Wat is het verschil tussen cartridge seals en lip seals?

Cartridge seals en lip seals zijn twee verschillende soorten afdichtingsoplossingen die vaak worden gebruikt in roterende apparatuur in verschillende industrieën. Hoewel beide dienen om lekkage en verontreiniging te voorkomen, verschillen ze in hun ontwerp, materialen en geschiktheid voor toepassingen.

Cartridge seals bieden een voorgeassembleerde, zelfstandige afdichtingseenheid die meerdere componenten combineert, terwijl lip seals bestaan uit een flexibel afdichtingselement dat een barrière vormt tegen het asoppervlak. Deze blogpost zal dieper ingaan op de complexiteit van deze afdichtingstechnologieën, waarbij hun unieke kenmerken, prestatiemogelijkheden en typische use cases in industriële machines worden onderzocht.

Wat zijn patroonafdichtingen?

Cartridge seals, ook wel bekend als cartridge mechanische seals, zijn een type mechanische verzegeling ontworpen als een voorgemonteerde eenheid. Deze complete afdichtingsassemblage bestaat uit een stationaire zitting, een roterende afdichtingsring, secundaire afdichtingen en een pakkingplaat, allemaal gecombineerd in een enkele cartridge-eenheid. De opstelling van afdichtingscomponenten binnen de cartridge vereenvoudigt de installatie en verkort de montagetijd in vergelijking met componentafdichtingen.

Cartridge seals worden vaak gebruikt in pompen en andere roterende apparatuur om vloeistoflekkage langs de roterende as te voorkomen. Ze bieden een betrouwbare afdichtingsoplossing voor een breed scala aan toepassingen, waaronder water-, olie- en chemische verwerkingsindustrieën. Het ontwerp van cartridge seals zorgt voor eenvoudiger onderhoud en vervanging, omdat de hele unit kan worden verwisseld zonder de apparatuur te demonteren.

Een voordeel van cartridge seals is hun veelzijdigheid. Ze kunnen worden geconfigureerd als enkele seals, dubbele seals of tandem seals, afhankelijk van de toepassingsvereisten. Enkele cartridge seals bestaan uit één set sealvlakken, terwijl dubbele seals twee sets sealvlakken hebben met een buffervloeistof ertussen voor extra veiligheid en betrouwbaarheid. Tandem seals hebben daarentegen twee seals die rug aan rug zijn gemonteerd, wat redundantie biedt in geval van een defect aan de primaire seal.

Wat zijn lip seals?

Lipseals, ook wel oliekeerringen of roterende asafdichtingen genoemd, zijn een type afdichting dat vaak wordt gebruikt om lekkage van vloeistoffen of gassen in roterende apparatuur te voorkomen. Ze bestaan uit een flexibele lip of meerdere lippen van elastomere materialen, zoals nitrilrubber of fluorelastomeren, die tegen de roterende as drukken om een afdichtend effect te creëren.

De primaire functie van lip seals is om smeermiddelen, zoals olie of vet, binnen een lagerkamer te houden en tegelijkertijd het binnendringen van verontreinigingen uit de externe omgeving te voorkomen. Lip seals worden vaak gebruikt in toepassingen met relatief lage druk en snelheid, zoals tandwielkasten, pompen en motoren.

De afdichtende werking van lipafdichtingen berust op de elastomere lip die contact houdt met de roterende as. De lip is doorgaans gegoten met een kousenbandveer of een ander type veer om een constante afdichtende kracht tegen de as te behouden. Terwijl de as roteert, buigt de lip en past zich aan elke verkeerde uitlijning of excentriciteit van de as aan, waardoor een continue afdichtende interface wordt gegarandeerd.

Lip seals zijn verkrijgbaar in verschillende ontwerpen en configuraties om te voldoen aan verschillende toepassingsvereisten. Enkele veelvoorkomende typen lip seals zijn:

1. Enkellipsafdichtingen: Deze hebben één afdichtingslip die contact maakt met de as en zijn geschikt voor de meeste algemene toepassingen.
2. Dubbellipafdichtingen: Deze hebben twee afdichtlippen, die een extra barrière vormen tegen lekkage en zorgen voor een betere afdichting onder veeleisende omstandigheden.
3. Cassetteafdichtingen: Dit zijn voorgemonteerde units die een lipseal combineren met een lager of andere componenten, waardoor installatie en onderhoud worden vereenvoudigd.
4. V-ringafdichtingen: Deze hebben een V-vormige doorsnede en zijn ontworpen om af te dichten tegen de as en de behuizingsboring, waardoor zowel radiale als axiale afdichting ontstaat.

Belangrijkste verschillen tussen cartridge seals en lip seals

Ontwerp en structuur

Cartridge seals zijn voorgeassembleerde mechanische face seal units die bestaan uit een stationaire zitting, roterende sealring, secundaire seals en een gland plate. De opstelling van seal componenten is ondergebracht in een cartridge unit, wat het een complete seal assembly maakt.

Lipafdichtingen zijn daarentegen een type roterende asafdichting met een flexibel afdichtingselement, meestal een elastomeer of PTFE, met één of meer afdichtingslippen die in contact staan met het asoppervlak.

Installatie en onderhoud

Het installatieproces voor cartridge seals is over het algemeen eenvoudiger vergeleken met mechanische seals zonder cartridge. Cartridge seal units zijn vooraf gemonteerd en in de fabriek getest, waardoor de montagetijd wordt verkort en de kans op onjuiste installatie wordt geminimaliseerd. Dit installatiegemak vertaalt zich in minder downtime voor onderhoud.

Lip seals vereisen daarentegen een zorgvuldige installatie om een goede uitlijning en afdichtingsspanning te garanderen. Ze moeten mogelijk vaker worden vervangen vanwege slijtage van de afdichtingslippen in de loop van de tijd.

Toepassingen

Cartridge seals worden veel gebruikt in een reeks pompen, mixers en andere roterende apparatuur, die verschillende vloeistoffen verwerken, waaronder dunne, niet-smerende vloeistoffen. Ze zijn geschikt voor toepassingen die een betrouwbare werking en minimale lekkage vereisen.

Lip seals worden vaak gebruikt in apparatuur zoals versnellingsbakken, lagerkamers en andere machines waar effectieve afdichting van smeermiddelen of uitsluiting van verontreinigingen noodzakelijk is. Ze worden vaak gebruikt in waterpompafdichtingspatronen voor auto's en grondverzetmachines.

Kostenoverwegingen

De initiële kosten van cartridge seals zijn doorgaans hoger vergeleken met lip seals vanwege hun complexere ontwerp en voorgemonteerde aard. De verbeterde prestaties en betrouwbaarheid van cartridge seals kunnen echter resulteren in kostenbesparingen op de lange termijn door minder onderhoud, minder vervangingen van seals en minimale downtime.

Lipseals zijn in eerste instantie een voordeligere afdichtingsoplossing, maar kunnen op den duur hogere vervangings- en onderhoudskosten met zich meebrengen.

Prestaties en betrouwbaarheid

Cartridge seals bieden superieure prestaties en betrouwbaarheid in veeleisende toepassingen. Het voorgemonteerde ontwerp zorgt voor een goede uitlijning en selectie van afdichtingsoppervlakmaterialen, waardoor het risico op voortijdig falen wordt verminderd. Cartridge seals kunnen effectief hogere drukken, temperaturen en een breder scala aan vloeistoffen aan in vergelijking met lip seals. Ze bieden ook betere lekkagecontrole en een langere levensduur van de seal.

Lipafdichtingen zijn betrouwbaar voor bepaalde toepassingen, maar kunnen gevoeliger zijn voor lekkage en slijtage, vooral onder moeilijke omstandigheden of bij blootstelling aan agressieve media.