ซีลเพลาปั๊มคืออะไร? เยอรมนี อังกฤษ สหรัฐอเมริกา โปแลนด์

อะไรคือซีลเพลาปั๊ม?
ซีลเพลาป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลออกจากเพลาที่หมุนหรือเคลื่อนที่ไปมา ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับปั๊มทุกประเภท และในกรณีของปั๊มหอยโข่ง จะมีตัวเลือกการปิดผนึกหลายแบบให้เลือกใช้ ได้แก่ ซีลแบบแพ็กเกต ซีลริมฝีปาก และซีลเชิงกลทุกประเภท ทั้งแบบเดี่ยว แบบคู่ และแบบเรียงแถว รวมถึงซีลแบบตลับ ปั๊มแบบปริมาตรจ่ายบวกแบบโรตารี เช่น ปั๊มเฟืองและปั๊มใบพัด มีจำหน่ายพร้อมการแพ็กเกต ซีลริมฝีปาก และซีลเชิงกล ปั๊มแบบลูกสูบมีปัญหาในการปิดผนึกที่แตกต่างกัน และโดยปกติแล้วจะใช้ซีลริมฝีปากหรือแพ็กเกต การออกแบบบางแบบ เช่น ปั๊มขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็ก ปั๊มไดอะแฟรม หรือปั๊มลูกสูบ ไม่จำเป็นต้องใช้ซีลเพลา ปั๊มที่เรียกว่า 'ไม่มีซีล' เหล่านี้มีซีลแบบอยู่กับที่เพื่อป้องกันการรั่วไหลของของเหลว

ซีลเพลาปั๊มมีประเภทหลักๆ อะไรบ้าง?
การบรรจุ
วัสดุอุด (เรียกอีกอย่างว่าวัสดุอุดเพลาหรือวัสดุอุดต่อม) ประกอบด้วยวัสดุอ่อนซึ่งมักจะถักเป็นเกลียวหรือขึ้นรูปเป็นวงแหวน วัสดุนี้จะถูกกดลงในช่องรอบเพลาขับที่เรียกว่ากล่องอุดเพื่อสร้างซีล (รูปภาพที่ 1) โดยปกติแล้ว การบีบอัดจะใช้กับวัสดุอุดในแนวแกน แต่สามารถใช้ในแนวรัศมีได้ด้วยตัวกลางไฮดรอลิก

เดิมที บรรจุภัณฑ์ทำจากหนัง เชือก หรือป่าน แต่ปัจจุบัน บรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่มักทำจากวัสดุเฉื่อย เช่น PTFE ขยายตัว กราไฟท์อัด และอีลาสโตเมอร์แบบเม็ด บรรจุภัณฑ์เป็นวิธีที่ประหยัดและนิยมใช้กับของเหลวที่มีความหนาและปิดผนึกยาก เช่น เรซิน ทาร์ หรือกาว อย่างไรก็ตาม บรรจุภัณฑ์ชนิดนี้ไม่เหมาะกับของเหลวที่มีความบาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้แรงดันสูง บรรจุภัณฑ์แทบไม่เคยเสียหายอย่างร้ายแรง และสามารถเปลี่ยนใหม่ได้อย่างรวดเร็วระหว่างการปิดเครื่องตามกำหนด

ซีลบรรจุภัณฑ์ต้องใช้การหล่อลื่นเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของความร้อนจากแรงเสียดทาน ซึ่งโดยปกติแล้วเกิดจากของเหลวที่ถูกสูบเข้าไปเอง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะรั่วไหลเล็กน้อยผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ ซึ่งอาจสร้างความยุ่งยาก และในกรณีของของเหลวที่กัดกร่อน ติดไฟได้ หรือเป็นพิษ มักจะไม่เป็นที่ยอมรับ ในกรณีดังกล่าว อาจใช้สารหล่อลื่นภายนอกที่ปลอดภัย บรรจุภัณฑ์ไม่เหมาะสำหรับการปิดผนึกปั๊มที่ใช้สำหรับของเหลวที่มีอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ของแข็งอาจฝังตัวอยู่ในวัสดุบรรจุภัณฑ์ ซึ่งอาจทำให้เพลาปั๊มหรือผนังกล่องบรรจุภัณฑ์เสียหายได้

ซีลปาก
ซีลริมฝีปากหรือที่เรียกอีกอย่างว่าซีลเพลาเรเดียลเป็นเพียงองค์ประกอบยางยืดหยุ่นแบบวงกลมที่ยึดเข้าที่กับเพลาขับด้วยตัวเรือนภายนอกแบบแข็ง (รูปที่ 2) ซีลเกิดจากการสัมผัสกันเสียดสีระหว่าง "ริมฝีปาก" และเพลา และมักจะเสริมด้วยสปริง ซีลริมฝีปากพบได้ทั่วไปในอุตสาหกรรมไฮดรอลิกและสามารถพบได้ในปั๊ม มอเตอร์ไฮดรอลิก และตัวกระตุ้น ซีลริมฝีปากมักใช้เป็นซีลสำรองสำหรับระบบซีลอื่นๆ เช่น ซีลเชิงกล ซีลริมฝีปากมักจำกัดอยู่ที่แรงดันต่ำและไม่เหมาะสำหรับของเหลวบางที่ไม่หล่อลื่น ระบบซีลริมฝีปากหลายระบบได้รับการนำไปใช้กับของเหลวหนืดที่ไม่กัดกร่อนหลากหลายชนิดอย่างประสบความสำเร็จ ซีลริมฝีปากไม่เหมาะสำหรับใช้กับของเหลวที่กัดกร่อนหรือของเหลวที่มีของแข็ง เนื่องจากอาจสึกกร่อนได้ และความเสียหายเพียงเล็กน้อยอาจนำไปสู่ความล้มเหลวได้

ซีลเครื่องกล
ซีลเชิงกลประกอบด้วยหน้าเรียบขัดเงาสูงหนึ่งคู่ขึ้นไป โดยหน้าหนึ่งจะอยู่กับที่ในตัวเรือน และอีกหน้าจะหมุน เชื่อมต่อกับเพลาขับ (รูปที่ 3) หน้าเหล่านี้ต้องการการหล่อลื่น ไม่ว่าจะด้วยของเหลวที่สูบเข้าไปเองหรือด้วยของเหลวกั้น โดยทั่วไป หน้าซีลจะสัมผัสกันเฉพาะเมื่อปั๊มหยุดนิ่งเท่านั้น ในระหว่างการใช้งาน ของเหลวหล่อลื่นจะสร้างฟิล์มไฮโดรไดนามิกบางๆ ระหว่างหน้าซีลที่อยู่ตรงข้ามกัน ช่วยลดการสึกหรอและช่วยระบายความร้อน

ซีลเชิงกลสามารถรองรับของเหลว ความหนืด แรงดัน และอุณหภูมิได้หลากหลาย อย่างไรก็ตาม ซีลเชิงกลไม่ควรใช้งานจนหมดสภาพ ข้อได้เปรียบที่สำคัญของระบบซีลเชิงกลคือเพลาขับและตัวเรือนไม่ใช่ส่วนหนึ่งของกลไกการปิดผนึก (เช่นเดียวกับซีลปะเก็นและซีลริมฝีปาก) จึงไม่เกิดการสึกหรอ

ซีลคู่
ซีลคู่ใช้ซีลเชิงกลสองตัวที่วางหลังชนกัน (รูปที่ 4) ช่องว่างภายในชุดซีลทั้งสองชุดสามารถถูกเพิ่มแรงดันด้วยของเหลวกั้นเพื่อให้ฟิล์มบนชุดซีลที่จำเป็นสำหรับการหล่อลื่นเป็นของเหลวกั้น ไม่ใช่ตัวกลางที่ถูกสูบ ของเหลวกั้นจะต้องเข้ากันได้กับตัวกลางที่ถูกสูบด้วย ซีลคู่มีความซับซ้อนในการใช้งานมากกว่าเนื่องจากต้องใช้แรงดัน และโดยปกติแล้วจะใช้เฉพาะเมื่อจำเป็นต้องปกป้องบุคลากร ส่วนประกอบภายนอก และสภาพแวดล้อมโดยรอบจากของเหลวอันตราย เป็นพิษ หรือติดไฟได้เท่านั้น

ซีลคู่
ซีลแบบคู่จะคล้ายกับซีลแบบคู่ แต่ซีลเชิงกลทั้งสองชุดจะหันหน้าไปในทิศทางเดียวกันแทนที่จะหันหลังชนกัน มีเพียงซีลด้านผลิตภัณฑ์เท่านั้นที่หมุนในของเหลวที่ถูกสูบ แต่การซึมผ่านหน้าซีลจะทำให้สารหล่อลื่นกั้นปนเปื้อนในที่สุด ซึ่งส่งผลต่อซีลด้านบรรยากาศและสภาพแวดล้อมโดยรอบ

ซีลตลับ
ซีลตลับเป็นชุดซีลเชิงกลที่ประกอบสำเร็จแล้ว โครงสร้างของตลับช่วยขจัดปัญหาในการติดตั้ง เช่น ความจำเป็นในการวัดและตั้งค่าแรงอัดของสปริง นอกจากนี้ หน้าซีลยังได้รับการปกป้องจากความเสียหายระหว่างการติดตั้ง ในการออกแบบ ซีลตลับอาจเป็นแบบเดี่ยว คู่ หรือเรียงกันภายในต่อมและประกอบเข้ากับปลอก

ซีลกั้นแก๊ส
เหล่านี้เป็นที่นั่งแบบคู่สไตล์ตลับหมึกที่มีหน้าสัมผัสที่ออกแบบมาเพื่อให้รับแรงดันโดยใช้ก๊าซเฉื่อยเป็นตัวกั้น แทนที่ของเหลวหล่อลื่นแบบเดิม หน้าซีลอาจแยกออกหรือยึดให้สัมผัสกันหลวมระหว่างการทำงานโดยการปรับแรงดันก๊าซ ก๊าซจำนวนเล็กน้อยอาจรั่วไหลเข้าไปในผลิตภัณฑ์และบรรยากาศ

สรุป
ซีลเพลาจะป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลออกมาจากเพลาที่หมุนหรือเคลื่อนที่ไปมาของปั๊ม ซีลเพลาจะมีให้เลือกหลายแบบ เช่น ซีลแบบแพ็กเกต ซีลแบบริมฝีปาก และซีลเชิงกลหลายประเภท เช่น ซีลแบบเดี่ยว ซีลแบบคู่ และแบบเรียงแถว รวมถึงซีลแบบตลับ