Le camere di tenuta e le camere premistoppa sono due componenti essenziali nelle apparecchiature rotanti che servono a prevenire le perdite di fluido e a proteggere l'albero e i cuscinetti. Sebbene entrambi siano progettati per controllare le perdite attorno all'albero, differiscono per design, metodo di tenuta, funzionalità, requisiti di manutenzione, costi e applicazioni ottimali.
In questo articolo, approfondiremo le principali differenze tra camere di tenuta e premistoppa, esplorandone le caratteristiche uniche, i vantaggi e i limiti in diverse dimensioni. Alla fine, avrete una comprensione approfondita di quando e perché utilizzare ciascuna di esse. tipo di tenuta dell'albero soluzione in diversi contesti di macchinari.
Che cosa è la camera di tenuta
A camera di tenuta è una cavità o spazio che circonda l'albero di una pompa o di un'altra apparecchiatura rotante, dove passa attraverso il corpo o l'alloggiamento. Lo scopo principale di una camera di tenuta è quello di contenere il sistema di tenuta dell'albero, che è responsabile della prevenzione delle perdite di fluido lungo l'albero rotante.
La camera di tenuta fornisce un ambiente controllato in cui la tenuta dell'albero può operare. In genere è progettata con caratteristiche quali:
- Un'area incassata o "ghiandola" per tenere gli elementi di tenuta in posizione contro l'albero
- Porte o connessioni per la circolazione di un fluido di tenuta o di barriera per raffreddare e lubrificare il facce di foca
- Una porta di scarico nella parte inferiore per consentire lo scarico sicuro di eventuali perdite accumulate
- Uno sfiato nella parte superiore per evitare che aria o gas rimangano intrappolati nella camera
In generale, la camera di tenuta deve essere sufficientemente ampia da contenere gli elementi di tenuta e consentire una corretta circolazione dei fluidi di tenuta, ma non così grande da creare spazi morti eccessivi in cui i solidi potrebbero depositarsi o i fluidi corrosivi potrebbero ristagnare. La forma interna deve favorire un flusso fluido e privo di turbolenze per evitare problemi di tenuta.
Cos'è il premistoppa
Una camera di tenuta è un tipo di camera di tenuta comunemente utilizzata con una baderna di compressione come elemento di tenuta dell'albero. Prende il nome dal fatto che materiale di imballaggio, storicamente un materiale morbido e flessibile come corde o stracci, veniva letteralmente "inserito" nello spazio attorno al pozzo per formare una guarnizione.
Una baderna è costituita da uno spazio cilindrico allargato che circonda l'albero, nel punto in cui attraversa il corpo pompa o l'alloggiamento della macchina. Gli elementi chiave includono:
- Un “alesaggio” cilindrico o diametro interno solo leggermente più grande dell’albero, che garantisce una perfetta aderenza
- Un mezzo per comprimere assialmente il materiale di tenuta per espanderlo radialmente contro l'albero, solitamente un "premistoppa" flangiato imbullonato alla faccia della scatola premistoppa
- Porte o raccordi per consentire l'aggiunta di guarnizioni, olio lubrificante o fluido di tenuta
- Un collegamento di scarico per eliminare le perdite
La cassa premistoppa fornisce un involucro che contiene gli anelli di tenuta e ne consente la compressione per formare una tenuta stagna contro l'albero. La profondità e il diametro della cassa premistoppa dipendono dal numero di anelli di tenuta richiesti, che a sua volta è determinato dalle dimensioni dell'albero, dalla pressione di esercizio e dalle proprietà del fluido.
Quando la baderna viene compressa e si espande radialmente, si adatta alla superficie dell'albero e forma una tenuta ermetica ma flessibile. Generalmente è necessaria una piccola quantità di perdita controllata per lubrificare e raffreddare la baderna, quindi le baderne non sono considerate tenute a tenuta zero.
Differenze tra camera di tenuta e premistoppa
Progettazione
Il design delle camere di tenuta e delle scatole premistoppa differisce in modo significativo. Le camere di tenuta sono in genere più grandi e complesse, dotate di un alloggiamento spazioso che può ospitare tenute meccaniche, boccole e sistemi di circolazione. Al contrario, le scatole premistoppa hanno un design più semplice e compatto, costituito da un alloggiamento cilindrico che contiene il materiale di tenuta e un premistoppa.
Metodo di sigillatura
Le camere di tenuta si affidano a tenute meccaniche per prevenire le perdite di fluido. Queste tenute sono componenti di precisione che creano una barriera ermetica tra l'albero rotante e l'alloggiamento fisso. Le camere di tenuta, invece, utilizzano materiale di tenuta, come fibre intrecciate o anelli di grafite, che viene compresso attorno all'albero per formare una tenuta.
Funzionalità
La funzione principale delle camere di tenuta e delle camere premistoppa è quella di prevenire perdite di fluido dalla pompa o dall'apparecchiatura. Tuttavia, le camere di tenuta offrono prestazioni di tenuta superiori e sono più adatte ad applicazioni ad alta pressione, alta temperatura e corrosive. Le camere premistoppa sono più economiche e vengono comunemente utilizzate in applicazioni meno impegnative o in apparecchiature più datate.
Controllo delle perdite
Le camere di tenuta garantiscono un eccellente controllo delle perdite, poiché meccaniche le guarnizioni mantengono Una barriera ermetica e senza perdite tra il fluido di processo e l'ambiente. Le tenute meccaniche, se correttamente installate e sottoposte a manutenzione, possono funzionare praticamente senza perdite visibili. Le tenute a premistoppa, pur essendo efficaci nel ridurre le perdite, in genere consentono una piccola quantità di perdite controllate, necessarie per lubrificare e raffreddare il materiale di tenuta.
Manutenzione
La manutenzione delle camere di tenuta prevede l'ispezione periodica, la pulizia e la sostituzione delle tenute meccaniche e dei relativi componenti. Questo processo può essere più complesso e dispendioso in termini di tempo rispetto alla manutenzione delle camere di tenuta. Le camere di tenuta richiedono la regolazione regolare del premistoppa per comprimere il materiale di tenuta e controllare le perdite. Anche il materiale di tenuta deve essere sostituito periodicamente man mano che si usura.
Costo
Le camere di tenuta sono generalmente più costose delle camere premistoppa a causa del loro design complesso, dei componenti di precisione e della tecnologia di tenuta avanzata. Il costo iniziale di una camera di tenuta, tenute meccaniche incluse, può essere significativamente superiore a quello di una camera premistoppa. Tuttavia, il risparmio sui costi a lungo termine derivante dalla riduzione delle perdite e dalla maggiore affidabilità può giustificare l'investimento in una camera di tenuta per applicazioni critiche.
Raffreddamento e circolazione
Le camere di tenuta spesso incorporano sistemi di raffreddamento e circolazione per gestire il calore generato dalle tenute meccaniche e mantenere condizioni operative ottimali. Questi sistemi possono includere camicie di raffreddamento, scambiatori di calore e linee di ricircolo. Le camere di tenuta in genere sfruttano la fuoriuscita controllata del fluido di processo per fornire raffreddamento e lubrificazione al materiale di tenuta.
Applicazioni
Le camere di tenuta sono ampiamente utilizzate nelle pompe, nei miscelatori e in altre apparecchiature rotanti moderne, in particolare in settori come quello petrolifero e del gas, chimico e farmaceutico. Sono preferite per applicazioni che prevedono alte pressioni, alte temperature, fluidi corrosivi o severe normative ambientali. Le camere di tenuta sono ancora comuni nelle apparecchiature più vecchie, nelle applicazioni a bassa pressione e nei settori in cui il costo è un fattore primario, come il trattamento delle acque e la produzione manifatturiera in generale.
