Khái niệm cơ bản về phớt cơ khí làm kín để tránh rò rỉ chất lỏng
Phớt cơ học hay gọi là phớt cơ khí chỉ đơn giản là một phương pháp làm kín chứa chất lỏng bên trong bình (thường là máy bơm, máy trộn, v.v.) trong đó trục quay đi qua vỏ cố định hoặc thỉnh thoảng, nơi vỏ quay quanh trục.
Khi làm kín một máy bơm ly tâm, thách thức là cho phép trục quay đi vào khu vực 'ẩm ướt' của máy bơm, mà không cho phép lượng lớn chất lỏng có áp thoát ra ngoài.
Để giải quyết thách thức này, cần có một vòng đệm giữa trục và vỏ máy bơm để có thể chứa áp suất của quá trình được bơm và chịu được ma sát do trục quay.
Phương pháp truyền thống
Bao bì bện
Trước khi kiểm tra chức năng của con dấu cơ học, điều quan trọng là phải hiểu các phương pháp khác để hình thành con dấu này. Một trong những phương pháp như vậy vẫn được sử dụng rộng rãi là Đóng gói Gland .
Gland bao bì là một vật liệu bện, giống như dây thừng được đóng gói xung quanh trục - vật lý nhét vào khoảng trống giữa trục và vỏ máy bơm.
Đóng gói đường ống vẫn thường được sử dụng trong nhiều ứng dụng, tuy nhiên ngày càng có nhiều người dùng sử dụng con dấu cơ học vì những lý do sau;
Ma sát của trục quay làm mòn bao bì theo thời gian, dẫn đến tăng rò rỉ cho đến khi bao bì được điều chỉnh hoặc đóng gói lại.
Sự ma sát của trục cũng có nghĩa là bao bì cũng cần được xả với một lượng nước lớn để giữ cho nó mát.
Việc đóng gói cần ép vào trục để giảm rò rỉ - điều này có nghĩa là máy bơm cần nhiều lực truyền động hơn để quay trục, gây lãng phí năng lượng.
Vì bao bì cần tiếp xúc với trục nên cuối cùng sẽ làm mòn rãnh vào đó, có thể tốn kém để sửa chữa hoặc thay thế.
Phớt cơ khí được thiết kế để khắc phục những nhược điểm này
Mặt cắt ngang của máy bơm và phốt cơ khí
Thiết kế
Một con dấu cơ học cơ bản có ba điểm niêm phong.
Phần tĩnh của phớt được lắp vào vỏ máy bơm bằng phớt tĩnh – phần này có thể được làm kín bằng vòng chữ o hoặc miếng đệm được kẹp giữa bộ phận tĩnh và vỏ máy bơm.
(Đánh dấu màu đỏ bên dưới, bên trái phần đứng yên và bên phải phần quay)
Các bộ phận quay và tĩnh của con dấu
Phần quay của phớt được làm kín vào trục thường bằng vòng O. Điểm làm kín này cũng có thể được coi là tĩnh khi phần làm kín này quay theo trục.
Bản thân con dấu cơ học là mặt phân cách giữa phần tĩnh và phần quay của con dấu.
Một phần của con dấu, ở phần tĩnh hoặc phần quay, luôn được gắn một cách đàn hồi và được tải bằng lò xo để thích ứng với bất kỳ độ lệch trục nhỏ nào, chuyển động của trục do dung sai ổ trục và căn chỉnh không vuông góc do dung sai chế tạo.
Điểm niêm phong
Con dấu chínhTrong khi hai trong số các điểm niêm phong trong thiết kế con dấu là con dấu tĩnh đơn giản, con dấu giữa các bộ phận quay và cố định cần được xem xét nhiều hơn một chút. Con dấu chính này là cơ sở của tất cả các thiết kế con dấu và rất cần thiết cho hiệu quả của nó.
Phớt sơ cấp về bản chất là một ổ trục thẳng đứng có lò xo - bao gồm hai mặt cực phẳng, một mặt cố định, một mặt quay, chạy dựa vào nhau. Các mặt con dấu được đẩy vào nhau bằng cách sử dụng sự kết hợp của lực thủy lực từ chất lỏng làm kín và lực lò xo từ thiết kế con dấu. Bằng cách này, một con dấu được hình thành để ngăn quá trình rò rỉ giữa các khu vực quay (trục) và tĩnh của máy bơm.
Bề mặt của các mặt con dấu được siêu phẳng với độ phẳng cao; thường là 2-3 dải ánh sáng Heli (0,00003 ”/ 0,0008mm).
Nếu các mặt làm kín quay vào nhau mà không có một số hình thức bôi trơn, chúng sẽ mòn và nhanh chóng bị hỏng do ma sát mặt và sinh nhiệt. Vì lý do này, cần phải có một số dạng bôi trơn giữa mặt phớt quay và mặt đệm tĩnh; đây được gọi là màng chất lỏng
Phim chất lỏng
Trong hầu hết các phớt cơ khí, các mặt được bôi trơn bằng cách duy trì một màng chất lỏng mỏng giữa các mặt phớt. Màng này có thể đến từ chất lỏng quá trình được bơm hoặc từ nguồn bên ngoài.
Nhu cầu về màng chất lỏng giữa các mặt là một thách thức trong thiết kế - cho phép đủ chất bôi trơn chảy giữa các mặt đệm mà không làm rò rỉ một lượng chất lỏng quy trình không thể chấp nhận được hoặc để các chất bẩn ở giữa các mặt có thể làm hỏng chính phốt.
Điều này đạt được bằng cách duy trì một khe hở chính xác giữa các mặt đủ lớn để cho phép một lượng nhỏ chất lỏng bôi trơn sạch nhưng đủ nhỏ để ngăn chất bẩn xâm nhập vào khe giữa các mặt làm kín.
Các bộ phận của con dấu
Khoảng cách giữa các khuôn mặt trên một con dấu điển hình chỉ bằng 1 micron - hẹp hơn 75 lần so với sợi tóc của con người. Bởi vì khe hở rất nhỏ, các hạt có thể làm hỏng mặt bịt không thể đi vào và lượng chất lỏng rò rỉ qua khoảng trống này rất nhỏ đến mức nó xuất hiện dưới dạng hơi - khoảng ½ muỗng cà phê mỗi ngày đối với ứng dụng thông thường.
Khe hở siêu nhỏ này được duy trì bằng cách sử dụng lò xo và lực thủy lực để đẩy các mặt làm kín lại với nhau, trong khi áp lực của chất lỏng giữa các mặt (màng chất lỏng) có tác dụng đẩy chúng ra xa nhau.
Nếu không có áp lực đẩy chúng ra xa nhau, hai mặt phớt sẽ tiếp xúc hoàn toàn, điều này được gọi là chạy khô và sẽ dẫn đến hỏng phớt nhanh chóng.
Nếu không có áp suất quá trình (và lực của lò xo) đẩy các mặt lại với nhau, các mặt đệm sẽ tách ra quá xa và cho phép chất lỏng rò rỉ ra ngoài.
Kỹ thuật làm kín cơ khí tập trung vào việc tăng tuổi thọ của các mặt phớt chính bằng cách đảm bảo chất lượng cao của chất lỏng bôi trơn, và bằng cách lựa chọn vật liệu mặt làm kín thích hợp cho quá trình được bơm.
Rò rỉ
Khi chúng ta nói về sự rò rỉ, chúng ta đang đề cập đến sự rò rỉ có thể nhìn thấy của con dấu. Điều này là do như đã trình bày ở trên, một màng chất lỏng rất mỏng giữ hai mặt con dấu cách xa nhau. Bằng cách duy trì một khe hở siêu nhỏ, một đường rò rỉ được tạo ra, khiến cho phớt cơ khí không thể hoàn toàn không bị rò rỉ. Tuy nhiên, những gì chúng ta có thể nói là không giống như đóng gói bằng đệm lót, lượng rò rỉ trên một con dấu cơ học phải thấp đến mức không thể phát hiện được bằng mắt thường.
Một nghiên cứu điển hình gần đây đã chỉ ra - Nâng cấp từ bao bì làm giảm việc sử dụng nước và chi phí vận hành.
Tóm lại - Tại sao chúng ta sử dụng con dấu cơ học?
Không có rò rỉ "có thể nhìn thấy” - các phớt làm rò rỉ hơi khi màng chất lỏng trên các mặt tiếp cận với mặt khí quyển của các mặt đệm.
Con số này sẽ xấp xỉ 1/2 thìa cà phê một ngày ở áp suất và nhiệt độ hoạt động bình thường, nếu nó được giữ lại và cô đặc.
Thiết kế phớt hộp mực hiện đại không làm hỏng trục bơm hoặc ống bọc.
Việc bảo trì hàng ngày được giảm bớt do các con dấu có lò xo bên trong giúp chúng tự điều chỉnh khi các mặt mài mòn.
Các con dấu có các mặt chịu tải nhẹ, tiêu thụ ít điện năng hơn so với đóng gói bằng đệm.
Ô nhiễm vòng bi giảm trong hoạt động bình thường vì chất bôi trơn không bị ảnh hưởng bởi sự rò rỉ và rửa phớt phớt.
Thiết bị của nhà máy cũng ít bị ăn mòn hơn nếu sản phẩm được chứa trong máy bơm.
Chân không cũng có thể được đóng kín bằng công nghệ này, một vấn đề đối với việc đóng gói khi không khí được hút vào máy bơm.
Sản phẩm ít bị lãng phí hơn sẽ tiết kiệm tiền, thậm chí nước là một mặt hàng đắt tiền và ít cần dọn dẹp khu vực hơn.
Cách cải thiện độ tin cậy của máy
