고정된 하우징을 통과하는 회전축을 밀봉해야 하는 다양한 유형의 장비가 있습니다. 두 가지 일반적인 예로는 펌프와 믹서(또는 교반기)가 있습니다. 기본적인
다양한 장비의 밀봉 원리는 유사하지만, 각기 다른 해결책이 필요한 차이점이 있습니다. 이러한 오해는 미국석유협회(API)를 인용하는 것과 같은 갈등으로 이어졌습니다.
믹서용 씰을 지정할 때 (API) 682(펌프 기계적 씰 표준)를 준수해야 합니다. 펌프용 기계적 씰과 믹서용 기계적 씰을 비교할 때, 두 범주 사이에는 몇 가지 명확한 차이점이 있습니다. 예를 들어, 오버행 펌프는 일반적인 상부 입구 믹서(일반적으로 피트)에 비해 임펠러에서 레이디얼 베어링까지의 거리(일반적으로 인치)가 더 짧습니다.
이렇게 긴 지지되지 않은 거리는 펌프보다 방사형 런아웃, 수직 오정렬, 편심이 더 큰 불안정한 플랫폼을 초래합니다. 장비 런아웃 증가는 기계적 씰에 몇 가지 설계 과제를 제기합니다. 샤프트의 처짐이 순전히 방사형이라면 어떨까요? 이러한 조건에 맞는 씰을 설계하려면 회전 부품과 고정 부품 사이의 간극을 늘리고 씰 페이스의 작동 표면을 넓히면 됩니다. 예상대로 문제는 이렇게 간단하지 않습니다. 믹서 샤프트의 어느 위치에 있든 임펠러에 측면 하중이 가해지면 씰을 통과하여 샤프트 지지의 첫 번째 지점인 기어박스 방사형 베어링까지 전달되는 처짐이 발생합니다. 진자 운동과 함께 샤프트 처짐이 발생하기 때문에 처짐은 선형 함수가 아닙니다.
여기에는 반경 방향 및 각도 성분이 있어 씰에 수직 오정렬을 발생시켜 기계적 씰에 문제를 일으킬 수 있습니다. 샤프트와 샤프트 하중의 주요 속성을 알고 있다면 처짐을 계산할 수 있습니다. 예를 들어, API 682는 펌프 씰 표면의 샤프트 반경 방향 처짐이 가장 가혹한 조건에서 총 지시 판독값(TIR) 0.002인치 이하여야 한다고 명시합니다. 상부 입구 믹서의 정상 범위는 TIR 0.03인치에서 0.150인치 사이입니다. 과도한 샤프트 처짐으로 인해 기계적 씰 내부에서 발생할 수 있는 문제로는 씰 구성 요소의 마모 증가, 회전 구성 요소가 손상을 입히는 고정 구성 요소와 접촉, 동적 O-링의 롤링 및 협착(O-링의 나선형 파손 또는 표면 걸림 발생) 등이 있습니다. 이러한 모든 문제는 씰 수명 단축으로 이어질 수 있습니다. 믹서의 과도한 움직임으로 인해 기계적 씰은 유사한 제품에 비해 누출이 더 많이 발생할 수 있습니다.펌프 씰이로 인해 씰이 불필요하게 뽑히거나 면밀히 모니터링하지 않으면 조기에 고장이 발생할 수도 있습니다.
장비 제조업체와 긴밀히 협력하고 장비 설계를 이해하면, 씰 카트리지에 구름 베어링을 통합하여 씰 면의 경사도를 제한하고 이러한 문제를 완화할 수 있는 경우가 있습니다. 적절한 유형의 베어링을 사용하고 잠재적인 베어링 하중을 완전히 이해해야 합니다. 그렇지 않으면 베어링 추가 시 문제가 악화되거나 새로운 문제가 발생할 수 있습니다. 씰 공급업체는 OEM 및 베어링 제조업체와 긴밀히 협력하여 적절한 설계를 보장해야 합니다.
믹서 씰은 일반적으로 저속(분당 5~300회전[rpm])으로 작동하며, 기존 방식으로는 배리어 유체를 냉각할 수 없습니다. 예를 들어, 이중 씰용 Plan 53A에서 배리어 유체 순환은 축 방향 펌핑 스크류와 같은 내부 펌핑 기능을 통해 이루어집니다. 문제는 펌핑 기능이 유량을 생성하기 위해 장비 속도에 의존하며, 일반적인 혼합 속도는 유용한 유량을 생성할 만큼 충분히 높지 않다는 것입니다. 다행히 씰 표면에서 발생하는 열은 일반적으로 배리어 유체 온도 상승의 원인이 되지 않습니다.믹서 씰공정으로 인한 열 흡수는 배리어 유체 온도를 상승시킬 뿐만 아니라, 예를 들어 하부 씰 구성품, 표면 및 엘라스토머를 고온에 취약하게 만들 수 있습니다. 씰 표면 및 O-링과 같은 하부 씰 구성품은 공정과의 근접성으로 인해 더욱 취약합니다. 씰 표면을 직접적으로 손상시키는 것은 열이 아니라, 하부 씰 표면에서 배리어 유체의 점도 감소 및 윤활성 저하입니다. 윤활 불량은 접촉으로 인한 표면 손상을 유발합니다. 배리어 온도를 낮게 유지하고 씰 구성품을 보호하기 위해 씰 카트리지에 다른 설계 기능을 통합할 수 있습니다.
믹서용 기계식 씰은 배리어 유체와 직접 접촉하는 내부 냉각 코일 또는 재킷을 사용하여 설계할 수 있습니다. 이러한 특징은 냉각수가 순환하는 폐쇄 루프, 저압, 저유량 시스템으로, 통합 열교환기 역할을 합니다. 또 다른 방법은 하부 씰 구성 요소와 장비 장착 표면 사이의 씰 카트리지에 냉각 스풀을 사용하는 것입니다. 냉각 스풀은 저압 냉각수가 흐를 수 있는 공동으로, 씰과 용기 사이에 단열 장벽을 형성하여 열 흡수를 제한합니다. 적절하게 설계된 냉각 스풀은 과도한 온도로 인한 손상을 방지할 수 있습니다.물개 얼굴그리고 엘라스토머. 이 공정에서 발생하는 열 흡수로 인해 배리어 유체 온도가 상승합니다.
이 두 가지 설계 특징은 기계적 씰의 온도를 제어하는 데 함께 또는 개별적으로 사용할 수 있습니다. 믹서용 기계적 씰은 이러한 기계가 기능적, 치수적 및/또는 기계적으로 API 610/682의 설계 요구 사항을 준수하지 않더라도 API 682, 4판 범주 1을 준수하도록 지정되는 경우가 많습니다. 이는 최종 사용자가 씰 사양으로 API 682에 익숙하고 편안하며 이러한 기계/씰에 더 적용 가능한 일부 산업 사양을 알지 못하기 때문일 수 있습니다. 이러한 유형의 씰에 더 적합한 두 가지 산업 표준은 PIP(Process Industry Practices) 및 DIN(Deutsches Institut fur Normung)입니다. DIN 28138/28154 표준은 오랫동안 유럽의 믹서 OEM에 지정되어 왔으며 PIP RESM003은 혼합 장비의 기계적 씰에 대한 사양 요구 사항으로 사용되었습니다. 이러한 사양 외에는 일반적으로 실행되는 산업 표준이 없기 때문에 씰 챔버 치수, 가공 허용 오차, 샤프트 처짐, 기어박스 설계, 베어링 배열 등이 매우 다양하며, 이는 OEM마다 다릅니다.
사용자의 위치와 산업은 이러한 사양 중 어떤 것이 해당 사이트에 가장 적합한지 크게 결정합니다.믹서 기계적 씰믹서 씰에 API 682를 적용하는 것은 불필요한 추가 비용과 복잡성을 초래할 수 있습니다. API 682 인증을 받은 기본 씰을 믹서 구성에 통합하는 것은 가능하지만, 이러한 접근 방식은 API 682 준수 및 믹서 용도 설계 적합성 측면에서 일반적으로 타협점을 찾지 못합니다. 그림 3은 API 682 카테고리 1 씰과 일반적인 믹서 기계 씰의 차이점을 보여줍니다.
게시 시간: 2023년 10월 26일