カートリッジ メカニカルシール ポンプや回転機器の漏れを防ぐ、組み立て済みのシーリングユニットです。従来のコンポーネントシールは個別に納品されますが、カートリッジシールは、すべてのコンポーネントがメーカーによって既に調整・セットされた状態で、一体型のパッケージとして納品されます。
この自己完結型デザインには、 シール面スリーブ、グランドハウジング、スプリング、そして必要なすべてのハードウェアが一体化したユニットで、ポンプシャフトにスライドして取り付けます。主な利点はシンプルさです。工場ですべてプリセットされているため、設置者はスプリングの圧縮量を測定したり、正確な位置合わせを心配したりする必要はありません。
石油精製所から水処理場まで、さまざまな業界でこれらのシールが利用されています。設置ミスや機器のダウンタイムを削減し、重要な流体の漏れを確実に防止できるからです。
カートリッジメカニカルシールとは
カートリッジ式メカニカルシールは、基本的に取り付け準備が整った完全なメカニカルシールアセンブリです。組み立てが必要な家具を購入するのと、完成品として届いた家具を購入するのとの違いを考えてみてください。
このシールは、従来のメカニカルシールと同じ部品をすべて含み、1つの便利なユニットにまとめられています。メーカーは、すべての部品を専用のスリーブにあらかじめ取り付けています。 腺板完璧な位置合わせと適切なスプリング圧縮を保証します。
この設計により、個々の部品を組み立てる際に生じる推測作業が不要になります。 シール部品 現場で。技術者がカートリッジシールを受け取ると、テスト済み・校正済みのユニットが手に入ります。これをシャフトに差し込み、ボルトで固定するだけで済みます。
カートリッジメカニカルシールの仕組み
動作原理は、2つの超平坦な面が互いに回転することでシールを形成するというものです。片方の面は回転軸に固定され、もう片方の面はポンプハウジングに固定されています。
ポンプが作動すると、精密にラッピングされたこれらの面は、微細な流体膜を挟んだ状態で互いに滑り合います。この薄い流体層が面を潤滑し、過熱を防ぎながら効果的なシール性を維持します。
スプリングまたは ベローズ カートリッジ内部のスプリングが、精密に調整された力で面同士を押し付けます。スプリングの圧力とポンプからの流体圧力の組み合わせにより、動作中は常に面同士が接触した状態を保ちます。
この設計の優れた点は、回転を可能にしながら漏れを防止できることです。面間の隙間が非常に小さいため、目に見えない量の蒸気しか漏れず、実質的に漏れのない密閉状態を実現します。
カートリッジメカニカルシールの部品
当学校区の カートリッジシールの部品 統合システムとして連携して機能します。各コンポーネントは、漏れを防ぎ、スムーズな動作を確保するために特定の役割を担っています。
- プライマリシール面（回転および固定） – これらはシールの心臓部であり、次のような超硬質材料で作られています。 炭化ケイ素または炭化タングステン面は極めて平坦に研磨されており、漏れに対する主なバリアを形成します。
- シャフトスリーブ – ポンプシャフト上をスライドし、すべての回転部品を保持する金属スリーブ。シャフトの摩耗を防ぎ、回転シール面の取り付け面として機能します。
- グランド（シールハウジング/フランジ） – ポンプにボルトで固定され、固定シール面を保持する固定ハウジング。必要に応じて、流体のフラッシュや冷却のためのポートを備えています。
- バネまたはベローズ（機械的荷重装置） – シール面を密着させる力を提供します。スプリングの圧縮力は、最適な性能を発揮できるように工場で設定されています。
- 二次シール – 一次面の周りの漏れを防ぐOリングとガスケット。 静的シール コンポーネント間の隙間をなくし、シャフトの振動によるわずかな動きを許容します。
- セットスクリューとドライブピン – 回転アセンブリをシャフトに固定し、固定面の回転を防止するハードウェア。これにより、2つの面間の適切な対向が確保されます。
- 設定クリップ/プレート（保持クリップ） – 輸送および設置中にすべての部品を完璧な位置合わせに保つための一時的な装置。シールを作動させるには、運転前に取り外す必要があります。
カートリッジシールの種類
カートリッジシールには主に3つの構成がありますそれぞれ特定のアプリケーションとインストール要件に合わせて設計されています。
シングルカートリッジシール
シングルカートリッジシールは、シール面が1組で構成されており、最も一般的な構成です。少量の蒸気漏れが許容される一般的な用途に適しています。
これらのシールは、水、油、非有害化学物質など、あらゆる流体に完璧に適合します。プロセス流体自体が、運転中のシール面の潤滑を担います。
ほとんどのシングルカートリッジシールは、面にかかる油圧負荷を軽減するバランス設計を採用しています。これにより、最大25barの圧力に耐えながら、長寿命を維持できます。
ダブルカートリッジシール
ダブルカートリッジシールは、2組のシール面を使用することで、最大限の安全性と信頼性を実現します。2つのシール間を清浄なバリア流体が循環し、冷却と潤滑を行います。
内側のシールはプロセス流体を封じ込め、外側のシールはバリア流体の漏れを防ぎます。片方のシールが故障しても、もう片方のシールが漏れを防止し続けます。
これらの設計は、漏れが許されない毒性、可燃性、または高価な流体を扱う場合には不可欠です。バリア流体システムは追加の設備を必要としますが、大幅に寿命を延ばします。 アザラシの寿命 過酷な状況下で。
スプリットカートリッジシール
分割カートリッジシールは、シャフトを挟み込む2つの部分で構成されています。この革新的な設計により、ポンプや接続された配管を分解することなくシール交換が可能です。
各パーツはハウジング内に予め組み立てられた状態で出荷されるため、カートリッジの取り付けは簡単です。各パーツは精密に設計された接合面で接合されており、ボルト締めすることで効果的な密閉性を実現します。
大型ミキサー、垂直ポンプ、そして狭いスペースに設置される機器では、分割型カートリッジが最も効果的です。一体型カートリッジよりも高価ですが、交換時のダウンタイムを数日短縮できます。
カートリッジメカニカルシールの利点
- 簡単なインストール – ユニット全体をシャフトにスライドさせてボルトで固定するため、特別な測定や調整は不要です。設置時間は数時間から数分に短縮されます。 コンポーネントシールと比較して.
- インストールエラーの削減 – 部品が事前に組み立てられているため、スプリングの圧縮不良や面のずれといったよくあるミスを回避できます。工場出荷時に設定された構成により、起動時から適切な動作が保証されます。
- ダウンタイムの短縮 – 迅速な交換により、生産再開が迅速化されます。熟練した技術者であれば、部品シールの再構築に必要な時間のほんの一部でカートリッジシールを交換できます。
- 信頼性とシール寿命の向上 – 工場出荷時に適切な面荷重とアライメントが施されているため、メンテナンス間隔が長くなります。現場で組み立てられたシールに比べて、2～3倍の寿命が得られたという報告がユーザーから寄せられています。
- 安全と環境保護 – 信頼性の高いシーリングにより、危険な化学物質の放出を防ぎ、作業員を保護します。メンテナンス時間の短縮により、危険区域への曝露も最小限に抑えられます。
- メンテナンス効率 – カートリッジシールは、工場での修理時にユニットとして取り外すことができます。標準化された設計により、1種類のシールで複数のポンプに対応できます。
- 柔軟性（Adaptability） – 多くのカートリッジは、パックポンプや古いシールの代替としてそのまま使用できます。自己完結型設計のため、最小限の改造で様々なポンプモデルに適合します。
カートリッジメカニカルシールの用途
- 石油・ガス産業 – 製油所や石油化学プラントでは、原油、ガソリン、揮発性化学物質を扱うポンプにカートリッジシールが使用されています。バリア流体に対応したダブルカートリッジシールは、危険物質に関する厳格な安全規制を満たしています。
- ケミカルプロセス – 工場では、腐食性酸、溶剤、有毒化学物質を封じ込めるために、特殊なカートリッジシールを使用しています。材料選定により、シールは強力な化学物質への耐性を備えながら、作業員と環境を保護します。
- 水と廃水の管理 – 市営水道システムや浄水場では、毎日数百万ガロンもの水を汲み上げるポンプにカートリッジシールが使用されています。このシールは水の損失を防ぎ、ポンプのベアリングを汚染から保護します。
- 発電 – 発電所ではボイラー給水ポンプにカートリッジシールを設置し、 冷却システム 高温で動作します。これらのシールにより、定期メンテナンス期間間の連続動作が保証されます。
- 製薬およびバイオテクノロジー – 無菌製造には、FDA準拠の材料で作られた衛生的なカートリッジシールが必要です。迅速なシール交換により、重要なバッチプロセスにおけるダウンタイムを最小限に抑えます。
- 食品および飲料 – 乳製品工場、醸造所、食品加工工場では、製品の汚染を防ぐ衛生的なシールが必要です。カートリッジ設計により、洗浄が容易になり、厳格な食品安全基準を満たしています。
- 鉱業および鉱物 – ヘビーデューティーカートリッジシールは、鉱山作業における研磨スラリーを処理します。硬質シール面と フラッシュシステム このような過酷な状況で寿命を延ばす。
