メカニカルシールは、機械産業において重要な部品であり、回転機器の漏れを防ぎ、システムの完全性を維持するために使用されます。すべてのメカニカルシールがこの主要な目的を果たしますが、その設計と動作原理に基づいて、加圧シールと非加圧シールの2種類に大別されます。
このブログ記事では、これら2種類のシールの基本的な違いを深く掘り下げ、流体適合性、圧力特性、漏れ挙動、複雑さ、そして一般的な用途といった要素を検証します。それぞれのシールの違いと利点を理解することで、エンジニアやメンテナンス担当者は、システムにおけるメカニカルシールの選定と実装において、情報に基づいた意思決定を行うことができます。
加圧メカニカルシールとは
加圧された メカニカルシール外部加圧シールとも呼ばれるシールは、 メカニカルシールの種類 外部の流体源に依存して高い シール内の圧力 プロセス流体よりもキャビティ内に導入される。この外部流体は、通常は清浄で適合性のある液体またはガスであり、 シール室 わずかに高い圧力で スタッフィングボックス圧力.
加圧された流体はシール面間に正圧差を生み出し、清浄なバリア流体がシールキャビティからプロセス流体へ確実に流入します。この正圧流出により、プロセス流体がシールチャンバーへ侵入するのを防ぎ、シール面を汚染から保護し、シール寿命を延ばします。 アザラシの寿命.
加圧メカニカルシールは、汚れや摩耗、腐食性のあるプロセス流体を扱う用途や、高圧・高温環境において広く使用されています。外部からの加圧により、シール面間の流体膜が安定し、摩耗が低減し、シール性能が向上します。
非加圧メカニカルシールとは
非加圧型メカニカルシールは、自己励磁型シールまたは従来型メカニカルシールとも呼ばれ、外部加圧源なしで作動します。このタイプのシールでは、スプリング力とプロセス流体自体によって発生する油圧の組み合わせによってシール作用が実現されます。
シールは固定面と回転面で構成され、固定面は通常、回転面との接触を維持するためにバネ仕掛けになっています。シャフトが回転すると、プロセス流体がシールチャンバーに入り、油圧を発生させます。この油圧によってシール面が押し付けられ、シール面間に薄い流体膜が形成されます。この流体膜はシール面の潤滑を助け、直接接触を防ぎ、摩擦と摩耗を低減します。
非加圧式メカニカルシールは、一般的に加圧式シールに比べて設計がシンプルで安価です。クリーンで非研磨性のプロセス流体と中程度の動作条件の用途に適しています。ただし、シール効果はプロセス流体の圧力と特性に依存するため、流体圧力が一定レベルを下回った場合、または流体にシール面を損傷する可能性のある研磨粒子が含まれている場合、非加圧式シールでは漏れが発生する可能性があります。
加圧式メカニカルシールと非加圧式メカニカルシールの主な違い
加圧式と非加圧式のメカニカルシールは、流体の種類、圧力関係、漏れ方向、主な目的、用途など、いくつかの重要な側面で異なります。 シールサポートシステム、複雑さとコスト。
流体タイプ
加圧メカニカルシールは、液体、気体、多相流体など、幅広い流体の取り扱いに適しています。これらのシールは、高粘度、高温、腐食性など、様々な特性を持つ流体を効果的に封じ込めることができます。
一方、非加圧メカニカルシールは主に液体用途向けに設計されており、ガスや多相流体の取り扱いには適さない場合があります。
圧力関係
加圧式メカニカルシールでは、シール室内の流体圧力がシール周囲の大気圧よりも高くなります。この圧力差により、確実なシール状態が維持され、漏れを防止します。
逆に、非加圧メカニカルシールは、シール室内の流体圧力が大気圧以下の状態で作動します。
漏れ方向
加圧式メカニカルシールは、圧力関係に基づき、シールチャンバー内に流体を封じ込め、大気への漏洩を防止するように設計されています。万が一、漏洩が発生した場合でも、通常はプロセス流体に戻ります。
対照的に、加圧されていないメカニカルシールは、プロセス流体から大気への漏れを制御された量で許容し、その後、漏れた流体は収集または排出されます。
主な目的
加圧メカニカルシールの主な目的は、流体の封じ込めが極めて重要な用途において、堅牢なシーリングソリューションを提供することです。これらのシールは、過酷な条件下でも漏れを最小限に抑え、あるいは完全に排除するように設計されています。
一方、非加圧メカニカルシールは、潤滑と冷却のために少量の制御された漏れを許容しながら、信頼性の高いシールソリューションを提供することに重点を置いています。 シール面.
アプリケーション
加圧メカニカルシールは、石油・ガス、石油化学、化学処理、発電など、高圧・高温の流体を扱う産業で広く使用されています。これらのシールは、危険物質や環境に対して敏感な流体を扱う用途に最適です。
非加圧メカニカルシールは、水ポンプ、一般的な工業用ポンプ、ミキサーなど、圧力と温度の要件が低い用途でよく使用されます。
シールサポートシステム
加圧メカニカルシールでは、シールチャンバー内の流体圧力と温度を維持するために、シールサポートシステムが必要となることがよくあります。このシステムには、バリア流体リザーバー、圧力レギュレーター、熱交換器などのコンポーネントが含まれる場合があります。
非加圧メカニカルシールは、潤滑と冷却をプロセス流体自体に依存しているため、通常、大規模なシールサポートシステムは必要ありません。
複雑さとコスト
加圧式メカニカルシールは、追加の部品と設計上の考慮事項が必要となるため、非加圧式メカニカルシールに比べて複雑で高価になる傾向があります。シールサポートシステムは、シーリングソリューション全体の複雑さとコストをさらに増大させます。
非加圧メカニカルシールは設計がシンプルで部品数も少ないため、少量の制御された漏れが許容される用途ではコスト効率が高くなります。
