ダブルメカニカルシールとは何か、どのように機能するのか

機械がどのようにして漏れを防ぎ、効率を維持しているのか疑問に思ったことはありませんか? その答えはダブルメカニカルシールです。これらの重要なコンポーネントは、さまざまな業界で重要な役割を果たし、安全でスムーズな操作を保証します。

このブログ記事では、ダブルメカニカルシールの内部構造について、そのコンポーネントと機能の詳細を説明します。これらのシールの動作を理解することで、シールの重要性とメリットについて貴重な洞察が得られます。

ダブルメカニカルシールとは

ダブルメカニカルシールポンプやその他の回転装置で使用されるシールの一種です。2 組のシール面で構成されています。1 組は固定され、もう 1 組はシャフトとともに回転します。2 組のシール面はペアで配置されています。各ペアには、プライマリシールとセカンダリシールがあります。

内側のシール面は一次シールと呼ばれ、プロセス流体と直接接触します。外側のシール面は二次シールと呼ばれ、プロセス流体と接触します。バリア液プライマリシールの後ろにあるセカンダリシールは、追加のバリアとして機能します。

オイルやグリコールなどのバッファー液が 2 つのシールの間で循環します。この液はシール面を潤滑し、摩擦によって発生する熱を除去します。プライマリシールが漏れると、バッファー液が最初に漏れ出し、早期警告の役割を果たします。

バリア液またはバッファー液

バリア液 プロセス流体よりも高い圧力がかけられた、クリーンで適合性のある液体です。ダブルメカニカルシールの 2 つのシール面の間に導入されます。バリア流体はシール面を潤滑し、プロセス流体がシール界面に侵入するのを防ぎます。

バッファー液 通常はプロセス流体と同じです。ダブルメカニカルシールの外側シールチャンバーで使用されます。バッファ流体はバリア流体よりも低い圧力に維持されます。これにより圧力差が生じ、プロセス流体が内側シールチャンバーに入るのを防ぎます。

ダブルメカニカルシールの種類

続けて

背中合わせのダブルメカニカルシールでは、2 つのシールが互いに反対方向を向いています。プライマリシールはプロセス流体に面し、セカンダリシールはバッファ流体に面しています。バッファ流体はプロセス流体よりも高い圧力に維持されます。この配置により、プロセス流体が大気中に漏れるのを防ぎます。

バックツーバック設計は、高圧プロセス流体を使用するアプリケーションでよく使用されます。

タンデム

タンデムダブルメカニカルシールは、同じ方向を向いた 2 つのシールで構成されています。プライマリシールはプロセス流体に面し、セカンダリシールはその後ろに取り付けられています。バリア流体は、プロセス流体よりも低い圧力で 2 つのシール間を循環します。

タンデム配置は、プロセス流体が危険または有毒であるアプリケーションで使用されます。

面と向かって

対面式ダブルメカニカルシールでは、2 つのシールが共通の空洞を挟んで向かい合っています。空洞には、プロセス流体よりも高い圧力に保たれたバリア流体が充填されています。この配置により、プロセス流体と大気の間に二重のバリアが形成されます。

フェイスツーフェイスシールは、高温または高圧の用途に適しています。

ダブルメカニカルシールの利点

信頼性の向上

ダブルメカニカルシールはシングルシールに比べて信頼性が向上セカンダリシールは、プライマリシールが故障した場合のバックアップとして機能します。

シール寿命の延長

デュアルシール設計により、シール間に潤滑液が入ります。この液体はシール面を冷却し、潤滑します。これにより、シールの摩擦と摩耗が軽減されます。その結果、シングルシールに比べてシール寿命が大幅に長くなります。

漏れ制御の改善

ダブルシールは優れた漏れ制御を提供します。二次シールは一次シールからの漏れを封じ込めます。バリア流体はプロセス流体よりも高い圧力に維持されます。これにより、プロセス流体が大気中に漏れるのを防ぎます。

過酷な用途に最適

ダブルシールは、過酷な用途や危険な用途に最適です。腐食性、毒性、または可燃性の液体によく使用されます。デュアルシールとバリアー流体により、保護層がさらに強化されます。危険な液体やガスを封じ込めるのに役立ちます。

メンテナンス要件の低減

ダブルシールはより複雑ですが、メンテナンスの頻度が少なくて済む場合が多くあります。シール寿命が長く、漏れを制御できるため、修理のためのダウンタイムが少なくなります。

ダブルメカニカルシールの用途

さらなる安全性と信頼性が求められます。これは、危険、有毒、または高価な流体を扱うプロセスに特に当てはまります。
プロセス流体は極端に高温または低温です。
プロセス流体は研磨性があり、または固形物を含んでいます。
プロセスのダウンタイムが極めてコストのかかるアプリケーション。

ダブルメカニカルシールを選択する際に考慮すべき要素

流体特性

密封する流体の特性を考慮してください。これには、流体の化学組成、温度、圧力が含まれます。腐食や劣化を防ぐために、シール材料が流体に適合していることを確認してください。

操作条件

機器の動作条件を評価します。速度、負荷、振動レベルを考慮してください。シールは、故障や漏れを起こすことなく、これらの条件に耐えることができなければなりません。

シールの配置

アプリケーションに適したシール配置を決定します。これにはシール面の向きとスプリングの種類使用される。配置は、特定の動作条件と流体の特性に合わせて最適化する必要があります。

シール面材質

流体の特性と動作条件に基づいて、適切なシール面の材質を選択します。一般的な材質には、カーボン、シリコンカーバイド、タングステンカーバイドなどがあります。材質は、十分な耐摩耗性と化学的適合性を備えている必要があります。

環境要因

シールが使用される環境を評価する必要があります。これには、ほこり、汚れ、その他の汚染物質への露出が含まれます。汚れた環境や研磨環境にあるシールには、追加の保護が必要になる場合があります。バリア液またはサイクロンセパレーターを使用すると、汚染物質がシール面から遠ざかるのを防ぐことができます。

冷却と洗浄

冷却とシールの洗浄要件適切な動作温度を維持し、汚染物質の蓄積を防ぐために、シールに外部冷却またはフラッシングが必要かどうかを判断します。

ダブルメカニカルシールの応用

化学、石油化学、製薬業界で危険、有毒、または高価な液体を扱うポンプ。
コンプレッサー、ミキサー、撹拌機など、石油・ガス分野の回転機器。
製品の純度を維持し、汚染を防ぐことが最も重要である食品および飲料加工機械。
ポンプやその他の回転機器にダブルメカニカルシールを採用した水処理および廃水管理システム。
発電所のボイラー給水ポンプなどの高圧用途。
さまざまなプロセス産業における反応容器および混合タンク。

よくある質問

ダブルメカニカルシールにはどのような種類のバリア流体が使用されていますか

ダブルメカニカルシールで使用される一般的なバリア流体には、オイル、グリコール、水、および特別に配合された合成流体が含まれます。

ダブルメカニカルシールでバリア流体圧力はどのように維持されるか

バリア流体の圧力は通常、加圧リザーバーやサーモサイフォンシステムなどの外部システムを使用して維持されます。

非加圧式と加圧式のダブルメカニカルシールの違いは何ですか？

加圧されていないダブルメカニカルシールでは、バリア流体は積極的に加圧されず、回転するシール部品によって生成される遠心力によって流体膜が維持されます。加圧されたダブルメカニカルシールでは、バリア流体は外部システムを使用して積極的に加圧されます。

ダブルメカニカルシールのバリア流体の圧力はどのくらいですか

ダブルメカニカルシールでは、バリア流体圧力はシールチャンバー圧力より最低 1 bar (14.5 psi) 高い圧力に維持する必要があります。これにより、バリア流体がシールチャンバーに流れ込み、プロセス流体がバリア流体システムに入るのを防ぎ、シールの完全性を維持します。一般的なバリア流体圧力は 1 ～ 10 bar (14.5 ～ 145 psi) の範囲です。

結論

ダブルメカニカルシールは、2 組のシール面を通じて優れた漏れ防止機能を提供します。信頼性の高い設計は、要求の厳しい用途に最適です。

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