مکانیکال سیل- معرفی جامع آب بندهای مکانیکی
آب بندهای مکانیکی یا همان مکانیکال سیل، تجهیزات کنترل نشتی هستند که در تجهیزات دواری مثل پمپها، کمپرسورها و میکسرها برای جلوگیری از نشت مایعات و گازها به محیط بکار میروند.
شکل 1 یک نمونه پمپ گریز از مرکز (Centrifugal) را نشان میدهد که اجزای تشکیل دهنده آن شامل سیل مکانیکی در شکل مشخص شده است.
شکل 1
یک مکانیکال سیل از دو جزء اصلی تشکیل شده است. یک جزء ثابت است و جزء دیگر در مقابل آن و بر روی شافت به دوران در می آید تا آببندی را به وجود آورد. (شکل 2)
شکل 2
انواع مختلفی از مکانیکال سیل وجود دارد که از طراحی ساده تک فنره تا انواع آب بندهای کارتریجی که پیچیدگی قابل توجهی را دارند، دربر می گیرد.
طراحی، چیدمان نصب و جنس ساخت این آب بندها لزوما بر پایه فشار، دما و سرعت چرخش و نوع سیالی که برای آب بندی آن ساخته می شوند، استوار است.
طراحی:
به عنوان مثال یک طراحی ساده مکانیکال سیل شامل 7 جزء است:
- جزء ثابت که عموما نشیمن گاه (Seat) گفته می شود.
- قسمتی از جزء ثابت آب بند
- جزء چرخنده آب بند
- قسمتی از جزء چرخنده آب بند
- فنر
- صفحه گلند (Gland Plate)
- حلقه گیره (Clamp Ring)
شکل 3
یک آب بند مکانیکی شامل چهار نقطه اصلی آب بندی است که با حلقه بر روی شکل 3 نشان داده شده است:
- آب بندی بین صفحات چرخنده (3) , ثابت (1) که به آن آب بندی اولیه گفته می شود.
- آب بندی بین جزء ثابت (1) و Stuffing Box یعنی گسکت (2)
- آب بندی بین پزء چرخنده و شافت (4) که ایتن قسمت به عنوان آب بندی ثانویه شناخته می شود و می تواند یک اورینگ یا چیزی شبیه ان باشد.
- آب بندی بین صفحه گلند و Stuffing Box که معمولا یک گسکت یا اورینگ است
نقاط آب بندی:
سه تا از چهار نقطه آب بندی نیاز به تشریح زیادی ندارند اما برای نقطه آب بندی بین جزء یا صفحات ثابت و چرخنده نیاز به توجه بیشتری وجود دارد. عایق بندی اولیه پایه طراحی سیل مکانیکی است و نشان دهنده کارآیی آن است.
جزء دوار (3) و جزء ثابت(1) اغلب به وسیله نیروی فنر به هم فشرده میشوند. هر دو جزء صفحات جفت شونده با هم، به دقت تراش خورده و لبه دار می شوند تا کاملا صاف باشند (اغلب به 3 باند نور که یک روش نوری برای اندازه گیری صافی است). این مسطح بودن نشتی را به حداقل می رساند که لزوما قابل اغماض است.
در حقیقت نشتی بین این صفحات وجود دارد اما بسیار اندک بوده و به صورت بخار است.
فشار فنر اغلب فشار اولیه صفحات را تامین می کند. این فشار هنگامی که آب بند در حالت سکون است بوسیله فنر یا فنر ها حفظ شده و بنابراین از نشتی بین صفحات جلوگیری می کند.
فیلم مایع:
اگر صفحات سیل مکانیکی بدون روغن کاری در برابر یکدیگر به چرخش در آیند، فرسوده شده و سیل مکانیکی ازبین می رود که این امر به دلیل اصطکاک بین صفحات و گرمای حاصل از آن می باشد. بنابراین روغن کاری ضروری بوده که در ساده ترین حالت بوسیله سیال پمپ شونده تامین می شود.
این عمل به عنوان فیلم سیال شناخته شده و حفظ و پایداری آن اهمیت داردبرای اینکه سیل مکانیکی کارایی رضایت بخش و قابل اعتمادی داشته باشد.