Seal on palju erinevat tüüpi seadmeid, mis nõuavad statsionaarset korpust läbiva pöörleva võlli tihendamist. Kaks levinud näidet on pumbad ja segistid (või segistid). Kuigi põhiline
erinevate seadmete tihendamise põhimõtted on sarnased, on eristusi, mis nõuavad erinevaid lahendusi. See arusaamatus on toonud kaasa konflikte, nagu näiteks American Petroleum Institute'i kutsumine
(API) 682 (pumba mehaanilise tihendi standard), kui määratakse segistite tihendid. Pumpade ja segistite mehaaniliste tihendite kaalumisel on nende kahe kategooria vahel mõned ilmsed erinevused. Näiteks ülerippuvatel pumpadel on tiiviku ja radiaallaagri vahel lühem vahemaa (tavaliselt mõõdetakse tollides) võrreldes tüüpilise ülemise sisendiga segistiga (tavaliselt mõõdetakse jalgades).
Selle pika toetamata vahemaa tulemuseks on vähem stabiilne platvorm, millel on suurem radiaalne väljavool, ristisuunaline nihe ja ekstsentrilisus kui pumbad. Seadmete suurenenud tööaeg tekitab mehaaniliste tihendite jaoks mõningaid disainiprobleeme. Mis siis, kui võlli läbipaine oleks puhtalt radiaalne? Tihendi projekteerimine selle olukorra jaoks on hõlpsasti teostatav, suurendades pöörlevate ja statsionaarsete komponentide vahelist vahet ning laiendades tihendi tööpindu. Nagu kahtlustatakse, pole probleemid nii lihtsad. Tööratta(te) külgkoormus, olenemata sellest, kus need segisti võllil asuvad, tekitab läbipainde, mis ulatub läbi tihendi kuni võlli tugipunktini – käigukasti radiaallaagrini. Võlli läbipainde ja pendli liikumise tõttu ei ole läbipaine lineaarne funktsioon.
Sellel on radiaalne ja nurkne komponent, mis tekitab tihendis risti asetseva nihke, mis võib mehaanilise tihendiga probleeme tekitada. Läbipainde saab arvutada, kui on teada võlli ja võlli koormuse peamised atribuudid. Näiteks API 682 sätestab, et võlli radiaalne läbipaine pumba tihendipindadel peaks kõige raskemates tingimustes olema 0,002 tolli või väiksem kui kogu näidud (TIR). Tavalised vahemikud ülemise sisendiga segisti puhul on vahemikus 0,03 kuni 0,150 tolli TIR. Mehaanilises tihendis esinevad probleemid, mis võivad tekkida võlli liigsest läbipaindest, hõlmavad tihendi komponentide suurenenud kulumist, pöörlevate komponentide kokkupuudet kahjustavate statsionaarsete komponentidega, dünaamilise O-rõnga veeremist ja muljumist (põhjustab O-rõnga spiraalset riket või näo rippumist ). Kõik see võib põhjustada tihendi eluea lühenemist. Mikseritele omase liigse liikumise tõttu võivad mehaanilised tihendid lekkida rohkem kui sarnastepumba tihendid, mis võib põhjustada tihendi asjatut tõmbamist ja/või isegi enneaegseid rikkeid, kui seda tähelepanelikult ei jälgita.
Seadmetootjatega tihedas koostöös ja seadmete konstruktsiooni mõistmisel on juhtumeid, kus veereelemendi laagrit saab tihendikassettidesse lisada, et piirata tihendi pindade nurka ja leevendada neid probleeme. Tuleb hoolitseda selle eest, et rakendataks õiget laagritüüpi ja et laagrite võimalikest koormustest oleks täielikult aru saadud, vastasel juhul võib probleem süveneda või isegi laagri lisamisega tekitada uue probleemi. Tihendite müüjad peaksid õige disaini tagamiseks tegema tihedat koostööd OEM-i ja laagritootjatega.
Segistitihendi rakendused on tavaliselt madala kiirusega (5–300 pööret minutis [rpm]) ja ei saa kasutada mõnda traditsioonilist meetodit barjäärivedelike jahedana hoidmiseks. Näiteks plaanis 53A topelttihendi jaoks tagab barjäärivedeliku tsirkulatsiooni sisemine pumpamisfunktsioon nagu aksiaalne pumpamiskruvi. Väljakutse seisneb selles, et pumpamise funktsioon sõltub voolu tekitamiseks seadme kiirusest ja tüüpilised segamiskiirused ei ole kasulike voolukiiruste tekitamiseks piisavalt suured. Hea uudis on see, et tihendipinna tekitatud kuumus ei põhjusta üldiselt barjäärivedeliku temperatuuri tõusu amikseri tihend. Protsessist tulenev kuumenemine võib põhjustada tõkkevedeliku temperatuuri tõusu ning muuta näiteks madalamad tihendi komponendid, pinnad ja elastomeerid kõrgete temperatuuride suhtes tundlikuks. Alumised tihendi komponendid, nagu tihendipinnad ja O-rõngad, on protsessi läheduse tõttu haavatavamad. Mitte kuumus ei kahjusta otseselt tihendi pindu, vaid pigem tõkkevedeliku viskoossuse vähenemine ja seega ka määrdevõime alumistel tihendipindadel. Halb määrimine põhjustab kokkupuutel näo kahjustusi. Tihendi kassetti saab lisada ka muid disainifunktsioone, et hoida tõkketemperatuuri madalal ja kaitsta tihendi komponente.
Segistite mehaanilised tihendid võivad olla konstrueeritud sisemiste jahutusspiraalide või ümbristega, mis on otseses kontaktis tõkkevedelikuga. Need funktsioonid on suletud ahelaga, madala rõhu ja madala vooluga süsteem, mille kaudu ringleb jahutusvesi, mis toimib integreeritud soojusvahetina. Teine meetod on kasutada jahutuspooli tihendikassetis alumise tihendi komponentide ja seadme kinnituspinna vahel. Jahutuspool on õõnsus, mille kaudu saab voolata madalrõhuga jahutusvesi, et luua tihendi ja anuma vahele isoleeriv barjäär, mis piirab kuumuse imendumist. Õigesti kavandatud jahutuspool võib ära hoida ülemääraseid temperatuure, mis võivad põhjustada seadme kahjustamisttihendi näodja elastomeerid. Protsessi soojusleotus põhjustab selle asemel barjäärivedeliku temperatuuri tõusu.
Neid kahte disainifunktsiooni saab kasutada koos või eraldi, et aidata kontrollida mehaanilise tihendi temperatuure. Üsna sageli on segistite mehaanilised tihendid ette nähtud vastama API 682, 4. väljaande 1. kategooria nõuetele, kuigi need masinad ei vasta funktsionaalselt, mõõtmetelt ja/või mehaaniliselt API 610/682 projekteerimisnõuetele. Selle põhjuseks võib olla asjaolu, et lõppkasutajad tunnevad API 682 kui tihendi spetsifikatsiooni ja tunnevad seda ega ole teadlikud mõnest tööstusharu spetsifikatsioonist, mis on nende masinate/tihendite jaoks rohkem rakendatav. Process Industry Practices (PIP) ja Deutsches Institut fur Normung (DIN) on kaks tööstusharu standardit, mis on seda tüüpi tihendite jaoks sobivamad – DIN 28138/28154 standardid on Euroopas segistite originaalseadmete tootjate jaoks juba ammu kindlaks määratud ja PIP RESM003 on hakatud kasutama kui spetsifikatsiooninõue segamisseadmete mehaaniliste tihendite kohta. Väljaspool neid spetsifikatsioone ei ole üldkasutatavaid tööstusstandardeid, mis toovad kaasa laias valikus tihendikambri mõõtmeid, töötlustolerantse, võlli läbipainde, käigukasti konstruktsioone, laagrite paigutust jne, mis on originaalseadmete valmistajati erinevad.
Kasutaja asukoht ja tegevusala määravad suuresti kindlaks, milline neist spetsifikatsioonidest oleks nende saidile kõige sobivamsegisti mehaanilised tihendid. API 682 määramine segisti tihendi jaoks võib olla tarbetu lisakulu ja komplikatsioon. Kuigi segisti konfiguratsiooni on võimalik lisada API 682-kvalifitseeritud põhitihendit, toob see lähenemisviis tavaliselt kaasa kompromissi nii API 682 järgimise kui ka konstruktsiooni sobivuse osas segistirakendustele. Joonis 3 näitab API 682 1. kategooria tihendi erinevuste loendit tavalise segisti mehaanilise tihendi vahel
Postitusaeg: 26. oktoober 2023