Wat is externe spoeling?

Externe spoelsystemen zijn steeds gangbaarder geworden in mechanische afdichtingen. Deze systemen, die het spoelmechanisme buiten het hoofdonderdeel positioneren, bieden duidelijke voordelen ten opzichte van traditionele intern spoelconfiguraties.

In deze blogpost duiken we in de complexiteit van externe spoelsystemen, onderzoeken we hun werkingsprincipes en de voordelen die ze bieden. We onderzoeken ook de uitdagingen die gepaard gaan met het implementeren van externe spoelsystemen en benadrukken belangrijke toepassingen waar deze aanpak uitblinkt in vergelijking met interne spoelsystemen.

Wat is externe spoeling?

Extern spoelen is een methode om schone, koele vloeistof van buitenaf in de afdichtingskamer van een mechanische verzegeling. In tegenstelling tot interne spoeling, die procesvloeistof van de pompafvoer terug naar de afdichting recirculeert, gebruikt externe spoeling een aparte vloeistoftoevoer. Deze vloeistof wordt doorgaans op een hogere druk gehouden dan de afgedichte vloeistof, waardoor een positieve stroming in de afdichtingskamer ontstaat.

De externe spoelvloeistof dient verschillende belangrijke doeleinden:

1. Het koelt en smeert de afdichtingsvlakken, waardoor er minder warmte ontstaat door wrijving en de levensduur van de afdichting wordt verlengd.
2. Het voorkomt dat procesvloeistof in de afdichtingskamer terechtkomt, wat vooral belangrijk is bij het werken met schurende, corrosieve of polymeriserende vloeistoffen die de afdichtingsvlakken kunnen beschadigen.
3. Het zorgt voor een stabiele omgeving in de afdichtingskamer, waardoor de impact van variaties in de procesvloeistof of verstoorde omstandigheden op de afdichtingsprestaties wordt beperkt.

Door een schone, stabiele omgeving voor de mechanische afdichting te creëren, kan externe spoeling de betrouwbaarheid en levensduur van de afdichting bij uitdagende toepassingen aanzienlijk verbeteren.

Hoe externe spoelsystemen werken

In een extern spoelsysteem wordt schone vloeistof aan de mechanische afdichting geleverd vanuit een bron die losstaat van de procesvloeistof. Dit wordt doorgaans bereikt met behulp van een kleine spoelpot of reservoir dat continu wordt gevuld met de spoelvloeistof. De vloeistof wordt vervolgens onder druk gezet met behulp van een pomp of drukverhogend apparaat zoals een zuigeraccumulator.

De onder druk staande spoelvloeistof wordt via een poort in de afdichtingskamer geleid, die zich meestal in de pakkingplaat achter de afdichtingsvlakken bevindt. Een gebruikelijke opstelling is om de spoelleiding tussen het stationaire vlak en de pakkingplaat te verbinden, waardoor de stroming over de atmosferische zijde van de afdichtingsvlakken wordt geleid.

Wanneer de hogedrukspoelvloeistof de afdichtingskamer binnenkomt, creëert het een positieve stroming naar de proceszijde van de afdichting. Dit drukverschil voorkomt dat procesvloeistof de afdichtingskamer binnenkomt, terwijl het continu alle hitte of verontreinigingen wegspoelt die bij de afdichtingsvlakken worden gegenereerd.

De gebruikte spoelvloeistof verlaat vervolgens de afdichtingskamer via de normale lekkagepaden langs de as en via de klierontluchting en -afvoer. Er kan ook wat spoelvloeistof in de processtroom terechtkomen, wat acceptabel is zolang de spoelvloeistof compatibel is met het proces en het drukverschil handhaaft.

Om een goede externe spoeling te garanderen, moeten een aantal belangrijke parameters worden gecontroleerd:

1. Spoelvloeistofdruk: Wordt doorgaans gehandhaafd op 15-25 psi boven de druk van de afdichtingskamer om een positieve stroming te garanderen.
2. Temperatuur van de spoelvloeistof: Gekoeld om warmte van de afdichtingsvlakken af te voeren.
3. Zuiverheid van de spoelvloeistof: Gefilterd om te voorkomen dat er schurende deeltjes op de afdichtingsvlakken terechtkomen.
4. Stroomsnelheid van de spoelvloeistof: Zo ontworpen dat er voldoende koeling en smering plaatsvindt zonder dat de procesvloeistof te veel wordt verdund.

Wanneer het goed wordt geïmplementeerd, creëert een extern spoelsysteem een zeer gecontroleerde micro-omgeving voor de mechanische afdichting, waardoor de prestaties en betrouwbaarheid worden geoptimaliseerd. Door de afdichting te isoleren van de procesvloeistof en schone, stabiele omstandigheden te bieden, zorgt extern spoelen ervoor dat mechanische afdichtingen succesvol kunnen werken in toepassingen die anders te uitdagend zouden blijken.

Voordelen van externe spoeling

Verbeterde koeling en smering

Met een extern spoelsysteem wordt een speciale toevoer van schone, koele vloeistof continu door de afdichtingskamer gecirculeerd. Dit zorgt voor effectievere warmteafvoer en smering vergeleken met het uitsluitend vertrouwen op de procesvloeistof, zoals het geval is bij interne spoelsystemen. De schonere, koelere vloeistof helpt de levensduur van de afdichting te verlengen, met name bij toepassingen met hoge temperaturen of hoge druk.

Minder verontreiniging

Externe spoelsystemen introduceren een aparte, schone vloeistof in de afdichtingskamer, wat helpt voorkomen dat procesverontreinigingen de afdichtingsoppervlakken binnendringen en beschadigen. Interne spoelsystemen vertrouwen daarentegen op de procesvloeistof zelf, die schurende deeltjes, corrosieve chemicaliën of andere schadelijke stoffen kan bevatten die slijtage en falen van de afdichting kunnen versnellen.

Grotere flexibiliteit bij vloeistofselectie

Omdat externe spoelsystemen een speciale vloeistoftoevoer gebruiken, kan het type vloeistof worden geoptimaliseerd voor de specifieke afdichtingsvereisten, zoals viscositeit, smeereigenschappen en compatibiliteit met afdichtingsmaterialen. Dit zorgt voor betere prestaties en een langere levensduur van de afdichting. Interne spoelsystemen zijn daarentegen beperkt tot het gebruik van de procesvloeistof, die mogelijk niet de ideale eigenschappen heeft voor afdichting.

Gemakkelijker toezicht en onderhoud

Externe spoelsystemen bevatten doorgaans voorzieningen voor het bewaken van vloeistofdruk, temperatuur en stroomsnelheid, evenals voor het bemonsteren van de vloeistof om te controleren op verontreinigingen of degradatie. Dit maakt proactief onderhoud en vroege detectie van potentiële problemen mogelijk. Interne spoelsystemen bieden deze bewakings- en onderhoudsmogelijkheden niet, waardoor het moeilijker wordt om optimale afdichtingsprestaties te garanderen.

Uitdagingen van externe spoeling

Extra complexiteit en kosten

Voor de implementatie van een extern spoelsysteem zijn extra leidingen, kleppen, instrumentatie en een apart vloeistofreservoir nodig, wat de algehele complexiteit en kosten van het afdichtingssysteem vergroot in vergelijking met een intern spoelontwerp. De extra componenten vereisen ook meer ruimte en kunnen lastig zijn om in bestaande apparatuur te retrofitten.

Potentieel voor lekkage en verontreiniging

Met meer leidingen en aansluitingen introduceren externe spoelsystemen extra potentiële lekpunten, wat kan leiden tot vloeistofverlies, milieuproblemen en veiligheidsrisico's. Als de externe spoelvloeistof verontreinigd raakt, kan dit de afdichtingsoppervlakken beschadigen in plaats van ze te beschermen, dus zorgvuldig vloeistofbeheer is cruciaal.

Verhoogde onderhoudsvereisten

De extra componenten en de vereisten voor vloeistofbehandeling van externe spoelsystemen vereisen vaker inspectie, testen en onderhoud vergeleken met eenvoudigere interne spoelontwerpen.

Compatibiliteitsproblemen

De externe spoelvloeistof moet niet alleen compatibel zijn met de afdichtingsmaterialen, maar ook met de procesvloeistof in geval van accidentele vermenging. Dit kan de keuze van spoelvloeistoffen beperken en kan speciale aandacht vereisen in het systeemontwerp om kruisbesmetting te voorkomen.

Toepassingen van externe spoeling

Hogetemperatuurprocessen

In toepassingen waarbij de temperatuur van de procesvloeistof de limieten van de afdichtingsmaterialen of de smeereigenschappen van de vloeistof overschrijdt, kan een extern spoelsysteem een koelere, geschiktere vloeistof leveren om de levensduur van de afdichting te verlengen. Dit komt veel voor in industrieën zoals olie- en gasverwerking, chemische productie en energieopwekking.

Zeer schurende of corrosieve vloeistoffen

Bij het verwerken van vloeistoffen met een hoog gehalte aan schurende deeltjes of corrosieve stoffen kan een extern spoelsysteem helpen de afdichtingsoppervlakken te beschermen door een schone, niet-schurende en niet-corrosieve vloeistof in de afdichtingskamer te brengen.

Processen met een hoog vastestofgehalte

Bij toepassingen met vloeistoffen met een hoge concentratie zwevende vaste stoffen, zoals papierpulp of voedselslib, kan een extern spoelsysteem helpen voorkomen dat vaste stoffen zich ophopen in de afdichtingskamer. Dit kan anders leiden tot verstopping en voortijdig falen van de afdichting.

Gevaarlijke of giftige vloeistoffen

Bij het omgaan met gevaarlijke vloeistoffen die milieu- of veiligheidsrisico's vormen in geval van lekkage, kan een extern spoelsysteem een extra barrière vormen en helpen om mogelijke lekken in te dammen. De spoelvloeistof kan ook worden geselecteerd om milieuvriendelijker en minder gevaarlijk te zijn dan de procesvloeistof.