Wat is het verschil tussen back-to-back en face-to-face seals?

Afdichtingen zijn kritische componenten in een breed scala aan machines en industriële toepassingen, ze voorkomen vloeistoflekkage en zorgen voor een efficiënte werking. Van de verschillende soorten afdichtingen worden back-to-back en face-to-face configuraties vaak gebruikt in roterende apparatuur.

Dit artikel onderzoekt de belangrijkste verschillen tussen back-to-back en face-to-face seals, inclusief hun oriëntatie, montage-opstellingen, drukverwerkingsmogelijkheden, ruimtevereisten, onderhoudsoverwegingen en typische toepassingen. Door deze verschillen te begrijpen, kunnen ingenieurs en onderhoudsprofessionals weloverwogen beslissingen nemen bij het selecteren en onderhouden van seals voor hun specifieke machinebehoeften.

Wat is een back-to-back-afdichting?

Een back-to-back seal, ook wel bekend als een dubbele seal of tandem seal, is een type mechanische verzegeling opstelling die gewoonlijk wordt gebruikt in roterende apparatuur zoals pompen, mixers en compressoren. In deze configuratie worden twee mechanische afdichtingen in serie gemonteerd, met hun roterende vlakken in tegengestelde richtingen, van elkaar af gericht.

De primaire afdichting, die zich het dichtst bij de procesvloeistof bevindt, fungeert als de belangrijkste barrière tegen lekkage. De secundaire afdichting, die zich achter de primaire afdichting bevindt, dient als back-up voor het geval de primaire afdichting faalt. Een buffervloeistof, doorgaans een compatibele smeervloeistof, circuleert tussen de twee afdichtingen om de afdichtingsvlakken te smeren, te koelen en een stabiele omgeving te behouden.

Back-to-back seals bieden een verbeterde betrouwbaarheid en veiligheid vergeleken met enkele seals, omdat de secundaire seal een extra beschermingslaag biedt tegen lekkage. Deze opstelling is met name gunstig in toepassingen met gevaarlijke, giftige of milieugevoelige vloeistoffen, waarbij het falen van de seal aanzienlijke gevolgen kan hebben.

Wat is face-to-face seal?

Een face-to-face seal, ook wel een double opposite seal of tandem opposite seal genoemd, is een ander type mechanische seal-opstelling die wordt gebruikt in roterende apparatuur. In deze configuratie worden twee mechanische seals in serie gemonteerd, met hun roterende vlakken in dezelfde richting, naar elkaar toe gericht.

Vergelijkbaar met de back-to-back-opstelling bevindt de primaire afdichting in een face-to-face-configuratie zich het dichtst bij de procesvloeistof en fungeert als de belangrijkste barrière tegen lekkage. De secundaire afdichting bevindt zich achter de primaire afdichting en dient als back-up in geval van een defect aan de primaire afdichting.

In tegenstelling tot de back-to-back-opstelling, maakt de face-to-face-configuratie het gebruik van een onder druk staande barrièrevloeistof tussen de twee afdichtingen mogelijk. Deze barrièrevloeistof wordt op een hogere druk gehouden dan de procesvloeistof, waardoor een positief drukverschil ontstaat over de primaire afdichtingsvlakken. Als gevolg hiervan zou elke lekkage die zou kunnen optreden, de schone barrièrevloeistof zijn die in het proces lekt, in plaats van de procesvloeistof die naar de atmosfeer ontsnapt.

Face-to-face seals worden vaak gebruikt in toepassingen waar contaminatie van de procesvloeistof koste wat kost moet worden vermeden, zoals in de voedings-, farmaceutische of halfgeleiderindustrie. De onder druk staande barrièrevloeistof helpt lekkage van procesvloeistof te voorkomen en behoudt de integriteit van het afgesloten systeem.

Verschil tussen back-to-back en face-to-face seals

Oriëntatie van het afdichtingsvlak

Het primaire verschil tussen back-to-back en face-to-face seals ligt in de oriëntatie van hun sealvlakken. Bij back-to-back seals zijn de sealvlakken in tegengestelde richtingen gerangschikt, van elkaar af gericht. Bij face-to-face seals zijn de sealvlakken daarentegen naar elkaar toe gericht, waarbij de sealvlakken in direct contact staan.

Montage-indeling

Back-to-back seals worden doorgaans gemonteerd in een gland of behuizing, waarbij de sealvlakken tegen de glandwanden worden gedrukt. Deze opstelling zorgt voor een compacter en ruimtebesparender ontwerp. Face-to-face seals worden daarentegen gemonteerd tussen twee componenten, zoals flenzen of behuizingen, waarbij de sealvlakken direct contact met elkaar maken.

Drukbehandeling

Back-to-back seals zijn uitstekend geschikt voor het verwerken van hogere drukken vergeleken met face-to-face seals. De tegengestelde oriëntatie van de sealvlakken in back-to-back seals zorgt ervoor dat ze de drukkrachten effectief verdelen en in evenwicht brengen, waardoor het risico op sealfalen wordt verminderd. Face-to-face seals kunnen weliswaar nog steeds matige drukken verwerken, maar kunnen beperkingen hebben bij toepassingen met hoge druk vanwege het directe contact tussen de sealvlakken.

Ruimtevereisten

Back-to-back seals bieden een compacter ontwerp, omdat ze in een enkele klier of behuizing kunnen worden gemonteerd. Deze ruimtebesparende eigenschap maakt ze geschikt voor toepassingen met beperkte installatieruimte. Face-to-face seals vereisen, vanwege hun montage-opstelling tussen twee componenten, doorgaans meer ruimte voor installatie en bediening.

Onderhoud

De onderhoudsvereisten voor back-to-back en face-to-face seals verschillen. Back-to-back seals vereisen vaak minder frequent onderhoud, omdat de sealvlakken beschermd zijn in de gland of behuizing, waardoor blootstelling aan verontreinigingen en slijtage wordt verminderd. Face-to-face seals, met hun direct contact met sealvlakken, kunnen gevoeliger zijn voor slijtage en verontreiniging, waardoor ze vaker geïnspecteerd en vervangen moeten worden.

Toepassingen

Back-to-back seals worden veelvuldig gebruikt in hogedruktoepassingen, zoals hydraulische systemen, pompen en compressoren. Hun vermogen om hogere drukken aan te kunnen en hun compacte ontwerp maken ze zeer geschikt voor deze veeleisende omgevingen. Face-to-face seals worden vaak gebruikt in toepassingen met lagere druk, zoals vloeistofoverdrachtsystemen, waar hun eenvoudigere montage-opstelling en directe zegel gezicht contact zijn voordelig.