Le tenute meccaniche possono risolvere una varietà di problemi di tenuta. Ecco alcuni esempi che ne evidenziano la versatilità e ne dimostrano la rilevanza nel settore industriale odierno.
1. Miscelatori a nastro per polvere secca
L'utilizzo di polveri secche può causare un paio di problemi. Il motivo principale è che, se si utilizza un dispositivo di tenuta che richiede un lubrificante umido, la polvere può intasarsi attorno all'area di tenuta. Questo intasamento può essere disastroso per il processo di tenuta. La soluzione è quella di eliminare la polvere con azoto o aria compressa. In questo modo, la polvere non entrerà in gioco e l'intasamento non dovrebbe rappresentare un problema.
Che si decida di utilizzare azoto o aria compressa, assicurarsi che il flusso d'aria sia pulito e affidabile. Se la pressione si riduce, la polvere potrebbe entrare in contatto con l'interfaccia tra l'albero e la guarnizione, vanificando lo scopo del flusso d'aria.
Un nuovo progresso nella produzione, presentato nel numero di gennaio 2019 di Pumps & Systems, crea materiali in grafite siliconata utilizzando una reazione chimica da vapore che converte le aree esposte di un'elettrografite in carburo di silicio. Le superfici siliconate sono più resistenti all'abrasione rispetto alle superfici metalliche e questo processo permette di realizzare il materiale in configurazioni complesse, poiché la reazione chimica non ne modifica 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 sul premistoppa e mantenere una piccola quantità di aria compressa durante il processo di miscelazione per impedire che particelle raggiungano la cassa premistoppa. Questo proteggerà anche l'albero dall'usura.
2. Anelli di backup flottanti per tenute rotanti ad alta pressione
Gli anelli di backup sono generalmente utilizzati in combinazione con guarnizioni primarie o O-ring per aiutare gli O-ring a resistere agli effetti dell'estrusione. Un anello di backup è ideale per l'utilizzo in sistemi rotanti ad alta pressione o nei casi in cui siano presenti significativi giochi di estrusione.
A causa dell'elevata pressione nel sistema, c'è il rischio che l'albero si disallinei o che l'alta pressione deformi i componenti. Tuttavia, l'utilizzo di un anello di supporto flottante in un sistema rotativo ad alta pressione è un'ottima soluzione perché 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 spazio possibile tra i fori di estrusione per ridurre al minimo i danni da estrusione. Maggiore è lo spazio tra i fori di estrusione, maggiore sarà il danno alla tenuta nel tempo.
Un'altra necessità è evitare il contatto metallo-metallo in corrispondenza della fessura di estrusione causata dalla flessione. Tale contatto potrebbe causare un attrito termico tale da indebolire la tenuta meccanica e renderla meno resistente all'estrusione.
3. Guarnizioni a doppia pressione su lattice
Storicamente, la parte più problematica di una tenuta meccanica in lattice è la sua solidificazione sottoposta a calore o attrito. Quando una tenuta in lattice è esposta al calore, l'acqua si stacca dalle altre particelle, causandone l'essiccazione. Quando il lattice sigillante penetra nell'intercapedine tra le superfici della tenuta meccanica, è esposto ad attrito e taglio. Questo porta alla coagulazione, che compromette la tenuta.
Una soluzione semplice è l'utilizzo di una tenuta meccanica a doppia pressurizzazione, poiché al suo interno viene creato un fluido barriera. Tuttavia, esiste la possibilità che il lattice possa comunque penetrare nelle guarnizioni a causa delle distorsioni di pressione. Un modo sicuro per risolvere questo problema è utilizzare una tenuta a cartuccia doppia con valvola a farfalla per controllare la direzione del flusso.
Suggerimenti per l'installazione
Assicuratevi che la pompa sia allineata correttamente. L'eccentricità dell'albero, la flessione durante un avvio difficile o le sollecitazioni dei tubi possono compromettere l'allineamento e causare sollecitazioni sulla guarnizione.
Leggere sempre la documentazione allegata alle tenute meccaniche per assicurarsi di installarle correttamente la prima volta; in caso contrario, si può facilmente verificare una coagulazione che compromette il processo. È più facile di quanto si pensi commettere piccoli errori che potrebbero compromettere l'efficacia della tenuta e causare conseguenze indesiderate.
Il controllo della pellicola fluida che entra in contatto con la superficie di tenuta prolunga la durata della tenuta meccanica; questo controllo è garantito dalle tenute a doppia pressurizzazione.
Installare sempre la tenuta a doppia pressurizzazione con un sistema di controllo ambientale o di supporto per introdurre la barriera fluida tra le due tenute. Il liquido proviene solitamente da un serbatoio per lubrificare le tenute tramite un sistema di tubazioni. Utilizzare misuratori di livello e pressione sul serbatoio per un funzionamento sicuro e un contenimento adeguato.
4. Guarnizioni speciali per assali elettrici per veicoli elettrici
L'e-axle di un veicolo elettrico svolge le funzioni combinate di motore e trasmissione. Una delle sfide nella sigillatura di questo sistema è che le trasmissioni dei veicoli elettrici sono fino a otto volte più veloci di quelle dei veicoli a benzina, e questa velocità è destinata ad aumentare ulteriormente con l'evoluzione dei veicoli elettrici.
Le guarnizioni tradizionali utilizzate per gli assali elettrici hanno limiti di rotazione di circa 30 metri al secondo. Questa imitazione implica che i veicoli elettrici possano percorrere solo brevi distanze con una singola carica. Tuttavia, una guarnizione di nuova concezione in politetrafluoroetilene (PTFE) ha superato con successo un test di ciclo di carico accelerato di 500 ore che simulava le condizioni di guida reali e ha raggiunto una velocità di rotazione di 40 metri al secondo. Le guarnizioni sono state sottoposte anche a 5.000 ore di test di resistenza.
Un'attenta ispezione delle guarnizioni dopo il test ha evidenziato l'assenza di perdite o usura sull'albero o sul labbro di tenuta. Inoltre, l'usura sulla superficie di scorrimento era quasi impercettibile.
Suggerimenti per l'installazione
Le guarnizioni qui menzionate sono ancora in fase di test e non sono pronte per la distribuzione su larga scala. Tuttavia, l'accoppiamento diretto tra motore e cambio presenta delle sfide tipiche delle guarnizioni meccaniche per tutti i veicoli elettrici.
Più specificamente, il motore deve rimanere asciutto mentre il cambio rimane lubrificato. Queste condizioni rendono fondamentale trovare una guarnizione affidabile. Inoltre, gli installatori devono puntare a scegliere una guarnizione che consenta all'assale elettrico di viaggiare a velocità superiori a 130 giri al minuto – la velocità attualmente preferita dal settore – riducendo al contempo l'attrito.
Tenute meccaniche: essenziali per operazioni costanti
La panoramica qui presentata mostra come la scelta della tenuta meccanica più adatta allo scopo influisca direttamente sui risultati. Inoltre, familiarizzare con le migliori pratiche di installazione aiuta a evitare errori.
Data di pubblicazione: 30 giugno 2022