기계적 씰의 압력은 무엇입니까?

기계적 씰은 회전 장비의 필수 구성 요소로, 유체 누출을 방지하고 시스템 압력을 유지합니다. 씰 성능과 수명에 영향을 미치는 중요한 요소인 씰 챔버 압력은 다양한 설계 및 작동 매개변수에 의해 결정됩니다.

이 기사에서는 씰 챔버 압력의 개념을 탐구하고, 이에 영향을 미치는 요인과 이를 효과적으로 관리하는 데 사용되는 설계 기능을 살펴봅니다. 또한 다양한 적합성에 대해서도 논의합니다. 기계적 밀봉 다양한 압력 조건에 맞는 유형입니다.

기계적 씰의 씰 챔버 압력이란 무엇입니까?

씰 챔버 압력은 기계적 씰을 수용하는 캐비티 내의 유체 압력을 말합니다. 이 압력은 윤활, 냉각 및 오염 물질 유입 방지와 같은 요소에 영향을 미치므로 씰의 성능과 수명에 중요한 역할을 합니다.

일반적인 기계적 씰 배열에서 씰 챔버는 펌프 케이싱과 대기 사이에 위치합니다. 이 챔버 내의 압력은 펌프의 작동 조건, 씰 설계, 펌핑되는 유체를 포함한 다양한 요인에 의해 결정됩니다.

적절한 씰 챔버 압력을 유지하는 것은 여러 가지 이유로 중요합니다.

1. 적절한 윤활: 적절한 압력은 씰 표면에 얇은 유체 필름이 공급되어 마찰과 마모를 줄여줍니다.
2. 냉각: 씰 챔버 내의 유체는 씰 면에서 발생하는 열을 발산하여 과열 및 조기 고장을 방지합니다.
3. 오염 물질 배제: 씰 챔버 내부의 양압은 외부 오염 물질이 들어와 씰 표면을 손상시키는 것을 방지합니다.

씰 챔버 내부의 압력에 영향을 미치는 요인

펌프 작동 조건

펌프의 작동 조건은 씰 챔버 압력에 직접적인 영향을 미칩니다. 펌프의 배출 압력, 흡입 압력, 회전 속도와 같은 요인은 씰 캐비티 내의 압력에 영향을 미칩니다.

일반적으로 배출 압력이 높으면 씰 챔버 압력이 높아지는 반면, 흡입 압력이 낮으면 챔버 내부의 압력이 낮아지거나 심지어 진공 상태가 될 수 있습니다.

씰 디자인 및 배열

기계적 씰의 설계와 펌프 내부의 배열도 씰 챔버 압력에 영향을 미칩니다. 여러 가지 설계 요소가 작용합니다.

1. 균형 비율: 균형 비율은 씰 면의 유압 부하를 결정합니다. 균형 비율이 높은 씰은 낮은 압력에서 작동하는 경향이 있는 반면, 균형 비율이 낮으면 압력이 높아집니다.
2. 물개 얼굴 기하학: 씰 면의 기하학, 즉 면 폭과 표면 마감은 씰 챔버 내의 압력 분포에 영향을 미칩니다.
3. 배관 계획: 기계적 씰과 함께 사용되는 배관 계획은 씰 챔버의 압력에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 계획 11(펌프 배출구에서 씰로의 재순환)은 압력을 증가시키는 반면, 계획 13(씰 챔버에서 흡입구로의 재순환)은 압력을 감소시킵니다.

유체 특성

펌핑되는 유체의 속성도 씰 챔버 내부의 압력에 영향을 미칩니다. 점도, 비중, 증기압과 같은 요인이 작용합니다.

점도가 높은 유체는 씰 면 사이에 적절한 윤활을 유지하기 위해 씰 챔버 압력을 높여야 할 수 있습니다. 증기압이 높은 유체는 씰 챔버 내에서 캐비테이션과 압력 감소로 이어질 수 있습니다.

기계적 씰의 종류와 압력 적합성

압력 관리를 위한 디자인 특징

씰 챔버 내의 압력을 효과적으로 관리하기 위해 기계적 씰은 다양한 설계 기능을 통합합니다. 이러한 기능은 다양한 압력 범위에서 최적의 씰링 성능과 수명을 보장합니다.

균형 잡힌 씰 페이스

균형 잡힌 씰 페이스는 씰링 표면에 가해지는 압력의 영향을 최소화하도록 설계되었습니다. 압력에 노출된 효과적인 씰링 영역을 줄임으로써 균형 잡힌 씰은 씰 챔버 압력의 변동에 관계없이 일관된 씰링 힘을 유지합니다. 이 설계 특징은 씰 수명을 연장하고 중간에서 높은 압력 응용 분야에서 씰링 효율성을 개선합니다.

다중 스프링

기계적 씰은 종종 여러 개의 스프링을 사용하여 균일한 밀봉력 분포를 제공합니다. 하나의 큰 스프링 대신 일련의 작은 스프링을 사용함으로써 밀봉력은 씰 면의 원주 주위에 고르게 적용됩니다. 이 다중 스프링 배열은 일관된 밀봉 성능을 보장하고 압력으로 인한 변형이나 누출 위험을 줄입니다.

압력 반응형 기하학

일부 기계적 씰은 압력 반응형 지오메트리를 특징으로 하며, 이를 통해 씰 면이 씰 챔버 압력의 변화에 적응할 수 있습니다. 압력이 증가함에 따라 씰 면의 지오메트리는 자동으로 조정되어 최적의 씰링 갭을 유지합니다. 이 자체 조정 메커니즘은 과도한 마모를 방지하고 광범위한 압력 범위에서 씰링 효과를 유지하는 데 도움이 됩니다.

배리어 유체 시스템

더블 씰과 탠덤 씰은 압력을 관리하고 밀봉 성능을 향상시키기 위해 배리어 유체 시스템을 통합합니다. 배리어 유체는 일반적으로 호환되는 액체 또는 가스이며, 공정 유체보다 더 높은 압력으로 유지됩니다. 이 압력 차이는 공정 유체가 밀봉 인터페이스로 들어가는 것을 방지하고 씰 면에 윤활 및 냉각을 제공합니다. 배리어 유체 시스템은 기계적 씰을 고압 공정 유체의 잠재적으로 해로운 영향으로부터 효과적으로 격리합니다.