카우씰

기계적 밀봉의 종류

기계적 씰은 유체를 효과적으로 관리하는 데 필수적이며 단일, 이중 및 특수 씰과 같은 다양한 디자인으로 제공됩니다. 각 유형은 압력 처리, 온도 탄력성 및 설치 복잡성을 포함한 특정 산업 요구 사항을 충족하도록 맞춤화되었습니다.

이 기사에서는 다양한 기계적 씰 유형과 해당 응용 분야를 살펴보고 필요에 맞는 제품을 선택하는 데 도움을 드립니다.

주요 시사점

  1. 단일 기계적 씰: 언밸런스형, 밸런스형, 푸셔형, 논푸셔형, 컨벤셔널형, 카트리지형 등 다양한 종류가 있습니다.
  2. 이중 기계적 밀봉: 여기에는 직렬 및 연속형과 같은 구성이 포함됩니다. 누출 방지를 강화하고 유체 분리를 유지하기 위해 장벽 또는 완충 유체를 활용합니다.
  3. 특수 씰 배열: 이 카테고리에는 다음이 포함됩니다. 분할 씰, 가스 윤활 씰 및 벨로우즈 씰. 이러한 설계는 유지 관리 용이성, 공회전 성능, 극한 조건에서의 작동과 같은 특정 문제를 해결합니다.
  4. 가스 윤활 씰: 이 씰은 마찰과 열을 최소화하도록 설계되어 공회전이 필요한 시나리오에 이상적입니다. 나선형 홈과 같은 고급 기술을 사용하여 가스 필름을 효과적으로 형성하고 마모를 줄이고 씰 수명을 연장하는 경우가 많습니다.
  5. 벨로우즈 씰: 고온, 고압에 견딜 수 있도록 특별히 설계되었습니다.

단일 씰

불균형 대 균형 물개

불균형 씰은 더 간단합니다. 씰의 전체 면이 해당 시스템의 전체 압력을 느낍니다. 이러한 직접적인 노출은 이러한 씰이 서로 매우 단단히 밀착된다는 것을 의미합니다. 단점은? 압력이 너무 높으면 뒤틀리거나 과열될 수 있어 고압 시나리오에서는 효율성이 떨어집니다. 일반적으로 저압 환경에서 사용됩니다.

균형 잡힌 씰은 강한 압력에 노출되는 씰 표면의 양을 제한하는 특별한 기하학적 구조를 가지고 있습니다. 이 디자인은 씰 면을 함께 미는 힘을 줄여 압력을 더욱 고르게 분산시키는 데 도움이 됩니다. 결과적으로, 균형 잡힌 씰 과열 없이 모양과 효율성을 유지하면서 더 높은 압력에서 더 잘 작동합니다. 단점은 복잡한 디자인으로 인해 일반적으로 비용이 더 많이 든다는 것입니다.

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푸셔 대 비푸셔 씰

푸셔 씰은 샤프트를 따라 축 방향으로 움직이는 동적 O-링을 사용합니다. 이 디자인은 마모와 정렬 불량을 조정하는 데 도움이 됩니다. 그러나 움직이는 O-링이 씰 걸림(seal hang-up)으로 알려져 있으므로 연마성 유체에서는 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

비푸셔 씰은 움직이는 O-링 대신 유연한 벨로우즈를 사용합니다. 이 벨로우즈는 변화에 적응하여 축 방향 이동 없이 씰 무결성을 유지합니다. 고온 처리에 탁월하고 끊김 현상이 덜 발생합니다.

그러나 부식성 환경을 견디고 일반적으로 낮은 압력을 처리하려면 특수 재료가 필요할 수 있습니다. 비푸셔 씰은 효과적이지만 가격이 더 비쌀 수 있습니다.

푸셔 기계적 씰

기존 대 카트리지 씰

기존 씰은 처음에는 비용이 덜 들지만 전문가의 설치가 필요합니다. 이러한 정밀도는 펌프 샤프트에 올바르게 정렬되도록 보장하며, 이는 조기 고장을 방지하는 데 중요합니다.

카트리지 씰은 초기 비용이 더 많이 들지만 설치가 더 쉽습니다. 완전히 조립되어 제공되므로 설치 중 오류가 발생할 가능성이 줄어듭니다. 또한 이 설계는 펌프 샤프트와 샤프트 슬리브에 대한 추가 보호 기능을 제공하므로 시간이 지남에 따라 유지 관리 비용이 낮아질 수 있습니다.

그러나 수중 펌프의 임펠러 설치와 같은 특정 유형의 펌프 응용 분야에서는 카트리지 씰이 기존 씰만큼 다용도로 사용되지 않습니다. 이러한 시나리오에서는 적응성으로 인해 기존 씰이 선호됩니다.

카트리지 기계적 씰

이중 씰

탠덤 대 연속 방향

탠덤 설정에서는 보조 씰이 보호 장치 역할을 하여 기본 씰이 고장날 경우 백업을 제공합니다. 이 2차 밀봉은 밀봉되는 유체보다 낮은 압력으로 유지되는 완충 유체에 의해 윤활됩니다. 이는 보조 씰을 고압에 노출시키지 않고 씰 시스템의 신뢰성을 향상시키는 데 특히 유용합니다.

연속 구성은 씰을 서로 반대편에 배치합니다. 여기에서는 프로세스 유체보다 더 높은 압력으로 유지되는 배리어 유체가 씰을 윤활합니다. 이 설정은 위험한 유체를 취급할 때 중요합니다. 배리어 유체의 압력을 공정 유체의 압력보다 높게 유지함으로써 모든 누출을 밀어내고 위험한 화학물질이 환경으로 빠져나가는 것을 방지합니다.

이중 기계적 씰

가압 대 비가압 배리어 유체

가압된 배리어 유체를 사용하면 프로세스 유체보다 더 높은 압력으로 유지됩니다. 이 설정은 빠져나오는 유체를 공정 흐름으로 다시 밀어 넣어 누출을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이 방법이 효과적으로 작동하려면 물, 글리콜 용액, 오일 등의 차단 유체가 공정 유체와 호환되어야 합니다. 이러한 호환성은 유체가 혼합될 때 발생할 수 있는 화학 반응이나 기타 문제를 방지합니다.

압력이 가해지지 않은 완충액은 공정 유체에 비해 낮은 압력으로 유지됩니다. 여기서 설계는 의도적으로 일부 프로세스 유체가 버퍼 챔버로 누출되도록 허용합니다. 버퍼 유체는 공정 유체와 혼합되지 않기 때문에 호환성이 덜 중요하므로 버퍼 챔버에 적합한 유체를 선택하는 데 더 많은 유연성이 허용됩니다.

전문 준비

분할 씰

분할 씰을 사용하면 샤프트 주위에 직접 설치할 수 있어 대형 기계의 유지 관리가 크게 단순화됩니다. 이 기능을 사용하면 다른 기계 구성 요소를 분해할 필요가 없어 가동 중지 시간이 효과적으로 줄어듭니다. 이러한 씰은 무거운 부품을 제거할 수 없는 환경에서 특히 유리합니다.

단일 단위로 제공되는 기존 카트리지 씰과 달리 분할 씰은 여러 섹션으로 설계되었습니다. 이러한 분할된 설계는 설치 프로세스의 속도를 높여 번거로운 장비의 유지 관리를 더 쉽게 처리할 수 있습니다. 그러나 분할 씰의 분할 특성으로 인해 일체형 씰에 비해 잠재적인 누출 경로가 더 많이 발생합니다.

누출 위험 증가에도 불구하고 기술 개선 기계적 밀봉 디자인으로 인해 분할 씰의 씰링 기능이 향상되었습니다. 요즘에는 그 성능이 전통적인 온전한 카트리지 씰의 성능과 밀접하게 경쟁할 수 있습니다.

나뉘다

건식 주행용 가스 윤활 씰

공회전용으로 설계된 가스 윤활 씰에는 나선형 홈 및 레일리 패드와 같은 정교한 메커니즘이 통합되어 있습니다. 이러한 구조는 씰 표면 사이에 얇은 가스 층의 형성을 촉진하여 서로 접촉하지 않도록 합니다.

일반적으로 건조한 환경에서의 내구성과 성능으로 인해 탄소 및 탄화 규소와 같은 재료가 사용됩니다. 이러한 소재는 윤활 부족과 작동 중 발생하는 열을 견딜 수 있을 만큼 견고합니다.

지원 시스템 왜냐하면 이 인장 또한 매우 중요하기 때문입니다. 작동 오류를 방지하려면 정확한 가스 압력을 유지하고 가스가 깨끗한지 확인해야 합니다.

건식 가스 씰

고온/고압용 벨로우즈 씰

벨로우즈 씰은 전체가 금속으로 제작되어 400°F(200°C)를 초과하는 온도에서 효율적으로 작동할 수 있으며 최대 800°F(425°C) 이상도 처리할 수 있습니다. 이 기능은 탄화수소 및 공격적인 화학 물질과 같은 뜨거운 유체를 다루는 산업에 매우 중요합니다.

벨로우즈 씰의 구조적 무결성은 이중 겹 또는 적층 설계로 강화됩니다. 이 구조는 1000psi(70bar)를 초과하는 압력을 견딜 수 있도록 특별히 맞춤 제작되었습니다. 이러한 견고한 제작 품질은 씰이 심각한 응력 하에서도 고장 없이 기능을 유지할 수 있도록 보장합니다.

Inconel 또는 Hastelloy와 같은 벨로우즈 씰에 사용되는 재료는 뛰어난 부식 저항성을 위해 선택됩니다. 가혹한 화학 물질이 존재하는 환경에서 씰의 성능이 저하되거나 조기에 실패하지 않도록 보장합니다.

또한 많은 벨로우즈 씰은 균형 잡힌 면 하중으로 설계되었습니다. 이 기능은 씰 표면 전체에 압력을 균일하게 분산시키는 데 중요한 역할을 합니다. 균일한 압력 분포는 작동 중 열 발생과 변형을 최소화하여 전체 성능을 향상시키고 씰의 수명을 연장시킵니다.

벨로우즈 씰

올바른 기계적 밀봉을 선택하는 방법

올바른 메카니컬 씰을 선택할 때 먼저 직면하게 될 특정 작동 조건을 고려해야 합니다. 이러한 조건은 최고의 성능을 제공할 재료 선택과 씰 설계 유형에 영향을 미칩니다. 온도, 압력, 유체 특성과 같은 변수를 분석하여 시스템 요구 사항을 효율적이고 효과적으로 충족하는 씰을 선택하십시오.

작동 조건

  • 장비 종류: 장비 유형에 따라 메카니컬 씰에 대한 요구 사항이 다양하므로 펌프, 혼합기 또는 교반기와 같이 메카니컬 씰과 함께 사용되는 장비 유형을 고려하십시오.
  • 샤프트 크기 및 작동 속도: 장비의 샤프트 크기와 작동 속도를 분석하십시오. 이는 씰 파손을 방지하기 위해 올바른 씰 재료와 설계를 선택하는 데 중요한 요소입니다.
  • 작동 온도 및 압력: 높은 온도와 압력은 씰의 무결성을 손상시킬 수 있으므로 극한 상황을 견딜 수 있는 씰이 필요하므로 장비 내의 작동 온도와 압력을 고려하십시오.
  • 유체 점도 및 고체 존재: 유체의 점도와 고형물 존재 여부를 고려하십시오. 이러한 요소는 누출을 방지하는 데 필요한 씰 설계에 영향을 미치며, 더 두꺼운 유체 또는 견고한 씰 설계가 필요한 고체 입자를 포함하는 유체의 경우.
  • 환경 규제 준수: 필요한 배출 표준을 충족하는 씰을 선택하여 환경 규정을 준수함으로써 기계 및 취급 요구 사항을 충족시키면서 규제 문제를 방지합니다.

씰 설계 고려 사항

  • 균형 잡힌 디자인과 불균형한 디자인:
    • 균형 잡힌 씰 더 높은 성능과 내구성을 제공하므로 고압 응용 분야에 적합합니다.
    • 불균형 씰 더 경제적이며 덜 까다로운 응용 분야에 적합합니다.
  • 준비: 간단한 시스템에는 단일 씰로 충분하지만, 이중 씰 누출을 방지하기 위해 위험하거나 값비싼 유체에는 권장됩니다.
  • 재료 선택:
    • 인감면: 카본이나 세라믹과 같은 재질은 밀봉된 유체와의 호환성에 따라 선택되어야 효과가 유지됩니다.
    • 엘라스토머: 온도에 대한 저항성과 유체의 화학적 성질을 고려하여 선택해야 합니다.
  • 하드웨어:
    • 부식 저항: 금속 부품은 수명을 보장하기 위해 부식에 저항해야 합니다.
  • 씰 플러시 시스템:적절한 씰 플러시 시스템의 구현은 청결과 냉각을 유지하고 씰의 수명을 연장하며 안정적인 작동을 보장하는 데 필수적입니다.

자주 묻는 질문

펌프에는 몇 가지 유형의 씰이 있습니까?

단일 씰, 이중 씰, 카트리지 씰 및 벨로우즈 씰을 포함하여 펌프에 사용되는 여러 가지 기계 씰 유형이 있습니다.

결론

기계 시스템의 최적의 성능과 내구성을 보장하려면 특정 요구 사항과 조건에 따라 적절한 기계적 씰을 신중하게 선택하십시오.

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