مکانیکال سیل انواع و جزئیات

 

مکانیکال سیل

 

مکانیکال سیل ها  یا آب بند های مکانیکی قطعاتی هستند که تقریبا در هر کارگاه و کارخانه ای مورد استفاده قرار می گیرند. مکانیکال سیلها که آن ها را با نام فیبر و فنر نیز می شناسند، نقش بسیار مهمی در آب بندی تجهیزات صنعتی علی الخصوص پمپ ها دارند. هنگامی که شافت در داخل پمپ، میکسر و یا دیگر دستگاه ها می چرخد، مکانیکال سیل ازخروج سیال به بیرون جلوگیری می کند.

 

 

طراحی مکانیکال سیل ها چگونه است؟

 

طراحی مکانیکال سیل

 

هر مکانیکال سیل شامل 3 نقطه ی آب بندی است. نقطه ی اول، نقطه ای است ثابت و شبیه به واشر که با قسمت هوزینگ پمپ در تماس است. نقطه ی دوم، نقطه ی دورانی است که به شکل یک ارینگ با شافت در حال دوران، تماس پیدا می کند. اما نقطه ی سوم که مهم ترین نقطه است، یک سطح میانی بین نقطه ثابت و نقطه ی دوار است، که به اصطلاح آن را فیلم مکانیکال سیل می گویند.

همیشه یکی از قسمت های آب بند کننده حالا یا نقطه ثابت یا نقطه دوار انعطاف پذیر ساخته می شود. در بیشتر مواقع، این حالت انعطاف پذیری را با فنر ایجاد می کنند. این فنر می تواند لرزش ها و خمش های شافت را به راحتی تحمل کند.

 

فیلم مکانیکال سیل

 

 

فیلم مکانیکال سیل

 

در بخش قبلی گفتیم که بین قسمت ثابت و قسمت دوار آب بند های مکانیکی یک لایه نازل وجود دارد که به آن فیلم مکانیکال سیل می گویند. این فیلم در واقع نقش روانکار را داشته که از اصطکاک و بالا رفتن دمای آب بند  مکانیکی جلوگیری می کند. این فیلم نازک هم چنین باعث می شود که آلودگی بین دو قسمت ثابت و دوار وارد نشود. ضخامت این فیلم در مکانیکال سیلها بسیار نازک بوده و حدود 1 میکرون است. 1 میکرون 75 برابر از موی انسان نازکتر است. نازک بودن فاصله بین دو بخش آب بند های مکانیکی سبب می شود که اگر به هر دلیلی این فیلم از بین رفت، نشتی از این نقطه به حداقل برسد.

 

 

 

انواع مکانیکال سیل

 

آب بند های مکانیکی انواع مختلفی دارند. مهم ترین دسته بندی مکانیکال سیل ها عبارتند از :

  • مکانیکال سیل رایج و معمولی
  •  فشاری
  •  بدون فشار
  •  نامتعادل
  •  متعادل
  • کارتریج

 

مکانیکال سیل فشاری

 

مکانیکال سیل فشاری

مکانیل سیلهای فشاری یک آب بندی ثانویه ای را ایجاد می کند که به صورت محوری در امتداد شافت حرکت می کند. این نوع مکانیکال سیل به دلیل انعطاف و دوامی که دارد از انحراف شفت جلوگیری می کند. مزیت این نوع مکانیکال سیل این است که بسیار رایج بوده و در سایز های گوناگون و در همه جا یافت می شوند.

 

 

 

 

مکانیکال سیل های غیر فشاری

 

مکانیکال سیل غیر فشاری

 

آب بند های مکانیکی غیر فشاری بر خلاف مدل های فشاری هرگز در امتداد شافت حرکت نمی کنند. در واقع این مکانیکال سیلها حتی در هنگامی که پمپ در حال کار است نیز ثابت باقی می مانند. در عوض این مکانیکال سیلها فلز و یا الاستومر های تاشو شبیه آکاردئون دارند که به فشردگی قسمت ثابت و یا دوار سیل ها کمک می کنند.

مزیت این مدل مکانیکال سیل این است که مدل های فلزی آن به راحتی می توانند، دما های گوناگون را تحمل کرده و سایش مدل فشاری را ندارند. عیب آن نیز این است که در برابر مواد خورنده مقاومت چندانی ندارد.

 

 

مکانیکال سیل های کارتریجی

 

مکانیکال سیلهای کارتریجی انواعی از مکاینکال سیلهایی هستند که مستقیما بر روی شافت نصب می شوند. این مکانیکال سیلها در پیکربندی های تکی، دوتایی و چند تایی موجود هستند. بهترین برند های پمپ از این مدل مکاینکال سیل استفاده می کنند.

مزیت این مکانیکال سیلها این است که در هنگام نصب و تنظیم کمترین خطا را داشته و هزینه نگهداری و تعمیر آن ها بسیار کم است. عیب آن نیز این است که قیمت اولیه آن ها از سایر مکانیکال سیلها بیشتر است.

 

چیدمان آب بند مکانیکی 

 

مکانیکال سیل دوبل

آب بند های مکانیکی تکی عمدتا نمی توانند شافت را در برابر مواد خورنده و اسیدی حفاظت نمایند. به همین خاطر برخی از سازنده ها از آب بند های مکانیکی دو تایی استفاده می کنند. در این نوع چیدمان دو مکانیکال سیل در جهات خلاف هم حرکت می کنند. هزینه تامین مکانیکال سیل های دو تایی از هزینه تعمیر آب بند های مکانیکی تکی به مراتب کمتر است. در زیر چند تا از فواید مکانیکال سیلهای دو تایی را بیان کردیم:

  • عمر مکانیل سیلهای دو تایی تقریبا 5 برابر آب بند های مکانیکی تکی است.
  • فلز میانی ای که در این آب بند های مکانیکی به کار رفته است، هیچ گاه به طور مستقیم با سیال در تماس قرار نمی گیرد. بنابراین نیاز به متالوژی سنگینی نداشته و در عوض می توانند در برابر مایعات ساینده ، گرمازا و ویسکوز مقاومت خوبی از خود نشان دهند.
  • دوام و عمر مکانیکال سیل های دوتایی تقریبا هیچ گاه تحت تاثیر عملکرد نامناسب پمپ قرار نمی گیرند.

 

 

چیدمان Tandem

 

مکانیکال سیل Tandem

چیدمان Tandem  در آب بند های مکانیکی دقیقا مانند چیدمان دو تایی است با این تفاوت که دو مکانیکال سیل در یک جهت می چرخند. این نوع مکانیکال سیل عمدتا در پمپ کف کش هایی که برای انتقال آب فاضلاب به کار می روند، مورد استفاده قرار می گیرد تا آب از پمپ وارد موتور نشود. در این نوع چیدمان از روغن به عنوان حائل میانی استفاده می شود. مزایای چیدمان Tandem عبارتند از : 

  • فشار میان سیل ها کمتر از فشار موجود در محفظه است ( یعنی فشار اتمسفر )
  • مایع خارجی تنها بیرونی ترین قسمت سیل ها را تر می کند. 
  • سیل خارجی در چیدمان Tandem  در جهت افزایش ایمنی دستگاه نیز به کار می رود. 

 

 

نحوه انتخاب آب بند مکانیکی

 

الکتروموتور سه فاز یا تک فاز؟

شما هنگامی می توانید این قطعه را به درستی انتخاب کنید که اطلاعات کافی و درستی ازعملکرد تجهیز مورد نظرتان که در اکثر مواقع یک پمپ است داشته باشید. به علاوه باید بدانید که آیا مایع پمپاژ شونده توانایی سازگاری با آن سیل را دارد یا خیر. 

  • بخش های فلزی حتما باید در برابر خوردگی مقاوم بوده و از جنس استیل، برنز، استیل ضد زنگ و یا هستلوی باشند. 
  • صفحاتی که در سیل باهم جفت می شوند باید ضد خرودگی و فرسایش باشند. این صفحات را معمولا باید از جنس کربن، سرامیک، سیلیکون کاربید و یا کاربید تنگستین انتخاب کنید.
  • قسمت های ثابت باید از جنس EPR  و یا تفلون باشند. 

 

 

 

دیگر ملاحظات 

 

از جمله موارد دیگری که در انتخاب سیل ها موثر هستند، دما، فشار و نوع سیال هستند. همانطور که در قسمت بالا ذکر کردیم برای مواد خورنده باید از سیل های استیل و یا برنز استفاده کنید. هم چنین سایز و نوع سیلی که انتخاب می کنید باید بتواند فشار وارده را تحمل کند. زیرا اگر فشار بیش از حد باشد سبب نامتعادل شدن سیل یا آب بند مکانیکی می شود. علاوه بر این دو مورد، جنس و ضخامت سیل باید به گونه ای باشد که بتواند سیال با دمای زیاد را تحمل کند وگرنه تغییر شکل داده و کارایی خود را از دست می دهد. توجه داشته باشید که آب بند های دوتایی و یا Tandem باید سطح خارجی مستحکمی از جنس سیلیکون کاربید و سطح بیرونی روان تری مانند کربن گرافیت داشته باشند.