Vad är apumpaxeltätning?
Axeltätningar förhindrar att vätska läcker ut från en roterande eller fram- och återgående axel. Detta är viktigt för alla pumpar och för centrifugalpumpar kommer flera tätningsalternativ att finnas tillgängliga: packningar, läpptätningar och alla typer av mekaniska tätningar – enkla, dubbla och tandem inklusive patrontätningar. Roterande positiva deplacementpumpar som kugghjulspumpar och skovelpumpar finns tillgängliga med packning, läpp och mekanisk tätningsarrangemang. Kolvpumpar ger olika tätningsproblem och förlitar sig vanligtvis på läpptätningar eller packningar. Vissa konstruktioner, såsom magnetiska drivpumpar, membranpumpar eller peristaltiska pumpar, kräver inte axeltätningar. Dessa så kallade "tätningslösa" pumpar inkluderar stationära tätningar för att förhindra vätskeläckage.
Vilka är huvudtyperna av pumpaxeltätningar?
Förpackning
Packning (även känd som axelpackning eller glandpackning) består av ett mjukt material, som ofta flätas eller formas till ringar. Detta trycks in i en kammare runt drivaxeln som kallas packboxen för att skapa en tätning (Figur 1). Normalt appliceras kompression axiellt på packningen men den kan också appliceras radiellt av ett hydrauliskt medium.
Traditionellt gjordes förpackningar av läder, rep eller lin men består nu vanligtvis av inerta material som expanderad PTFE, komprimerad grafit och granulerade elastomerer. Packning är ekonomisk och används ofta för tjocka, svårförslutbara vätskor som hartser, tjära eller lim. Det är dock en dålig tätningsmetod för tunna vätskor, speciellt vid högre tryck. Packningen misslyckas sällan katastrofalt, och den kan bytas ut snabbt under schemalagda avstängningar.
Packningstätningar kräver smörjning för att undvika uppbyggnad av friktionsvärme. Detta tillhandahålls vanligtvis av den pumpade vätskan själv som tenderar att läcka något genom packningsmaterialet. Detta kan vara rörigt och i fallet med frätande, brandfarliga eller giftiga vätskor är det ofta oacceptabelt. I dessa fall kan ett säkert, externt smörjmedel appliceras. Packning är olämplig för tätning av pumpar som används för vätskor som innehåller slipande partiklar. Fasta ämnen kan bli inbäddade i förpackningsmaterialet och detta kan då skada pumpaxeln eller packboxväggen.
Läpptätningar
Läpptätningar, även kända som radiella axeltätningar, är helt enkelt cirkulära elastomeriska element som hålls på plats mot drivaxeln av ett styvt yttre hus (Figur 2). Tätningen uppstår från friktionskontakten mellan 'läppen' och axeln och denna förstärks ofta av en fjäder. Läpptätningar är vanliga inom den hydrauliska industrin och kan hittas på pumpar, hydraulmotorer och ställdon. De tillhandahåller ofta en sekundär reservtätning för andra tätningssystem, såsom mekaniska tätningar. Läpptätningar är i allmänhet begränsade till låga tryck och är också dåliga för tunna, icke-smörjande vätskor. Flera läpptätningssystem har använts framgångsrikt mot en mängd viskösa, icke-slipande vätskor. Läpptätningar är inte lämpliga för användning med slipande vätskor eller vätskor som innehåller fasta ämnen eftersom de är känsliga för slitage och eventuella mindre skador kan leda till fel.
Mekaniska tätningar
Mekaniska tätningar består huvudsakligen av ett eller flera par optiskt plana, högpolerade ytor, en stationär i huset och en roterande, ansluten till drivaxeln (Figur 3). Ytorna kräver smörjning, antingen av den pumpade vätskan själv eller av en barriärvätska. I själva verket är tätningsytorna endast i kontakt när pumpen är i vila. Under användning ger smörjvätskan en tunn, hydrodynamisk film mellan de motstående tätningsytorna, vilket minskar slitage och underlättar värmeavledning.
Mekaniska tätningar kan hantera ett brett spektrum av vätskor, viskositeter, tryck och temperaturer. En mekanisk tätning bör dock inte köras torr. En viktig fördel med mekaniska tätningssystem är att drivaxeln och höljet inte är en del av tätningsmekanismen (som är fallet med packning och läpptätningar) och därför inte är föremål för slitage.
Dubbla tätningar
Dubbla tätningar använder två mekaniska tätningar placerade rygg mot rygg (Figur 4). Utrymmet inuti de två uppsättningarna tätningsytor kan trycksättas hydrauliskt med en barriärvätska så att filmen på tätningsytorna som är nödvändig för smörjning kommer att vara barriärvätskan och inte mediet som pumpas. Barriärvätskan måste också vara kompatibel med det pumpade mediet. Dubbla tätningar är mer komplexa att använda på grund av behovet av trycksättning och används vanligtvis endast när det är nödvändigt för att skydda personal, externa komponenter och den omgivande miljön från farliga, giftiga eller brandfarliga vätskor.
Tandem tätningar
Tandemtätningar liknar dubbla tätningar men de två uppsättningarna av mekaniska tätningar är vända åt samma håll snarare än rygg mot rygg. Endast tätningen på produktsidan roterar i den pumpade vätskan, men läckage över tätningsytorna förorenar så småningom barriärsmörjmedlet. Detta får konsekvenser för den atmosfäriska sidotätningen och omgivande miljö.
Patrontätningar
En patrontätning är ett förmonterat paket med mekaniska tätningskomponenter. Patronkonstruktion eliminerar installationsproblem som behovet av att mäta och ställa in fjäderkompression. Tätningsytorna är också skyddade från skador under installationen. I designen kan en patrontätning vara en enkel-, dubbel- eller tandemkonfiguration innesluten i en gland och byggd på en hylsa.
Gasbarriärtätningar.
Dessa är dubbla säten i patronstil med ytor utformade för att trycksättas med en inert gas som en barriär, som ersätter den traditionella smörjvätskan. Tätningsytor kan separeras eller hållas i lös kontakt under drift genom att justera gastrycket. En liten mängd gas kan komma ut i produkten och atmosfären.
Sammanfattning
Axeltätningar förhindrar att vätska läcker ut från en pumps roterande eller fram- och återgående axel. Ofta finns flera tätningsalternativ tillgängliga: packningar, läpptätningar och olika typer av mekaniska tätningar – enkel, dubbel och tandem inklusive patrontätningar.
Posttid: 18 maj 2023