Obstaja veliko različnih vrst opreme, ki zahtevajo tesnjenje vrtljive gredi, ki poteka skozi stacionarno ohišje. Dva pogosta primera so črpalke in mešalniki (ali mešala). Medtem ko osnovni
principi tesnjenja različnih naprav so podobni, obstajajo razlike, ki zahtevajo različne rešitve. Ta nesporazum je privedel do konfliktov, kot je sklicevanje na Ameriški inštitut za nafto
(API) 682 (standard mehanskega tesnila črpalke) pri določanju tesnil za mešalnike. Ko razmišljamo o mehanskih tesnilih za črpalke v primerjavi z mešalniki, obstaja nekaj očitnih razlik med obema kategorijama. Na primer, previsne črpalke imajo krajše razdalje (običajno merjene v palcih) od rotorja do radialnega ležaja v primerjavi s tipičnim mešalnikom z zgornjim vstopom (običajno merjeno v čevljih).
Ta dolga nepodprta razdalja ima za posledico manj stabilno platformo z večjim radialnim odmikom, pravokotno neusklajenostjo in ekscentričnostjo kot črpalke. Povečano odtekanje opreme predstavlja nekaj izzivov pri načrtovanju mehanskih tesnil. Kaj pa, če je bil upogib gredi čisto radialen? Načrtovanje tesnila za ta pogoj je mogoče enostavno doseči s povečanjem razmikov med vrtečimi se in mirujočimi komponentami skupaj z razširitvijo tekalnih površin tesnila. Kot se sumi, zadeve niso tako preproste. Stranska obremenitev rotorja(-ov), ne glede na to, kje ležijo na gredi mešalnika, povzroči deformacijo, ki se prenese skozi celotno tesnilo do prve točke podpore gredi – radialnega ležaja menjalnika. Zaradi upogiba gredi skupaj z gibanjem nihala odklon ni linearna funkcija.
To bo imelo radialno in kotno komponento, ki ustvarja pravokotno neusklajenost na tesnilu, kar lahko povzroči težave za mehansko tesnilo. Upogib se lahko izračuna, če so znani ključni atributi gredi in obremenitev gredi. Na primer, API 682 navaja, da mora biti radialni odklon gredi na tesnilnih površinah črpalke enak ali manjši od 0,002 palca skupnega indiciranega odčitka (TIR) v najtežjih pogojih. Običajni razponi na mešalniku z zgornjim vstopom so med 0,03 in 0,150 palca TIR. Težave v mehanskem tesnilu, do katerih lahko pride zaradi čezmerne deformacije gredi, vključujejo povečano obrabo komponent tesnila, stik vrtečih se komponent s poškodovanimi nepremičnimi komponentami, kotaljenje in stiskanje dinamičnega O-tesnila (povzroča spiralno odpoved O-tesnila ali obešanje obraza ). Vse to lahko povzroči krajšo življenjsko dobo tesnil. Zaradi pretiranega gibanja, ki je značilno za mešalnike, lahko mehanska tesnila kažejo več puščanja v primerjavi s podobnimitesnila črpalke, kar lahko povzroči nepotrebno vlečenje tesnila in/ali celo prezgodnje okvare, če jih ne spremljate natančno.
Obstajajo primeri, ko je pri tesnem sodelovanju s proizvajalci opreme in razumevanju zasnove opreme mogoče kotalne ležaje vgraditi v vložke tesnil, da se omeji kotnost na ploskvah tesnil in ublažijo te težave. Paziti je treba na uporabo pravilnega tipa ležaja in na to, da so možne obremenitve ležaja popolnoma razumljene, sicer se lahko težava z dodatkom ležaja poslabša ali celo povzroči novo težavo. Prodajalci tesnil bi morali tesno sodelovati z OEM in proizvajalci ležajev, da zagotovijo pravilno zasnovo.
Uporaba tesnila mešalnika je običajno pri nizki hitrosti (5 do 300 vrtljajev na minuto [rpm]) in ne more uporabiti nekaterih tradicionalnih metod za ohranjanje hladne pregradne tekočine. Na primer, v načrtu 53A za dvojna tesnila je kroženje pregradne tekočine zagotovljeno z notranjo črpalno funkcijo, kot je aksialni črpalni vijak. Izziv je, da je funkcija črpanja odvisna od hitrosti opreme za ustvarjanje pretoka, tipične hitrosti mešanja pa niso dovolj visoke za ustvarjanje uporabnih pretokov. Dobra novica je, da toplota, ki nastaja na strani tesnila, na splošno ni tisto, kar povzroča dvig temperature pregradne tekočine.tesnilo mešalnika. Toplota, ki izhaja iz procesa, lahko povzroči povišane temperature pregradne tekočine, pa tudi, da naredi spodnje tesnilne komponente, površine in elastomere, na primer občutljive na visoke temperature. Komponente spodnjega tesnila, kot so površine tesnil in O-tesnila, so bolj ranljive zaradi bližine procesa. Toplota ni tista, ki neposredno poškoduje površine tesnil, temveč zmanjšana viskoznost in s tem mazljivost pregradne tekočine na spodnjih površinah tesnil. Slabo mazanje povzroči poškodbe obraza zaradi stika. Druge oblikovne značilnosti je mogoče vključiti v kartušo tesnila, da ohranijo nizke temperature pregrade in zaščitijo komponente tesnila.
Mehanska tesnila za mešalnike so lahko zasnovana z notranjimi hladilnimi tuljavami ali plašči, ki so v neposrednem stiku z zaporno tekočino. Te lastnosti so nizkotlačni sistem z zaprto zanko in nizkim pretokom, skozi katerega kroži hladilna voda, ki deluje kot integralni toplotni izmenjevalec. Druga metoda je uporaba hladilne tuljave v kartuši tesnila med spodnjimi komponentami tesnila in površino za namestitev opreme. Hladilni kolut je votlina, skozi katero lahko teče hladilna voda pod nizkim tlakom, da ustvari izolacijsko pregrado med tesnilom in posodo za omejitev vpijanja toplote. Pravilno oblikovana hladilna vretena lahko prepreči previsoke temperature, ki lahko povzročijo poškodbetjulnjevi obraziin elastomeri. Toplota, ki izhaja iz procesa, namesto tega povzroči dvig temperature pregradne tekočine.
Ti dve konstrukcijski lastnosti se lahko uporabljata skupaj ali posamično za pomoč pri nadzoru temperatur na mehanskem tesnilu. Precej pogosto so mehanska tesnila za mešalnike določena v skladu z API 682, 4. izdaja, kategorija 1, čeprav ti stroji funkcionalno, dimenzijsko in/ali mehansko ne izpolnjujejo konstrukcijskih zahtev v API 610/682. To je morda zato, ker so končni uporabniki seznanjeni z API 682 kot specifikacijo tesnila in se ne zavedajo nekaterih industrijskih specifikacij, ki so bolj uporabne za te stroje/tesnila. Process Industry Practices (PIP) in Deutsches Institut fur Normung (DIN) sta dva industrijska standarda, ki sta primernejša za te vrste tesnil – standardi DIN 28138/28154 so že dolgo določeni za proizvajalce originalne opreme mešalnikov v Evropi, PIP RESM003 pa se je začel uporabljati kot specifikacijska zahteva za mehanska tesnila na mešalni opremi. Zunaj teh specifikacij ni običajnih industrijskih standardov, kar vodi do široke palete dimenzij tesnilne komore, toleranc strojne obdelave, upogiba gredi, zasnove menjalnika, razporeditve ležajev itd., ki se razlikujejo od OEM do OEM.
Uporabnikova lokacija in panoga bosta v veliki meri določila, katera od teh specifikacij bi bila najprimernejša za njihovo spletno stranmehanska tesnila mešalnika. Določanje API 682 za tesnilo mešalnika je lahko nepotreben dodaten strošek in zaplet. Medtem ko je mogoče vključiti osnovno tesnilo, ki ustreza standardu API 682, v konfiguracijo mešalnika, ta pristop običajno povzroči kompromis tako v smislu skladnosti z API 682 kot tudi glede primernosti zasnove za aplikacije mešalnika. Slika 3 prikazuje seznam razlik med tesnilom API 682 kategorije 1 in običajnim mehanskim tesnilom mešalnika
Čas objave: 26. oktober 2023