단일 및 이중 기계적 씰의 차이점은 무엇입니까?

적절한 기계적 씰을 선택하는 것은 펌핑 장비의 안정적이고 안전한 작동을 보장하는 데 중요합니다. 올바른 씰 유형을 선택하지 못하면 누출, 장비 손상 및 위험한 상황이 발생할 수 있습니다. 이 문서에서는 단일 및 이중 기계적 씰을 심층적으로 비교하여 설계, 작동 원리 및 응용 프로그램을 검토하여 다양한 산업 시나리오에 대한 정보에 입각한 의사 결정을 용이하게 합니다.

단일 기계적 씰

단일 기계적 씰의 특징은 비교적 간단한 설계로, 장비의 회전 샤프트에 고정된 회전 링과 장비 하우징에 단단히 설치된 고정 링의 두 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다. 이러한 링은 매우 평평하고 정밀하게 연마된 표면으로 제조되어 주요 밀봉 인터페이스를 형성합니다.

이러한 면 사이의 일관된 접촉을 유지하기 위해 스프링 메커니즘(또는 일부 설계에서는 벨로우즈)이 회전 및 고정 링을 함께 누르는 힘을 가합니다. 스프링은 일반적으로 씰의 대기 측에 위치하여 공정 유체로부터 보호됩니다. O-링 또는 개스킷과 같은 보조 씰링 요소는 고정 부품과 씰 하우징 사이를 밀봉하는 데 사용됩니다.

단일 기계적 씰의 작동 방식

단일 기계적 씰의 작동 원리는 정밀하게 연마된 씰링 면 사이에 매우 얇은 공정 유체 필름을 형성하는 데 의존하며, 일반적으로 두께는 몇 미크론에 불과합니다. 장비가 작동 중일 때 회전 링은 샤프트와 함께 회전하는 반면 고정 링은 하우징에 고정된 상태로 유지됩니다.

밀봉 효과는 스프링과 유체 유압이 제공하는 닫는 힘과 유체 필름 자체의 압력에 의해 생성된 여는 힘 사이의 균형의 결과입니다. 스프링 힘은 면을 함께 압착하는 반면 얇은 필름의 유체 압력은 면을 떼어놓으려고 합니다. 안정된 유체 필름이 형성되면 평형에 도달합니다.

유체가 고압 측에서 저압 대기 측으로 이동할 때 일반적으로 밀봉 면에서 최소한의 증기 누출이 발생합니다. 이 작은 누출은 정상이며 면을 윤활하고 냉각하는 데 필요합니다. 면이 너무 뜨겁고 건조하거나 오염이나 유체 특성 손실로 인해 필름이 파손되면 씰이 고장날 수 있습니다.

단일 기계적 씰의 응용 분야

하나의 기계적 밀봉 주로 펌핑된 유체가 환경이나 장비를 작동하는 인력에 최소한의 위험을 초래하는 상황에서 사용됩니다. 이들은 밀봉 재료와 호환되고 비교적 깨끗하며 심각하게 위험하지 않은 것으로 간주되는 유체를 포함하는 일반 산업 응용 분야에 적합합니다.

단일 기계적 씰의 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.

• 물 및 폐수 펌프
• 식품 가공(우유, 음료, 동물성 지방)
• HVAC 및 냉각탑 펌프
• 양성 체액을 이용한 일반 화학 물질 전달
• 저압 탄화수소 서비스

화학 처리, 석유 및 석유화학 산업에서 단일 기계적 씰은 취급되는 유체가 잠재적 위험이나 환경 영향 측면에서 덜 중요한 광범위한 유틸리티 애플리케이션에 자주 사용됩니다. 위험하고 가연성 또는 환경적으로 민감한 유체와 관련된 보다 까다로운 업무의 경우, 이중 기계적 밀봉 추가적인 보호 및 중복성을 제공하기 위해 지정되는 경우가 많습니다.

이중 기계적 밀봉

더블 기계적 씰은 싱글 씰에 비해 더욱 진보적이고 견고한 씰링 솔루션입니다. 이는 직렬로 배열된 두 개의 싱글 기계적 씰로 구성되어 누출 및 고장에 대한 추가 보호 계층을 제공합니다.

이중 씰의 두 가지 주요 구성 요소는 내부(1차) 씰과 외부(2차) 씰입니다. 내부 씰은 밀봉되는 공정 유체에 더 가깝게 위치하는 반면 외부 씰은 어셈블리의 대기 측에 위치합니다. 이 두 씰 사이에는 다음 중 하나로 채워진 공동이 있습니다. 완충액 또는 장벽액.

이 유체로 채워진 공동의 존재는 이중 기계적 씰의 결정적인 특징입니다. 씰 면을 윤활하고, 열을 발산하고, 오염 물질의 유입을 방지하는 등 여러 가지 중요한 기능을 합니다. 유체는 일반적으로 외부 지원 시스템을 사용하여 순환되고 유지되며, 여기에는 저수조, 펌프, 열교환기 및 모니터링 장치가 포함될 수 있습니다.

이중 기계적 씰은 어떻게 작동합니까?

이중 기계적 씰의 작동은 2단계 밀봉 메커니즘에 의존합니다. 내부 씰의 주요 역할은 펌프 또는 장비 케이싱 내에 프로세스 유체를 가두어 누출을 방지하는 것입니다. 누출에 대한 첫 번째 방어선 역할을 하며 프로세스 유체의 전체 압력과 온도를 견디도록 설계되었습니다.

반면, 외부 씰은 두 가지 주요 기능을 가지고 있습니다. 첫째, 씰 사이의 공동 내에 버퍼 또는 배리어 유체를 담는 역할을 합니다. 둘째, 백업 씰 역할을 하여 내부 씰을 지나 발생할 수 있는 사소한 누출을 포착하고 대기로 빠져나가는 것을 방지합니다.

캐비티 내 유체의 압력은 이중 씰의 밀봉 성능에 중요한 역할을 합니다. 버퍼 유체를 사용할 때, 그 압력은 일반적으로 공정 유체 압력보다 낮은 수준으로 유지됩니다. 이 구성에서 버퍼 유체는 내부 씰에서 누출을 포착하고 포함시켜 외부 씰이나 환경에 도달하지 못하도록 합니다.

또는, 배리어 유체를 사용할 때, 그 압력은 일반적으로 공정 유체 압력보다 높게 유지됩니다. 이것은 공정 유체와 대기 사이에 완전한 물리적 장벽을 만듭니다. 내부 씰을 통해 누출이 발생하면 외부로 빠져나가는 대신 공정 유체로 다시 유도됩니다.

이중 기계적 씰 배열의 유형

백투백 어레인지먼트

백투백 배열에서 두 씰의 회전면은 서로 반대 방향으로 배향됩니다. 이는 씰 사이에 공동을 생성하여 차단 유체가 씰보다 더 높은 압력을 받습니다. 씰 챔버 압력을 가하면 순환이 가능합니다.

배리어 유체는 씰 면에 윤활을 제공하고 발생할 수 있는 누출을 흡수합니다. 이 배열은 배리어 유체 시스템 내의 누출을 효과적으로 포함하므로 휘발성, 위험 또는 값비싼 공정 유체와 관련된 응용 분야에 적합합니다.

백투백 씰은 비교적 컴팩트한 축 방향 길이 내에서 우수한 밀봉 성능과 완전한 압력 백업 기능을 제공합니다. 그러나 단일 또는 탠덤 씰에 비해 비용이 더 많이 들 수 있으며 특정 설치에서는 더 많은 축 방향 공간이 필요할 수 있습니다.

배리어 유체가 손실되면 두 씰이 모두 닫힌 상태로 유지되지만, 내부 씰이 고장나면 배리어 유체에 의해 공정 유체가 오염될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한, 백투백 구성의 외부 씰 면은 일반적으로 내부 씰 면에 비해 압력 정격이 낮습니다.

탠덤(대면) 어레인지먼트

탠덤 배열, 즉 대면 배열은 두 씰이 같은 방향으로 향하고 직렬로 설치됩니다. 내부(1차) 씰은 공정 유체의 전체 압력을 처리하는 반면 외부(2차) 씰은 백업 역할을 합니다.

이 구성에서 공정 유체보다 낮은 압력으로 유지되는 버퍼 유체가 두 씰 사이를 순환합니다. 탠덤 씰은 독성, 유해 유체 및 가스를 밀봉하고 고체 및 오염된 매체를 처리하는 데 선호됩니다. 또한 다른 배열에 비해 샤프트 정렬 불량에 대한 내성이 더 좋습니다.

그러나 탠덤 씰은 일반적으로 더 많은 축방향 공간을 필요로 하며 전체 시스템의 복잡성과 비용을 증가시킵니다. 내부 씰이 고장나면 외부 씰이 누출을 방지하는 유일한 장벽이 되고, 백투백 배열에 비해 씰링 성능이 떨어질 수 있습니다.

대면 상담

마주보는 배열은 두 씰의 회전면을 서로를 향해 위치시켜 그 사이에 밀폐된 챔버를 형성합니다. 이 설계는 버퍼 또는 배리어 유체를 활용할 수 있으며 종종 두 씰에 공유 고정 구성 요소를 사용합니다.

대면 씰은 공간 제약이 있는 장비에서 특히 유용하며 고체와 오염된 매체를 효과적으로 처리할 수 있습니다. 또한 역압 상황을 견딜 수 있습니다. 컴팩트하고 간단한 디자인으로 축 방향 이동이 더 가능하며 어떤 경우에는 배리어 유체가 냉각수 역할을 할 수 있습니다.

페이스 투 페이스 씰의 중요한 단점은 외부 씰이 전체 압력 백업을 제공할 수 없다는 것입니다. 게다가, 공통 고정 구성 요소에 대한 의존성은 이 구성 요소가 고장나면 두 씰 모두 고장날 수 있음을 의미합니다.

단일 및 이중 기계적 씰의 차이점