มีอุปกรณ์หลายประเภทที่จำเป็นต้องปิดผนึกเพลาหมุนที่ผ่านตัวเรือนคงที่ ตัวอย่างทั่วไปสองประเภท ได้แก่ ปั๊มและเครื่องผสม (หรือเครื่องกวน) ในขณะที่อุปกรณ์พื้นฐาน
หลักการปิดผนึกอุปกรณ์ต่างๆ มีความคล้ายคลึงกัน มีความแตกต่างที่ต้องการการแก้ไขที่แตกต่างกัน ความเข้าใจผิดนี้ทำให้เกิดข้อขัดแย้ง เช่น การอ้างถึงสถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน
(API) 682 (มาตรฐานซีลเชิงกลของปั๊ม) เมื่อระบุซีลสำหรับเครื่องผสม เมื่อพิจารณาซีลเชิงกลสำหรับปั๊มเทียบกับเครื่องผสม จะพบความแตกต่างที่เห็นได้ชัดสองสามประการระหว่างทั้งสองประเภท ตัวอย่างเช่น ปั๊มที่ยื่นออกมาจะมีระยะทางสั้นกว่า (โดยทั่วไปวัดเป็นนิ้ว) จากใบพัดไปยังตลับลูกปืนเรเดียลเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องผสมแบบทางเข้าด้านบนทั่วไป (โดยทั่วไปวัดเป็นฟุต)
ระยะทางที่ไม่ได้รับการรองรับที่ยาวนี้ส่งผลให้แพลตฟอร์มมีความเสถียรน้อยลง โดยมีการเบี่ยงเบนในแนวรัศมีมากขึ้น การจัดแนวในแนวตั้งฉากที่ไม่ถูกต้อง และความเยื้องศูนย์มากกว่าปั๊ม การเบี่ยงเบนของอุปกรณ์ที่มากขึ้นทำให้เกิดความท้าทายในการออกแบบสำหรับซีลเชิงกล จะเกิดอะไรขึ้นหากการเบี่ยงเบนของเพลาเป็นแบบรัศมีล้วนๆ การออกแบบซีลสำหรับสถานการณ์นี้สามารถทำได้ง่ายๆ โดยเพิ่มระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่หมุนและอยู่กับที่พร้อมกับขยายพื้นผิวการทำงานของหน้าซีล ดังที่คาดไว้ ปัญหาไม่ได้ง่ายอย่างนั้น การรับน้ำหนักด้านข้างบนใบพัด ไม่ว่าใบพัดจะอยู่ที่ใดบนเพลาเครื่องผสม จะทำให้เกิดการเบี่ยงเบนที่ส่งผ่านซีลไปจนถึงจุดแรกของการรองรับเพลา ซึ่งก็คือตลับลูกปืนเรเดียลของกระปุกเกียร์ เนื่องจากการเบี่ยงเบนของเพลาพร้อมกับการเคลื่อนที่ของลูกตุ้ม การเบี่ยงเบนจึงไม่ถือเป็นฟังก์ชันเชิงเส้น
ส่วนประกอบนี้จะมีรัศมีและมุมซึ่งจะสร้างการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องในแนวตั้งฉากที่ซีล ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาสำหรับซีลเชิงกลได้ การเบี่ยงเบนสามารถคำนวณได้หากทราบคุณลักษณะสำคัญของเพลาและการรับน้ำหนักของเพลา ตัวอย่างเช่น API 682 ระบุว่าการเบี่ยงเบนในแนวรัศมีของเพลาที่หน้าซีลของปั๊มควรเท่ากับหรือต่ำกว่าค่าการอ่านที่ระบุทั้งหมด (TIR) 0.002 นิ้วในสภาวะที่รุนแรงที่สุด ช่วงปกติของเครื่องผสมแบบเข้าด้านบนอยู่ระหว่าง 0.03 ถึง 0.150 นิ้ว TIR ปัญหาภายในซีลเชิงกลที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเบี่ยงเบนของเพลาที่มากเกินไป ได้แก่ การสึกหรอที่เพิ่มขึ้นของส่วนประกอบซีล ส่วนประกอบที่หมุนไปสัมผัสกับส่วนประกอบคงที่ที่เสียหาย การกลิ้งและการบีบของโอริงแบบไดนามิก (ทำให้โอริงเสียหายเป็นเกลียวหรือหน้าค้าง) ทั้งหมดนี้อาจทำให้ซีลมีอายุการใช้งานลดลง เนื่องจากการเคลื่อนที่มากเกินไปที่มีอยู่ในเครื่องผสม ซีลเชิงกลจึงอาจแสดงการรั่วไหลได้มากกว่าเมื่อเทียบกับซีลเชิงกลที่คล้ายกันซีลปั๊มซึ่งอาจนำไปสู่การดึงซีลโดยไม่จำเป็นและ/หรืออาจเกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรได้หากไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิด
มีบางกรณีเมื่อทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้ผลิตอุปกรณ์และทำความเข้าใจเกี่ยวกับการออกแบบอุปกรณ์ที่สามารถติดตั้งตลับลูกปืนลูกกลิ้งลงในตลับซีลเพื่อจำกัดความเหลี่ยมมุมที่หน้าซีลและบรรเทาปัญหาดังกล่าวได้ ต้องใช้ความระมัดระวังในการใช้ตลับลูกปืนประเภทที่เหมาะสม และต้องเข้าใจภาระที่อาจเกิดขึ้นของตลับลูกปืนอย่างถ่องแท้ มิฉะนั้น ปัญหาอาจแย่ลงหรืออาจสร้างปัญหาใหม่ได้หากมีตลับลูกปืนมาเพิ่ม ผู้จำหน่ายซีลควรทำงานอย่างใกล้ชิดกับ OEM และผู้ผลิตตลับลูกปืนเพื่อให้แน่ใจว่ามีการออกแบบที่เหมาะสม
การใช้งานซีลของเครื่องผสมโดยทั่วไปจะมีความเร็วต่ำ (5 ถึง 300 รอบต่อนาที [rpm]) และไม่สามารถใช้บางวิธีดั้งเดิมเพื่อรักษาอุณหภูมิของของเหลวกั้นได้ ตัวอย่างเช่น ในแผน 53A สำหรับซีลคู่ การไหลเวียนของของเหลวกั้นจะมาจากคุณลักษณะการสูบภายใน เช่น สกรูสูบแนวแกน ความท้าทายคือคุณลักษณะการสูบนั้นอาศัยความเร็วของอุปกรณ์เพื่อสร้างการไหล และความเร็วในการผสมทั่วไปไม่สูงพอที่จะสร้างอัตราการไหลที่มีประโยชน์ ข่าวดีก็คือโดยทั่วไปแล้ว ความร้อนที่เกิดจากหน้าซีลไม่ใช่สาเหตุที่ทำให้ของเหลวกั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นซีลเครื่องผสมความร้อนที่เกิดขึ้นจากกระบวนการนี้สามารถทำให้ของเหลวกั้นอุณหภูมิเพิ่มขึ้นได้ รวมทั้งทำให้ชิ้นส่วนซีลด้านล่าง หน้าซีล และอีลาสโตเมอร์เสี่ยงต่ออุณหภูมิสูงได้ ส่วนประกอบซีลด้านล่าง เช่น หน้าซีลและโอริง เสี่ยงต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นได้เนื่องจากอยู่ใกล้กับกระบวนการนี้ ไม่ใช่ความร้อนที่ทำลายหน้าซีลโดยตรง แต่เป็นเพราะความหนืดที่ลดลง และความลื่นไหลของของเหลวกั้นที่หน้าซีลด้านล่าง การหล่อลื่นที่ไม่ดีทำให้หน้าซีลเสียหายเนื่องจากการสัมผัสกัน สามารถรวมคุณสมบัติการออกแบบอื่นๆ ลงในตลับซีลเพื่อรักษาอุณหภูมิของของเหลวกั้นให้อยู่ในระดับต่ำและปกป้องส่วนประกอบซีลได้
ซีลเชิงกลสำหรับเครื่องผสมสามารถออกแบบให้มีคอยล์หรือแจ็คเก็ตระบายความร้อนภายในที่สัมผัสกับของเหลวกั้นโดยตรง คุณลักษณะเหล่านี้คือระบบวงจรปิด แรงดันต่ำ อัตราการไหลต่ำ ซึ่งมีน้ำหล่อเย็นหมุนเวียนผ่านระบบดังกล่าว ทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในตัว อีกวิธีหนึ่งคือการใช้สปูลระบายความร้อนในตลับซีลระหว่างส่วนประกอบซีลด้านล่างและพื้นผิวติดตั้งอุปกรณ์ สปูลระบายความร้อนคือช่องว่างที่น้ำหล่อเย็นแรงดันต่ำสามารถไหลผ่านเพื่อสร้างฉนวนกั้นระหว่างซีลและภาชนะเพื่อจำกัดการแช่ตัวของความร้อน สปูลระบายความร้อนที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมสามารถป้องกันอุณหภูมิที่มากเกินไปซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายได้ใบหน้าของแมวน้ำและอีลาสโตเมอร์ ความร้อนที่ซึมออกมาจากกระบวนการทำให้ของเหลวกั้นมีอุณหภูมิสูงขึ้นแทน
คุณลักษณะการออกแบบทั้งสองนี้สามารถใช้ร่วมกับหรือแยกกันเพื่อช่วยควบคุมอุณหภูมิที่ซีลเชิงกล ซีลเชิงกลสำหรับเครื่องผสมมักจะได้รับการกำหนดให้เป็นไปตาม API 682, 4th Edition Category 1 แม้ว่าเครื่องจักรเหล่านี้จะไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบใน API 610/682 ในด้านการทำงาน มิติ และ/หรือเชิงกลก็ตาม สาเหตุอาจเป็นเพราะผู้ใช้ปลายทางคุ้นเคยและคุ้นเคยกับ API 682 ในฐานะข้อกำหนดของซีล และไม่ทราบข้อกำหนดของอุตสาหกรรมบางประการที่ใช้ได้กับเครื่องจักร/ซีลเหล่านี้มากกว่า Process Industry Practices (PIP) และ Deutsches Institut fur Normung (DIN) เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสองมาตรฐานที่เหมาะสมกว่าสำหรับซีลประเภทนี้ โดยมาตรฐาน DIN 28138/28154 ได้รับการกำหนดให้ใช้กับ OEM ของเครื่องผสมในยุโรปมานานแล้ว และ PIP RESM003 ได้กลายเป็นข้อกำหนดข้อกำหนดสำหรับซีลเชิงกลบนอุปกรณ์ผสม นอกเหนือจากข้อกำหนดเหล่านี้แล้ว ยังไม่มีมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ใช้กันโดยทั่วไป ซึ่งทำให้มีขนาดห้องซีล ความคลาดเคลื่อนของการตัดเฉือน การเบี่ยงเบนของเพลา การออกแบบกล่องเกียร์ การจัดเรียงตลับลูกปืน ฯลฯ ที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละ OEM
ตำแหน่งและอุตสาหกรรมของผู้ใช้จะเป็นตัวกำหนดว่าข้อกำหนดใดเหมาะสมที่สุดสำหรับไซต์ของพวกเขาซีลเครื่องกลของเครื่องผสมการระบุ API 682 สำหรับซีลเครื่องผสมอาจเป็นค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมที่ไม่จำเป็นและมีความซับซ้อน แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะรวมซีลพื้นฐานที่ผ่านการรับรอง API 682 เข้ากับการกำหนดค่าเครื่องผสม แต่แนวทางนี้มักจะส่งผลให้เกิดการประนีประนอมทั้งในแง่ของการปฏิบัติตาม API 682 ตลอดจนความเหมาะสมของการออกแบบสำหรับการใช้งานเครื่องผสม ภาพที่ 3 แสดงรายการความแตกต่างระหว่างซีล API 682 ประเภท 1 กับซีลเชิงกลของเครื่องผสมทั่วไป
เวลาโพสต์: 26 ต.ค. 2566