Pompa odśrodkowa podstawowa: płukanie wewnętrzne i płukanie zewnętrzne Uszczelnienie mechaniczne
Ewolucja od uszczelnienia uszczelnienia do uszczelnienia mechanicznego
Wirnik pompy jest zamontowany na wale pompy, który przechodzi przez obudowę pompy lub spiralę. Bez uszczelnienia pompy pusta „mokra” część wału wchodząca w spiralę może być źródłem trwałego wycieku.
Ponad sto lat temu większość pomp polegała na uszczelnieniu, które zapobiegało wyciekom pompy, jednocześnie umożliwiając swobodny obrót wału. Ten rodzaj uszczelnienia lub uszczelnienia uszczelnienia początkowo tworzy obszar wewnątrz pompy, zwany dławnicą, do którego wpychane jest lub wpychane jest uszczelnienie. Te pompy starej technologii nazywane są „konstrukcjami dławnic”. Pięćdziesiąt lat temu udoskonalono technologię, a uszczelka opakowania składała się z kilku pętelek plecionej przędzy i wypełniacza grafitowego, które otaczały wał i znajdowały się w starej „dławnicy”. Wypełniacze te są mocno dociskane przez dławik, aby zapobiec wyciekaniu wody z układu z obudowy pompy.
Ponieważ tarcie pomiędzy uszczelnieniem a wałem generuje dużo ciepła, uszczelnienie uszczelnienia wymaga częstego smarowania. Smarowanie odbywa się za pomocą wody systemowej, która wypływa z wylotu pompy, przemywa uszczelkę, a następnie wypływa z pompy. W rezultacie otrzymujemy system „otwarty”, to znaczy taki, który jest regularnie używany i przecieka woda spłukująca. Wymagany jest „wyciek” wody, która kapie z pompy z szybkością około jednej kropli na sekundę. Oczywiście wodę tę należy zastąpić wodą uzupełniającą, co wiąże się z wprowadzeniem do układu większej ilości powietrza, a tym samym zwiększeniem korozji.
Ponadto uszczelkę uszczelnienia należy regularnie regulować poprzez ręczne dokręcenie dławika, aby utrzymać odpowiednią ilość smaru, co powoduje nadmierne zużycie części. Ten typ uszczelnienia był standardem w większości pomp przemysłowych kilkadziesiąt lat temu i nadal jest używany w niektórych zastosowaniach przemysłowych.
Uszczelnienia mechaniczne są obecnie standardem w pompach HVAC. Uszczelnienie mechaniczne nie wykazuje żadnego rodzaju wycieków, lecz zamiast tego zintegrowana sprężyna zapewnia nacisk na dwie wysoce wypolerowane powierzchnie uszczelniające w celu uszczelnienia pompy. Nawet konkurenci pomp B&G, których starsze konstrukcje pomp spiralnych miały zewnętrzne dławnice, zostały zmodyfikowane tak, aby były wyposażone w uszczelnienia mechaniczne. Dlatego też w dzisiejszych systemach HVAC występują dwa typy uszczelnień mechanicznych pomp – jeden przeznaczony do starszych pomp z zewnętrznym przewodem spłukującym, a drugi do wewnętrznych uszczelnień spłukujących wzorowanych na projekcie firmy B&G.
Uszczelnienia mechaniczne do płukania zewnętrznego i dlaczego należy ich unikać
Zewnętrzne uszczelnienie spłukujące działa podobnie do innych uszczelnień mechanicznych, ale jest przeznaczone do montażu w suchej przestrzeni korpusu pompy/spirali, podobnie jak stare uszczelnienie uszczelnienia. W rezultacie wymagają zewnętrznego smarowania, aby zapobiec przegrzaniu na skutek tarcia pomiędzy wałem a obracającymi się i nieruchomymi elementami uszczelnienia. Smarowanie zapewnia rurka kapilarna, która transportuje wodę z wylotu pompy do uszczelnienia mechanicznego, dzięki czemu system jest systemem zamkniętym w porównaniu do uszczelnienia uszczelnienia smarowanego zewnętrznie. Ten projekt ma trzy wady.
Pierwszą rzeczą, którą należy wziąć pod uwagę, jest rozmiar rury spłukującej. Rury te są zwykle rurami miedzianymi o średnicy 1/4 cala lub 3/8 cala. Jeśli woda zacznie gromadzić osad w linii lub jeśli nastąpi uszkodzenie linii, może to ograniczyć przepływ płuczący. Zmniejszenie natężenia przepływu skróci żywotność uszczelnienia w porównaniu do natężenia przepływu zaprojektowanego przez producenta.
Drugi problem jest również związany z jakością wody. Powierzchnia uszczelniająca jest powierzchnią wysoce wypolerowaną. Wszelkie żwiry (cząsteczki stałe) pomiędzy powierzchnią uszczelniającą powodują korozję powierzchni uszczelniającej, co może prowadzić do przedwczesnej awarii lub nieszczelności uszczelnienia.
Trzecią kwestią jest ilość wody, którą należy przepłukać uszczelkę, aby zmniejszyć gromadzenie się ciepła spowodowanego tarciem. Natężenie przepływu zależy od różnicy ciśnień pomiędzy wlotem i wylotem oraz strat tarcia w rurze. Producent zaprojektował rozmiar rury i natężenie przepływu tak, aby odpowiadały wymaganiom pompy. Co się stanie, gdy zamontujemy na pompie napęd o zmiennej prędkości? Ciśnienie ssania w układzie zamkniętym pozostaje w miarę stałe, ale ciśnienie tłoczenia spada. Natężenie przepływu zmienia się wraz z pierwiastkiem kwadratowym różnicy ciśnień, a natężenie przepływu płuczącego również maleje. Może to nie być duży problem w systemie wody lodowej, ale może prowadzić do skrócenia żywotności uszczelnienia w systemie grzewczym.
Poniższy profil przedstawia te rury po obu stronach typowego zewnętrznego uszczelnienia mechanicznego (pompa z podwójnym ssaniem otwarta pośrodku). Należy pamiętać, że trafiają one bezpośrednio do dławnicy wyposażonej w uszczelkę.
Uszczelnienie mechaniczne płukania wewnętrznego i jego zalety
Podobnie jak uszczelnienie mechaniczne spłukiwania zewnętrznego, uszczelnienie mechaniczne spłukiwania wewnętrznego zapobiega wypływaniu wody z obudowy pompy, umożliwiając jednocześnie swobodny obrót wału pompy. Jednak konstrukcja uszczelnienia mechanicznego spłukiwania wewnętrznego jest bardziej złożona i niezawodna.
Wewnętrzne uszczelnienie mechaniczne znajduje się bliżej wirnika pompy i po uruchomieniu napełnia się wodą. W rezultacie są one zasadniczo zanurzone w wodzie systemowej i wystawione na działanie około 25% płynu pompy. Jest to cenne, ponieważ: 1) nie ma potrzeby stosowania zewnętrznego smarowania i orurowania; 2) Natężenie przepływu wody wokół uszczelki jest większe, co może zapewnić lepszy efekt płukania, wydłużając w ten sposób żywotność uszczelki.
W uszczelnieniu z płukaniem zewnętrznym rura kieruje całą wymaganą ciecz płuczącą bezpośrednio na uszczelkę z bardzo dużym natężeniem przepływu. Wewnętrzna uszczelka spłukująca jest zasadniczo zanurzona w wannie wypełnionej wodą. Dlaczego wydłuża to żywotność uszczelki? Wyobraź sobie, że czyścisz w zlewie jeden z pięknych kawałków porcelany swojej babci, a jakość wody używanej do jego czyszczenia jest bardzo zła – w wodzie jest dużo piasku. Czy do czyszczenia używasz szybkiego sprayu, czy moczysz go w zlewie i delikatnie obracasz ręcznikiem? Podobnie jak porcelana, odśrodkowe uszczelnienia mechaniczne są drogie w wymianie i często są narażone na działanie wody zawierającej dużo cząstek.
Chociaż pompy z zewnętrznym uszczelnieniem płuczącym są nadal dostępne, zalecamy określenie i wymaganie pompy z wewnętrznym uszczelnieniem mechanicznym do hydraulicznego systemu HVAC, niezależnie od tego, czy pompa jest nowo zainstalowana, czy zastępuje istniejącą pompę z uszczelnieniem zewnętrznym. Wewnętrzne uszczelnienie spłukujące wymaga mniej konserwacji i pomaga przedłużyć żywotność pompy.
