve essere ottimizzata per le condizioni operative specifiche e le proprietà del fluido.

Materiali per superfici di tenuta

Selezionare i materiali delle superfici di tenuta appropriati in base alle proprietà del fluido e alle condizioni operative. I materiali comuni includono carbonio, carburo di silicio e carburo di tungsteno. I materiali devono fornire un'adeguata resistenza all'usura e compatibilità chimica.

Fattori ambientali

È necessario valutare l'ambiente in cui verrà utilizzato il sigillo. Ciò include l'esposizione a polvere, sporco o altri contaminanti. Le guarnizioni in ambienti sporchi o abrasivi potrebbero richiedere una protezione aggiuntiva. I fluidi barriera o i separatori a ciclone possono aiutare a tenere i contaminanti lontani dalle facce della tenuta.

Raffreddamento e lavaggio

Considerare i requisiti di raffreddamento e lavaggio della tenuta. Determinare se la tenuta necessita di raffreddamento o lavaggio esterno per mantenere le temperature operative adeguate e prevenire l'accumulo di contaminanti.

Applicazione della Doppia Tenuta Meccanica

• Pompe che movimentano fluidi pericolosi, tossici o costosi nell'industria chimica, petrolchimica e farmaceutica.
• Attrezzature rotanti nel settore petrolifero e del gas, come compressori, miscelatori e agitatori.
• Macchine per la lavorazione di alimenti e bevande, dove il mantenimento della purezza del prodotto e la prevenzione della contaminazione sono fondamentali.
• Sistemi di trattamento dell'acqua e di gestione delle acque reflue, in cui vengono impiegate doppie tenute meccaniche in pompe e altre apparecchiature rotanti.
• Applicazioni ad alta pressione, come le pompe di alimentazione delle caldaie nelle centrali elettriche.
• Recipienti per reattori e serbatoi di miscelazione in varie industrie di processo.

Domande frequenti

Quali tipi di fluidi barriera vengono utilizzati nelle doppie tenute meccaniche

I comuni fluidi barriera utilizzati nelle tenute meccaniche doppie includono olio, glicole, acqua e fluidi sintetici appositamente formulati.

Come viene mantenuta la pressione del fluido barriera in una tenuta meccanica doppia

La pressione del fluido barriera viene generalmente mantenuta utilizzando un sistema esterno, come un serbatoio pressurizzato o un sistema a termosifone.

Qual è la differenza tra una doppia tenuta meccanica non pressurizzata e pressurizzata?

In una tenuta meccanica doppia non pressurizzata, il fluido barriera non è attivamente pressurizzato e si affida alla forza centrifuga generata dai componenti rotanti della tenuta per mantenere il film di fluido. In una tenuta meccanica doppia pressurizzata, il fluido barriera viene pressurizzato attivamente utilizzando un sistema esterno.

Qual è la pressione del fluido di barriera per la doppia tenuta meccanica?

In una tenuta meccanica doppia, la pressione del fluido barriera deve essere mantenuta a un minimo di 1 bar (14,5 psi) al di sopra della pressione della camera di tenuta. Ciò garantisce che il fluido barriera scorra nella camera di tenuta, impedendo al fluido di processo di entrare nel sistema del fluido barriera e mantenendo l'integrità della tenuta. Le pressioni tipiche del fluido barriera vanno da 1 a 10 bar (da 14,5 a 145 psi).

Conclusione

Le doppie tenute meccaniche forniscono una protezione superiore dalle perdite attraverso due serie di superfici di tenuta. Il loro design affidabile è ideale per applicazioni impegnative.

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