มีอุปกรณ์หลายประเภทที่จำเป็นต้องปิดผนึกเพลาหมุนที่ผ่านตัวเรือนคงที่ ตัวอย่างทั่วไปสองประเภทคือปั๊มและเครื่องผสม (หรือเครื่องกวน) ในขณะที่อุปกรณ์พื้นฐาน
หลักการปิดผนึกอุปกรณ์แต่ละชนิดมีความคล้ายคลึงกัน มีความแตกต่างและต้องการวิธีแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน ความเข้าใจผิดนี้นำไปสู่ความขัดแย้ง เช่น การอ้างถึงสถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน
(API) 682 (มาตรฐานซีลเชิงกลของปั๊ม) เมื่อระบุซีลสำหรับเครื่องผสม เมื่อพิจารณาซีลเชิงกลสำหรับปั๊มเทียบกับเครื่องผสม จะพบความแตกต่างที่เห็นได้ชัดบางประการระหว่างสองประเภทนี้ ตัวอย่างเช่น ปั๊มแบบแขวนเหนือของเหลวจะมีระยะห่างจากใบพัดถึงตลับลูกปืนเรเดียลที่สั้นกว่า (โดยทั่วไปวัดเป็นนิ้ว) เมื่อเทียบกับเครื่องผสมแบบทางเข้าด้านบนทั่วไป (โดยทั่วไปวัดเป็นฟุต)
ระยะทางที่ยาวและไม่ได้รับการรองรับนี้ส่งผลให้แพลตฟอร์มมีความเสถียรน้อยลง โดยมีการวิ่งออกแนวรัศมีที่มากขึ้น การจัดแนวในแนวตั้งฉากที่ไม่ถูกต้อง และความเยื้องศูนย์มากกว่าปั๊ม การวิ่งออกของอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้นนี้ก่อให้เกิดความท้าทายในการออกแบบสำหรับซีลเชิงกล แล้วจะเป็นอย่างไรหากการโก่งตัวของเพลาเป็นแบบรัศมีล้วนๆ การออกแบบซีลสำหรับสภาวะนี้สามารถทำได้ง่ายโดยการเพิ่มระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่หมุนและชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ พร้อมกับการขยายพื้นผิววิ่งของหน้าซีล ดังที่คาดการณ์ไว้ ปัญหาไม่ได้ง่ายเช่นนี้ แรงกดด้านข้างบนใบพัด (ไม่ว่าจะอยู่ที่ใดบนเพลาผสม) ทำให้เกิดการโก่งตัวที่เคลื่อนผ่านซีลไปยังจุดแรกของการรองรับเพลา นั่นคือลูกปืนรัศมีของกระปุกเกียร์ เนื่องจากการโก่งตัวของเพลาพร้อมกับการเคลื่อนที่ของลูกตุ้ม การโก่งตัวจึงไม่เป็นฟังก์ชันเชิงเส้น
ซีลชนิดนี้จะมีองค์ประกอบทั้งแบบรัศมีและเชิงมุม ซึ่งทำให้เกิดการเยื้องศูนย์ในแนวตั้งฉากที่ซีล ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหากับซีลเชิงกลได้ การโก่งตัวสามารถคำนวณได้หากทราบคุณลักษณะสำคัญของเพลาและการรับน้ำหนักของเพลา ตัวอย่างเช่น API 682 ระบุว่าการโก่งตัวในแนวรัศมีของเพลาที่หน้าซีลของปั๊มควรเท่ากับหรือน้อยกว่า 0.002 นิ้วของค่าที่อ่านได้ทั้งหมด (TIR) ในสภาวะที่รุนแรงที่สุด ช่วงปกติของเครื่องผสมแบบทางเข้าด้านบนอยู่ระหว่าง 0.03 ถึง 0.150 นิ้ว TIR ปัญหาภายในซีลเชิงกลที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการโก่งตัวของเพลามากเกินไป ได้แก่ การสึกหรอที่เพิ่มขึ้นของส่วนประกอบซีล ส่วนประกอบที่หมุนไปสัมผัสกับส่วนประกอบที่อยู่กับที่ซึ่งเกิดความเสียหาย การกลิ้งและการบีบของโอริงแบบไดนามิก (ทำให้โอริงเสียหายแบบเกลียวหรือหน้าซีลค้าง) ทั้งหมดนี้อาจทำให้อายุการใช้งานของซีลลดลง เนื่องจากการเคลื่อนที่ที่มากเกินไปในเครื่องผสม ซีลเชิงกลจึงอาจมีการรั่วไหลมากกว่าเมื่อเทียบกับซีลเชิงกลชนิดเดียวกันซีลปั๊มซึ่งอาจนำไปสู่การดึงซีลออกโดยไม่จำเป็นและ/หรืออาจเกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรได้หากไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิด
มีหลายกรณีที่เมื่อทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้ผลิตอุปกรณ์และทำความเข้าใจเกี่ยวกับการออกแบบอุปกรณ์ อาจจำเป็นต้องติดตั้งตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งลงในตลับซีลเพื่อจำกัดความลาดเอียงของหน้าสัมผัสซีลและบรรเทาปัญหาเหล่านี้ ต้องใช้ความระมัดระวังในการใช้ตลับลูกปืนประเภทที่เหมาะสม และต้องเข้าใจภาระที่อาจเกิดขึ้นจากตลับลูกปืนอย่างถ่องแท้ มิฉะนั้น ปัญหาอาจรุนแรงขึ้นหรืออาจสร้างปัญหาใหม่ได้หากใช้ตลับลูกปืนเสริม ผู้จำหน่ายซีลควรทำงานอย่างใกล้ชิดกับ OEM และผู้ผลิตตลับลูกปืน เพื่อให้มั่นใจว่าการออกแบบถูกต้อง
โดยทั่วไปแล้ว การใช้งานซีลผสมจะมีความเร็วต่ำ (5 ถึง 300 รอบต่อนาที [rpm]) และไม่สามารถใช้วิธีการดั้งเดิมบางอย่างเพื่อรักษาอุณหภูมิของของเหลวกั้นได้ ตัวอย่างเช่น ในแผน 53A สำหรับซีลคู่ การไหลเวียนของของเหลวกั้นจะเกิดขึ้นโดยระบบการสูบภายใน เช่น สกรูสูบตามแนวแกน ความท้าทายคือระบบการสูบต้องอาศัยความเร็วของอุปกรณ์เพื่อสร้างการไหล และความเร็วในการผสมโดยทั่วไปไม่สูงพอที่จะสร้างอัตราการไหลที่เป็นประโยชน์ ข่าวดีก็คือ ความร้อนที่เกิดจากหน้าซีลโดยทั่วไปไม่ใช่สาเหตุที่ทำให้อุณหภูมิของของเหลวกั้นสูงขึ้นซีลเครื่องผสมความร้อนจากกระบวนการนี้อาจทำให้อุณหภูมิของไหลกั้นเพิ่มขึ้น รวมถึงทำให้ส่วนประกอบ ผิวหน้า และอีลาสโตเมอร์ของซีลที่อยู่ด้านล่าง อ่อนไหวต่ออุณหภูมิสูง ส่วนประกอบของซีลที่อยู่ด้านล่าง เช่น ผิวหน้าซีลและโอริง มีความเสี่ยงมากขึ้นเนื่องจากอยู่ใกล้กับกระบวนการ ความร้อนไม่ได้สร้างความเสียหายโดยตรงให้กับผิวหน้าซีล แต่เกิดจากความหนืดที่ลดลงและด้วยเหตุนี้จึงทำให้ความลื่นไหลของไหลกั้นที่ผิวหน้าซีลด้านล่างลดลง การหล่อลื่นที่ไม่ดีทำให้ผิวหน้าเสียหายเนื่องจากการสัมผัสกัน สามารถเพิ่มคุณสมบัติการออกแบบอื่นๆ ลงในตลับซีลเพื่อรักษาอุณหภูมิของผิวกั้นให้อยู่ในระดับต่ำและปกป้องส่วนประกอบของซีลได้
ซีลเชิงกลสำหรับเครื่องผสมสามารถออกแบบให้มีคอยล์เย็นหรือปลอกหุ้มภายในที่สัมผัสกับของเหลวกั้นโดยตรง คุณสมบัติเหล่านี้คือระบบวงจรปิด แรงดันต่ำ อัตราการไหลต่ำ ซึ่งมีน้ำหล่อเย็นไหลเวียนผ่านทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในตัว อีกวิธีหนึ่งคือการใช้สปูลหล่อเย็นในตลับซีลระหว่างส่วนประกอบซีลด้านล่างและพื้นผิวยึดอุปกรณ์ สปูลหล่อเย็นคือโพรงที่น้ำหล่อเย็นแรงดันต่ำสามารถไหลผ่านเพื่อสร้างฉนวนกั้นระหว่างซีลและภาชนะเพื่อป้องกันการซึมของความร้อน สปูลหล่อเย็นที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมสามารถป้องกันอุณหภูมิที่สูงเกินไปซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายได้ใบหน้าของแมวน้ำและอีลาสโตเมอร์ ความร้อนที่ซึมออกมาจากกระบวนการทำให้อุณหภูมิของของเหลวกั้นสูงขึ้นแทน
คุณสมบัติการออกแบบทั้งสองนี้สามารถใช้งานร่วมกันหรือแยกกันเพื่อช่วยควบคุมอุณหภูมิที่ซีลเชิงกล บ่อยครั้งที่ซีลเชิงกลสำหรับเครื่องผสมถูกกำหนดให้เป็นไปตามมาตรฐาน API 682 ฉบับที่ 4 ประเภท 1 แม้ว่าเครื่องจักรเหล่านี้จะไม่เป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบใน API 610/682 ทั้งในด้านการใช้งาน มิติ และ/หรือเชิงกลก็ตาม ซึ่งอาจเป็นเพราะผู้ใช้ปลายทางคุ้นเคยและคุ้นเคยกับ API 682 ในฐานะข้อกำหนดของซีล และไม่ทราบข้อกำหนดบางประการของอุตสาหกรรมที่เหมาะสมกับเครื่องจักร/ซีลเหล่านี้มากกว่า มาตรฐานปฏิบัติทางอุตสาหกรรม (Process Industry Practices: PIP) และ Deutsches Institut fur Normung (DIN) เป็นสองมาตรฐานอุตสาหกรรมที่เหมาะสมกว่าสำหรับซีลประเภทนี้ โดยมาตรฐาน DIN 28138/28154 ถูกกำหนดไว้สำหรับผู้ผลิต OEM ของเครื่องผสมในยุโรปมานานแล้ว และ PIP RESM003 ได้กลายเป็นข้อกำหนดสำหรับซีลเชิงกลบนอุปกรณ์ผสม นอกเหนือจากข้อกำหนดเหล่านี้แล้ว ยังไม่มีมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ใช้กันทั่วไป ซึ่งทำให้มีขนาดห้องซีล ความคลาดเคลื่อนของการตัดเฉือน การโก่งตัวของเพลา การออกแบบกระปุกเกียร์ การจัดเรียงตลับลูกปืน ฯลฯ ที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ OEM แต่ละราย
ตำแหน่งที่ตั้งและอุตสาหกรรมของผู้ใช้จะกำหนดเป็นส่วนใหญ่ว่าข้อกำหนดใดจะเหมาะสมที่สุดสำหรับไซต์ของพวกเขาซีลเชิงกลของเครื่องผสมการกำหนดมาตรฐาน API 682 สำหรับซีลเครื่องผสมอาจเป็นค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมที่ไม่จำเป็นและมีความซับซ้อน แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะรวมซีลพื้นฐานที่ผ่านการรับรองมาตรฐาน API 682 เข้ากับการกำหนดค่าเครื่องผสม แต่วิธีการนี้มักส่งผลให้เกิดการประนีประนอมทั้งในแง่ของการปฏิบัติตามมาตรฐาน API 682 และความเหมาะสมของการออกแบบสำหรับการใช้งานกับเครื่องผสม ภาพที่ 3 แสดงรายการความแตกต่างระหว่างซีล API 682 Category 1 กับซีลเชิงกลสำหรับเครื่องผสมทั่วไป
เวลาโพสต์: 26 ต.ค. 2566