Cos'è la doppia tenuta meccanica e come funziona

Le perdite nei macchinari possono causare costosi tempi di fermo e rischi per la sicurezza negli impianti industriali. Anche piccole perdite sprecano risorse e pongono rischi. Le doppie tenute meccaniche forniscono una soluzione efficace per prevenire le perdite nelle apparecchiature rotanti. Questi componenti specializzati utilizzano un esclusivo design a doppia tenuta per contenere in modo affidabile fluidi e gas.

Questa introduzione spiegherà cosa significa doppio tenute meccaniche sono, come funzionano e i vantaggi che offrono per migliorare le prestazioni e l'affidabilità dei macchinari.

Che cosa è una doppia tenuta meccanica

Una tenuta meccanica doppia è una soluzione di tenuta avanzata che utilizza due tenute indipendenti per fornire una protezione superiore contro le perdite in apparecchiature rotanti come pompe, miscelatori e compressori. A differenza delle tenute meccaniche singole, che si basano su un singolo punto di contatto tra i componenti rotanti e fissi, le tenute meccaniche doppie presentano due serie di superfici di tenuta che lavorano insieme per impedire la fuoriuscita di fluido.

La tenuta primaria, che è la tenuta più vicina al fluido di processo, funziona secondo gli stessi principi di una singola tenuta meccanica. È costituita da una faccia rotante e una faccia fissa che mantengono una sottile pellicola di fluido tra di loro per impedire il contatto diretto e ridurre al minimo l'usura.

La tenuta secondaria, situata dietro la tenuta primaria, funge da backup in caso di guasto della tenuta primaria. Questa ridondanza migliora significativamente l'affidabilità e la sicurezza del sistema di tenuta, rendendo le tenute meccaniche doppie ideali per applicazioni che coinvolgono fluidi pericolosi, tossici o sensibili all'ambiente.

Come funzionano le doppie tenute meccaniche

Quando l'albero della pompa ruota, la guarnizione primaria funge da prima linea di difesa, contenendo il fluido di processo all'interno dell'alloggiamento della pompa e impedendo le perdite. Il fluido barriera pressurizzato nella cavità tra le guarnizioni lubrifica le superfici della guarnizione e trasporta via il calore generato dall'attrito. Questo fluido viene mantenuto a una pressione superiore al fluido di processo, assicurando che qualsiasi perdita scorra dal fluido tampone al processo anziché viceversa.

Quando l'albero della pompa ruota, la guarnizione primaria funge da prima linea di difesa, contenendo il fluido di processo all'interno dell'alloggiamento della pompa e impedendo le perdite. Il fluido barriera pressurizzato nella cavità tra le guarnizioni lubrifica le superfici della guarnizione e trasporta via il calore generato dall'attrito. Questo fluido viene mantenuto a una pressione superiore al fluido di processo, assicurando che qualsiasi perdita scorra dal fluido tampone al processo anziché viceversa.

Scopo delle doppie tenute meccaniche

Maggiore sicurezza

La disposizione ridondante delle tenute meccaniche doppie riduce significativamente il rischio di perdite e guasti delle tenute. Se la tenuta primaria si guasta, la tenuta secondaria contiene il fluido di processo, prevenendo perdite potenzialmente pericolose o dannose per l'ambiente.

Conformità a zero emissioni

Le severe normative ambientali in molti settori impongono emissioni prossime allo zero di composti organici volatili (VOC) e altri inquinanti. Le tenute meccaniche doppie, se utilizzate con fluidi barriera appropriati, possono contenere in modo affidabile i fluidi di processo e prevenire emissioni fuggitive.

Durata prolungata della guarnizione

In una configurazione a doppia tenuta, la tenuta secondaria opera in un ambiente pulito e controllato, isolato dal fluido di processo. Ciò impedisce la contaminazione e prolunga la durata delle superfici di tenuta. Inoltre, il fluido barriera tra le tenute lubrifica e raffredda le superfici di tenuta, riducendo l'usura e la generazione di calore.

Isolamento dalle condizioni atmosferiche

Alcuni fluidi di processo possono degradarsi o diventare pericolosi se esposti a condizioni atmosferiche come umidità o ossigeno. La camera sigillata tra le guarnizioni primarie e secondarie isola il fluido di processo dall'ambiente.

Guarnizione di backup

La guarnizione secondaria in una disposizione a doppia guarnizione funge da backup in caso di guasto della guarnizione primaria. La guarnizione di backup consente il funzionamento continuo fino a quando non è possibile programmare un'interruzione di manutenzione pianificata per sostituire la guarnizione primaria.

Fluidi barriera e tampone in tenute meccaniche doppie

Fluidi barriera  

I fluidi barriera sono utilizzati nelle tenute meccaniche doppie per fornire una barriera fisica completa tra il fluido di processo e l'atmosfera. Il fluido barriera è in genere mantenuto a una pressione superiore a quella del fluido di processo, impedendo qualsiasi perdita del fluido di processo nell'atmosfera in caso di guasto della tenuta. Questo fluido barriera pressurizzato aiuta anche a lubrificare e raffreddare le superfici della tenuta, prolungandone la durata utile.

Fluidi tampone  

Contrariamente ai fluidi barriera, i fluidi tampone non sono pressurizzati e fungono da barriera liquida non pressurizzata tra la guarnizione interna e l'atmosfera. I fluidi tampone vengono utilizzati quando il fluido di processo non è pericoloso e non è richiesta una barriera pressurizzata. Il fluido tampone cattura qualsiasi perdita minore dalla guarnizione interna, impedendone la fuoriuscita nell'atmosfera.

Configurazioni con doppia tenuta meccanica

Uno dopo l'altro

In una configurazione back-to-back, nota anche come disposizione opposta, le guarnizioni primarie e secondarie sono orientate con le loro facce di tenuta rotanti rivolte in direzione opposta l'una all'altra. Le guarnizioni sono caricate meccanicamente l'una contro l'altra, con fluido di barriera pressurizzato tra di esse. Questa configurazione fornisce un'eccellente tenuta stagna ed è adatta per applicazioni ad alta pressione. Tuttavia, richiede un'attenta gestione della pressione del fluido di barriera per mantenere una corretta faccia di sigillo caricamento.

Tandem

Le tenute tandem, chiamate anche tenute in linea, hanno entrambe le facce di tenuta orientate nella stessa direzione, rivolte verso il fluido di processo. La tenuta primaria gestisce la pressione completa del fluido di processo, mentre la tenuta secondaria funge da backup. Il fluido tampone tra le tenute è in genere a una pressione inferiore rispetto al fluido di processo. Le tenute tandem offrono tubazioni semplificate e controllo della pressione rispetto alle tenute back-to-back. Sono comunemente utilizzate in applicazioni a pressione moderata e dove la perdita nell'atmosfera è consentita in piccole quantità.

Faccia a faccia

Le guarnizioni faccia a faccia hanno le facce rotanti orientate l'una verso l'altra, con il fluido barriera tra di esse. Questa configurazione è meno comune di quella back-to-back o tandem, ma offre alcuni vantaggi unici. Le guarnizioni faccia a faccia sono intrinsecamente bilanciate, non richiedono caratteristiche di bilanciamento della pressione aggiuntive. Hanno anche un ingombro assiale più piccolo, il che le rende adatte per installazioni con vincoli di spazio. Tuttavia, le guarnizioni faccia a faccia richiedono un sistema di raffreddamento separato per il fluido barriera, poiché il calore generato dalle facce della guarnizione può accumularsi nella cavità chiusa tra di esse.