Che cosa è la tenuta meccanica a soffietto elastomerico

Che cosa è la tenuta meccanica a soffietto elastomerico

Le tenute meccaniche a soffietto elastomerico sono dispositivi di tenuta specializzati progettati per prevenire perdite in apparecchiature rotanti, come pompe, compressori e miscelatori. Queste tenute sono costituite da un elemento flessibile a soffietto elastomerico che funge da tenuta dinamica tra l'albero rotante e l'alloggiamento stazionario. Il soffietto è in genere realizzato in elastomeri ad alte prestazioni, come fluoroelastomeri (FKM), perfluoroelastomeri (FFKM) o gomma nitrile butadiene idrogenata (HNBR), che offrono un'eccellente resistenza chimica, stabilità termica e proprietà meccaniche.

La funzione primaria di una tenuta meccanica a soffietto in elastomero è quella di contenere i fluidi di processo all'interno dell'attrezzatura, adattandosi al contempo al disallineamento dell'albero, alle vibrazioni e al movimento assiale. La flessibilità del soffietto consente di mantenere una tenuta stagna contro l'albero, anche in condizioni operative dinamiche.

Come funzionano le guarnizioni meccaniche a soffietto elastomerico

Le tenute meccaniche a soffietto elastomerico funzionano secondo il principio della lubrificazione a film fluido. Le superfici di tenuta, solitamente realizzate in materiali duri come carburo di silicio, carburo di tungsteno o ceramica, sono tenute a stretto contatto dalla forza elastica del soffietto. Quando l'albero ruota, si genera un sottile film fluido tra le superfici di tenuta, che lubrifica e raffredda l'interfaccia di tenuta. Questo film fluido aiuta a ridurre al minimo l'usura e l'attrito, prolungando la durata della tenuta.

L'elemento soffietto svolge un ruolo cruciale nel funzionamento della tenuta. Fornisce la flessibilità necessaria per mantenere il contatto tra le facce della tenuta, anche quando l'albero è disallineato o soggetto a movimento assiale. Il soffietto funge anche da tenuta secondaria, impedendo perdite dall'interfaccia di tenuta primaria. In alcuni progetti, il soffietto è dotato di un labbro di tenuta secondario che fornisce ulteriore protezione contro le perdite.

Vantaggi delle tenute meccaniche a soffietto elastomerico

• Eccellenti prestazioni di tenuta: Il design flessibile del soffietto consente una tenuta stagna contro l'albero, riducendo al minimo le perdite e migliorando l'efficienza del processo.
• Adattamento del disallineamento e del movimento dell'albero: L'elemento a soffietto è in grado di gestire disallineamenti dell'albero, vibrazioni e movimenti assiali senza compromettere le prestazioni di tenuta.
• Ampia compatibilità chimica:I materiali elastomerici come FKM, FFKM e HNBR offrono un'eccellente resistenza a un'ampia gamma di sostanze chimiche, rendendoli adatti all'uso in diverse applicazioni industriali.
• Stabilità alle alte temperature:I composti elastomerici avanzati possono resistere a temperature fino a 325°C (617°F), rendendoli adatti per applicazioni ad alte temperature.
• Basso attrito e usura:La lubrificazione a pellicola fluida tra le superfici di tenuta riduce al minimo l'attrito e l'usura, prolungando la durata della tenuta e riducendo le esigenze di manutenzione.
• Design compatto: Le tenute meccaniche a soffietto elastomerico presentano un design compatto e salvaspazio che le rende adatte all'uso in un'ampia gamma di dimensioni e configurazioni di apparecchiature.

Tipi di guarnizioni meccaniche a soffietto in elastomero

• Guarnizioni a soffietto singolo: Queste guarnizioni hanno un singolo elemento a soffietto che fornisce sia la funzione di tenuta primaria che quella secondaria. Sono adatte per applicazioni generiche con requisiti di pressione e temperatura moderati.
• Guarnizioni a soffietto doppio: Queste guarnizioni hanno due elementi a soffietto disposti in serie, che forniscono uno strato aggiuntivo di protezione contro le perdite. Sono utilizzate in applicazioni più esigenti con requisiti di pressione o temperatura più elevati, o dove una maggiore sicurezza e affidabilità sono essenziali.
• Guarnizioni a cartuccia: Si tratta di unità preassemblate che combinano la testa di tenuta, il soffietto e la ghiandola in un singolo componente facile da installare. Offrono una migliore affidabilità e semplificano le procedure di manutenzione.
• Guarnizioni divise: Sono progettati con una ghiandola in due parti e una testa di tenuta che consentono l'installazione e la rimozione senza smontare l'apparecchiatura. Sono particolarmente utili nelle applicazioni in cui è richiesta una frequente sostituzione della guarnizione o in cui i tempi di fermo dell'apparecchiatura devono essere ridotti al minimo.
• Doppie guarnizioni: Sono costituiti da due elementi di tenuta indipendenti, ciascuno con il proprio set di superfici di tenuta e soffietti. Forniscono un livello di protezione extra contro le perdite e sono spesso utilizzati in applicazioni critiche in cui il contenimento del fluido di processo è fondamentale.

A cosa servono le guarnizioni meccaniche a soffietto elastomerico?

• Lavorazione chimica: Le guarnizioni realizzate in elastomeri resistenti agli agenti chimici, come FKM o FFKM, vengono utilizzate in pompe, miscelatori e altre apparecchiature che gestiscono sostanze chimiche aggressive, solventi o acidi.
• Petrolchimico e raffinazione:Le guarnizioni a soffietto in elastomero vengono utilizzate in pompe, compressori e altre apparecchiature rotanti nei settori petrolchimico e della raffinazione, dove devono resistere a temperature elevate, pressioni ed esposizione agli idrocarburi.
• Lavorazione farmaceutica e alimentare: Le guarnizioni realizzate in elastomeri conformi alla FDA, come EPDM o FKM incapsulato in PTFE, vengono utilizzate nelle apparecchiature che trattano alimenti, bevande e prodotti farmaceutici, garantendo purezza e sicurezza del processo.
• Trattamento delle acque e delle acque reflue: Le guarnizioni a soffietto in elastomero vengono utilizzate in pompe, miscelatori e altre apparecchiature negli impianti di trattamento delle acque e delle acque reflue, dove devono resistere all'esposizione a cloro, biocidi e altri prodotti chimici di trattamento.
• Produzione di energia:Nelle centrali elettriche, le guarnizioni a soffietto in elastomero vengono utilizzate in pompe, turbine e altre apparecchiature rotanti, dove devono resistere a temperature elevate, pressioni ed esposizione al vapore o all'acqua di raffreddamento.
• Polpa e carta: Le guarnizioni a soffietto in elastomero vengono utilizzate in pompe, raffinerie e altre apparecchiature nell'industria della carta e della cellulosa, dove devono resistere all'esposizione a sostanze chimiche corrosive, fanghi abrasivi e temperature elevate.
• Estrazione e lavorazione dei minerali:Nelle applicazioni minerarie e di lavorazione dei minerali, le guarnizioni a soffietto in elastomero vengono utilizzate in pompe, miscelatori e altre apparecchiature che gestiscono fanghi abrasivi, reagenti corrosivi e fluidi ad alta pressione.