Componenten van een dubbele mechanische afdichting

Dubbele mechanische afdichtingen worden veel gebruikt in roterende apparatuur zoals pompen en compressoren om vloeistoflekkage te voorkomen. Hoewel ze eenvoudig van opzet zijn, bestaan ze uit verschillende kritische elementen die samenwerken als een systeem.

Dit artikel onderzoekt de belangrijkste componenten van een typische dubbele mechanische afdichting, waaronder de afdichtingsregelingen, vlakken, klier, huls, spoelsysteem, barrièrevloeistof, elastomeren en hardware. Door de rol en ontwerpoverwegingen voor elk onderdeel te begrijpen, krijgen lezers een diepere waardering voor deze ingewikkelde afdichtingsoplossingen.

Zegelregelingen

Dubbele mechanische afdichtingen kan in drie primaire opstellingen worden geconfigureerd: rug-aan-rug, tegenover elkaar en tandem.

Rug-aan-rug

Bij een back-to-back-opstelling worden de twee afdichtingen gemonteerd met hun roterende vlakken van elkaar af gericht. De barrière- of buffervloeistof wordt tussen de afdichtingen ingebracht, waarbij de druk hoger wordt gehouden dan de procesvloeistofdruk. Deze opstelling is ideaal voor toepassingen met hoge druk en voorkomt dat procesvloeistof het barrière-/buffervloeistofsysteem binnendringt.

Oog in oog

Face-to-face-opstellingen hebben de roterende vlakken van de twee afdichtingen naar elkaar toe gericht. De barrière- of buffervloeistof wordt op een lagere druk gehouden dan de procesvloeistof. Deze configuratie is geschikt voor toepassingen met lage druk en maakt het eenvoudig om het barrière-/buffervloeistofsysteem te controleren op lekkage.

Tandem

Tandem seal-opstellingen hebben twee seals die met hun roterende vlakken in dezelfde richting zijn gemonteerd. De barrière- of buffervloeistof wordt tussen de seals ingebracht, waarbij de druk doorgaans op een lager niveau wordt gehouden dan de procesvloeistofdruk. Tandem seals bieden een extra beschermingslaag tegen lekkage en worden vaak gebruikt in milieugevoelige of gevaarlijke toepassingen.

Componenten van een dubbele mechanische afdichting

Zeehonden gezichten

De afdichtingsvlakken zijn de primaire afdichtingselementen in een dubbele mechanische afdichtingZe bestaan uit twee delen: de primaire afdichting en de secundaire afdichting.

Primaire afdichting

De primaire afdichting, ook wel de inboard seal genoemd, is de eerste verdedigingslinie tegen lekkage. Deze is doorgaans gemaakt van een hard, slijtvast materiaal zoals siliciumcarbide, wolfraamcarbide of keramiek. De primaire afdichtingsvlakken zijn nauwkeurig gepolijst om een glad, vlak oppervlak te creëren waardoor ze met minimale lekkage op elkaar passen.

De primaire afdichtingsvlakken worden op hun plaats gehouden door een combinatie van veerdruk en hydraulische kracht van de afgedichte vloeistof. Naarmate de druk van de afgedichte vloeistof toeneemt, neemt de hydraulische kracht op de afdichtingsvlakken toe, waardoor ze strakker sluiten en lekkage wordt voorkomen.

Secundaire afdichting

De secundaire afdichting, ook wel bekend als de buitenboordafdichting, is het reserve-afdichtingselement in een dubbele mechanische afdichting. Het is doorgaans gemaakt van dezelfde materialen als de primaire afdichting en dient als een redundant afdichtingspunt in het geval dat de primaire afdichting faalt.

De secundaire afdichtingsvlakken staan niet in direct contact met de afgedichte vloeistof en zijn daarom niet onderhevig aan dezelfde slijtage als de primaire afdichtingsvlakken. Ze worden echter nog steeds blootgesteld aan de omgeving en moeten bestand zijn tegen corrosie, temperatuurschommelingen en andere omgevingsfactoren.

Afdichtingsklier

De afdichtingsklier is de behuizing die de mechanische afdichtingscomponenten bevat. Deze is doorgaans gemaakt van een corrosiebestendig materiaal zoals roestvrij staal of Hastelloy en is ontworpen om de druk en temperatuur van de afgedichte vloeistof te weerstaan.

De afdichtingsklier biedt een montageoppervlak voor de afdichtingsvlakken, evenals poorten voor de introductie van spoelvloeistoffen en barrière-/buffervloeistoffen. Het bevat ook een afvoerpoort om lekkage die kan optreden veilig uit het systeem te verwijderen.

Asbus

De asbus is een cilindrisch onderdeel dat over de as van de roterende apparatuur past en een montageoppervlak biedt voor de afdichtingsklier. Het is doorgaans gemaakt van een hard, slijtvast materiaal zoals roestvrij staal of wolfraamcarbide en is ontworpen om de as te beschermen tegen schade veroorzaakt door de mechanische afdichting.

De asbus speelt ook een cruciale rol bij het handhaven van de juiste uitlijning van de afdichtingsvlakken. Elke verkeerde uitlijning of slingering in de as kan ervoor zorgen dat de afdichtingsvlakken verkeerd uitgelijnd raken, wat leidt tot verhoogde lekkage en voortijdig falen van de afdichting.

Spoelsysteem

Het spoelsysteem is een kritisch onderdeel van een dubbele mechanische afdichting die helpt de afdichtingsvlakken te koelen en te smeren, en voorkomt dat er verontreinigingen ophopen die ervoor kunnen zorgen dat de afdichting faalt. Het spoelsysteem bestaat uit twee delen: de primaire afdichtingspoeling en de secundaire afdichtingspoeling.

Primaire afdichting (binnenboord)

De primaire afdichtingsspoeling wordt gebruikt om de primaire afdichtingsvlakken te koelen en te smeren. Het is doorgaans een schone, compatibele vloeistof die via een poort in de afdichtingsklier in de afdichtingsklier wordt gebracht. De spoelvloeistof stroomt over de primaire afdichtingsvlakken en verwijdert warmte en verontreinigingen voordat het via de afvoerpoort naar buiten komt.

Secundaire afdichting (buitenboord)

De secundaire afdichtingsspoeling wordt gebruikt om de secundaire afdichtingsvlakken te koelen en te smeren. Het is doorgaans dezelfde vloeistof als de primaire afdichtingsspoeling en wordt via een aparte poort in de afdichtingsklier gebracht. De secundaire afdichtingsspoeling stroomt over de secundaire afdichtingsvlakken voordat deze via de afvoerpoort naar buiten komt.

Barrière/buffervloeistofsysteem

Het barrière-/buffervloeistofsysteem is een extra component dat kan worden gebruikt in dubbele mechanische afdichtingen om een extra beschermingslaag tegen lekkage te bieden. De barrière-/buffervloeistof is een schone, compatibele vloeistof die op een hogere druk wordt gehouden dan de afgedichte vloeistof, waardoor een positief drukverschil over de afdichtingsvlakken ontstaat.

Het barrière-/buffervloeistofsysteem bestaat uit een reservoir, een drukregelklep en een circulatiepomp. Het reservoir bevat een voorraad barrière-/buffervloeistof, terwijl de drukregelklep de vloeistof op een constante druk houdt. De circulatiepomp circuleert de vloeistof door de afdichtingsklier, waardoor een continue stroom van schone, koele vloeistof over de afdichtingsvlakken ontstaat.

Afdichtingselastomeren

Afdichtingselastomeren zijn een essentieel onderdeel van dubbele mechanische afdichtingen die statische afdichting bieden tussen de verschillende afdichtingscomponenten. Ze zijn doorgaans gemaakt van een flexibel, veerkrachtig materiaal zoals fluorelastomeer (FKM), perfluorelastomeer (FFKM) of ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM) en zijn ontworpen om de druk-, temperatuur- en chemische compatibiliteitsvereisten van de toepassing te weerstaan.

Afdichtingselastomeren worden op verschillende plaatsen in de mechanische afdichting gebruikt, waaronder:

• O-ringen tussen de afdichtingsvlakken en de afdichtingsbus
• Pakkingen tussen de afdichtingsbus en de behuizing van de apparatuur
• Balgen of membranen die zorgen voor axiale beweging van de afdichtingsvlakken

Afdichtingsmateriaal

Seal hardware verwijst naar de verschillende mechanische componenten die de sealvlakken en andere componenten op hun plaats houden in de seal gland. Deze componenten zijn doorgaans gemaakt van een corrosiebestendig materiaal zoals roestvrij staal of Hastelloy en zijn ontworpen om de druk en temperatuur van de afgedichte vloeistof te weerstaan.

Enkele veelvoorkomende voorbeelden van afdichtingshardware zijn:

• Veren die de benodigde sluitkracht op de afdichtingsvlakken leveren
• Aandrijfringen die het koppel van de as overbrengen op de afdichtingsvlakken
• Borgringen die de afdichtingscomponenten op hun plaats houden in de afdichtingspakkingbus