Wat is eenpompasafdichting?
Asafdichtingen voorkomen dat vloeistof uit een roterende of heen-en-weergaande as ontsnapt. Dit is belangrijk voor alle pompen en in het geval van centrifugaalpompen zijn er verschillende afdichtingsopties beschikbaar: pakkingen, lipafdichtingen en alle soorten mechanische afdichtingen – enkel, dubbel en tandem, inclusief cartridge seals. Roterende verdringerpompen zoals tandwielpompen en schottenpompen zijn verkrijgbaar met pakking-, lip- en mechanische afdichtingsconfiguraties. Zuigerpompen hebben andere afdichtingsproblemen en maken meestal gebruik van lipafdichtingen of pakkingen. Sommige ontwerpen, zoals magneetaangedreven pompen, membraanpompen of slangenpompen, hebben geen asafdichtingen nodig. Deze zogenaamde 'sealless' pompen bevatten stationaire afdichtingen om vloeistoflekkage te voorkomen.
Wat zijn de belangrijkste soorten pompasafdichtingen?
Verpakking
Pakking (ook wel aspakking of stopbuspakking genoemd) bestaat uit een zacht materiaal, dat vaak gevlochten of tot ringen gevormd is. Dit wordt in een kamer rond de aandrijfas, de zogenaamde pakkingbus, geperst om een afdichting te creëren (figuur 1). Normaal gesproken wordt er axiaal druk op de pakking uitgeoefend, maar dit kan ook radiaal gebeuren door een hydraulisch medium.
Traditioneel werd pakking gemaakt van leer, touw of vlas, maar bestaat tegenwoordig meestal uit inerte materialen zoals geëxpandeerd PTFE, geperst grafiet en gegranuleerde elastomeren. Pakking is economisch en wordt vaak 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. Pakkingen gaan zelden catastrofaal kapot en kunnen snel worden vervangen tijdens geplande stilstanden.
Pakkingafdichtingen moeten worden gesmeerd om wrijvingswarmte te voorkomen. Dit wordt meestal verzorgd door de verpompte vloeistof zelf, die de neiging heeft om lichtjes door het pakkingmateriaal te lekken. Dit kan rommelig zijn en is in het geval van corrosieve, brandbare of giftige vloeistoffen vaak onaanvaardbaar. In deze gevallen kan een veilig, extern smeermiddel worden toegepast. Pakking is niet geschikt voor het afdichten van pompen die worden gebruikt voor vloeistoffen met schurende deeltjes. Vaste deeltjes kunnen zich in het pakkingmateriaal nestelen en vervolgens de pompas of pakkingbuswand beschadigen.
Lipafdichtingen
Lipseals, ook wel radiale asafdichtingen genoemd, zijn eenvoudigweg ronde elastomere elementen die door een stijve buitenbehuizing tegen de aandrijfas worden gehouden (Figuur 2). De afdichting ontstaat door het wrijvingscontact tussen de 'lip' en de as en dit wordt vaak versterkt door een veer. Lipseals komen veel voor in de hydraulische industrie en zijn te vinden op pompen, hydraulische motoren en actuatoren. Ze vormen vaak een secundaire, reserve-afdichting voor andere afdichtingssystemen, zoals mechanische afdichtingen. Lipseals zijn over het algemeen beperkt tot lage drukken en zijn ook ongeschikt voor dunne, niet-smerende vloeistoffen. Meerdere lipsealsystemen zijn met succes toegepast tegen diverse viskeuze, niet-schurende vloeistoffen. Lipseals zijn niet geschikt voor gebruik met schurende vloeistoffen of vloeistoffen die vaste stoffen bevatten, omdat ze gevoelig zijn voor slijtage en elke kleine beschadiging tot defecten kan leiden.
Mechanische afdichtingen
Mechanische afdichtingen bestaan in wezen uit een of meer paren optisch vlakke, hoogglans gepolijste vlakken, waarvan er één vast in de behuizing zit en één roterend is, verbonden met de aandrijfas (Figuur 3). De vlakken moeten worden gesmeerd, hetzij door de verpompte vloeistof zelf, hetzij door een spervloeistof. De afdichtingsvlakken komen in feite alleen met elkaar in contact wanneer de pomp stilstaat. Tijdens gebruik vormt de smeervloeistof een dunne, hydrodynamische film tussen de tegenover elkaar gelegen afdichtingsvlakken, waardoor slijtage wordt verminderd en de warmteafvoer wordt bevorderd.
Mechanische afdichtingen zijn geschikt voor een breed scala aan vloeistoffen, viscositeiten, drukken en temperaturen. Een mechanische afdichting mag echter niet drooglopen. Een belangrijk voordeel van mechanische afdichtingssystemen is dat de aandrijfas en behuizing geen deel uitmaken van het afdichtingsmechanisme (zoals bij pakking- en lipafdichtingen) en daardoor niet aan slijtage onderhevig zijn.
Dubbele afdichtingen
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 spervloeistof, zodat de film op de afdichtingsvlakken die nodig is voor de smering de spervloeistof is en niet het te verpompen medium. De spervloeistof moet ook compatibel zijn met het te verpompen medium. Dubbele afdichtingen zijn complexer in gebruik vanwege de noodzaak van drukregeling en worden doorgaans alleen gebruikt wanneer het nodig is om personeel, externe componenten en de omgeving te beschermen tegen gevaarlijke, giftige of ontvlambare vloeistoffen.
Tandemafdichtingen
Tandemafdichtingen zijn vergelijkbaar met dubbele afdichtingen, maar de twee sets mechanische afdichtingen wijzen in dezelfde richting in plaats van rug aan rug. Alleen de afdichting aan de productzijde roteert in de gepompte vloeistof, maar lekkage langs de afdichtingsvlakken verontreinigt uiteindelijk het spermiddel. Dit heeft gevolgen voor de afdichting aan de atmosferische zijde en de omgeving.
Cartridge-afdichtingen
Een cartridge seal is een voorgemonteerd pakket mechanische sealcomponenten. De cartridgeconstructie elimineert installatieproblemen zoals het meten en instellen van de veerdruk. De afdichtingsvlakken worden ook beschermd tegen beschadiging tijdens de installatie. Een cartridge seal kan een enkele, dubbele of tandemconfiguratie zijn, die zich in een pakkingbus bevindt en op een huls is gemonteerd.
Gasbarrière-afdichtingen.
Dit zijn dubbele zittingen in cartridge-stijl met vlakken 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 worden losgemaakt of los contact houden door de gasdruk aan te passen. Een kleine hoeveelheid gas kan in het product en de atmosfeer ontsnappen.
Samenvatting
Asafdichtingen voorkomen dat vloeistof uit de roterende of heen-en-weergaande as van een pomp ontsnapt. Vaak zijn er verschillende afdichtingsopties beschikbaar: pakkingen, lipafdichtingen en verschillende soorten mechanische afdichtingen – enkel, dubbel en tandem, inclusief cartridge seals.
Geplaatst op: 18 mei 2023