Kaj je atesnilo gredi črpalke?
Tesnila gredi preprečujejo uhajanje tekočine iz vrteče se ali batne gredi. To je pomembno za vse črpalke, pri centrifugalnih črpalkah pa je na voljo več možnosti tesnjenja: tesnila, ustna tesnila in vse vrste mehanskih tesnil – enojna, dvojna in tandemska, vključno s kartušnimi tesnili. Rotacijske črpalke s pozitivnim pretokom, kot so zobniške črpalke in krilne črpalke, so na voljo s tesnilom, ustnim in mehanskim tesnilom. Batne črpalke predstavljajo različne težave s tesnjenjem in se običajno zanašajo na ustna tesnila ali tesnila. Nekatere izvedbe, kot so magnetne pogonske črpalke, membranske črpalke ali peristaltične črpalke, ne potrebujejo tesnil gredi. Te tako imenovane črpalke brez tesnil vključujejo stacionarna tesnila za preprečevanje puščanja tekočine.
Katere so glavne vrste tesnil gredi črpalke?
Pakiranje
Tesnilo (znano tudi kot tesnilo gredi ali tesnilo žleze) je sestavljeno iz mehkega materiala, ki je pogosto pleten ali oblikovan v obroče. To se stisne v komoro okoli pogonske gredi, imenovano tesnilna škatla, da se ustvari tesnilo (slika 1). Običajno se stiskanje na tesnilo izvaja aksialno, lahko pa se izvaja tudi radialno s hidravličnim medijem.
Tradicionalno so bila tesnila izdelana iz usnja, vrvi ali lanu, danes pa običajno sestojijo iz inertnih materialov, kot so ekspandirani PTFE, stisnjen grafit in granulirani elastomeri. Tesnila so ekonomična in se pogosto uporabljajo za goste, težko zatesnjene tekočine, kot so smole, katran ali lepila. Vendar pa je to slaba metoda tesnjenja za redke tekočine, zlasti pri višjih tlakih. Tesnila redko katastrofalno odpovejo in jih je mogoče hitro zamenjati med načrtovanimi izklopi.
Tesnila tesnil potrebujejo mazanje, da se prepreči kopičenje toplote zaradi trenja. To običajno zagotavlja sama črpana tekočina, ki ponavadi rahlo pušča skozi tesnilni material. To je lahko umazano in v primeru korozivnih, vnetljivih ali strupenih tekočin pogosto nesprejemljivo. V teh primerih se lahko uporabi varno zunanje mazivo. Tesnilo ni primerno za tesnjenje črpalk, ki se uporabljajo za tekočine, ki vsebujejo abrazivne delce. Trdne snovi se lahko vgradijo v tesnilni material, kar lahko poškoduje gred črpalke ali steno tesnilne škatle.
Tesnila za ustnice
Tesnila z ustnico, znana tudi kot radialna tesnila gredi, so preprosto krožni elastomerni elementi, ki jih na pogonski gredi drži togo zunanje ohišje (slika 2). Tesnilo nastane zaradi trenja med "ustnico" in gredjo, kar je pogosto ojačano z vzmetjo. Tesnila z ustnico so pogosta v hidravlični industriji in jih najdemo na črpalkah, hidravličnih motorjih in aktuatorjih. Pogosto zagotavljajo sekundarno, rezervno tesnilo za druge tesnilne sisteme, kot so mehanska tesnila. Tesnila z ustnico so običajno omejena na nizke tlake in so slaba tudi za redke, nemazne tekočine. Več sistemov tesnil z ustnico je bilo uspešno uporabljenih proti različnim viskoznim, neabrazivnim tekočinam. Tesnila z ustnico niso primerna za uporabo z abrazivnimi tekočinami ali tekočinami, ki vsebujejo trdne snovi, saj so dovzetne za obrabo in že najmanjša poškodba lahko povzroči okvaro.
Mehanska tesnila
Mehanska tesnila so v bistvu sestavljena iz enega ali več parov optično ravnih, visoko poliranih površin, ene mirujoče v ohišju in ene vrtljive, ki sta povezani s pogonsko gredjo (slika 3). Površine potrebujejo mazanje, bodisi s samo črpano tekočino bodisi z zaporno tekočino. Tesnilne površine so v stiku le, ko črpalka miruje. Med uporabo mazalna tekočina ustvarja tanek, hidrodinamičen film med nasprotnima tesnilnima površinama, kar zmanjšuje obrabo in pomaga pri odvajanju toplote.
Mehanska tesnila lahko prenesejo širok razpon tekočin, viskoznosti, tlakov in temperatur. Vendar pa mehansko tesnilo ne sme delovati na suho. Ključna prednost sistemov mehanskih tesnil je, da pogonska gred in ohišje nista del tesnilnega mehanizma (kot je to pri tesnilnih in ustnih tesnilih) in zato nista podvržena obrabi.
Dvojna tesnila
Dvojna tesnila uporabljajo dve mehanski tesnili, nameščeni eno ob drugem (slika 4). Prostor znotraj obeh sklopov tesnilnih površin je mogoče hidravlično stisniti z zaporno tekočino, tako da bo film na tesnilnih površinah, potreben za mazanje, zaporna tekočina in ne črpani medij. Zaporna tekočina mora biti tudi združljiva s črpanim medijem. Dvojna tesnila so zaradi potrebe po tlaku bolj zapletena za uporabo in se običajno uporabljajo le, kadar je treba zaščititi osebje, zunanje komponente in okolico pred nevarnimi, strupenimi ali vnetljivimi tekočinami.
Tandemska tesnila
Tandemska tesnila so podobna dvojnim tesnilom, vendar sta dva kompleta mehanskih tesnil obrnjena v isto smer in ne hrbet drug proti drugemu. V črpani tekočini se vrti le tesnilo na strani produkta, vendar pronicanje čez tesnilne površine sčasoma onesnaži zaščitno mazivo. To ima posledice za tesnilo na strani atmosfere in okolico.
Tesnila v kartušah
Kartušno tesnilo je vnaprej sestavljen paket komponent mehanskega tesnila. Kartušna konstrukcija odpravlja težave pri namestitvi, kot je potreba po merjenju in nastavljanju stiskanja vzmeti. Tesnilne površine so med namestitvijo zaščitene tudi pred poškodbami. Kartušno tesnilo je lahko enojno, dvojno ali tandemsko, nameščeno v uvodnici in vgrajeno v tulko.
Tesnila za plinsko pregrado.
To so dvojni sedeži v obliki kartuše s površinami, ki so zasnovane za tlakovanje z inertnim plinom kot pregrado, ki nadomešča tradicionalno mazalno tekočino. Tesnilne površine je mogoče med delovanjem ločiti ali pa jih držati v ohlapnem stiku z nastavitvijo tlaka plina. Majhna količina plina lahko uide v izdelek in ozračje.
Povzetek
Tesnila gredi preprečujejo uhajanje tekočine iz vrteče se ali batne gredi črpalke. Pogosto je na voljo več možnosti tesnjenja: tesnila, ustna tesnila in različne vrste mehanskih tesnil – enojna, dvojna in tandemska, vključno s kartušnimi tesnili.
Čas objave: 18. maj 2023