メカニカルシールの配置の種類

あメカニカルシールポンプ、ミキサー、その他の装置の回転部と固定部の間の流体漏れを防ぐ装置です。シングルシールとダブルシール手配は、特定のアプリケーションのニーズに応じて異なります。

シングルシールはほとんどの標準的な用途に適していますが、ダブルシールは危険な流体や高価な流体に対しては、より高度な保護を提供します。それぞれのシール配置タイプは、異なる動作条件において独自の利点を提供します。

シングルメカニカルシール（配置1）

シングルメカニカルシールは、プロセス流体を封じ込めるために1組のシール面を使用します。最もシンプルでコスト効率の高い選択肢です。

これらのシールは、極めて平坦な2つの面を圧接することで機能します。片面はシャフトと共に回転し、もう片面はハウジングに固定されています。これらの面の間に薄い液体膜が形成され、潤滑と冷却が行われます。

シングルシールは、ほとんどのウォーターポンプ、オイルシステム、化学プロセスに完璧に対応します。ダブルシールよりも設置スペースが少なく、設置コストも低くなります。

主な制約は、危険な化学物質や結晶化しやすい流体を扱う際に現れます。シールが1つでも破損すると、プロセス流体が直接大気中に漏れ出します。そのため、漏れが深刻な問題を引き起こすような有毒物質や高価な製品には適していません。

ダブルメカニカルシール漏れに対する保護を強化するために、2組のシーリング面を使用します。これにより、プロセス流体と外部環境の間にバリアが形成されます。

2つのシールの間のスペースにはバリアーまたは緩衝液この液体には複数の目的があります。シール部分を冷却し、潤滑するほか、内部シールが破損した場合には安全バリアとして機能します。

様々な動作要件に合わせて、様々なダブルシール構成が存在します。ここでは、API規格に基づく非加圧型と加圧型の3つの主要なカテゴリー、そしてタンデム型、バックツーバック型、フェイスツーフェイス型といった具体的な取り付け構成について解説します。

非加圧デュアルシールは維持するバリア流体は大気圧またはそれよりわずかに高い圧力で動作します。バリア流体の圧力はプロセス流体の圧力よりも低いままです。

内部シールが漏れると、プロセス流体は大気中に逃げるのではなく、バリア流体チャンバーに入ります。

システムには、バリア液を貯め、熱膨張を許容するためのリザーバーが必要です。バリア液のレベルを定期的に監視することで、内部シールの問題を早期に発見できます。

これらのシールは、完全な封じ込めが重要だが、プロセス流体がそれほど危険ではない用途に適しています。食品加工や製薬機器でよく使用されます。

加圧デュアルシールは、バリア流体をプロセス流体よりも高い圧力（通常15～25 PSI）に保ちます。この圧力差により、バリア流体からの漏れはプロセス流体に流れ込み、その逆は発生しません。

瓶の中の風船を膨らませるようなものだと考えてください。風船内の圧力が高いため、瓶の中のものが風船の中に入ることを防ぎます。

この配置により、有毒または危険な流体に対して最大限の安全性が確保されます。原子力発電所、塩素コンプレッサー、その他の重要な用途では、加圧された二重シールが採用されています。

欠点としては、サポートシステムがより複雑になることが挙げられます。適切なバリア液圧を維持するために、圧力源、制御弁、監視装置が必要になります。

タンデムシール両方のシールセットを同じ方向に向けて、前後に並べて取り付けます。内側のシールが全圧力を受け止め、外側のシールはバックアップとして機能します。

通常運転中、外側のシールにはほとんど圧力差が生じません。内側のシールが故障した場合にのみ作動します。

この配置は、シャフトスペースが限られている場合に適しています。パッキン式に設計された古いポンプの多くは、大きな改造をすることなくタンデムシールに改造できます。

シール間のバリア液は通常、大気圧のリザーバーに接続されています。バリア液面の上昇は、内部シールの漏れを示唆しています。

背中合わせのシールは互いに向き合わず、その間にバリア流体チャンバーが配置されています。両方のシールが圧力負荷を共有します。

この設計は、どちらの方向からの圧力も効果的に処理します。プロセス圧力が変動したり逆流したりしても、両方のシールが適切に機能し続けます。

この配置は、真空状態が発生する可能性のあるミキサー用途に最適です。加圧されたバリア流体が、真空運転中にプロセスへの空気の侵入を防ぎます。

それぞれシール面比較的低い圧力差によりアザラシの寿命ただし、この設計ではタンデム配置よりも軸方向のスペースが必要になります。

対面シールシール面が互いの方向を向くように取り付けます。バリア流体チャンバーはシール面の外側に配置されます。

この構成は最もコンパクトな二重シール配置シャフトスペースが極めて限られている場合、フェイスツーフェイスシールは最小限のスペースで二重シールの利点を提供します。

この設計はバリア流体システムに特有の要件を課します。流体は狭い通路を流れる必要があるため、適切な循環が不可欠となります。

これらのシールは、高速機器で発生する熱を最小限に抑えるためによく使用されます。密閉室長さは減らすのに役立ちますシャフトのたわみコンパクトな設計は、スペースが制限される改修アプリケーションにも適しています。