탠덤 씰 대 더블 씰

탠덤 씰과 더블 씰의 주요 차이점은 구성과 용도입니다. 탠덤 씰 공정 유체 누출을 방지하기 위해 두 개의 씰을 직렬로 연결하여 사용하고, 종종 대기로 배출합니다. 이중 씰도 두 개의 씰을 사용하지만, 두 씰 사이의 차단 유체를 가압하여 환경으로의 누출을 방지합니다.

탠덤 기계식 씰(API 배열 2형)

상세 정의 및 설계 아키텍처

탠덤 기계적 밀봉 배열은 일반적으로 동일한 샤프트 내에 직렬로 장착된 두 개의 개별 기계적 씰로 구성됩니다. 씰 챔버 또는 특수 설계된 카트리지입니다. 공정 유체에 더 가까이 위치한 씰을 1차 씰 또는 내부 씰이라고 하며, 대기 측 씰을 2차 씰 또는 외부 씰이라고 합니다. 기본 개념은 2차 씰이 1차 씰의 백업 역할을 한다는 것입니다.  

탠덤 씰의 가장 일반적인 물리적 구성은 "앞면 대 뒷면" 방향입니다. 두 씰이 같은 방향을 향하도록 설치되며, 1차 씰의 뒷면이 2차 씰의 뒷면을 향합니다. 이러한 배치는 완충액으로 채워진 씰 간 공동 또는 챔버를 생성합니다. API 682에 따르면, 배열 2 씰로 사용되는 앞면 대 뒷면 구성의 경우, 완충액은 내부 씰의 내경(ID)과 외부 씰의 외경(OD)에 위치합니다.  

작동 원리: 비가압 완충 유체 시스템

탠덤 씰(배열 2)의 결정적인 특징은 비가압 또는 저압 완충 유체 시스템을 사용한다는 것입니다. 씰 내부 캐비티의 완충 유체는 밀봉되는 공정 압력보다 낮은 압력으로 유지되며, 순환을 원활하게 하고 캐비티가 채워진 상태를 유지하도록 대기압에 근접하거나 약간 높게 유지되는 경우가 많습니다. API 682는 "내부 씰과 외부 씰 사이의 유체로서 씰 챔버 압력보다 낮은 압력"이라고 명시적으로 규정하고 있습니다.  

정상 작동 시, 1차 씰은 공정 유체의 전체 차압을 처리합니다. 2차 씰은 일반적으로 5 PSI 미만의 최소한의 차압을 경험합니다. 이러한 구성 덕분에 2차 씰은 대기 모드를 유지하며, 1차 씰이 고장 나기 시작할 때까지 최소한의 마모만 발생합니다.

완충액은 자연 대류를 통해 순환하거나 다음의 도움을 받아 순환합니다. 펌핑 링1차 씰에서 발생하는 열이 순환 패턴을 구동하는데, 차가운 유체가 바닥으로 들어가고 따뜻한 유체가 위쪽으로 나옵니다.

이중 기계 씰(API 배열 3형)

상세 정의 및 설계 아키텍처

이중 기계적 밀봉일반적으로 API Arrangement 3을 준수하며 두 세트로 구성됩니다. 물개 얼굴 밀봉 챔버 또는 카트리지 내부에 배열되어 있으며, 그 사이의 공동에는 전용 차단 유체가 순환합니다.

이중 씰의 가장 큰 특징은 이 배리어 유체가 밀봉되는 공정 유체 압력보다 항상 높은 압력으로 유지된다는 것입니다. 이 양압 차이는 일반적으로 공정 압력보다 1~2bar(15~30psig) 높거나 API 682와 같은 표준 또는 특정 제조업체 권장 사항(예: 펌프 압력보다 최소 2bar 또는 10%)에 명시된 값입니다.  

작동 원리: 가압 배리어 유체 시스템

가압 배리어 유체 시스템은 이중 씰과 탠덤 구성을 구분합니다. 배리어 유체 압력은 일반적으로 질소 블래더 어큐뮬레이터, 피스톤 어큐뮬레이터 또는 직접 가압 시스템 등 다양한 방법을 통해 씰 챔버 압력보다 20psi 높은 압력을 유지합니다.

이중 배열의 두 씰은 압력 부하를 공유하여 각 씰 면의 응력을 줄입니다. 내부 씰은 공정 유체가 배리어 유체로 유입되는 것을 방지하는 반면, 외부 씰은 배리어 유체를 가둡니다. 따라서 공정 유체 자체는 펌프 또는 장비 내에 효과적으로 수용됩니다.

이중 기계 씰 유형

• 백투백 어레인지먼트: 이 구성에서 회전 씰 링은 일반적으로 고정된 결합 링 사이에 장착되어 씰이 사실상 반대 방향으로 향하게 됩니다. 이는 범용 이중 씰에 일반적으로 적용되는 구성이며 API 682 배열 3에 명시되어 있습니다. 배리어 유체는 일반적으로 두 씰 쌍의 외경(OD)에 주입됩니다.
• 대면 상담: 여기서 고정된 결합 링은 회전하는 씰 링 사이에 장착되어 씰이 서로 마주보도록 합니다. 이 구성은 API 682 Arrangement 3에도 사용되며, 배리어 유체는 종종 양쪽 씰의 외경(OD)에 위치합니다.
• 대면 배치(가압 장벽이 있는 탠덤 방향): 이 구성은 두 개의 씰 링 사이에 하나의 메이팅 링이 장착되고, 두 개의 메이팅 링 사이에 하나의 씰 링이 장착되는 방식으로, 기본적으로 탠덤 구조이지만 가압된 배리어 유체로 작동합니다. 이 구성은 API Arrangement 3 씰로도 사용할 수 있으며, 배리어 유체는 일반적으로 내부 씰의 내경(ID)과 외부 씰의 외경에 위치합니다.