Le tenute meccaniche possono risolvere una varietà di problemi di tenuta. Eccone alcuni che evidenziano la versatilità delle tenute meccaniche e mostrano perché sono rilevanti nel settore industriale odierno.
1. Frullatori a nastro per polveri secche
L'utilizzo di polveri secche può presentare un paio di problemi. Il motivo principale è che, se si utilizza un dispositivo di sigillatura che richiede un lubrificante liquido, la polvere può accumularsi nell'area di sigillatura. Questo accumulo può compromettere seriamente il processo di sigillatura. La soluzione consiste nel rimuovere la polvere con azoto o aria compressa. In questo modo, la polvere non interferirà con il processo e si eviteranno intasamenti.
Sia che si scelga di utilizzare azoto o aria compressa, è fondamentale assicurarsi che il flusso d'aria sia pulito e affidabile. Una riduzione della pressione potrebbe causare il contatto della polvere con l'interfaccia tra l'albero di riempimento e il pistone, vanificando lo scopo del flusso d'aria.
Un nuovo progresso nel settore manifatturiero, descritto nel numero di gennaio 2019 di Pumps & Systems, permette di realizzare materiali in grafite siliconata utilizzando una reazione chimica in fase vapore che converte le aree esposte dell'elettrografite in carburo di silicio. Le superfici siliconate sono più resistenti all'abrasione rispetto alle superfici metalliche e questo processo consente di realizzare il materiale in configurazioni complesse, poiché la reazione chimica non ne altera le dimensioni.
Suggerimenti per l'installazione
Per ridurre la formazione di polvere, utilizzare una valvola di scarico con un coperchio a tenuta di polvere per fissare il tappo della guarnizione.
Utilizzare anelli di tenuta a lanterna sulla guarnizione e mantenere una bassa pressione dell'aria durante il processo di miscelazione per impedire alle particelle di raggiungere la camera di tenuta. Ciò proteggerà anche l'albero dall'usura.
2. Anelli di supporto flottanti per tenute rotanti ad alta pressione
Gli anelli di supporto vengono generalmente utilizzati in combinazione con le guarnizioni primarie o gli O-ring per aiutare questi ultimi a resistere agli effetti dell'estrusione. Un anello di supporto è ideale per l'utilizzo in sistemi rotanti ad alta pressione o nei casi in cui siano presenti significative lacune dovute all'estrusione.
A causa dell'elevata pressione presente nel sistema, esiste il rischio che l'albero si disallinei o che l'alta pressione provochi la deformazione dei componenti. Tuttavia, l'utilizzo di un anello di supporto flottante in un sistema rotante ad alta pressione rappresenta un'ottima soluzione, poiché segue il movimento laterale dell'albero e i componenti non si deformano durante l'uso.
Suggerimenti per l'installazione
Una delle principali sfide associate alle tenute meccaniche in questi sistemi ad alta pressione è quella di ottenere il minimo gioco di estrusione possibile per ridurre al minimo i danni da estrusione. Maggiore è il gioco di estrusione, più gravi potrebbero essere i danni alla tenuta nel tempo.
Un'altra necessità è evitare il contatto metallo-metallo nella fessura di estrusione causato dalla flessione. Tale contatto potrebbe generare un attrito dovuto al calore sufficiente a indebolire la tenuta meccanica e a renderla meno resistente all'estrusione.
3. Guarnizioni a doppia pressione sul lattice
Storicamente, il problema principale di una guarnizione meccanica in lattice è la sua tendenza a solidificarsi se esposta a calore o attrito. Quando una guarnizione in lattice viene riscaldata, l'acqua si separa dalle altre particelle, provocandone l'essiccazione. Quando il lattice penetra nello spazio tra le superfici di tenuta meccanica, è soggetto ad attrito e forze di taglio. Ciò porta alla coagulazione, compromettendo la tenuta.
Una soluzione semplice consiste nell'utilizzare una tenuta meccanica a doppia pressione, poiché al suo interno si crea un fluido barriera. Tuttavia, esiste la possibilità che il lattice possa comunque penetrare nelle guarnizioni a causa delle distorsioni di pressione. Un metodo infallibile per risolvere questo problema è utilizzare una doppia tenuta a cartuccia con valvola di strozzamento per controllare la direzione del lavaggio.
Suggerimenti per l'installazione
Assicurati che la pompa sia allineata correttamente. L'eccentricità dell'albero, la flessione durante un avviamento brusco o le sollecitazioni sulle tubazioni possono compromettere l'allineamento e causare stress alla guarnizione.
Leggete sempre la documentazione che accompagna le vostre tenute meccaniche per assicurarvi di installarle correttamente fin da subito; in caso contrario, la coagulazione può facilmente verificarsi e compromettere il processo. È più facile di quanto si pensi commettere piccoli errori che potrebbero interferire con l'efficacia della tenuta e causare conseguenze indesiderate.
Il controllo del film fluido che entra in contatto con la superficie di tenuta prolunga la durata della tenuta meccanica, e le tenute a doppia pressione offrono proprio questo controllo.
Installare sempre la doppia tenuta pressurizzata con un sistema di controllo ambientale o di supporto per introdurre la barriera fluidica tra le due tenute. Il liquido per la lubrificazione delle tenute proviene solitamente da un serbatoio tramite una rete di tubazioni. Utilizzare indicatori di livello e pressione sul serbatoio per un funzionamento sicuro e un contenimento adeguato.
4. Guarnizioni specializzate per assali elettrici
L'asse elettrico di un veicolo elettrico svolge le funzioni combinate del motore e della trasmissione. Una delle sfide nella sigillatura di questo sistema è che le trasmissioni dei veicoli elettrici funzionano fino a otto volte più velocemente di quelle dei veicoli a benzina, e la velocità è destinata ad aumentare ulteriormente con il progredire della tecnologia dei veicoli elettrici.
Le guarnizioni tradizionali utilizzate per gli assali elettrici hanno limiti di rotazione di circa 30 metri al secondo. Questa limitazione implica che i veicoli elettrici possano percorrere solo brevi distanze con una singola carica. Tuttavia, una guarnizione di nuova concezione realizzata in politetrafluoroetilene (PTFE) ha superato con successo un test di ciclo di carico accelerato di 500 ore, che simulava le condizioni di guida reali, raggiungendo una velocità di rotazione di 40 metri al secondo. Le guarnizioni sono state inoltre sottoposte a 5.000 ore di test di resistenza.
Un'attenta ispezione delle guarnizioni dopo il collaudo ha dimostrato l'assenza di perdite o usura sull'albero o sul labbro di tenuta. Inoltre, l'usura sulla superficie di scorrimento era pressoché impercettibile.
Suggerimenti per l'installazione
Le guarnizioni menzionate sono ancora in fase di test e non pronte per la distribuzione su larga scala. Tuttavia, l'accoppiamento diretto tra motore e cambio presenta delle sfide relative alle guarnizioni meccaniche per tutti i veicoli elettrici.
Più nello specifico, il motore deve rimanere asciutto mentre il riduttore deve rimanere lubrificato. Queste condizioni rendono fondamentale trovare una guarnizione affidabile. Inoltre, gli installatori devono puntare a scegliere una guarnizione che permetta all'asse elettrico di ruotare a velocità superiori a 130 giri al minuto (la velocità attualmente preferita nel settore) riducendo al minimo l'attrito.
Tenute meccaniche: essenziali per un funzionamento costante
La panoramica qui presentata dimostra che la scelta della tenuta meccanica più adatta allo scopo influisce direttamente sui risultati. Inoltre, familiarizzare con le migliori pratiche di installazione aiuta a evitare problemi.
Data di pubblicazione: 30 giugno 2022