シングルメカニカルシールとダブルメカニカルシールの違いは何ですか？

適切なものを選択する メカニカルシール ポンプ機器の信頼性と安全性を確保するには、シールの選定が不可欠です。適切なシールタイプを選択しないと、漏れ、機器の損傷、危険な状態につながる可能性があります。この資料では、シングルシールとダブルシールの詳細な比較を提供します。 ダブルメカニカルシールさまざまな産業シナリオで情報に基づいた意思決定を促進するために、設計、動作原理、アプリケーションを検討します。

シングルメカニカルシール

シングルメカニカルシールの特徴は、比較的シンプルな設計で、機器の回転軸に固定された回転リングと、機器ハウジングにしっかりと取り付けられた固定リングという 2 つの主要コンポーネントで構成されていることにあります。これらのリングは、非常に平坦で精密に研磨された表面で製造され、接触して主要なシールインターフェースを形成します。

これらの面間の接触を一定に保つために、スプリング機構 (または一部の設計ではベローズ) が力を加えて回転リングと固定リングを一緒に押し付けます。スプリングは通常、シールの大気側に配置され、プロセス流体から保護されています。固定部品とシール ハウジングの間をシールするために、O リングやガスケットなどの二次シール要素が使用されます。

シングルメカニカルシールの仕組み

シングルメカニカルシールの動作原理は、精密に研磨されたシール面の間に、通常わずか数ミクロンの厚さのプロセス流体の極めて薄い膜を形成することに依存しています。機器が動作しているとき、回転リングはシャフトとともに回転しますが、固定リングはハウジングに固定されたままです。

シール効果は、スプリングと流体油圧によって提供される閉じる力と、流体膜自体の圧力によって生成される開く力のバランスの結果です。スプリングの力は面を一緒に圧迫し、薄い膜内の流体圧力は面を押し離そうとします。安定した流体膜が確立されると、平衡に達します。

流体が高圧側から低圧側の大気側へ移動すると、通常、シール面から少量の蒸気漏れが発生します。この少量の漏れは正常であり、シール面の潤滑と冷却に必要です。 シール不良 面が熱くなりすぎたり乾燥したりした場合、またはフィルムが汚染や流動性の低下により劣化した場合に発生することがあります。

シングルメカニカルシールの用途

シングルメカニカルシールは、主に、ポンプされる流体が環境や機器を操作する人員に及ぼすリスクが最小限である状況で使用されます。これらのシールは、機器に適合する流体を扱う一般的な産業用途に適しています。 シーリング材比較的清潔で、深刻な危険性はないと考えられています。

シングルメカニカルシールの一般的な用途は次のとおりです。

• 給水・排水ポンプ
• 食品加工（牛乳、飲料、動物性脂肪）
• HVACおよび冷却塔ポンプ
• 良性流体による一般的な化学物質の移動
• 低圧炭化水素サービス

化学処理、石油、石油化学業界では、取り扱う流体が潜在的な危険性や環境への影響の点でそれほど重要でない幅広いユーティリティ用途において、シングルメカニカルシールが頻繁に使用されています。危険物、可燃性、または環境に敏感な流体を扱う、より要求の厳しい用途では、保護層と冗長性をさらに強化するために、ダブルメカニカルシールがしばしば指定されます。

ダブルメカニカルシール

ダブルメカニカルシールは、シングルシールに比べて、より高度で堅牢なシールソリューションです。直列に配置された 2 つのシングルメカニカルシールで構成され、漏れや故障に対する保護層が追加されます。

ダブルシールの主な構成要素は、内側（一次）シールと外側（二次）シールの2つです。内側シールはシール対象となるプロセス流体に近い位置に配置され、外側シールはアセンブリの大気側に配置されます。これら2つのシールの間には、バッファ流体またはバリア流体が充填された空洞があります。

この流体で満たされた空洞の存在は、ダブルメカニカルシールの特徴です。この空洞は、シールの潤滑など、いくつかの重要な機能を果たします。 シール面熱を放散し、汚染物質の侵入を防ぎます。流体は通常、外部のサポートシステム（リザーバー、ポンプ、熱交換器、監視装置など）を使用して循環・維持されます。

ダブルメカニカルシールの仕組み

ダブルメカニカルシールの動作は、2 段階のシール機構に依存しています。内側シールの主な役割は、プロセス流体をポンプまたは機器のケーシング内に閉じ込め、漏れを防ぐことです。漏れに対する最初の防御線として機能し、プロセス流体の全圧力と温度に耐えられるように設計されています。

一方、外側のシールには、主に 2 つの機能があります。1 つ目は、シール間の空洞内にバッファーまたはバリア流体を封じ込める機能です。2 つ目は、バックアップ シールとして機能し、内側のシールを通過して発生する可能性のあるわずかな漏れを捕捉して、それが大気中に漏れるのを防ぎます。

キャビティ内の流体の圧力は、ダブルシールのシール性能において重要な役割を果たします。バッファ流体を使用する場合、その圧力は通常、プロセス流体の圧力よりも低いレベルに維持されます。この構成では、バッファ流体が内側シールからの漏れを捕捉して封じ込め、外側シールや環境に到達するのを防ぎます。

あるいは、バリア流体を使用する場合、その圧力は通常、プロセス流体の圧力よりも高く保たれます。これにより、プロセス流体と大気の間に完全な物理的バリアが形成されます。内部シールから漏れが発生した場合、漏れは外部に逃げるのではなく、プロセス流体に戻ります。

ダブルメカニカルシールの種類

バック・トゥ・バック・アレンジメント

背中合わせの配置では、2つのシールの回転面は互いに離れる方向に向いています。これにより、シールの間に空洞が形成され、そこでバリア流体が圧力よりも高い圧力で流れます。 密閉室 圧力をかけずに循環させることができます。

バリア流体はシール面を潤滑し、発生する可能性のある漏れを吸収します。この配置は、バリア流体システム内の漏れを効果的に封じ込めるため、揮発性、危険、または高価なプロセス流体を含むアプリケーションに最適です。

バックツーバックシールは、比較的コンパクトな軸方向長さで優れたシール性能と完全な圧力バックアップ能力を提供します。ただし、シングルシールやバックツーバックシールに比べてコストが高くなる場合があります。 タンデムシール 特定の設置では、より大きな軸方向のスペースが必要になります。

バリア液が失われると両方のシールが閉じた状態を保ちますが、内側のシールが故障するとバリア液によってプロセス流体が汚染される可能性があることに注意することが重要です。また、背中合わせの構成では、外側のシール面の圧力定格は通常、内側のシール面よりも低くなります。

タンデム（対面）配置

タンデム配置は、フェイスツーフェイス配置とも呼ばれ、両方のシールが同じ方向を向いており、直列に設置されています。内側 (プライマリ) シールはプロセス流体の全圧力を処理し、外側 (セカンダリ) シールはバックアップとして機能します。

この構成では、プロセス流体よりも低い圧力に維持されたバッファ流体が2つのシールの間を循環します。タンデムシールは、有毒で危険な流体やガスのシール、および固体や汚染された媒体の取り扱いに適しています。また、優れた耐摩耗性も備えています。 シャフトの許容差 他の配置と比較した不整合。

ただし、タンデムシールは一般に軸方向のスペースをより多く必要とし、システム全体の複雑さとコストを増大させます。内側のシールが故障すると、外側のシールが漏れを防ぐ唯一のバリアとなり、そのシール性能は背中合わせの配置に比べて劣る可能性があります。

対面での手配

対面配置では、2 つのシールの回転面が互いに向かい合うように配置され、その間に密閉されたチャンバーが形成されます。この設計では、バッファ流体またはバリア流体のいずれかを使用でき、多くの場合、両方のシールに共通の固定コンポーネントが使用されます。

対面シール スペースの制約が厳しい装置に特に適しており、固形物や汚染された媒体を効果的に処理できます。また、逆圧にも耐えることができます。コンパクトでシンプルな設計により、軸方向の移動量が増加し、場合によってはバリア流体が冷却剤として機能します。

対面シールの大きな欠点は、外側のシールが完全な圧力バックアップを提供できないことです。さらに、共通の固定コンポーネントに依存しているため、このコンポーネントが故障すると、両方のシールが故障する可能性があります。

シングルメカニカルシールとダブルメカニカルシールの違い