Существует много различных типов оборудования, требующих уплотнения вращающегося вала, проходящего через неподвижный корпус. Двумя распространенными примерами являются насосы и миксеры (или мешалки). В то время как основные
Принципы герметизации различного оборудования схожи, есть различия, требующие разных решений. Это недоразумение привело к таким конфликтам, как обращение к Американскому институту нефти.
(API) 682 (стандарт механического уплотнения насоса) при указании уплотнений для смесителей. При рассмотрении механических уплотнений для насосов и миксеров между этими двумя категориями существует несколько очевидных различий. Например, консольные насосы имеют более короткие расстояния (обычно измеряемые в дюймах) от рабочего колеса до радиального подшипника по сравнению с типичным смесителем с верхним входом (обычно измеряемым в футах).
Такое большое расстояние без опоры приводит к тому, что платформа становится менее устойчивой с большим радиальным биением, перпендикулярным смещением и эксцентриситетом, чем у насосов. Повышенное биение оборудования создает некоторые проблемы при проектировании механических уплотнений. Что, если отклонение вала было чисто радиальным? Спроектировать уплотнение для таких условий можно легко, увеличив зазоры между вращающимися и неподвижными компонентами, а также расширив рабочие поверхности поверхностей уплотнения. Как и предполагалось, проблемы не так просты. Боковая нагрузка на рабочее колесо (рабочие колеса), где бы они ни находились на валу смесителя, вызывает отклонение, которое передается через уплотнение к первой точке опоры вала — радиальному подшипнику коробки передач. Из-за отклонения вала вместе с движением маятника это отклонение не является линейной функцией.
Это будет иметь радиальную и угловую составляющие, которые создают перпендикулярное смещение уплотнения, что может вызвать проблемы для механического уплотнения. Прогиб можно рассчитать, если известны ключевые характеристики вала и нагрузки на вал. Например, стандарт API 682 гласит, что радиальное отклонение вала на поверхностях уплотнения насоса должно быть равно или меньше 0,002 дюйма общего показания (TIR) в самых тяжелых условиях. Нормальный диапазон смесителя с верхней загрузкой составляет от 0,03 до 0,150 дюйма TIR. Проблемы внутри механического уплотнения, которые могут возникнуть из-за чрезмерного отклонения вала, включают повышенный износ компонентов уплотнения, контакт вращающихся компонентов с повреждающими неподвижными компонентами, перекатывание и защемление динамического уплотнительного кольца (что приводит к разрушению спирального уплотнительного кольца или зависанию торца). ). Все это может привести к сокращению срока службы уплотнения. Из-за чрезмерного движения, присущего смесителям, механические уплотнения могут иметь большую утечку по сравнению с аналогичными.уплотнения насоса, что может привести к ненужному натяжению уплотнения и/или даже к преждевременному выходу из строя, если не следить за ним внимательно.
Бывают случаи, когда при тесном сотрудничестве с производителями оборудования и понимании конструкции оборудования подшипник качения может быть встроен в картриджи уплотнений, чтобы ограничить угловатость поверхностей уплотнения и смягчить эти проблемы. Необходимо позаботиться о том, чтобы использовать правильный тип подшипника и полностью понять потенциальные нагрузки на подшипник, иначе проблема может усугубиться или даже создать новую проблему с добавлением подшипника. Поставщики уплотнений должны тесно сотрудничать с OEM-производителями и производителями подшипников, чтобы обеспечить правильную конструкцию.
Уплотнения смесителей обычно работают на низкой скорости (от 5 до 300 оборотов в минуту [об/мин]) и не позволяют использовать некоторые традиционные методы охлаждения затворных жидкостей. Например, в Plan 53A для двойных уплотнений циркуляция затворной жидкости обеспечивается внутренним насосным устройством, например осевым нагнетательным винтом. Проблема заключается в том, что функция перекачки зависит от скорости оборудования для создания потока, а типичные скорости смешивания недостаточно высоки для создания полезного расхода. Хорошей новостью является то, что тепло, генерируемое поверхностью уплотнения, обычно не является причиной повышения температуры затворной жидкости вуплотнение смесителя. Именно тепловое поглощение в процессе процесса может привести к повышению температуры затворной жидкости, а также сделать компоненты нижнего уплотнения, поверхности и эластомеры, например, уязвимыми к высоким температурам. Нижние компоненты уплотнения, такие как поверхности уплотнения и уплотнительные кольца, более уязвимы из-за близости к технологическому процессу. Не тепло напрямую повреждает поверхности уплотнения, а снижение вязкости и, следовательно, смазывающей способности затворной жидкости на нижних поверхностях уплотнения. Плохая смазка приводит к повреждению лица при контакте. В картридж уплотнения могут быть включены и другие конструктивные особенности, позволяющие поддерживать низкую температуру барьера и защищать компоненты уплотнения.
Механические уплотнения для смесителей могут быть оснащены внутренними охлаждающими змеевиками или рубашками, которые находятся в непосредственном контакте с затворной жидкостью. Эти особенности представляют собой замкнутую систему низкого давления и малого расхода, в которой циркулирует охлаждающая вода, действуя как встроенный теплообменник. Другой метод заключается в использовании охлаждающей катушки в картридже уплотнения между нижними компонентами уплотнения и монтажной поверхностью оборудования. Охлаждающий золотник представляет собой полость, через которую может проходить охлаждающая вода под низким давлением, создавая изолирующий барьер между уплотнением и резервуаром и ограничивая проникновение тепла. Правильно спроектированный охлаждающий золотник может предотвратить чрезмерные температуры, которые могут привести к повреждениюуплотнительные поверхностии эластомеры. Вместо этого тепловое поглощение процесса приводит к повышению температуры затворной жидкости.
Эти две конструктивные особенности можно использовать вместе или по отдельности, чтобы контролировать температуру механического уплотнения. Довольно часто механические уплотнения для миксеров соответствуют стандарту API 682, 4-е издание, категория 1, хотя эти машины не соответствуют конструктивным требованиям API 610/682 функционально, размерно и/или механически. Это может быть связано с тем, что конечные пользователи знакомы со стандартом API 682 и чувствуют себя комфортно с ним в качестве спецификации уплотнения и не знают о некоторых отраслевых спецификациях, которые более применимы для этих машин/уплотнений. Практика перерабатывающей промышленности (PIP) и Немецкий институт нормирования (DIN) являются двумя отраслевыми стандартами, которые больше подходят для этих типов уплотнений. Стандарты DIN 28138/28154 уже давно определены для производителей смесителей в Европе, а PIP RESM003 стал использоваться в качестве требования спецификации к механическим уплотнениям смесительного оборудования. Помимо этих спецификаций, не существует общепринятых отраслевых стандартов, что приводит к широкому разнообразию размеров уплотнительной камеры, допусков обработки, отклонения вала, конструкций редукторов, подшипниковых узлов и т. д., которые варьируются от OEM-производителя к OEM-производителю.
Местоположение и сфера деятельности пользователя во многом будут определять, какая из этих спецификаций будет наиболее подходящей для его сайта.механические уплотнения смесителя. Выбор API 682 для уплотнения смесителя может привести к ненужным дополнительным расходам и усложнению. Несмотря на то, что в конфигурацию смесителя возможно включить базовое уплотнение, соответствующее стандарту API 682, этот подход обычно приводит к компромиссу как с точки зрения соответствия API 682, так и с точки зрения пригодности конструкции для применения в смесителе. На изображении 3 показан список различий между уплотнением категории 1 API 682 и типичным механическим уплотнением смесителя.
Время публикации: 26 октября 2023 г.