On olemassa monia erilaisia laitteita, jotka vaativat kiinteän kotelon läpi kulkevan pyörivän akselin tiivistämistä. Kaksi yleistä esimerkkiä ovat pumput ja sekoittimet (tai sekoittimet). Vaikka perus
Eri laitteiden tiivistysperiaatteet ovat samanlaiset, on eroja, jotka vaativat erilaisia ratkaisuja. Tämä väärinkäsitys on johtanut konflikteihin, kuten American Petroleum Institute -instituuttiin
(API) 682 (pumpun mekaaninen tiivistestandardi), kun määritetään tiivisteitä sekoittimille. Kun harkitaan pumppujen ja sekoittimien mekaanisia tiivisteitä, näiden kahden luokan välillä on muutamia ilmeisiä eroja. Esimerkiksi ylhäällä ripustetuilla pumpuilla on lyhyemmät etäisyydet (tyypillisesti tuumina) juoksupyörästä radiaalilaakeriin verrattuna tyypilliseen yläsyöttösekoittimeen (mitataan tyypillisesti jalkoina).
Tämä pitkä tukematon etäisyys johtaa vähemmän vakaaseen alustaan, jossa on suurempi säteittäinen juoksu, kohtisuora linjausvirhe ja epäkeskisyys kuin pumput. Laitteiden lisääntynyt loppuminen asettaa joitakin suunnitteluhaasteita mekaanisille tiivisteille. Entä jos akselin taipuma oli puhtaasti säteittäinen? Tiivisteen suunnittelu tähän tilaan voidaan suorittaa helposti lisäämällä välyksiä pyörivien ja kiinteiden komponenttien välillä sekä leventämällä tiivistepinnan kulkupintoja. Kuten epäillään, ongelmat eivät ole näin yksinkertaisia. Siipipyörien sivukuormitus, riippumatta siitä, missä ne sijaitsevat sekoittimen akselilla, aiheuttaa taipuman, joka siirtyy tiivisteen läpi aina ensimmäiseen akselin tukipisteeseen - vaihteiston radiaalilaakeriin. Akselin taipuman ja heilurin liikkeen vuoksi taipuma ei ole lineaarinen funktio.
Tässä on säteittäinen ja kulmikas komponentti, joka saa aikaan kohtisuoran kohdistusvirheen tiivisteessä, mikä voi aiheuttaa ongelmia mekaaniselle tiivisteelle. Taipuma voidaan laskea, jos tunnetaan akselin ja akselin kuormituksen keskeiset ominaisuudet. Esimerkiksi API 682:ssa todetaan, että akselin säteittäisen taipuman pumpun tiivistepinnoilla tulee olla 0,002 tuumaa tai vähemmän kuin 0,002 tuuman indikoitu kokonaislukema (TIR) vaikeimmissa olosuhteissa. Yläsyöttösekoittimen normaalit alueet ovat välillä 0,03 - 0,150 tuumaa TIR. Mekaanisen tiivisteen ongelmia, joita voi ilmetä liiallisesta akselin taipumisesta, ovat tiivisteen osien lisääntynyt kuluminen, pyörivien komponenttien koskettaminen vaurioittaviin kiinteisiin komponentteihin, dynaamisen O-renkaan vieriminen ja puristuminen (aiheuttaa O-renkaan kierteisen rikkoutumisen tai pinnan roikkumisen ). Nämä kaikki voivat johtaa tiivisteen käyttöiän lyhenemiseen. Sekoittimien liiallisen liikkeen vuoksi mekaaniset tiivisteet voivat vuotaa enemmän kuin vastaavatpumpun tiivisteet, mikä voi johtaa tiivisteen turhaan vetämiseen ja/tai jopa ennenaikaisiin vaurioihin, jos sitä ei valvota tarkasti.
Joskus tiiviissä yhteistyössä laitevalmistajien kanssa ja laitteiden suunnittelun ymmärtämisessä on tapauksia, joissa vierintälaakeri voidaan sisällyttää tiivistepatruunoihin tiivistepintojen kulman rajoittamiseksi ja näiden ongelmien lieventämiseksi. On huolehdittava oikean tyyppisen laakerin toteuttamisesta ja siitä, että mahdolliset laakerin kuormat ymmärretään täysin tai ongelma voi pahentua tai jopa luoda uuden ongelman laakerin lisäyksellä. Tiivistetoimittajien tulee tehdä tiivistä yhteistyötä OEM- ja laakereiden valmistajien kanssa oikean suunnittelun varmistamiseksi.
Sekoittimen tiivistesovellukset ovat tyypillisesti hitaita (5-300 kierrosta minuutissa [rpm]), eivätkä ne voi käyttää joitain perinteisiä menetelmiä sulkunesteiden pitämiseen viileinä. Esimerkiksi kaksoistiivisteiden suunnitelmassa 53A sulkunesteen kierto saadaan aikaan sisäisellä pumppausominaisuudella, kuten aksiaalisella pumppausruuvilla. Haasteena on, että pumppausominaisuus luottaa virtauksen laitteiston nopeuteen, ja tyypilliset sekoitusnopeudet eivät ole riittävän suuria hyödyllisten virtausnopeuksien tuottamiseksi. Hyvä uutinen on, että tiivistepinnan tuottama lämpö ei yleensä aiheuta sulkunesteen lämpötilan nousua asekoittimen tiiviste. Prosessin lämmön imeytyminen voi nostaa sulkunesteen lämpötiloja sekä tehdä esimerkiksi alemmat tiivistekomponentit, pinnat ja elastomeerit alttiiksi korkeille lämpötiloille. Alemmat tiivistekomponentit, kuten tiivistepinnat ja O-renkaat, ovat haavoittuvampia prosessin läheisyyden vuoksi. Lämpö ei vaurioita suoraan tiivistepintoja, vaan sulkunesteen viskositeetti ja siten voitelu alemmilla tiivistepinnoilla. Huono voitelu aiheuttaa kasvovaurioita kosketuksesta. Tiivistepatruunaan voidaan sisällyttää muita suunnitteluominaisuuksia, jotka pitävät sulkulämpötilat alhaisina ja suojaavat tiivisteen osia.
Sekoittimien mekaaniset tiivisteet voidaan suunnitella sisäisillä jäähdytyskierukoilla tai -vaippoilla, jotka ovat suorassa kosketuksessa sulkunesteen kanssa. Nämä ominaisuudet ovat suljetun silmukan, matalapaineinen, matalavirtausjärjestelmä, jonka läpi kiertää jäähdytysvesi, joka toimii kiinteänä lämmönvaihtimena. Toinen tapa on käyttää jäähdytysrullaa tiivistepatruunassa alempien tiivistekomponenttien ja laitteen asennuspinnan välissä. Jäähdytyspuola on onkalo, jonka läpi matalapaineinen jäähdytysvesi voi virrata eristävän esteen muodostamiseksi tiivisteen ja astian välille lämmön imeytymisen rajoittamiseksi. Oikein suunniteltu jäähdytyskela voi estää liiallisia lämpötiloja, jotka voivat aiheuttaa vaurioitatiivistepinnatja elastomeerit. Prosessin lämmön imeytyminen aiheuttaa sen sijaan sulkunesteen lämpötilan nousun.
Näitä kahta suunnitteluominaisuutta voidaan käyttää yhdessä tai erikseen auttamaan mekaanisen tiivisteen lämpötilojen säätelyssä. Melko usein sekoittimien mekaaniset tiivisteet on määritelty API 682, 4th Edition, kategoria 1:n mukaisiksi, vaikka nämä koneet eivät toiminnallisesti, mitoiltaan ja/tai mekaanisesti täytä API 610/682:n suunnitteluvaatimuksia. Tämä voi johtua siitä, että loppukäyttäjät tuntevat API 682:n tiivisteeritelmänä ja ovat siihen tyytyväisiä, eivätkä he ole tietoisia joistakin alan spesifikaatioista, jotka soveltuvat paremmin näihin koneisiin/tiivisteisiin. Prosessiteollisuuden käytännöt (PIP) ja Deutsches Institut fur Normung (DIN) ovat kaksi alan standardia, jotka sopivat paremmin tämän tyyppisille tiivisteille – DIN 28138/28154 -standardit on määritelty pitkään sekoittimien OEM-valmistajille Euroopassa, ja PIP RESM003:a on alettu käyttää erittelyvaatimus sekoituslaitteiden mekaanisille tiivisteille. Näiden eritelmien ulkopuolella ei ole yleisesti käytettyjä alan standardeja, mikä johtaa monenlaisiin tiivistekammion mittoihin, koneistustoleransseihin, akselin taipumaan, vaihteistorakenteisiin, laakerijärjestelyihin jne., jotka vaihtelevat OEM:stä toiseen.
Käyttäjän sijainti ja toimiala määrittävät pitkälti, mikä näistä määrityksistä sopisi parhaiten heidän sivustolleensekoittimen mekaaniset tiivisteet. API 682:n määrittäminen sekoittimen tiivisteelle voi olla tarpeeton lisäkustannus ja monimutkaisuus. Vaikka API 682 -hyväksytty perustiiviste on mahdollista sisällyttää sekoitinkokoonpanoon, tämä lähestymistapa johtaa yleensä kompromissiin sekä API 682 -yhteensopivuuden että rakenteen sopivuuden suhteen sekoitinsovelluksiin. Kuvassa 3 on luettelo eroista API 682 -luokan 1 tiivisteen ja tyypillisen sekoittimen mekaanisen tiivisteen välillä
Postitusaika: 26.10.2023