آب‌بندی محورهای پمپ

آب‌بندی محور در پمپ‌های اسلاری سانتریفیوژ، از اجزای حیاتی است که نقش اساسی در جلوگیری از نشت مایعات یا مواد جامد به خارج از پمپ دارد. نوع آب‌بندی باید بر اساس شرایط عملکرد و طراحی خاص هر پمپ انتخاب شود. در ادامه به توضیح سه نوع متداول آب‌بندی می‌پردازیم:

 

1. آب‌بندی گریز از مرکز (دینامیکی)

این نوع آب‌بندی زمانی که پروانه پمپ در حال چرخش است، به صورت دینامیکی و خشک عمل می‌کند و در مواقعی که پمپ خاموش است، وظیفه آن به آب‌بندی ثانویه منتقل می‌شود. آب‌بندی ثانویه معمولاً شامل یک زبانه لاستیکی یا پکینگ روانکاری شده با گریس است.

 

اجزای اصلی:

• پره‌های پشت پروانه: این پره‌ها به همراه اکسپلر (Expeller) که در یک محفظه جداگانه قرار دارد، فشار ناشی از اسلاری پشت پروانه را کاهش می‌دهند.
• اکسپلر: مانند یک توربین عمل کرده و با ایجاد فشار، از عبور اسلاری از آب‌بندی ثانویه جلوگیری می‌کند.

کاربرد:

این نوع آب‌بندی معمولاً در پمپ‌هایی استفاده می‌شود که در آن‌ها کاهش فشار پشت پروانه از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند پمپ‌های انتقال اسلاری با ویسکوزیته بالا.

آب‌بندی گریز از مرکز به دلیل طراحی ساده و کارایی بالا، یکی از رایج‌ترین روش‌های آب‌بندی در پمپ‌های اسلاری است. این نوع آب‌بندی در کنار مزایای خود، محدودیت‌هایی نیز دارد که وابسته به فشار ورودی و سرعت چرخش پمپ (RPM) است.

 

محدودیت‌ها:

• فشار ورودی بالا: عملکرد این نوع آب‌بندی در فشارهای ورودی بیش از حد، دچار مشکل می‌شود.
• سرعت چرخش (RPM): سرعت‌های بالا ممکن است کارایی آب‌بندی را کاهش داده یا سبب آسیب به اجزا شود.

برای طراحی مناسب، باید اطلاعات مرتبط با فشار و سرعت مجاز پمپ با اندازه مشخص بررسی شود. نمودارها و جداول عملکرد، اغلب این محدودیت‌ها را به صورت گرافیکی نمایش می‌دهند.

آب‌بندی با نوار گرافیکی (گلند پکینگ)

این روش، دومین نوع رایج آب‌بندی در پمپ‌های اسلاری است و شامل نوارهایی از جنس گرافیت است که درون محفظه آب‌بندی (Stuffing Box) فشرده می‌شوند. این نوارها با یک بوش محافظ که روی محور پمپ قرار دارد، ترکیب می‌شوند تا از نشت سیال جلوگیری کنند.

 

ویژگی‌ها:

• نیاز به روانکاری و خنک‌کاری: این روش برای جلوگیری از ایجاد گرمای بیش از حد ناشی از اصطکاک، نیازمند روانکاری مداوم و سیال تمیز است.
• کیفیت و فشردگی: کیفیت رینگ‌های گرافیتی و تنظیم دقیق فشار آنها اهمیت زیادی دارد و باید متناسب با شرایط کاری انتخاب شود.

بهبود مصرف آب:

در چیدمان‌های بهینه گلند پکینگ، استفاده از لنترن‌های فولاد ضدزنگ با تلرانس دقیق، می‌تواند جریان‌های کم را به‌خوبی آب‌بندی کند و مصرف آب در بخش گلند را تا نصف کاهش دهد.

آب‌بندی مکانیکی

آب‌بندی مکانیکی یکی از روش‌های پیشرفته در مهار نشتی پمپ‌ها است که کاربرد آن به‌ویژه در شرایط خاص رو به افزایش است. این نوع آب‌بندی از دو صفحه‌ی ثابت و متحرک تشکیل شده است که تحت تأثیر نیروهای مکانیکی و هیدرولیکی به یکدیگر فشرده شده و از نشتی سیال جلوگیری می‌کنند.

 

مواد مورد استفاده در صفحات آب‌بندی مکانیکی:

• آلفا سیلیکون کارباید (Alpha Silicon Carbide): ماده‌ای با مقاومت سایشی بالا و مناسب برای سیالات سخت و خورنده.
• تنگستن کارباید (Tungsten Carbide): گزینه‌ای مقاوم برای شرایط کاری شدیدتر و تحمل فشارهای بالا.

ویژگی‌ها و محدودیت‌ها:

1. قیمت بالا: هزینه تولید این نوع آب‌بندی نسبت به روش‌های سنتی مانند گلند پکینگ یا آب‌بندی گریز از مرکز بیشتر است.
2. نیاز به توجه ویژه: نصب، نگهداری و بررسی عملکرد آب‌بندی‌های مکانیکی نیازمند دقت و تخصص بیشتری است.
3. قابلیت اطمینان: پیشرفت‌های مداوم در طراحی و مواد اولیه، به افزایش ضریب اطمینان و کاهش هزینه تولید این نوع آب‌بندی‌ها کمک کرده است.

مزایای استفاده از آب‌بندی مکانیکی:

• جلوگیری مؤثر از نشتی حتی در شرایط فشار و دما بالا.
• مناسب برای کاربردهایی که امکان استفاده از آب‌بندی‌های گریز از مرکز وجود ندارد.
• کاهش مصرف سیالات جانبی مانند آب برای روانکاری یا خنک‌کاری.

زمینه‌های کاربردی:

این نوع آب‌بندی زمانی استفاده می‌شود که:

• فشار کاری بسیار بالا باشد.
• سیال خاصیت خورندگی یا سایندگی داشته باشد.
• کارایی آب‌بندی‌های گریز از مرکز کافی نباشد.

چشم‌انداز توسعه:

متخصصان در حال کار روی نسل جدیدی از آب‌بندی‌های مکانیکی هستند که ضمن کاهش هزینه‌ها، قابلیت اطمینان بالاتری داشته باشند. این پیشرفت‌ها سبب گسترش کاربرد آب‌بندی مکانیکی در صنایع مختلف خواهد شد.