ซีลเพลาปั๊มคืออะไร? เยอรมนีสหราชอาณาจักร, สหรัฐอเมริกา, โปแลนด์

ก.คืออะไรซีลเพลาปั๊ม?
ซีลเพลาป้องกันของเหลวไหลออกจากเพลาหมุนหรือลูกสูบ นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับปั๊มทั้งหมด และในกรณีของปั๊มแรงเหวี่ยงจะมีตัวเลือกการปิดผนึกหลายแบบ: บรรจุภัณฑ์ ซีลปาก และซีลเชิงกลทุกประเภท - แบบเดี่ยว สองแบบ และแบบเรียงกัน รวมถึงซีลแบบตลับ ปั๊มดิสเพลสเมนต์เชิงบวกแบบโรตารี เช่น ปั๊มเกียร์และปั๊มใบพัด มีจำหน่ายในรูปแบบการแพ็คกิ้ง ลิป และซีลเชิงกล ปั๊มลูกสูบแบบลูกสูบก่อให้เกิดปัญหาการซีลที่แตกต่างกัน และมักจะต้องใช้ลิปซีลหรือบรรจุภัณฑ์ การออกแบบบางอย่าง เช่น ปั๊มขับเคลื่อนแบบแม่เหล็ก ปั๊มไดอะแฟรม หรือปั๊มรีดท่อ ไม่จำเป็นต้องใช้ซีลเพลา ปั๊มที่เรียกว่า 'ไร้ซีล' เหล่านี้มีซีลแบบอยู่กับที่เพื่อป้องกันการรั่วไหลของของเหลว

ซีลเพลาปั๊มประเภทหลักมีอะไรบ้าง?
การบรรจุ
การบรรจุ (หรือที่เรียกว่าการบรรจุแบบเพลาหรือการบรรจุแบบต่อม) ประกอบด้วยวัสดุอ่อนซึ่งมักถักหรือขึ้นรูปเป็นวงแหวน ซึ่งจะถูกกดเข้าไปในห้องรอบๆ เพลาขับที่เรียกว่ากล่องบรรจุเพื่อสร้างซีล (รูปที่ 1) โดยปกติแล้ว การบีบอัดจะใช้ในแนวแกนกับบรรจุภัณฑ์ แต่ก็สามารถนำมาใช้ในแนวรัศมีโดยใช้ตัวกลางไฮดรอลิกได้เช่นกัน

เดิมทีบรรจุภัณฑ์ทำจากหนัง เชือก หรือปอ แต่ปัจจุบันมักประกอบด้วยวัสดุเฉื่อย เช่น PTFE ที่ขยายออก กราไฟท์อัด และอีลาสโตเมอร์ที่เป็นเม็ด การบรรจุมีความประหยัดและมักใช้กับของเหลวที่มีความหนาและปิดผนึกยาก เช่น เรซิน น้ำมันดิน หรือกาว อย่างไรก็ตาม นี่เป็นวิธีการปิดผนึกที่ไม่ดีสำหรับของเหลวบางๆ โดยเฉพาะที่ความดันสูงกว่า การบรรจุแทบจะไม่ล้มเหลวอย่างร้ายแรง และสามารถเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วในระหว่างการปิดระบบตามกำหนดเวลา

ซีลบรรจุภัณฑ์จำเป็นต้องมีการหล่อลื่นเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมความร้อนจากการเสียดสี ซึ่งโดยปกติจะได้มาจากของเหลวที่ถูกสูบเองซึ่งมีแนวโน้มที่จะรั่วไหลผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์เล็กน้อย สิ่งนี้อาจเลอะเทอะและในกรณีของของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ไวไฟ หรือเป็นพิษ มักจะเป็นที่ยอมรับไม่ได้ ในกรณีเหล่านี้อาจใช้สารหล่อลื่นภายนอกที่ปลอดภัย การบรรจุไม่เหมาะสมสำหรับปั๊มปิดผนึกที่ใช้กับของเหลวที่มีอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ของแข็งอาจฝังอยู่ในวัสดุบรรจุภัณฑ์ และอาจทำให้เพลาปั๊มหรือผนังกล่องบรรจุเสียหายได้

ซีลปาก
ลิปซีลหรือที่รู้จักกันในชื่อซีลเพลาเรเดียล เป็นเพียงส่วนประกอบอีลาสโตเมอร์แบบวงกลมซึ่งยึดเข้ากับเพลาขับด้วยตัวเรือนด้านนอกที่แข็งแรง (รูปที่ 2) ซีลเกิดขึ้นจากการสัมผัสกันเสียดสีระหว่าง 'ปาก' และเพลา และมักถูกเสริมด้วยสปริง ลิปซีลเป็นเรื่องธรรมดาทั่วทั้งอุตสาหกรรมไฮดรอลิก และสามารถพบได้ในปั๊ม มอเตอร์ไฮดรอลิก และแอคชูเอเตอร์ โดยมักจะจัดให้มีซีลรองสำรองสำหรับระบบซีลอื่นๆ เช่น ซีลเชิงกล โดยทั่วไปแล้ว ซีลปากจะถูกจำกัดไว้ที่แรงดันต่ำ และยังไม่ดีสำหรับของเหลวบางๆ ที่ไม่หล่อลื่นอีกด้วย ระบบลิปซีลหลายระบบถูกนำไปใช้กับของเหลวที่มีความหนืดและไม่มีฤทธิ์กัดกร่อนหลายชนิดได้สำเร็จ ลิปซีลไม่เหมาะสำหรับใช้กับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรือของเหลวที่มีของแข็ง เนื่องจากอาจสึกหรอได้ง่าย และความเสียหายเล็กน้อยอาจทำให้เกิดความเสียหายได้

ซีลเครื่องกล
แมคคานิคอลซีลโดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยใบหน้าที่เรียบและขัดเงาอย่างสูงหนึ่งคู่หรือมากกว่า หนึ่งคู่ที่อยู่นิ่งในตัวเรือน และอีกหนึ่งคู่ที่หมุนได้ ซึ่งเชื่อมต่อกับเพลาขับ (รูปที่ 3) ใบหน้าจำเป็นต้องได้รับการหล่อลื่น ไม่ว่าจะโดยของเหลวที่สูบเข้าไปเองหรือโดยของเหลวกั้นก็ตาม ด้วยเหตุนี้ หน้าซีลจะสัมผัสกันเฉพาะเมื่อปั๊มอยู่นิ่งเท่านั้น ในระหว่างการใช้งาน ของเหลวหล่อลื่นจะสร้างฟิล์มไฮโดรไดนามิกบางๆ ระหว่างหน้าซีลฝั่งตรงข้าม ช่วยลดการสึกหรอและช่วยกระจายความร้อน

ซีลเครื่องกลสามารถรองรับของเหลว ความหนืด ความดัน และอุณหภูมิได้หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ไม่ควรปล่อยให้ซีลเชิงกลแห้ง ข้อได้เปรียบที่สำคัญของระบบซีลเชิงกลคือเพลาขับและปลอกไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของกลไกการซีล (เช่นเดียวกับกรณีของบรรจุภัณฑ์และซีลปากถุง) ดังนั้นจึงไม่มีการสึกหรอ

ซีลสองชั้น
ซีลสองชั้นใช้แมคคานิคอลซีลสองตัวในตำแหน่งติดกัน (รูปที่ 4) พื้นที่ภายในของหน้าซีลทั้งสองชุดสามารถถูกอัดความดันไฮดรอลิกด้วยของเหลวกั้นเพื่อให้ฟิล์มบนหน้าซีลที่จำเป็นสำหรับการหล่อลื่นจะเป็นของเหลวกั้นและไม่ใช่ตัวกลางที่ถูกปั๊ม ของเหลวกั้นจะต้องเข้ากันได้กับตัวกลางที่ถูกสูบด้วย ซีลสองชั้นนั้นซับซ้อนกว่าในการใช้งานเนื่องจากต้องใช้แรงดัน และโดยทั่วไปจะใช้เฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้นในการปกป้องบุคลากร ส่วนประกอบภายนอก และสภาพแวดล้อมโดยรอบจากของเหลวอันตราย เป็นพิษ หรือไวไฟ

ซีลตีคู่
ซีลแบบ Tandem มีลักษณะคล้ายกับซีลสองชั้น แต่ซีลเชิงกลทั้งสองชุดจะหันหน้าไปในทิศทางเดียวกันแทนที่จะหันหลังชนกัน มีเพียงซีลด้านผลิตภัณฑ์เท่านั้นที่จะหมุนในของไหลที่ถูกสูบ แต่การซึมผ่านของผิวหน้าของซีลในที่สุดจะปนเปื้อนสารหล่อลื่นที่กั้นในที่สุด สิ่งนี้มีผลกระทบต่อการปิดผนึกด้านข้างของชั้นบรรยากาศและสภาพแวดล้อมโดยรอบ

ซีลตลับ
ซีลคาร์ทริดจ์คือชุดส่วนประกอบซีลเชิงกลที่ประกอบไว้ล่วงหน้า โครงสร้างคาร์ทริดจ์ช่วยขจัดปัญหาในการติดตั้ง เช่น ความจำเป็นในการวัดและตั้งค่าแรงอัดสปริง ใบหน้าซีลยังได้รับการปกป้องจากความเสียหายระหว่างการติดตั้ง ในการออกแบบ ซีลคาร์ทริดจ์อาจเป็นแบบเดี่ยว สองแบบ หรือแบบเรียงกันที่บรรจุอยู่ภายในต่อมและสร้างไว้บนปลอก

ซีลกั้นแก๊ส
นี่คือเบาะนั่งคู่แบบคาร์ทริดจ์ที่มีใบหน้าออกแบบมาให้รับแรงดันโดยใช้ก๊าซเฉื่อยเป็นตัวกั้น แทนที่ของเหลวหล่อลื่นแบบเดิม หน้าซีลอาจถูกแยกออกหรือยึดไว้โดยการสัมผัสที่หลวมระหว่างการทำงานโดยการปรับแรงดันแก๊ส ก๊าซจำนวนเล็กน้อยอาจรั่วไหลเข้าสู่ผลิตภัณฑ์และบรรยากาศ

สรุป
ซีลเพลาป้องกันของเหลวไหลออกจากเพลาหมุนหรือลูกสูบของปั๊ม บ่อยครั้งที่มีตัวเลือกการปิดผนึกหลายแบบ: บรรจุภัณฑ์ ซีลปาก และซีลเชิงกลประเภทต่างๆ ทั้งแบบเดี่ยว คู่ และแบบเรียงกัน รวมถึงซีลแบบตลับ