Che cosa è il lavaggio esterno

I sistemi di lavaggio esterni sono diventati sempre più diffusi nelle tenute meccaniche. Questi sistemi, che posizionano il meccanismo di lavaggio all'esterno del componente principale, offrono vantaggi distinti rispetto alle configurazioni tradizionali di lavaggio interno.

In questo post del blog, approfondiremo le complessità dei sistemi di scarico esterno, esplorandone i principi di funzionamento e i vantaggi che offrono. Esamineremo anche le sfide associate all'implementazione dello scarico esterno e metteremo in evidenza le applicazioni chiave in cui questo approccio eccelle rispetto ai sistemi di scarico interno.

Che cosa è il lavaggio esterno

Il lavaggio esterno è un metodo per introdurre un fluido pulito e freddo da una fonte esterna nella camera di tenuta di un tenuta meccanica. A differenza del lavaggio interno, che ricircola il fluido di processo dallo scarico della pompa alla guarnizione, il lavaggio esterno utilizza un'alimentazione di fluido separata. Questo fluido è in genere mantenuto a una pressione più alta rispetto al fluido sigillato, creando un flusso positivo nella camera di tenuta.

Il fluido di lavaggio esterno svolge diverse funzioni importanti:

1. Raffredda e lubrifica le superfici di tenuta, riducendo la generazione di calore dovuta all'attrito e prolungando la durata della tenuta.
2. Impedisce al fluido di processo di entrare nella camera di tenuta, il che è particolarmente importante quando si trattano fluidi abrasivi, corrosivi o polimerizzanti che potrebbero danneggiare le superfici di tenuta.
3. Mantiene un ambiente stabile nella camera di tenuta, riducendo l'impatto delle variazioni del fluido di processo o delle condizioni di guasto sulle prestazioni della tenuta.

Garantendo un ambiente pulito e stabile per la tenuta meccanica, il lavaggio esterno può migliorare significativamente l'affidabilità e la longevità della tenuta in applicazioni difficili.

Come funzionano i sistemi di scarico esterno

In un sistema di lavaggio esterno, il fluido pulito viene fornito alla tenuta meccanica da una fonte separata dal fluido di processo. Ciò si ottiene in genere utilizzando un piccolo vaso di lavaggio o serbatoio che viene riempito continuamente con il fluido di lavaggio. Il fluido viene quindi pressurizzato utilizzando una pompa o un dispositivo di aumento della pressione come un accumulatore a pistone.

Il fluido di lavaggio pressurizzato viene convogliato nella camera di tenuta attraverso una porta, solitamente situata nella piastra premistoppa dietro le facce di tenuta. Una disposizione comune è quella di collegare la linea di lavaggio tra la faccia fissa e la piastra premistoppa, dirigendo il flusso attraverso il lato atmosferico delle facce di tenuta.

Quando il fluido di lavaggio ad alta pressione entra nella camera di tenuta, crea un flusso positivo verso il lato di processo della tenuta. Questa differenza di pressione impedisce al fluido di processo di entrare nella camera di tenuta, mentre lava via continuamente qualsiasi calore o contaminante generato sulle facce della tenuta.

Il fluido di lavaggio usato esce quindi dalla camera di tenuta attraverso i normali percorsi di perdita lungo l'albero e fuori dallo sfiato e dallo scarico della ghiandola. Un po' di fluido di lavaggio può anche entrare nel flusso di processo, il che è accettabile finché il fluido di lavaggio è compatibile con il processo e mantiene la pressione differenziale.

Per garantire un corretto lavaggio esterno, è necessario controllare diversi parametri chiave:

1. Pressione del fluido di lavaggio: in genere mantenuta a 15-25 psi al di sopra della pressione della camera di tenuta per garantire un flusso positivo.
2. Temperatura del fluido di lavaggio: raffreddato per aiutare a rimuovere il calore dalle superfici di tenuta.
3. Pulizia del fluido di lavaggio: filtrato per evitare l'introduzione di sostanze abrasive sulle superfici di tenuta.
4. Portata del fluido di lavaggio: dimensionata per garantire un raffreddamento e una lubrificazione adeguati senza eccessiva diluizione del fluido di processo.

Se implementato correttamente, un sistema di lavaggio esterno crea un microambiente altamente controllato per la tenuta meccanica, ottimizzandone le prestazioni e l'affidabilità. Isolando la tenuta dal fluido di processo e fornendo condizioni pulite e stabili, il lavaggio esterno consente alle tenute meccaniche di funzionare con successo in applicazioni che altrimenti si rivelerebbero troppo impegnative.

Vantaggi del lavaggio esterno

Raffreddamento e lubrificazione migliorati

Con un sistema di lavaggio esterno, una fornitura dedicata di fluido pulito e freddo viene fatta circolare continuamente attraverso la camera di tenuta. Ciò fornisce una rimozione del calore e una lubrificazione più efficaci rispetto all'affidarsi esclusivamente al fluido di processo, come nel caso dei sistemi di lavaggio interni. Il fluido più pulito e freddo aiuta a prolungare la durata della tenuta, specialmente in applicazioni ad alta temperatura o alta pressione.

Contaminazione ridotta

I sistemi di lavaggio esterni introducono un fluido separato e pulito nella camera di tenuta, che aiuta a impedire ai contaminanti di processo di entrare e danneggiare le superfici di tenuta. Al contrario, i sistemi di lavaggio interni si basano sul fluido di processo stesso, che può contenere particelle abrasive, sostanze chimiche corrosive o altre sostanze nocive che possono accelerare l'usura e il guasto della tenuta.

Maggiore flessibilità nella selezione dei fluidi

Poiché i sistemi di lavaggio esterni utilizzano un'alimentazione di fluido dedicata, il tipo di fluido può essere ottimizzato per i requisiti di tenuta specifici, come viscosità, proprietà lubrificanti e compatibilità con i materiali di tenuta. Ciò consente prestazioni migliori e una maggiore durata della tenuta. I sistemi di lavaggio interni, d'altro canto, sono limitati all'utilizzo del fluido di processo, che potrebbe non avere proprietà ideali per la tenuta.

Monitoraggio e manutenzione più facili

I sistemi di lavaggio esterni in genere includono disposizioni per il monitoraggio della pressione, della temperatura e della portata del fluido, nonché per il campionamento del fluido per verificare la presenza di contaminanti o degradazione. Ciò consente una manutenzione proattiva e il rilevamento precoce di potenziali problemi. I sistemi di lavaggio interni non forniscono queste capacità di monitoraggio e manutenzione, rendendo più difficile garantire prestazioni di tenuta ottimali.

Sfide del lavaggio esterno

Maggiore complessità e costi

L'implementazione di un sistema di lavaggio esterno richiede tubazioni, valvole, strumentazione aggiuntive e un serbatoio di fluido separato, il che aumenta la complessità complessiva e il costo del sistema di tenuta rispetto a un design di lavaggio interno. I componenti extra richiedono anche più spazio e possono essere difficili da adattare alle apparecchiature esistenti.

Potenziale di perdite e contaminazione

Con più tubazioni e connessioni, i sistemi di lavaggio esterni introducono ulteriori potenziali punti di perdita, che possono portare a perdite di fluido, problemi ambientali e pericoli per la sicurezza. Se il fluido di lavaggio esterno viene contaminato, può effettivamente danneggiare le superfici di tenuta anziché proteggerle, quindi è fondamentale una gestione attenta del fluido.

Maggiori esigenze di manutenzione

I componenti aggiuntivi e i requisiti di gestione dei fluidi dei sistemi di lavaggio esterni richiedono ispezioni, test e manutenzione più frequenti rispetto ai più semplici progetti di lavaggio interno.

Problemi di compatibilità

Il fluido di lavaggio esterno deve essere compatibile non solo con i materiali di tenuta ma anche con il fluido di processo in caso di miscelazione accidentale. Ciò può limitare la scelta dei fluidi di lavaggio e potrebbe richiedere una considerazione speciale nella progettazione del sistema per prevenire la contaminazione incrociata.

Applicazioni del lavaggio esterno

Processi ad alta temperatura

Nelle applicazioni in cui la temperatura del fluido di processo supera i limiti dei materiali di tenuta o le proprietà lubrificanti del fluido, un sistema di lavaggio esterno può fornire un fluido più freddo e più adatto per prolungare la durata della tenuta. Ciò è comune in settori quali la lavorazione di petrolio e gas, la produzione chimica e la produzione di energia.

Fluidi altamente abrasivi o corrosivi

Quando si maneggiano fluidi con alti livelli di particelle abrasive o sostanze corrosive, un sistema di lavaggio esterno può contribuire a proteggere le superfici di tenuta introducendo un fluido pulito, non abrasivo e non corrosivo nella camera di tenuta.

Processi ad alto contenuto di solidi

Nelle applicazioni che coinvolgono fluidi con un'elevata concentrazione di solidi sospesi, come la polpa di carta o le sospensioni alimentari, un sistema di lavaggio esterno può aiutare a prevenire l'accumulo di solidi nella camera di tenuta, che potrebbe altrimenti causare intasamenti e guasti prematuri della tenuta.

Fluidi pericolosi o tossici

Quando si ha a che fare con fluidi pericolosi che pongono rischi ambientali o di sicurezza in caso di perdite, un sistema di lavaggio esterno può fornire una barriera aggiuntiva e aiutare a contenere eventuali perdite. Il fluido di lavaggio può anche essere selezionato per essere più ecologico e meno pericoloso del fluido di processo.