Компоненты двойного механического уплотнения

Двойные механические уплотнения широко используются в вращающемся оборудовании, таком как насосы и компрессоры, для предотвращения утечки жидкости. Несмотря на простоту концепции, они состоят из нескольких критических элементов, которые работают вместе как система.

В этой статье будут рассмотрены основные компоненты типичного двойного механического уплотнения, включая уплотнительные конструкции, поверхности, сальник, втулку, систему промывки, барьерную жидкость, эластомеры и оборудование. Понимая роль и конструктивные особенности каждой детали, читатели получат более глубокое представление об этих сложных уплотнительных решениях.

Уплотнительные конструкции

Двойной механические уплотнения может быть сконфигурирован в трех основных конфигурациях: «спина к спине», «лицом к лицу» и «тандем».

Спина к спине

В компоновке «спина к спине» два уплотнения монтируются так, чтобы их вращающиеся поверхности были направлены в противоположные стороны. Барьерная или буферная жидкость вводится между уплотнениями, при этом давление поддерживается выше давления технологической жидкости. Такая компоновка идеально подходит для приложений с высоким давлением и предотвращает попадание технологической жидкости в систему барьерной/буферной жидкости.

Лицом к лицу

В компоновках лицом к лицу вращающиеся поверхности двух уплотнений ориентированы друг на друга. Барьерная или буферная жидкость поддерживается под более низким давлением, чем технологическая жидкость. Такая конфигурация подходит для приложений с низким давлением и позволяет легко контролировать систему барьерной/буферной жидкости на предмет утечки.

Тандем

Тандемные уплотнения оснащены двумя уплотнениями, установленными вращающимися поверхностями в одном направлении. Барьерная или буферная жидкость вводится между уплотнениями, при этом давление обычно поддерживается на более низком уровне, чем давление технологической жидкости. Тандемные уплотнения обеспечивают дополнительный уровень защиты от утечек и часто используются в экологически чувствительных или опасных приложениях.

Компоненты двойного механического уплотнения

Уплотнительные лица

Уплотнительные поверхности являются основными уплотнительными элементами в двойное механическое уплотнение. Они состоят из двух частей: первичного уплотнения и вторичного уплотнения.

Первичная печать

Первичное уплотнение, также известное как внутреннее уплотнение, является первой линией защиты от утечки. Обычно оно изготавливается из твердого износостойкого материала, такого как карбид кремния, карбид вольфрама или керамика. Первичные уплотнительные поверхности точно притерты для создания гладкой, плоской поверхности, которая позволяет им сопрягаться с минимальной утечкой.

Первичные уплотнительные поверхности удерживаются на месте за счет комбинации давления пружины и гидравлической силы уплотняемой жидкости. По мере увеличения давления уплотняемой жидкости увеличивается гидравлическая сила на уплотнительных поверхностях, заставляя их закрываться более плотно и предотвращая утечку.

Вторичное уплотнение

Вторичное уплотнение, также известное как внешнее уплотнение, является резервным уплотнительным элементом в двойном механическом уплотнении. Обычно оно изготавливается из тех же материалов, что и первичное уплотнение, и служит в качестве резервной точки уплотнения в случае отказа первичного уплотнения.

Вторичные уплотнительные поверхности не находятся в прямом контакте с уплотняемой жидкостью и, следовательно, не подвергаются такому же износу, как первичные уплотнительные поверхности. Однако они все равно подвергаются воздействию окружающей среды и должны быть устойчивы к коррозии, колебаниям температуры и другим факторам окружающей среды.

Уплотнительная сальниковая втулка

Сальниковое уплотнение — это корпус, в котором находятся компоненты механического уплотнения. Обычно он изготавливается из коррозионно-стойкого материала, такого как нержавеющая сталь или хастеллой, и рассчитан на то, чтобы выдерживать давление и температуру уплотняемой жидкости.

Уплотнительная манжета обеспечивает монтажную поверхность для уплотнительных поверхностей, а также порты для введения промывочных жидкостей и барьерных/буферных жидкостей. Она также включает в себя дренажный порт, позволяющий безопасно удалять из системы любую возможную утечку.

Втулка вала

Втулка вала представляет собой цилиндрический компонент, который надевается на вал вращающегося оборудования и обеспечивает монтажную поверхность для сальника. Обычно он изготавливается из твердого износостойкого материала, такого как нержавеющая сталь или карбид вольфрама, и предназначен для защиты вала от повреждений, вызванных механическим уплотнением.

Втулка вала также играет важную роль в поддержании правильного выравнивания поверхностей уплотнения. Любое несоосность или биение вала может привести к смещению поверхностей уплотнения, что приведет к увеличению утечки и преждевременному выходу уплотнения из строя.

Система смыва

Система промывки является критически важным компонентом двойного механического уплотнения, который помогает охлаждать и смазывать поверхности уплотнения, а также предотвращать накопление загрязняющих веществ, которые могут привести к выходу уплотнения из строя. Система промывки состоит из двух частей: первичной промывки уплотнения и вторичной промывки уплотнения.

Первичное уплотнение (внутреннее)

Первичная промывка уплотнения используется для охлаждения и смазки первичных уплотнительных поверхностей. Обычно это чистая, совместимая жидкость, которая вводится в уплотнительную манжету через порт в уплотнительной манжете. Промывочная жидкость протекает через первичные уплотнительные поверхности, удаляя тепло и загрязняющие вещества, прежде чем выйти через сливное отверстие.

Вторичное уплотнение (внешнее)

Вторичная промывка уплотнения используется для охлаждения и смазки вторичных уплотнительных поверхностей. Обычно это та же жидкость, что и первичная промывка уплотнения, и она вводится в сальник уплотнения через отдельный порт. Вторичная промывка уплотнения протекает через вторичные уплотнительные поверхности перед выходом через сливное отверстие.

Система барьерной/буферной жидкости

Система барьерной/буферной жидкости — это дополнительный компонент, который может использоваться в двойных механических уплотнениях для обеспечения дополнительного уровня защиты от утечки. Барьерная/буферная жидкость — это чистая, совместимая жидкость, которая поддерживается под более высоким давлением, чем уплотняемая жидкость, создавая положительный перепад давления на поверхностях уплотнения.

Система барьерной/буферной жидкости состоит из резервуара, клапана регулировки давления и циркуляционного насоса. Резервуар содержит запас барьерной/буферной жидкости, в то время как клапан регулировки давления поддерживает постоянное давление жидкости. Циркуляционный насос циркулирует жидкость через сальник уплотнения, обеспечивая непрерывный поток чистой, прохладной жидкости через поверхности уплотнения.

Уплотнительные эластомеры

Эластомеры уплотнений являются важным компонентом двойных механических уплотнений, которые обеспечивают статическое уплотнение между различными компонентами уплотнения. Обычно они изготавливаются из гибкого, упругого материала, такого как фторэластомер (FKM), перфторэластомер (FFKM) или этиленпропилендиеновый мономер (EPDM), и рассчитаны на то, чтобы выдерживать требования к давлению, температуре и химической совместимости в данном применении.

Уплотнительные эластомеры используются в различных местах механического уплотнения, в том числе:

• Уплотнительные кольца между уплотнительными поверхностями и сальником
• Прокладки между сальником и корпусом оборудования
• Сильфон или диафрагмы, обеспечивающие осевое перемещение уплотнительных поверхностей

Уплотнительное оборудование

Уплотнительное оборудование относится к различным механическим компонентам, которые удерживают уплотнительные поверхности и другие компоненты на месте внутри уплотнительной манжеты. Эти компоненты обычно изготавливаются из коррозионно-стойкого материала, такого как нержавеющая сталь или хастеллой, и рассчитаны на то, чтобы выдерживать давление и температуру уплотняемой жидкости.

Вот некоторые распространенные примеры уплотнительного оборудования:

• Пружины, обеспечивающие необходимое усилие закрытия на уплотнительных поверхностях
• Приводные кольца, передающие крутящий момент от вала к уплотнительным поверхностям
• Стопорные кольца, удерживающие компоненты уплотнения на месте внутри сальника.