سیل مکانیکی یا آب بند های مکانیکی از جمله ایمن ترین قطعات صنعتی هستند که برای جلوگیری از نشت مایعات ، جامدات و گازها به بیرون از سیستم در بر گیرنده آنها مورد استفاده قرار می گیرند که شامل دو سطح صاف ، یکی ثابت که بر روی کاسه پمپ و دیگری متحرک که بر روی محور گردش پمپ قرار گرفته می شود. فشار محصول پمپ شونده و نیروی موئینگی ، لایه نازکی از مایع را بروی سطوح سیل قرار می دهد که منجر به روان کاری سطوح می شود. کارکرد سیل تحت شرایط خشک منجر به صدمه دیدن سطوح آن می شود.
شرایط انتخاب آب بند مکانیکی مناسب
برای انتخاب درست یک سیل مکانیکی بایستی ابتدا به قسمت چرخشی آن توجه کرده و سپس نوع سطوح ثابت آن را مورد ارزیابی قرار دارد. عوامل فشار محیط سیل ، درجه حرارت و سرعت محور دوار ماشین (RPM) نوع سیال پمپ شونده و اندازه قطر محور دوار را در نظر گرفت که با توجه به این مهم ، سیل مکانیکی مناسب برای پمپ انتخاب می شود. زیرا زمانی که یک سیل از کار می افتد مقدار قابل توجهی از هزینه صرف جایگزینی آن شده و در بیشتر حالات تجهیزات فرایند از کار خارج شده تا سیل مکانیکی جدید نصب شوند. لذا انتخاب درست آب بند مکانیکی با توجه به محیط کارکرد آن میتواند موجب بهره وری در فرایند تولید بشود.
مزایای آب بند مکانیکی
از جمله مزایای آب بند مکانیکی جلوگیری از نشت مواد گران قیمت ، خورنده و خطرناک ، مایعات سمی گاز ها ، آلاینده و سرطان زا ، سیال رادیو اکتیو ، منفجره و غیره می باشد.
آب بند ها براساس استفاده به دو نوع کلی ثابت و متحرک تقسیم میشوند:
• آب بند ثابت : به صورت واشر بین قطعات غیر متحرک به کار می رود.
• آب بند متحرک : برای آب بندی قطعات متحرک بکار میرود. نوع آب بند هرقطعه توسط سازنده تعیین میگردد و در زمان تعویض باید به این موضوع توجه داشت.
انواع آب بند ها
• اورینگ ها
معمولی ترین آب بند مورد استفاده در ماشین آلات می باشد. اورینگ ها به عنوان سیل ثابت و متحرک استفاده می شوند و جنس آن ها معمولا از ترکیبات لاستیک های مصنوعی می باشند. موارد استفاده اورینگ برای آب بندی پیستون در سیلندر و شیر های هیدرولیکی محل اتصال شلنگ ها و پمپ ها استفاده میشود.
طرح اورینگ طوری است که برای نصب در شیار ها ساخته شده است و زمان نصب تا 10 درصد فشرده می شود. در موارد استفاده متحرک عمر اورینگ به صافی سطح قطعه ها و اندازه بودن آن مربوط میشود. اورینگ ها در مواردی که محل آب بندی دارای گوشه و زاویه است استفاده نمی شود. اگر اورینگ در قطعه ای تحت فشار زیاد نصب شود ،با گذاشتن یک رینگ فیبری در پشت آن از خارج شدن اورینگ از شیار خود جلوگیری می کند. همیشه باید یک رینگ فیبری در طرف کم فشار اورینگ نصب شود. در صورت استفاده از دو رینگ فیبری اورینگ در وسط آنها قرار می گیرد.
• آب بندهای وی شکل و یو شکل
وی پک ها و یو پک ها از سیل های متحرکی هستند که برای آب بندی پیستون و شافت پمپ ها استفاده می شوند. جنس آنها معمولا از چرم یا لاستیک طبیعی و مصنوعی یا پلاستیک می باشد. طرز نصب آنها طوری است که فشار سیال لبه آب بند را به دیواره بچسباند و آب بندی را بهتر و کامل تر کند. برای آب بندی قطعات پمپ بایستی حداقل یک بسته از این نوع آب بند را بکار برد و چند آب بند را همراه هم در یک شیار قرار داد.
• سیل های فلنجی و گردگیرها
گردگیر ها سیل های متحرکی از جنس چرم یا لاستیک مصنوعی یا پلاستیک بوده که معمولا در پیستون ها بکار میروند. عمل آب بندی بوسیله بازشدن لبه آنها و چسبیدن به سطح قطعه انجام میشود.
• آب بندهای فلزی
از نظرشکل و ساختمان مانند رینگ های پیستون موتور بوده و ممکن است که فلزی یا غیرفلزی باشند. جنس آنها عموما از فولاد بوده و دارای نشتی زیاد می باشند ، مگر اینکه خیلی دقیق و فیت نصب شوند. سیل های فلزی به دو صورت باز شونده (پیستونی) و جمع شونده (شفت جک) وجود دارند و در جاهایی بکار میروند که میزان حرارت بسیار بالا است. این آب بندها به دلیل نشتی زیاد با کاسه نمد و کانال تخلیه به مخزن در سیستم بکار میروند.
• واشر کمپرسی
این واشرها فقط برای کاربرد ثابت مثل کوپلینگ ، لوله ها ، پوسته پمپ و امثال آنها با پرکردن قسمت های ناصاف آب بندی را انجام میدهد و ممکن است فلزی یا غیر فلزی باشند.
• کاسه نمدها
در جاهایی که شافت از پوسته خارج می شود کاسه نمدها نصب میشوند. اگر فشار اتمسفر از فشار کاسه نمد بالاتر باشد از عبور هوا به داخل و اگر فشار پشت کاسه نمد بالاتر از فشار جو باشد از نشت سیال یا بخار به بیرون جلوگیری می کند. بهترین نوع قابل استفاده برای پمپ یک رینگ فانوسی است که به داخل آن آب تزریق میشود. این تزریق آب یا از خروجی خود پمپ تامین میشود یا اگر سیال پمپ غیر آب باشد از یک منبع مستقل آب را لوله کشی میکنند. اگر مایع آب بندی کننده ، دارای ذرات جامدی باشد که به غلاف های کاسه نمد آسیب برساند بهتر است که سر راه آن فیلتر قرار گیرد.
• گلندها
بوش های یکپارچه ای هستند که به منظور سفت کردن پکینگ ها جهت آب بندی بیشتر از آنها استفاده می شود. میزان سفت کردن پیچ های آن به طور تجربی به اندازه ای است که مابین اصطکاک ، آب بندی ، روغن کاری و خنک کاری تعادل حفظ شود.
• پکینگ کمپرسی
از این نوع آب بند میتوان به جای وی پک و یو پک ها استفاده کرد. جنس آن معمولا از پلاستیک یا نخ نسوز و یا لاستیک نخ دار با روکش فلزی است. این آب بندها برای قسمت های با فشار کم بکار می روند. در حقیقت عامل آب بندی کننده بر اساس افت فشار سیال در طول غلاف می باشند. علت اینکه پکینگ ها باید دارای خواص پلاستیکی (فرم پذیری) باشند این است تا مقدار فشردگی روی اسلیو (غلاف ها) را تنظیم کنند و نیز خواص الاستیک جهت جذب انرژی و آسیب نرساندن به جزء دوار را داشته باشند و به صورت رینگ هایی در داخل محفظه آب بندی قرار گیرند. انرژی اصطکاکی (گرما) تولیدشده در اثر گردش شافت از طریق نشت مقدار کمی مایع از پوسته یا توسط محفظه خنک کاری پشت آن و یا استفاده از هر دو دفع میشود.
جنس پکینگ ها
• آزبستوس : که برای درجه حرارت های پایین ازآن استفاده میکنند. این پکینگ ها قبلا بوسیله گرافیت یا روغن ، روغن کاری میشوند.
• متالیک: این پکینگ ها برای فشار ها و دما های بالا استفاده می شوند. پکینگ های متالیک ترکیبی از فویل فلزی (مس ، آلومینیم ، بابیت و ....) با گرافیت یا مواد چرب کننده دیگر می باشند. روغنکاری نقش مهمی در این آب بند دارد زیرا اگر خشک کار کند روی سطح تماس مثلا سیلندر خط می اندازد.
• آب بند های مکانیکی
آب بند هایی که تاکنون توصیف شد عمدتا از نوع پکینگ بودند. استفاده از پکینگ ها به عنوان آب بند همیشه مناسب و عملی نیست. با محکم کردن پیچ های گلند اصطکاک و انرژی ایجاد شده سبب کاهش عمر و خراب شدن غلاف ها میگردد. از طرف دیگر بعضی از مایعات مثل بوتان و پروپان حلال مواد چرب کننده پکینگ ها هستند که در این صورت دقت آب بندی ازبین می رود. به دلایلی که گفته شد و همچنین زمانی که میزان نشت باید حداقل باشد از آب بند های مکانیکی استفاده می کنند. سطح آب بندی در مکانیکال سیل ها عمود بر امتداد محور بوده ، در حالی که در کاسه نمدها سطح آب بندی در تماس با خود شافت یا اسلیو قرار میگیرد.
اگر چه مکانیکال سیل ها در انواع گوناگون ساخته میشوند اما اصول کارشان یکسان و دارای دو جزء ثابت و متصل به پوسته و یک جزء دوار متصل به شافت (یا غلاف) می باشند و یک فنر دو قسمت را به یکدیگر محکم می کند. یک دیافراگم یا رینگ لاستیکی برای حرکت جانبی (مماسی) نیز وجود دارد. مکانیکال سیل ها معمولا از دو قسمت فلزی و لاستیکی هستند. بعضی اوقات قسمت چرخان آب بند از ذغال با روکش فولادی ساخته می شود. البته سطح بین رینگ های دوار و ثابت ، بسیار صیقلی و در اصل از دو جنس متفاوت سیلیکون و کاربید کربن میباشد.
لایه ای از مایع با خاصیت خنک کنندگی و روانکاری اصطکاک را به حداقل می رساند. رینگ های مکانیکال (سیل رینگ ها) در دو وضعیت نسبت به پمپ قرار می گیرند که ممکن است رینگ دوار در سمت داخل و به طرف ایمپلر باشد و یا در قسمت بیرون قرار گرفته و با مایع پمپ شونده تماس نداشته باشد.
در هر دو وضعیتی که گفته شد فقط سه نقطه مهم وجود دارد که در آب بندی موثر است:
• بین رینگ ثابت و پوسته
• بین رینگ دوار و شافت (غلاف شافت)
• بین رینگ ثابت و متحرک (بخش های ثابت و متحرک مکانیکال) آب بندی در حالت 1 توسط گسکت ها و اورینگ ها صورت میگیرد. در حالت 2 توسط رینگ ها و در حالت 3 با تماس مستقیم و تنگاتنگ دو رینگ که همواره توسط فنری به هم فشرده میشوند انجام میشود.
موضوع قابل توجه در مورد رینگ ها این است که این رینگ ها با جنس ویژه خود در مقابل نیروی (بار) محوری ضعیف هستند و دچار آسیب می شوند ، اما در مقابل سایش بسیار مقاوم هستند و با مقداری سایش دوباره توسط فنری که میان آنها قرار دارد ساییده می شوند. به همین دلیل یکی از عوامل خراب شدن آنها وارد شدن نیروی محوری است. با توجه به جنس آنها نیز معمولا ترد و شکننده هستند.همچنین از جمله دیگر آب بندها جهت پلیت های حرارتی میتوان به واشر پلیت ها اشاره کرد که کاربرد فراوانی در صنایع دارو سازی ، غذایی و شیمیایی دارد.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر