Wat is eenpompasafdichting?
Asafdichtingen voorkomen dat vloeistof ontsnapt uit een roterende of heen-en-weer bewegende as. Dit is belangrijk voor alle pompen en in het geval van centrifugaalpompen zijn er verschillende afdichtingsopties beschikbaar: pakkingen, lipafdichtingen en alle soorten mechanische afdichtingen – enkelvoudig, dubbel en tandem, inclusief cartridgeafdichtingen. Roterende verdringerpompen zoals tandwielpompen en schottenpompen zijn verkrijgbaar met pakkingen, lipafdichtingen en mechanische afdichtingen. Zuigerpompen brengen andere afdichtingsproblemen met zich mee en maken meestal gebruik van lipafdichtingen of pakkingen. Sommige ontwerpen, zoals magneetaangedreven pompen, membraanpompen of peristaltische pompen, vereisen geen asafdichtingen. Deze zogenaamde 'afdichtingsloze' pompen hebben stationaire afdichtingen om vloeistoflekkage te voorkomen.
Wat zijn de belangrijkste soorten pompasafdichtingen?
Verpakking
Een pakking (ook wel aspakking of pakkingbus genoemd) bestaat uit een zacht materiaal, dat vaak gevlochten of in ringen gevormd is. Dit wordt in een kamer rond de aandrijfas geperst, de zogenaamde pakkingbus, om een afdichting te creëren (Figuur 1). Normaal gesproken wordt de compressie axiaal op de pakking uitgeoefend, maar deze kan ook radiaal worden uitgeoefend door een hydraulisch medium.
Traditioneel werd pakkingmateriaal gemaakt van leer, touw of vlas, maar tegenwoordig bestaat het meestal uit inerte materialen zoals geëxpandeerd PTFE, gecomprimeerd grafiet en gegranuleerde elastomeren. Pakkingmateriaal is economisch en wordt veel gebruikt voor dikke, moeilijk af te dichten vloeistoffen zoals harsen, teer of lijm. Het is echter een slechte afdichtingsmethode voor dunne vloeistoffen, vooral bij hogere drukken. Pakkingmateriaal begeeft het zelden op catastrofale wijze en kan snel worden vervangen tijdens geplande onderhoudsbeurten.
Pakkingen vereisen smering om de opbouw van wrijvingswarmte te voorkomen. Deze smering wordt meestal geleverd door de verpompte vloeistof zelf, die de neiging heeft om enigszins door het pakkingmateriaal te lekken. Dit kan een rommelige aangelegenheid zijn en is in het geval van corrosieve, brandbare of giftige vloeistoffen vaak onaanvaardbaar. In dergelijke gevallen kan een veilig, extern smeermiddel worden aangebracht. Pakkingen zijn ongeschikt voor het afdichten van pompen die vloeistoffen met schurende deeltjes verwerken. Vaste deeltjes kunnen zich in het pakkingmateriaal nestelen en dit kan vervolgens de pompas of de pakkingbuswand beschadigen.
Lipafdichtingen
Lipafdichtingen, ook wel radiale asafdichtingen genoemd, zijn simpelweg cirkelvormige elastomere elementen die door een stijve buitenbehuizing tegen de aandrijfas worden gedrukt (Figuur 2). De afdichting ontstaat door het wrijvingscontact tussen de 'lip' en de as en wordt vaak versterkt door een veer. Lipafdichtingen worden veelvuldig gebruikt in de hydraulische industrie en zijn te vinden op pompen, hydraulische motoren en actuatoren. Ze dienen vaak als secundaire, reserveafdichting voor andere afdichtingssystemen, zoals mechanische afdichtingen. Lipafdichtingen zijn over het algemeen beperkt tot lage drukken en zijn minder geschikt voor dunne, niet-smerende vloeistoffen. Verschillende lipafdichtingssystemen zijn met succes toegepast bij een verscheidenheid aan viskeuze, niet-schurende vloeistoffen. Lipafdichtingen zijn niet geschikt voor gebruik met schurende vloeistoffen of vloeistoffen die vaste deeltjes bevatten, omdat ze gevoelig zijn voor slijtage en zelfs de kleinste beschadiging tot falen kan leiden.
Mechanische afdichtingen
Mechanische afdichtingen bestaan in essentie uit een of meer paren optisch vlakke, hoogglanzende vlakken, waarvan er één stationair in de behuizing zit en de andere roteert en verbonden is met de aandrijfas (figuur 3). De vlakken moeten worden gesmeerd, hetzij door de verpompte vloeistof zelf, hetzij door een barrièrevloeistof. In feite staan de afdichtingsvlakken alleen met elkaar in contact wanneer de pomp stilstaat. Tijdens gebruik vormt de smeervloeistof een dunne, hydrodynamische film tussen de tegenover elkaar liggende afdichtingsvlakken, waardoor slijtage wordt verminderd en warmteafvoer wordt bevorderd.
Mechanische afdichtingen kunnen een breed scala aan vloeistoffen, viscositeiten, drukken en temperaturen aan. Een mechanische afdichting mag echter niet drooglopen. Een belangrijk voordeel van mechanische afdichtingssystemen is dat de aandrijfas en de behuizing geen deel uitmaken van het afdichtingsmechanisme (zoals bij pakking- en lipafdichtingen) en daardoor niet aan slijtage onderhevig zijn.
Dubbele zegels
Dubbele afdichtingen maken gebruik van twee mechanische afdichtingen die rug aan rug zijn geplaatst (Figuur 4). De ruimte tussen de twee sets afdichtingsvlakken kan hydraulisch onder druk worden gezet met een barrièrevloeistof, zodat de smerende film op de afdichtingsvlakken bestaat uit de barrièrevloeistof en niet uit het te verpompen medium. De barrièrevloeistof moet bovendien compatibel zijn met het te verpompen medium. Dubbele afdichtingen zijn complexer in gebruik vanwege de noodzaak tot drukopbouw en worden doorgaans alleen gebruikt wanneer het nodig is om personeel, externe componenten en de omgeving te beschermen tegen gevaarlijke, giftige of brandbare vloeistoffen.
Tandemafdichtingen
Tandemafdichtingen lijken op dubbele afdichtingen, maar de twee sets mechanische afdichtingen zijn in dezelfde richting geplaatst in plaats van rug aan rug. Alleen de afdichting aan de productzijde roteert in de verpompte vloeistof, maar lekkage langs de afdichtingsvlakken verontreinigt uiteindelijk het smeermiddel. Dit heeft gevolgen voor de afdichting aan de atmosferische zijde en de omgeving.
Patroonafdichtingen
Een cartridgeafdichting is een voorgemonteerd pakket van mechanische afdichtingscomponenten. De cartridgeconstructie elimineert installatieproblemen zoals de noodzaak om de veerdruk te meten en in te stellen. De afdichtingsvlakken zijn bovendien beschermd tegen beschadiging tijdens de installatie. Een cartridgeafdichting kan een enkele, dubbele of tandemconfiguratie hebben, die zich in een pakkingbus bevindt en op een huls is gemonteerd.
Gasdichte afdichtingen.
Dit zijn cartridge-achtige dubbele zittingen met afdichtingsvlakken die ontworpen zijn om onder druk te worden gezet met een inert gas als barrière, ter vervanging van de traditionele smeervloeistof. De afdichtingsvlakken kunnen tijdens bedrijf van elkaar worden gescheiden of losjes tegen elkaar worden gehouden door de gasdruk aan te passen. Een kleine hoeveelheid gas kan ontsnappen naar het product en de atmosfeer.
Samenvatting
Asafdichtingen voorkomen dat vloeistof ontsnapt uit de roterende of heen-en-weer bewegende as van een pomp. Vaak zijn er verschillende afdichtingsopties beschikbaar: pakkingen, lipafdichtingen en diverse soorten mechanische afdichtingen – enkelvoudig, dubbel en tandem, inclusief cartridgeafdichtingen.
Geplaatst op: 18 mei 2023