Er zijn veel verschillende soorten apparatuur die een roterende as moeten afdichten die door een stationaire behuizing loopt. Twee veelvoorkomende voorbeelden zijn pompen en mixers (of roerwerken). Hoewel de basis
Hoewel de principes voor het afdichten van verschillende apparatuur vergelijkbaar zijn, zijn er verschillen die verschillende oplossingen vereisen. Dit misverstand heeft geleid tot conflicten, zoals het aanroepen van het American Petroleum Institute.
(API) 682 (een norm voor mechanische pompafdichtingen) bij het specificeren van afdichtingen voor mixers. Bij het vergelijken van mechanische afdichtingen voor pompen en mixers zijn er een paar duidelijke verschillen tussen de twee categorieën. Zo hebben overhangende pompen een kortere afstand (meestal gemeten in inches) van de waaier tot het radiaallager in vergelijking met een typische bovenintredemixer (meestal gemeten in feet).
Deze lange, niet-ondersteunde afstand resulteert in een minder stabiel platform met grotere radiale slingering, loodrechte scheefstelling en excentriciteit dan bij pompen. De toegenomen slingering van de apparatuur brengt enkele ontwerpuitdagingen met zich mee voor mechanische afdichtingen. Wat als de afbuiging van de as puur radiaal was? Het ontwerpen van een afdichting voor deze situatie zou eenvoudig kunnen worden gerealiseerd door de speling tussen roterende en stationaire componenten te vergroten en de loopvlakken van de afdichtingsvlakken te verbreden. Zoals vermoed, zijn de problemen niet zo eenvoudig. Zijwaartse belasting op de waaier(s), waar deze ook op de mixeras liggen, zorgt voor een afbuiging die zich door de afdichting heen uitstrekt tot aan het eerste punt van de asondersteuning: het radiale lager van de tandwielkast. Door de afbuiging van de as in combinatie met de pendelbeweging is de afbuiging geen lineaire functie.
Dit heeft een radiale en een hoekige component die een loodrechte scheefstelling bij de afdichting veroorzaakt, wat problemen kan veroorzaken voor de mechanische afdichting. De afbuiging kan worden berekend als de belangrijkste kenmerken van de as en de asbelasting bekend zijn. API 682 stelt bijvoorbeeld dat de radiale afbuiging van de as bij de afdichtingsvlakken van een pomp gelijk moet zijn aan of kleiner moet zijn dan 0,002 inch totale aangegeven aflezing (TIR) onder de meest extreme omstandigheden. Normale bereiken voor een bovenintredemenger liggen tussen 0,03 en 0,150 inch TIR. Problemen in de mechanische afdichting die kunnen optreden als gevolg van overmatige afbuiging van de as zijn onder andere verhoogde slijtage van de afdichtingscomponenten, roterende componenten die in contact komen met stationaire componenten, rollen en knijpen van de dynamische O-ring (waardoor spiraalvormige breuk van de O-ring of het ophangen van het vlak ontstaat). Dit alles kan leiden tot een kortere levensduur van de afdichting. Vanwege de overmatige beweging die inherent is aan mengers, kunnen mechanische afdichtingen meer lekkage vertonen in vergelijking met vergelijkbarepompafdichtingen, wat ertoe kan leiden dat de afdichting onnodig wordt losgetrokken en/of zelfs voortijdig kapotgaat als er niet nauwlettend toezicht wordt gehouden.
In sommige gevallen, door nauw samen te werken met apparatuurfabrikanten en het ontwerp van de apparatuur te begrijpen, kan een wentellager in afdichtingspatronen worden geïntegreerd om de hoekigheid van de afdichtingsvlakken te beperken en deze problemen te verminderen. Zorg ervoor dat het juiste type lager wordt toegepast en dat de potentiële lagerbelastingen volledig worden begrepen, anders kan het probleem verergeren of zelfs een nieuw probleem veroorzaken door de toevoeging van een lager. Leveranciers van afdichtingen dienen nauw samen te werken met de OEM en lagerfabrikanten om een correct ontwerp te garanderen.
Mengafdichtingstoepassingen hebben doorgaans een lage snelheid (5 tot 300 omwentelingen per minuut [rpm]) en kunnen niet worden gebruikt met traditionele methoden om spervloeistoffen koel te houden. In een Plan 53A voor dubbele afdichtingen wordt de circulatie van de spervloeistof bijvoorbeeld verzorgd door een interne pompfunctie, zoals een axiale pompschroef. De uitdaging is dat de pompfunctie afhankelijk is van de snelheid van de apparatuur om stroming te genereren en de typische mengsnelheden niet hoog genoeg zijn om bruikbare stroomsnelheden te genereren. Het goede nieuws is dat de warmte die door het afdichtingsvlak wordt gegenereerd, over het algemeen niet de oorzaak is van de temperatuurstijging van de spervloeistof in eenmixerafdichtingDe warmteopname door het proces kan leiden tot hogere temperaturen van de barrièrevloeistof en kan bijvoorbeeld de onderste afdichtingscomponenten, -vlakken en elastomeren kwetsbaar maken voor hoge temperaturen. De onderste afdichtingscomponenten, zoals afdichtingsvlakken en O-ringen, zijn kwetsbaarder door de nabijheid van het proces. Het is niet de warmte die de afdichtingsvlakken direct beschadigt, maar eerder de verminderde viscositeit en daarmee het smerende vermogen van de barrièrevloeistof op de onderste afdichtingsvlakken. Slechte smering veroorzaakt schade aan het vlak door contact. Andere ontwerpkenmerken kunnen in de afdichtingscartridge worden verwerkt om de barrièretemperaturen laag te houden en afdichtingscomponenten te beschermen.
Mechanische afdichtingen voor mengers kunnen worden ontworpen met interne koelspiralen of -mantels die in direct contact staan met de spervloeistof. Deze kenmerken zijn een gesloten systeem met lage druk en lage stroming, waar koelwater doorheen circuleert en dat fungeert als een geïntegreerde warmtewisselaar. Een andere methode is het gebruik van een koelspoel in de afdichtingscartridge tussen de onderste afdichtingscomponenten en het montageoppervlak van de apparatuur. Een koelspoel is een holte waar koelwater met lage druk doorheen kan stromen om een isolerende barrière te creëren tussen de afdichting en het vat om warmteopname te beperken. Een goed ontworpen koelspoel kan overmatige temperaturen voorkomen die kunnen leiden tot schade aan de afdichting.zeehondengezichtenen elastomeren. Door de warmteopname tijdens het proces stijgt de temperatuur van de barrièrevloeistof.
Deze twee ontwerpkenmerken kunnen in combinatie of afzonderlijk worden gebruikt om de temperaturen bij de mechanische afdichting te helpen regelen. Mechanische afdichtingen voor mengers worden vaak gespecificeerd om te voldoen aan API 682, 4e editie categorie 1, ook al voldoen deze machines functioneel, dimensioneel en/of mechanisch niet aan de ontwerpvereisten in API 610/682. Dit kan komen doordat eindgebruikers bekend zijn met en vertrouwd zijn met API 682 als afdichtingsspecificatie en niet op de hoogte zijn van enkele industriële specificaties die meer van toepassing zijn op deze machines/afdichtingen. Process Industry Practices (PIP) en Deutsches Institut für Normung (DIN) zijn twee industriële normen die geschikter zijn voor dit soort afdichtingen: de DIN 28138/28154-normen worden al lang gespecificeerd voor OEM's van mengers in Europa, en PIP RESM003 wordt steeds meer gebruikt als specificatie-eis voor mechanische afdichtingen in mengapparatuur. Buiten deze specificaties zijn er geen algemeen gehanteerde industrienormen, wat leidt tot een grote variëteit in afdichtingskamerafmetingen, bewerkingstoleranties, asdoorbuiging, tandwielkastontwerpen, lageropstellingen, enz., die van OEM tot OEM verschillen.
De locatie en de branche van de gebruiker zullen grotendeels bepalen welke van deze specificaties het meest geschikt is voor zijn of haar locatie.mechanische afdichtingen voor mixersHet specificeren van API 682 voor een mixerafdichting kan een onnodige extra kostenpost en complicatie zijn. Hoewel het mogelijk is om een API 682-gekwalificeerde basisafdichting in een mixerconfiguratie te integreren, leidt deze aanpak vaak tot compromissen, zowel wat betreft de naleving van API 682 als de geschiktheid van het ontwerp voor mixertoepassingen. Afbeelding 3 toont een lijst met verschillen tussen een API 682 Categorie 1-afdichting en een typische mechanische afdichting voor een mixer.
Plaatsingstijd: 26-10-2023