Wat is eenpompasafdichting?
Asafdichtingen voorkomen dat vloeistof uit een roterende of heen en weer gaande as ontsnapt. Dit is belangrijk voor alle pompen en in het geval van centrifugaalpompen zijn er verschillende afdichtingsopties beschikbaar: pakkingen, lipafdichtingen en alle typen mechanische afdichtingen – enkelvoudig, dubbel en tandem, inclusief patroonafdichtingen. Roterende verdringerpompen zoals tandwielpompen en schottenpompen zijn verkrijgbaar met pakking-, lip- en mechanische afdichtingen. Zuigerpompen brengen verschillende afdichtingsproblemen met zich mee en zijn meestal afhankelijk van lipafdichtingen of pakkingen. Sommige ontwerpen, zoals magneetaangedreven pompen, membraanpompen of peristaltische pompen, vereisen geen asafdichtingen. Deze zogenaamde 'sealless' pompen zijn voorzien van stationaire afdichtingen om vloeistoflekkage te voorkomen.
Wat zijn de belangrijkste soorten pompasafdichtingen?
Verpakking
De pakking (ook wel aspakking of stopbuspakking genoemd) bestaat uit een zacht materiaal, dat vaak is gevlochten of tot ringen is gevormd. Dit wordt in een kamer rond de aandrijfas geperst, de pakkingbus genaamd, om een afdichting te creëren (Figuur 1). Normaal gesproken wordt compressie axiaal op de pakking uitgeoefend, maar deze kan ook radiaal worden uitgeoefend door een hydraulisch medium.
Traditioneel werd de verpakking gemaakt van leer, touw of vlas, maar nu bestaat deze meestal uit inerte materialen zoals geëxpandeerd PTFE, samengeperst grafiet en gegranuleerde elastomeren. Verpakking 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. De verpakking mislukt zelden op catastrofale wijze en kan snel worden vervangen tijdens geplande stilstanden.
Pakkingafdichtingen moeten worden gesmeerd om de opbouw van wrijvingswarmte te voorkomen. Dit wordt meestal veroorzaakt door de verpompte vloeistof zelf, die de neiging heeft enigszins 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, uitwendig smeermiddel worden toegepast. De pakking is niet geschikt voor het afdichten van pompen die worden gebruikt voor vloeistoffen die schurende deeltjes bevatten. Vaste stoffen kunnen in het pakkingmateriaal terechtkomen, waardoor de pompas of de pakkingbuswand beschadigd kunnen raken.
Lipafdichtingen
Lipafdichtingen, ook bekend als radiale asafdichtingen, zijn eenvoudige cirkelvormige elastomere elementen die op hun plaats worden gehouden tegen de aandrijfas door een stijve buitenbehuizing (Figuur 2). De afdichting ontstaat door het wrijvingscontact tussen de 'lip' en de as en dit wordt vaak versterkt door een veer. Lipafdichtingen zijn gebruikelijk in de hydraulische industrie en zijn te vinden op pompen, hydraulische motoren en actuatoren. Ze bieden vaak een secundaire reserveafdichting voor andere afdichtingssystemen, zoals mechanische afdichtingen. Lipafdichtingen zijn over het algemeen beperkt tot lage drukken en zijn ook slecht voor dunne, niet-smerende vloeistoffen. Er zijn meerdere lipafdichtingssystemen met succes toegepast tegen een verscheidenheid aan viskeuze, niet-schurende vloeistoffen. Lipafdichtingen zijn niet geschikt voor gebruik met schurende vloeistoffen of vloeistoffen die vaste stoffen bevatten, omdat ze gevoelig zijn voor slijtage en elke lichte schade tot defecten kan leiden.
Mechanische afdichtingen
Mechanische afdichtingen bestaan in wezen uit een of meer paren optisch vlakke, hooggepolijste vlakken, één stationair in de behuizing en één roterend, verbonden met de aandrijfas (Figuur 3). De vlakken vereisen smering, hetzij door de verpompte vloeistof zelf, hetzij door een barrièrevloeistof. In feite maken de afdichtingsvlakken alleen contact als de pomp in rust is. Tijdens gebruik zorgt de smeervloeistof voor een dunne, hydrodynamische film tussen de tegenoverliggende afdichtingsvlakken, waardoor slijtage wordt verminderd en de 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 het huis geen deel uitmaken van het afdichtingsmechanisme (zoals bij pakkingen en lipafdichtingen het geval is) en dus 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 binnen de twee sets afdichtingsvlakken kan hydraulisch onder druk worden gezet met een barrièrevloeistof, zodat de film op de afdichtingsvlakken die nodig is voor smering de barrièrevloeistof zal zijn en niet het medium dat wordt gepompt. De spervloeistof moet bovendien compatibel zijn met het verpompte medium. Dubbele afdichtingen zijn complexer in het gebruik vanwege de noodzaak van drukbehoud en worden doorgaans alleen gebruikt wanneer dit nodig is om personeel, externe componenten en de omgeving te beschermen tegen gevaarlijke, giftige of ontvlambare vloeistoffen.
Tandem-afdichtingen
Tandemafdichtingen zijn vergelijkbaar met dubbele afdichtingen, maar de twee sets mechanische afdichtingen zijn in dezelfde richting gericht en niet rug-aan-rug. Alleen de afdichting aan de productzijde roteert in de verpompte vloeistof, maar doorsijpeling over de afdichtingsvlakken vervuilt uiteindelijk het barrièresmeermiddel. Dit heeft gevolgen voor de atmosferische zijafdichting en de omgeving.
Patroonafdichtingen
Een cartridge seal is een voorgemonteerd pakket van mechanische afdichtingscomponenten. De cartridgeconstructie elimineert installatieproblemen zoals de noodzaak om veercompressie te meten en in te stellen. Afdichtingsvlakken worden ook beschermd tegen schade tijdens de installatie. Qua ontwerp kan een cartridge-afdichting een enkele, dubbele of tandemconfiguratie zijn, opgenomen in een pakkingbus en op een huls gebouwd.
Gasbarrièreafdichtingen.
Dit zijn dubbele zittingen in patroonstijl met vlakken die zijn ontworpen om onder druk te worden gezet met behulp van een inert gas als barrière, ter vervanging van de traditionele smeervloeistof. Afdichtingsvlakken kunnen tijdens bedrijf worden gescheiden of in los contact worden gehouden door de gasdruk aan te passen. Er kan een kleine hoeveelheid gas in het product en de atmosfeer ontsnappen.
Samenvatting
Asafdichtingen voorkomen dat vloeistof uit de roterende of heen en weer bewegende as van een pomp ontsnapt. Vaak zijn er verschillende afdichtingsopties beschikbaar: pakkingen, lipafdichtingen en verschillende soorten mechanische afdichtingen – enkelvoudig, dubbel en tandem, inclusief patroonafdichtingen.
Posttijd: 18 mei 2023