euponto de pico
Há uma variedade de selos mecânicos para bombas com vários modelos, mas existem cinco pontos de vazamento comuns:
- A vedação entre a luva e os eixos
- A vedação entre o anel dinâmico e a luva
- A vedação entre os anéis dinâmico e estático
- A vedação entre o anel estático e a sede do anel estático
- A vedação entre a tampa da vedação e o corpo da bomba
Fenômeno: Som de estalo ou estouro durante a operação
Causas Possíveis:
- Vaporização do fluido de vedação na interface de vedação
- Resfriamento aprimorado da face da vedação
Solução:
- Aumente o tamanho da linha de descarga de bypass (se ainda não estiver presente) ou amplie as aberturas na sobreposta.
Fenômeno: Gotejamento Contínuo de Selagem
Causas Possíveis:
- Superfícies irregulares
- Bolhas nas superfícies de vedação de grafite
- Deformação térmica da superfície de vedação
Solução:
- Durante a instalação, verifique se há arranhões na vedação auxiliar, envelhecimento do O-ring, dureza e fragilidade devido à compressão e maciez e pegajosidade devido à ação química.
Fenômeno: Falha da Primavera
Causas Possíveis:
- Danos a componentes metálicos
- Corrosão da transmissão
Solução:
- Verifique se há dimensões de montagem incorretas
- Garanta materiais e tipos de vedação apropriados para melhorar a lavagem da linha de resfriamento
- Verifique se há torque excessivo no parafuso da sobreposta, deformação da sobreposta e pressão adequada na junta da sobreposta
- Verifique a presença de partículas sólidas entre as faces da vedação e considere fazer um novo polimento, se necessário
- Inspecione se há rachaduras na superfície de vedação e substitua o anel de vedação principal e correspondente, se necessário.
Fenômeno: Som estridente durante a operação
Possível causa:
- Lubrificação insuficiente na vedação
Solução:
- Aumente o tamanho da linha de descarga de bypass (se ainda não estiver presente) ou amplie as aberturas na sobreposta.
Materiais do material de vedação
1. Embalagem de borracha de amianto
A gaxeta de borracha de amianto XS250 (com temperatura operacional máxima de 250 ℃) e a gaxeta de borracha de amianto XS350 (com temperatura operacional máxima de 350 ℃) podem ser usadas com vapor, água e soluções alcalinas.
2. Embalagem de amianto impregnado de óleo
As Gaxetas de Amianto Impregnado com Óleo YS250 (com temperatura máxima de operação de 250°C) e YS350 (com temperatura máxima de operação de 350°C) possuem a característica única de serem lubrificadas com óleo, resultando em baixo coeficiente de atrito e alta capacidade de compressão.
Essas gaxetas são adequadas para uso com vapor, ar, água industrial e produtos petrolíferos pesados.
3. Embalagem de amianto politetrafluoroetileno SMF
Faixa de temperatura operacional: -100°C a 250°C
Adequado para uso com: ácidos fracos, álcalis fortes e outros meios corrosivos.
4. Algodão impregnado de óleo, embalagem de cânhamo YMM
Temperatura máxima de operação: 120 ℃
Adequado para uso com: água de rio, água da torneira, águas subterrâneas, água do mar, etc.
5. Embalagem tecida de fibra de Teflon
O enchimento de fibra tecida de PTFE está disponível em seis graus diferentes.
Durante o uso, uma pequena quantidade de vazamento na gaxeta é aceitável no início.
Depois de decorrido um certo tempo, é recomendado ajustar a gaxeta quando o enchimento atingir um estado estável.
É importante não aplicar pressão excessiva no início para não danificar a gaxeta.
6. Embalagem de vedação tecida de fibra de carbono
A gaxeta de vedação tecida de fibra de carbono é um material de última geração com resistência e módulo excepcionais.
Possui diversas vantagens, incluindo alta resistência, grande módulo de elasticidade, resistência ao calor, resistência química, excelente condutividade térmica, baixo coeficiente de expansão térmica e propriedades autolubrificantes, entre outras.
Ao iniciar a operação, recomenda-se vedar levemente o bucim, permitindo o vazamento de uma pequena quantidade de meio.
Depois de funcionar por um determinado período, aperte gradualmente a gaxeta para trazê-la a um estado estável.
Se você encontrar vazamento durante a operação da gaxeta tecida de PTFE de carbono (FTH-1), você pode apertar repetidamente a gaxeta.
7. Embalagem de vedação tecida de fibra fenólica
A embalagem tecida de fibra fenólica apresenta diversas vantagens, incluindo resistência ao calor, resistência à corrosão ácida, capacidade de adsorção, excelente isolamento térmico, baixo coeficiente de atrito, resistência ao desgaste, não toxicidade para humanos e meio ambiente e um preço acessível.
É usado principalmente como vedação de gaxeta para bombas de êmbolo de alta pressão, bombas de água de alta pressão, bombas de ácido FRP, bombas de metil amônia, bombas alternativas e bombas para campos petrolíferos de poços profundos.
O desempenho da gaxeta tecida de fibra fenólica pode ser visto na tabela a seguir.
É adequado para uma variedade de meios, incluindo ácidos, álcalis, solventes orgânicos, óleo de motor, vapor e água.
8. Materiais de grafite expandido (grafite flexível)
A grafite expandida (também conhecida como grafite flexível) é um material com muitas qualidades excepcionais, incluindo propriedades autolubrificantes, resistência à corrosão, resistência a temperaturas extremas, resistência à radiação, resistência à abrasão e baixo coeficiente de atrito. Além disso, tem a vantagem de ser flexível, leve e capaz de manter a sua forma mesmo sob compressão, tornando-o adequado para utilização numa ampla gama de temperaturas.
A grafite expandida pode ser usada com meios que possuem um valor de PH variando de 0 a 14. Com exceção de água régia, ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado e dicromato de alta temperatura (entre alguns outros meios oxidantes fortes), pode ser usado com a maioria das outras mídias.
Ao instalar o anel de vedação, ele deve ser cortado com uma lâmina de barbear antes de ser carregado na caixa de vedação. Deve haver uma quantidade limitada de torção axial e ela deve ser colocada no eixo e pressionada na caixa de empanque, com os recortes escalonados a cada 900 ou 1200 graus por volta.
No início da operação, é permitido um pequeno vazamento, e a quantidade de vazamento deve diminuir com o tempo.
9. Materiais de carbono-grafite
Este material possui excelente condutividade térmica, condutividade elétrica, estabilidade química, resistência ao choque térmico, propriedades autolubrificantes e é fácil de processar.
Na indústria de bombas, é utilizado para diversas aplicações, como vedações finais, vedações de anel superior, anéis de vedação mecânica, vedações axiais e vedações de palhetas rotativas em bombas centrífugas, bombas de blindagem, bombas de distribuição de diesel, bombas submersíveis, bombas de água limpa, bombas de óleo quente de alta temperatura, bombas secundárias nucleares, bombas de alimentação de caldeiras e bombas de gás.
10. Borracha
Borracha natural: É conhecido por sua excelente resistência à flexão, boa resistência à abrasão, resistência ao frio, isolamento e alta resistência ao rasgo. No entanto, tem baixa resistência às intempéries, resistência ao envelhecimento, resistência ao óleo e resistência a solventes. As bombas de borracha natural são adequadas para temperaturas de trabalho abaixo de 78°C e são ideais para transportar diversas lamas abrasivas, soluções ácidas fracas e alcalinas fracas. Contudo, não são adequados para transportar ácidos fortes, óleos, soluções alifáticas e aromáticas.
Borracha nitrílica: A borracha nitrílica é a borracha resistente a óleo mais amplamente utilizada, apresentando propriedades superiores, como maior resistência à abrasão (30-45% maior que a borracha natural) e melhor resistência a altas temperaturas em comparação com a borracha natural e a borracha de estireno-butadieno. No entanto, a sua resistência às intempéries é fraca. As bombas de borracha nitrílica podem suportar temperaturas de até 95°C e são resistentes a óleos animais e vegetais, óleo mineral e glicol.
Borracha butílica: As peças da bomba revestidas com borracha butílica são adequadas para uso com lama ácida. A temperatura máxima que pode suportar é de 100°C e é resistente a ácidos e álcalis fortes (como ácido clorídrico e hidróxido de sódio). No entanto, altas concentrações de ácidos oxidantes (como ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico concentrado) causarão degradação da borracha butílica.
Borracha de flúor: A borracha de flúor é conhecida por sua excelente resistência ao calor, resistência ao ozônio, resistência ao óleo e resistência a várias erosões químicas após a vulcanização. No entanto, é pior no processamento e na colagem em comparação com a borracha de uso geral e é mais cara. As bombas de fluoroelastômero podem ser usadas até 170°C em meios comuns.
11. Cerâmica
Cerâmica de corindo (composta principalmente por AI2O3):
Possui alta dureza, excelente resistência à abrasão, estabilidade química, alto isolamento e alto ponto de fusão.
Na indústria de bombas, é utilizado principalmente em condições especiais de trabalho, como em bombas cerâmicas e anéis de vedação mecânica.
A cerâmica pode suportar quase todos os meios corrosivos, incluindo ácido nítrico concentrado a quente, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, água régia, soluções salinas e solventes orgânicos, com exceção do ácido fluorídrico e algumas outras substâncias contendo flúor e álcalis quentes ou concentrados.
Cerâmica de nitreto de silício:
Possui melhor resistência ao choque térmico em comparação com a cerâmica de alumina, e suas demais propriedades são semelhantes às da cerâmica de alumina.
Cerâmica de carboneto de silício:
Possui excelente resistência química, alta resistência mecânica, boa resistência à abrasão, resistência a altas temperaturas, autolubrificação e um pequeno coeficiente de atrito, tornando-o adequado como material estrutural de alta temperatura, selo mecânico para bombas e eixos de bombas magnéticas, oferecendo vantagens mais significativas do que a cerâmica comum.
O carboneto de silício é atualmente um material de fricção ideal, muitas vezes combinado com carbono-grafite.
Seu coeficiente de atrito de deslizamento seco é inferior ao da alumina e do carboneto, e seu valor PV é superior ao da alumina e do carboneto.
A cerâmica de carboneto de silício tem excelente resistência ao desgaste e pode resistir a quase toda corrosão química, exceto ácido fluorídrico e alguns outros meios, incluindo ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico, ácido clorídrico e outros líquidos fortemente corrosivos.
12. Ímãs permanentes de ferrite
Os ímãs permanentes de ferrite têm várias vantagens sobre os ímãs permanentes de metal, como alta força coercitiva, bom isolamento, resistência à interferência de campo magnético externo e baixo preço. Essas características tornam os ímãs permanentes de ferrite ideais para uso como ímãs em rotores internos e externos de bombas magnéticas.
Os ímãs permanentes de cobalto de terras raras são conhecidos por suas propriedades magnéticas excepcionais, particularmente sua maior força coercitiva e produto de energia magnética em comparação com outros tipos de ímãs permanentes.
Embora esses ímãs sejam adequados para uso como ímãs permanentes de aterramento em bombas magnéticas, eles não são tão amplamente utilizados devido ao seu alto custo.
13. Outros materiais
Pintura da bomba:
Serve para fins de proteção, decoração e marcação. Pode ser classificado em diversas categorias com base no seu uso, como tinta antiferrugem, tinta isolante e tinta ácida, etc. Também pode ser categorizado com base no nível de pintura, como primer, acabamento e massa, etc. .
Material de almofada de papel para bomba centrífuga:
O material de feltro é utilizado em bombas como vedação de óleo para evitar a entrada de água e poeira. Ajuda a selar o óleo lubrificante no ponto de atrito. Este material pode ser dividido em feltro de lã fino, feltro de lã semi-grosso e feltro de lã grosso.
Folha de borracha vulcanizada industrial (GB5574-85):
Este material inclui vários tipos de folhas de borracha, como folhas de borracha comuns, folhas de borracha resistentes a ácidos e álcalis, folhas de borracha resistentes a óleo e folhas de borracha resistentes ao calor.
Forma de vedação da bomba
O dispositivo de vedação da bomba é classificado principalmente em dois tipos: vedação estática e vedação dinâmica.
A vedação estática normalmente abrange vedações de gaxeta, vedações de anel de vedação e vedações de rosca.
A vedação dinâmica inclui principalmente vedações de gaxetas macias, vedações de óleo, vedações de labirinto, vedações espirais, vedações dinâmicas e vedações mecânicas.
1. Anel de vedação de borracha
Os O-rings de borracha são uma escolha popular para uso em bombas devido ao seu formato simples e baixo custo de fabricação. Apesar do tamanho total do O-ring, a sua secção transversal é pequena, normalmente apenas alguns milímetros, tornando-o leve e eficiente em termos de consumo de material. Esses recursos também facilitam a instalação e a desmontagem.
Uma das vantagens mais notáveis dos O-rings é a sua excelente capacidade de vedação e ampla gama de aplicações. A vedação estática pode suportar pressões de trabalho superiores a 100MPa, enquanto a vedação dinâmica pode suportar até 30MPa. Além disso, a faixa de temperatura adequada para anéis de vedação é de -60 a 200 ℃, tornando-os adequados para uma variedade de meios.
Como resultado, os O-rings estão se tornando cada vez mais populares no projeto de bombas. Eles são instalados entre a ranhura e a superfície a ser vedada e são submetidos a uma certa compressão, o que gera uma força de reação que aplica uma tensão de compressão inicial à superfície lisa e ao fundo da ranhura, proporcionando assim uma vedação.
Quando a pressão do líquido selado aumenta, o O-ring sofre maior deformação, o que transfere maior pressão para a superfície de vedação, aumentando o efeito de vedação. É por isso que os O-rings são conhecidos por sua boa capacidade de vedação.
2. Vedação da junta
| NÃO. | Nome | NÃO. | Nome | NÃO. | Nome |
| 1 | lidar | 8 | escudo de aço inoxidável | 15 | juntas |
| 2 | tampa do barril | 9 | rolamentos de grafite | 16 | articulação |
| 3 | protetor de cabo | 10 | rotores | 17 | impulsor |
| 4 | junta de prensagem de linha | 11 | saída de drenagem | 18 | bombear |
| 5 | capacitores | 12 | juntas | 19 | base |
| 6 | barril | 13 | plugue | ||
| 7 | estator (grupo de renovação da bobina) | 14 | filtro |
Um método de vedação comumente usado para bombas químicas é o método de vedação por junta. A junta é um componente crítico da vedação estática em bombas centrífugas e é amplamente utilizada. A seleção da junta é baseada principalmente em fatores como meio transportado, temperatura, pressão e corrosividade da bomba química.
Mecanismo de vedação da junta:
Vazamento refere-se ao fluxo de um meio de dentro para fora de um espaço confinado ou de fora para o interior do espaço confinado. Isto ocorre através da interface do espaço interno e externo, ou seja, da superfície de vedação com vazamento.
A causa do vazamento é a presença de uma folga na superfície de contato, impulsionada pelas diferenças de pressão e concentração em ambos os lados da superfície. A forma inadequada da superfície de vedação e a precisão de usinagem podem resultar em lacunas que levam a vazamentos.
Para reduzir o vazamento, é importante maximizar o acoplamento da superfície de contato, reduzindo a área da seção transversal do canal de vazamento e aumentando a resistência ao vazamento para ser maior que a força motriz.
Quando a tensão aumenta a ponto de causar deformação plástica significativa na superfície, a lacuna na superfície de vedação pode ser preenchida, bloqueando o canal de vazamento.
Uma junta é usada para aproveitar a capacidade do material de sofrer deformação plástica sob carga de compressão, o que ajuda a preencher pequenas irregularidades na superfície de vedação do flange para obter uma vedação.
Seleção de juntas:
As vedações e juntas químicas da bomba desempenham um papel crítico para garantir a segurança da bomba. A presença de materiais corrosivos, voláteis e potencialmente explosivos no meio de extração da bomba exige que o desempenho de vedação do corpo da bomba seja significativamente maior em comparação com outros tipos de bombas.
A vedação da junta é um método comumente usado em bombas químicas. A junta é um componente chave da vedação estática da bomba centrífuga e é amplamente utilizada.
A seleção da junta é baseada principalmente em fatores como meio de transporte da bomba química, temperatura, pressão e corrosividade.
Para bombas químicas com meio de transporte de baixa temperatura e baixa pressão, geralmente são usadas juntas de vedação não metálicas. Quando o meio tem pressão média e alta temperatura, são escolhidas juntas não metálicas e compostas de metal.
Juntas não metálicas, feitas de materiais como papel, borracha e politetrafluoretileno (PTFE), são amplamente utilizadas em bombas. Para temperaturas não superiores a 120°C e pressões abaixo de 1,0 MPa, normalmente são utilizadas juntas de papel verde ou de papel matriz. Para meios de transmissão de óleo com temperaturas entre -30°C e 110°C, geralmente é selecionado NBR com boa resistência ao envelhecimento. A borracha fluorada é uma escolha adequada para meios de bomba química com temperaturas entre -50°C e 200°C devido à sua resistência ao óleo e ao calor, bem como à sua alta resistência mecânica.
Em bombas químicas, devido à natureza corrosiva do meio, o PTFE é frequentemente usado como material de vedação. À medida que as bombas químicas estão se tornando cada vez mais difundidas e sendo usadas para transportar uma variedade crescente de meios, é importante consultar informações relevantes ou realizar experimentos para fazer a seleção correta do material da gaxeta.
3. Selo de óleo
A vedação de óleo da bomba química é uma vedação labial autoapertável que se caracteriza por sua estrutura simples, tamanho compacto, baixo custo, facilidade de manutenção, baixo torque de resistência e capacidade de evitar a entrada de vazamentos médios, poeira e outras substâncias nocivas. . Além disso, possui um certo nível de compensação de desgaste.
No entanto, ele não foi projetado para aplicações de alta pressão e é normalmente usado em bombas químicas de baixa pressão.
As bombas químicas funcionam utilizando o princípio centrífugo para transferir materiais líquidos. Estas bombas, feitas de materiais especializados, são ideais para transferir líquidos corrosivos de recipientes como garrafas, barris, tanques ou piscinas.
Devido aos perigos inerentes representados pelo meio que está sendo transferido, como corrosão, volatilidade e explosões, os requisitos de vedação para bombas químicas são significativamente mais elevados em comparação com outros tipos de bombas.
Para garantir a vedação adequada, o retentor de óleo da bomba química deve ser instalado no eixo com uma precisão de fabricação de H8-H9 e uma rugosidade superficial de 1,6-0,8 μm, com um tratamento de endurecimento superficial aplicado.
É importante garantir que o meio de vedação esteja livre de partículas sólidas e impurezas, pois isso pode causar desgaste rápido do retentor e do eixo, tornando a vedação ineficaz.
Ao selecionar este método de vedação, é importante considerar o desempenho e os requisitos dos materiais que estão sendo transferidos pela bomba química para evitar vazamentos e possíveis acidentes.
Os principais fatores que causam vazamento de óleo do retentor de óleo:
O vazamento de óleo geralmente é causado por má vedação do retentor de óleo. Se o diâmetro da vedação for muito pequeno, ela poderá não entrar em contato com o eixo, causando vazamento.
A seguir estão os principais fatores que causam má vedação do retentor de óleo do virabrequim do motor diesel S195:
- Má qualidade de fabricação de retentores de óleo
- Má qualidade do eixo ou rolamento
- Uso e manutenção inadequados
- Instalação inadequada
- Armazenamento inadequado e poluição ambiental
É importante abordar esses fatores para garantir a vedação adequada e evitar vazamento de óleo.
Medidas para vazamento de óleo devido à vedação solta do retentor de óleo:
(1) Familiarize-se com os princípios básicos de identificação de produtos falsificados e de baixa qualidade e escolha retentores de óleo padrão e de alta qualidade.
(2) Durante a instalação, se o diâmetro do eixo tiver baixa rugosidade na superfície externa ou houver manchas de ferrugem, rebarbas ou outros defeitos, use uma lixa fina ou pedra oleada para polir e alisar. Aplique óleo de motor limpo ou graxa lubrificante na posição correspondente da borda do retentor de óleo ou no diâmetro do eixo.
Cubra o anel externo do retentor de óleo com selante e envolva a chaveta no eixo com papel duro para evitar riscar a borda do retentor de óleo. Use ferramentas especiais para girar o retentor de óleo para dentro e não use força para evitar deformação ou danos à mola.
Se houver flangeamento da borda, queda da mola ou inclinação do retentor de óleo, remova-o e reinstale-o. Observe que se o diâmetro do eixo não estiver desgastado e a força da mola do retentor de óleo for suficiente, não aperte a mola interna sem autorização.
(3) Os retentores usados em máquinas geralmente enfrentam más condições de trabalho, grandes oscilações de temperatura, poeira e vibrações frequentes. Quando as condições de força das peças da máquina mudam frequentemente, é importante verificá-las, mantê-las e repará-las regularmente.
(4) Se o diâmetro do eixo e o desgaste do rolamento forem severos, repare ou substitua a borracha ou mola do retentor de óleo o mais rápido possível.
(5) Remova quaisquer peças que estejam aquecendo anormalmente e evite excesso de velocidade mecânica e sobrecarga para evitar aumento da temperatura da borda, envelhecimento da borracha e desgaste precoce da borda.
(6) Verifique regularmente o nível do óleo e, se houver muitas impurezas ou restos de metal no óleo, substitua-o completamente. Escolha uma marca e qualidade de óleo que atenda aos requisitos sazonais.
Considere adicionar Maitrey Super Sealant & Lubricant ao óleo do motor, pois é um excelente aditivo para caixa de câmbio que forma uma película de material inerte nos componentes. Isso pode retardar o vazamento do retentor de óleo, prolongar a vida útil da engrenagem do retentor de óleo e reduzir o ruído da caixa de engrenagens. Este lubrificante supervedante não polui nem deteriora o óleo.
4. Vedação de rosca
Existem duas formas comuns de vedações de rosca em bombas químicas: vedação de junta de parafuso e rosca de parafuso mais vedação de enchimento. Ambas as formas são utilizadas na vedação de conexões de roscas de pequeno diâmetro.
A junta atua como elemento de vedação em uma bomba de diafragma elétrica de parafuso com vedação de junta, enquanto a rosca fornece apenas força de pressão.
A rugosidade da superfície de vedação e a precisão de sua posição geométrica relativa com o furo roscado também impactam muito o efeito de vedação, além do desempenho da gaxeta.
Ao apertar a rosca, a junta é submetida a força de compressão e torque, o que pode causar deformação ou danos. Como resultado, as vedações de gaxeta são adequadas apenas para bombas químicas com baixa pressão. Se a junta for feita de metal, ela pode suportar pressões superiores a 30MPa.
Outra forma de vedação de roscas em bombas químicas é o uso de um tampão. Para manter baixo o custo de fabricação do bujão, a rosca do parafuso por si só não é suficiente para a vedação, e a folga da rosca geralmente é preenchida com um enchimento, como fita bruta ou selante.
A capacidade de carga do bujão depende da precisão de sua fabricação e do material da rosca, e não é afetada pela forma correspondente do bujão e do furo roscado.
Quer seja usado “cone a cone” ou “coluna a cone” para o furo roscado e o tampão, o efeito de vedação é o mesmo, mas as áreas de uso são diferentes.
5. Selo labirinto
Quando o design é sólido, o processamento é de primeira qualidade, a montagem é de alta qualidade e a velocidade de rotação é alta, o efeito de vedação do labirinto é muito eficaz.
No entanto, em aplicações do mundo real, vazamentos em bombas de produtos químicos são comuns, e é por isso que as vedações de labirinto não são amplamente utilizadas em bombas de produtos químicos.
As razões para isso incluem:
- A folga de ajuste entre os componentes de vedação (como o eixo e a sobreposta do rolamento) é muito grande, o que reduz o efeito de vedação. Em alguns casos, superfícies ásperas e marcas visíveis de corte em espiral também podem aumentar a probabilidade de vazamentos na bomba de produtos químicos.
- O uso excessivo de óleo lubrificante na câmara do rolamento pode levar a uma pressão de transbordamento que excede a resistência de vedação.
- A instalação incorreta da janela de óleo ou do medidor de nível de óleo pode levar a avaliações incorretas da quantidade de óleo lubrificante na câmara de óleo.
- Um aumento na temperatura do óleo durante a operação pode reduzir sua viscosidade e aumentar o risco de vazamentos de produtos químicos na bomba.
- Um pequeno tanque de retorno de óleo ou orifício de retorno, ou outras obstruções, podem impedir que o líquido flua suavemente, causando vazamentos.
O meio transportado pela bomba química apresenta risco de corrosão, volatilização e explosão, razão pela qual o desempenho de vedação da bomba deve ser significativamente maior em comparação com outros tipos de bombas.
Contudo, o uso de vedações labirinto aumenta a probabilidade de vazamentos de material em bombas químicas.
Como resultado, as vedações de labirinto geralmente não são usadas em bombas químicas.
6. Selo de embalagem
A vedação da gaxeta de uma bomba química envolve a inserção de uma gaxeta compressível e resiliente na caixa de empanque. A força de compressão axial exercida pela sobreposta é então transformada em força de vedação radial, proporcionando um efeito de vedação.
Este método de vedação é denominado vedação de gaxeta, sendo o material de gaxeta denominado gaxeta de vedação.
A vedação da gaxeta é uma escolha popular no projeto de bombas químicas devido à sua estrutura simples, facilidade de substituição, baixo custo e versatilidade na adaptação a diferentes velocidades, pressões e meios.
Princípio do selo de embalagem:
Na indústria de máquinas, as vedações de gaxeta são usadas principalmente como vedações dinâmicas e são comumente encontradas em bombas centrífugas, compressores, bombas de vácuo e misturadores como vedações de eixo. A gaxeta é colocada na câmara da gaxeta e comprimida axialmente pelo parafuso da gaxeta. Quando há movimento relativo entre o eixo e a gaxeta, uma força radial é gerada e a gaxeta entra em contato próximo com o eixo devido à plasticidade do enchimento. Isto também faz com que o lubrificante dentro da gaxeta seja expelido, formando uma película de óleo entre as superfícies de contato.
Entretanto, devido ao estado de contato não uniforme, algumas partes da gaxeta entrarão em contato com o eixo, enquanto outras não. Este estado limite de lubrificação é conhecido como “efeito de rolamento”. As partes de contato e sem contato criam um labirinto irregular, que evita o vazamento do fluxo de líquido, conhecido como “efeito labirinto”.
Uma boa vedação é obtida mantendo tanto o “efeito de rolamento” quanto o “efeito labirinto”. A lubrificação deficiente ou a pressão excessiva podem causar a ruptura da película de óleo, causando atrito seco entre a gaxeta e o eixo, resultando eventualmente em danos e desgaste do eixo.
Para evitar isso, o grau de compactação da gaxeta deve ser ajustado frequentemente para garantir lubrificação e compressão adequadas. Com o tempo, o lubrificante dentro da gaxeta pode ser perdido, portanto, algum lubrificante deve ser extraído para compensar o relaxamento da força de compressão causada pela mudança no volume da gaxeta. No entanto, a extrusão frequente do enchimento pode eventualmente fazer com que o impregnante seque, pelo que o enchimento deve ser substituído regularmente.
Finalmente, para manter o filme líquido e remover o calor de fricção, uma pequena quantidade de vazamento deve ser permitida na gaxeta.
Os problemas de vedação de embalagem no uso de bomba química:
A bomba química é comumente equipada com uma vedação de eixo, que apresenta vantagens como resistência ao desgaste, resistência ao calor, boa flexibilidade e alta resistência.
No entanto, o uso da embalagem também apresenta algumas desvantagens:
A superfície áspera da gaxeta leva a um alto coeficiente de atrito e aumenta a probabilidade de vazamentos. Além disso, o lubrificante utilizado durante muito tempo pode esgotar-se.
Inicialmente, a vedação do eixo de equipamentos recém-reparados funciona bem, mas após um curto período de operação, vazamentos começam a ocorrer com mais frequência. A necessidade de ajuste da sobreposta e substituição da gaxeta torna-se mais frequente, e a luva do eixo pode ficar desgastada em um formato semelhante a um vaso após apenas um ciclo de operação. Em casos graves, a luva do eixo pode até quebrar e o anel de vedação de água pode não conseguir desempenhar sua função de vedação devido à gaxeta podre e insubstituível.
O atrito constante entre a gaxeta rotativa e o eixo ou a luva do eixo leva ao desgaste, necessitando de substituição regular ou irregular da luva.
Para garantir que o calor de fricção entre a gaxeta e o eixo ou luva do eixo se dissipe em tempo hábil, uma certa quantidade de vazamento deve ser mantida, o que pode ser difícil de controlar.
Além disso, o atrito entre a gaxeta e o eixo ou luva do eixo reduz a eficácia da vedação da gaxeta, o que afeta a potência do motor e aumenta o consumo de energia.
Desempenho e causas de falha na vedação da gaxeta:
De acordo com o princípio da vedação da gaxeta, existem três fontes de vazamento na cavidade de vedação:
- Fluido penetrando através do material de vedação.
- Vazamento entre a gaxeta e a caixa da gaxeta.
- Vazamento superficial da gaxeta e do eixo.
As principais falhas e suas causas são as seguintes:
- A superfície externa da gaxeta está danificada, causando vazamento no lado externo da gaxeta, o que pode ocorrer se o diâmetro externo da gaxeta for muito pequeno.
- Folga excessiva ou excêntrica durante o processo de projeto pode fazer com que a gaxeta seja comprimida na folga entre o eixo e o anel de retenção ou entre o eixo e a sobreposta.
- A montagem inadequada da gaxeta ou um anel de retenção danificado pode causar vazamento do meio ao longo da gaxeta.
- Se a gaxeta estiver expandida ou danificada, cortada muito curta ou montada incorretamente, o vazamento poderá ser grande demais para ser ajustado.
7. Selo elétrico
Vista parcial do selo dinâmico tipo K com água de resfriamento
| 1. Impulsor | 7. Caixa de vedação | 13. Fuso | 19. Arruela de pressão |
|---|---|---|---|
| 2. Bomba | 8. Bocal de água de resfriamento | 14. Bloco de ácido | 20. Almofada L da contraporca |
| 3. Cobertura traseira | 9. Anel de vedação de água | 15. Anel superior | 21. Porca de travamento |
| 4. Parafuso de conexão cruzada | 10. Anel K | 16. Junta da luva do eixo | 22. Contraporca |
| 5. Junta da caixa de vedação | 11. Anel de vedação | 17. luva do eixo | |
| 6. Bloco de vedação da caixa de vedação | 12. Tampa da caixa de vedação | 18. Almofada do impulsor |
Quando a bomba química está em operação, a pressão gerada pelo impulsor auxiliar equilibra o líquido de alta pressão na saída da bomba, garantindo uma vedação adequada.
Durante o desligamento, o impulsor auxiliar para de funcionar, portanto deve ser equipado com dispositivo de vedação de desligamento para evitar vazamentos de produtos químicos.
O impulsor auxiliar possui estrutura de vedação simples e confiável, com longa vida útil, garantindo que não haja vazamentos durante o funcionamento da bomba.
Como resultado, é frequentemente utilizado em bombas que transportam meios impuros na indústria química.
Existem vários tipos de vedações, incluindo vedações centrífugas, vedações espirais e vedações de fluido magnético. O selo espiral é particularmente promissor.
A vedação totalmente fechada pode ser do tipo diafragma ou do tipo blindagem, entre outros.
1) Selo de energia centrífuga
O Princípio dos Selos Centrífugos:
Uma vedação dinâmica centrífuga funciona expelindo o meio líquido em uma direção radial por meio da força centrífuga, evitando assim que o líquido entre na abertura de vazamento para obter um efeito de vedação. Este tipo de vedação é adequado apenas para meios líquidos e não para meios gasosos.
Portanto, se for necessária estanqueidade na aplicação de uma vedação centrífuga, uma combinação de vedações centrífugas e outros tipos de vedação deverá ser usada.
A vedação centrífuga mais comumente usada é o defletor de óleo, que é amplamente utilizado em vários dispositivos de transmissão para vedar óleo lubrificante ou outros líquidos. Quanto maior a velocidade do cárter, melhor será o desempenho da vedação. Por outro lado, se a velocidade for muito baixa ou não houver rotação, o retentor de óleo torna-se ineficaz.
Além disso, a vedação do defletor de óleo não é limitada por altas temperaturas, tornando-a uma opção adequada para aplicações de alta temperatura e alta velocidade, como uma bomba de óleo de transferência de calor. No entanto, ele não pode ser usado em aplicações de alta pressão e normalmente é usado em situações com diferença de pressão zero ou próxima de zero.
O lançador de óleo centrífugo tem como vantagens uma estrutura simples, baixo custo, sem consumo de energia por atrito, sem desgaste e baixa manutenção, tornando-o uma opção amplamente utilizada.
A estrutura dos selos centrífugos:
Uma vedação centrífuga é um dispositivo de vedação com defletor de óleo sem cárter. Em um eixo liso, a adesão do meio líquido facilita seu vazamento ao longo da superfície do eixo. No entanto, se houver uma ou duas ranhuras anulares no eixo, torna-se difícil para o líquido cruzar a interface pontiaguda na ranhura anular. Com a ajuda da força centrífuga do eixo giratório, é fácil sacudir o líquido e garantir a vedação.
O lançador de óleo centrífugo é integrado ao eixo, que bloqueia o líquido que tenta vazar, e joga o líquido para a circunferência da tampa de vedação sob a ação da força centrífuga. O líquido então flui para o orifício de retorno de óleo abaixo para retorno de óleo.
Uma ranhura de anel está localizada na junção da tampa de vedação e do defletor de óleo, permitindo que o líquido na parede da tampa de vedação flua pela ranhura do anel em vez de entrar no espaço entre a tampa de vedação e o eixo.
Ao projetar um dispositivo de vedação do defletor de óleo centrífugo, é importante reduzir ao máximo a folga radial e a folga axial entre o defletor de óleo e a tampa de vedação, a fim de reduzir a folga radial entre a tampa de vedação e o eixo. A ranhura do anel da tampa de vedação deve ser grande o suficiente, o espaço de lançamento de óleo entre a tampa de vedação e o defletor de óleo deve ser grande o suficiente e o canal de retorno do óleo deve ser o mais liso possível.
A vedação do impulsor defletor de óleo equivale a várias peças dispostas em um ou ambos os lados do cárter, que suportam o efeito de sopro produzido pela rotação do impulsor. Isso joga o óleo lubrificante vazado para o orifício de retorno junto com o fluxo radial, reduzindo assim o desvio do óleo lubrificante ao longo do eixo.
O tamanho das pás do impulsor não deve ser excessivo e não deve haver muitas delas. Isso ocorre porque um forte fluxo de ar combinado com uma mistura de óleo lubrificante pode causar a formação de espuma, o que prejudica o retorno do óleo e aumenta o consumo de energia.
As vedações da lâmina traseira e as vedações auxiliares do impulsor são frequentemente usadas como vedações de eixo em bombas centrífugas.
Para estabilizar o fluxo e aumentar a capacidade de vedação, um conjunto de palhetas guia fixas é frequentemente colocado dentro da câmara de vedação do impulsor auxiliar. Isto ajuda a reduzir a pressão na superfície lisa do impulsor auxiliar.
Um dos benefícios das vedações elétricas centrífugas é que elas não têm contato de fricção direto e podem acomodar uma ampla folga de vedação. Isso os torna adequados para vedar meios contendo impurezas sólidas e apresentam baixo desgaste, longa vida útil e um design confiável com vazamento zero.
No entanto, elas têm capacidade limitada para lidar com diferenças de pressão e consomem uma quantidade significativa de energia, às vezes até um terço da potência útil da bomba.
Além disso, sendo uma vedação dinâmica, a capacidade de vedação é perdida assim que a bomba para e, portanto, deve ser complementada por uma vedação de estacionamento.
2) Selo dinâmico em espiral
O princípio de funcionamento de uma vedação dinâmica de parafuso é semelhante ao de uma bomba de parafuso. Se uma rosca de parafuso for cortada no eixo (ou a ranhura do parafuso estiver gravada na carcaça ou em ambos), a rotação do eixo será no sentido horário.
O atrito entre o meio líquido e a casca produz uma força no sentido anti-horário, e a componente dessa força de atrito F ao longo da rosca direita é para a direita, fazendo com que o líquido seja empurrado para a direita, assim como uma porca se move ao longo de um parafuso.
À medida que o volume diminui, a altura manométrica aumenta, equilibrando a pressão de vedação estabelecida com a pressão do fluido a ser vedado, evitando assim vazamentos.
Ao projetar um dispositivo de vedação roscada, é importante prestar atenção à direção do deslocamento do óleo do parafuso. Se houver um erro neste sentido, a vedação não funcionará corretamente e poderão ocorrer vazamentos.
Observe que a vedação roscada é um tipo de vedação dinâmica e sua função de vedação pode ser perdida quando o dispositivo está em repouso ou operando em baixas velocidades. Nesses casos, pode ser necessária uma vedação limitadora, o que acrescenta complexidade ao dispositivo e requer espaço axial adequado.
8. Selo mecânico
O selo mecânico, também conhecido como selo de extremidade, é atualmente a forma de vedação mais utilizada na indústria de bombas químicas devido ao seu baixo vazamento e longa vida útil. É considerado o principal modo de vedação de eixo para este tipo de equipamento em todo o mundo.
De acordo com as normas nacionais relevantes, um selo mecânico é definido como um dispositivo que evita vazamento de fluido através de pelo menos um par de faces finais perpendiculares ao eixo de rotação, dependendo da pressão do fluido e da força elástica (ou magnética) da compensação. mecanismo, em coordenação com selos auxiliares.
Os selos mecânicos de PTFE resistentes à corrosão amplamente utilizados são eficazes na prevenção de vazamento de fluidos.
É importante observar que qualquer forma de vedação deve evitar a marcha lenta da bomba centrífuga química, pois a marcha lenta pode causar falha na vedação.
Princípio do selo mecânico:
As vedações mecânicas, também conhecidas como vedações da face final, são dispositivos de vedação de eixo usados em máquinas rotativas para evitar vazamentos de fluidos. Eles funcionam usando um par de faces finais perpendiculares ao eixo de rotação, juntamente com a pressão do líquido e a força elástica de um mecanismo de compensação, para criar uma vedação hermética.
Os selos mecânicos são comumente usados em bombas, caldeiras, compressores e outros equipamentos de eixo rotativo semelhantes. Eles são compostos por um anel móvel, um anel estático, um elemento de pressão e um elemento de vedação.
O anel móvel gira com o eixo da bomba e se ajusta perfeitamente ao anel estático para formar uma superfície de vedação, que evita o escape do meio. A pressão do líquido na câmara de vedação pressiona a face final do anel móvel contra a face final do anel estático, criando uma fina película de líquido e uma pressão específica adequada para obter uma vedação.
O elemento de compressão gera pressão, mantendo a extremidade da bomba unida quando a bomba não está funcionando e evitando vazamentos e entrada de impurezas. O elemento de vedação inclui um elemento elástico para amortecer vibrações e impactos da bomba, bem como folgas entre o anel móvel e o eixo e entre o anel estático e a sobreposta.
Os selos mecânicos são integrados a outras peças da bomba durante a operação. O desempenho do selo mecânico depende dos seus próprios componentes, do dispositivo auxiliar de vedação e dos requisitos técnicos de instalação. Para garantir o bom funcionamento do selo mecânico, é importante primeiro atender a estes requisitos.
Os problemas existentes na utilização do selo mecânico na bomba química são os seguintes:
Os selos mecânicos em equipamentos rotativos podem falhar devido a vários motivos, incluindo desgaste nas faces do selo, trincas a quente, deformações e danos. Com o tempo, as molas também podem ficar relaxadas, fraturadas e corroídas.
Além disso, os anéis de vedação auxiliares podem apresentar rachaduras, torções, deformações e fraturas.
Desempenho de falha e causas do selo mecânico:
- Vibração e aquecimento do selo mecânico: Durante a operação, a rugosidade das faces finais dos anéis móveis e estacionários e a pequena folga entre os anéis dinâmicos e estáticos e a cavidade de vedação podem causar vibração e colisão. Em alguns casos, baixa resistência à corrosão e resistência à temperatura das faces da vedação, resfriamento insuficiente ou impurezas de partículas nas faces finais durante a instalação também podem causar vibração e aquecimento.
- Vazamento médio do selo mecânico: Vazamento durante testes de pressão estática, instalação descuidada, hematomas, deformações, danos, sujeira, impurezas granulares, parafusos de posicionamento soltos, uma sobreposta não comprimida ou precisão insuficiente do equipamento podem causar vazamento médio. Pode ocorrer vazamento na luva do eixo se o anel de vedação da luva do eixo não estiver suficientemente comprimido, danificado durante a montagem ou comprimido.
- Vazamento Periódico ou Paroxístico: A vibração periódica do conjunto do rotor do selo mecânico pode causar vazamento se houver deslocamento axial excessivo.
- Vazamento frequente do selo mecânico: Vazamento frequente de selos mecânicos pode ocorrer devido a vários motivos, incluindo defeitos na face do selo, anel de vedação auxiliar e molas. Outras causas podem incluir vibração do rotor, má qualidade ou folga na transmissão e peças de aperto.
- Vibração excessiva do selo mecânico: A vibração excessiva do selo mecânico pode resultar na perda da eficácia da vedação. No entanto, a causa da vibração excessiva não se limita apenas ao próprio selo mecânico, mas também pode ser atribuída a outras partes da bomba.
9. Vedação de parafuso
A vedação roscada é um tipo de vedação dinâmica criada pela usinagem de uma ranhura em espiral no eixo giratório ou na luva que envolve o eixo. Um meio de vedação é preenchido entre o eixo e a luva para evitar vazamento de fluido.
À medida que o eixo gira, a ranhura em espiral cria um efeito de transporte semelhante ao de uma bomba, o que ajuda a manter o fluido de vedação. A capacidade de vedação da vedação roscada é influenciada por fatores como ângulo do parafuso, passo, largura do dente, altura do dente, comprimento de ação do dente e folga entre o eixo e a luva.
Uma das vantagens da vedação roscada é sua longa vida útil, pois não há atrito entre as vedações. No entanto, a capacidade de vedação é limitada devido ao curto comprimento do parafuso, que é muitas vezes limitado por limitações de espaço estrutural. Além disso, quando a bomba é operada a uma velocidade reduzida, o efeito de vedação da vedação roscada é bastante reduzido.
10. Selo de gás seco
A vedação a gás seca, também conhecida como “vedação a gás de funcionamento a seco”, é um novo tipo de tecnologia de vedação de extremidade de eixo que utiliza tecnologia de vedação com fenda para vedação de gás e é considerada uma vedação sem contato.
Princípio da vedação a gás seco:
Quando um anel móvel com uma ranhura hidrodinâmica (variando de 2,5 a 10 micrômetros) é posicionado na borda externa da face final, a ranhura hidrodinâmica cria um fluxo que bombeia gás isolado de alta pressão do diâmetro externo (também conhecido como a montante lado) na superfície de vedação.
A pressão da película de gás aumenta progressivamente do diâmetro externo em direção ao diâmetro da ranhura e diminui gradualmente do diâmetro da ranhura em direção ao diâmetro interno.
Como resultado do aumento da pressão na máscara final, a força de abertura é mais forte do que a força de fechamento aplicada ao anel de vedação.
Uma fina camada de ar (1-3 milímetros) é criada entre as superfícies de atrito, permitindo que a vedação opere sem contato.
Esta película de gás formada bloqueia efetivamente o vazamento do meio de vedação de pressão relativamente baixa, alcançando zero vazamento ou escape do meio de vedação.
Seleção da vedação da bomba química
A bomba química é frequentemente utilizada para o transporte de substâncias voláteis corrosivas ou tóxicas, tornando o seu desempenho de vedação um fator crucial na determinação da qualidade da bomba.
Ao selecionar uma bomba para produtos químicos, os seguintes padrões devem ser considerados.
1) Existem vedação estática e vedação dinâmica.
Para vedações estáticas, apenas anéis de vedação e juntas são normalmente usados, sendo os O-rings os anéis de vedação mais comumente usados.
Para vedações dinâmicas, as vedações de gaxeta raramente são usadas e são substituídas principalmente por vedações mecânicas, que podem ser divididas em tipos de face final simples, face final dupla, balanceadas e sem equilíbrio.
O tipo balanceado é mais adequado para vedar meios de alta pressão, normalmente definidos como pressões superiores a 1,0 MPa.
Os selos mecânicos de face dupla são usados principalmente para meios com alta temperatura, tendência a cristalizar, alta viscosidade e presença de partículas ou volatilização tóxica.
Um líquido de isolamento deve ser introduzido na cavidade de vedação, com uma pressão geralmente 0,07 a 0,1 MPa superior à pressão média.
2) Material de vedação
Para vedação estática de bombas químicas, materiais de borracha fluorada são comumente usados. Em casos especiais, podem ser utilizados materiais PTFE.
