Che cosa è unguarnizione dell'albero della pompa?
Le tenute meccaniche impediscono la fuoriuscita di liquido da un albero rotante o alternativo. Questo è importante per tutte le pompe e, nel caso delle pompe centrifughe, sono disponibili diverse opzioni di tenuta: baderne, tenute a labbro e tutti i tipi di tenute meccaniche, singole, doppie e tandem, comprese le tenute a cartuccia. Le pompe volumetriche rotative, come le pompe a ingranaggi e le pompe a palette, sono disponibili con configurazioni a baderna, a labbro e tenute meccaniche. Le pompe alternative presentano diversi problemi di tenuta e solitamente si basano su tenute a labbro o baderne. Alcuni modelli, come le pompe a trascinamento magnetico, le pompe a membrana o le pompe peristaltiche, non richiedono tenute meccaniche. Queste cosiddette pompe "senza tenuta" includono tenute fisse per prevenire perdite di liquido.
Quali sono i principali tipi di guarnizioni dell'albero della pompa?
Imballaggio
La baderna (nota anche come baderna per albero o baderna a premistoppa) è costituita da un materiale morbido, spesso intrecciato o formato ad anelli. Questo viene pressato in una camera attorno all'albero motore, chiamata camera premistoppa, per creare una tenuta (Figura 1). Normalmente, la compressione viene applicata assialmente alla baderna, ma può anche essere applicata radialmente tramite un fluido idraulico.
Tradizionalmente, le baderne erano realizzate in cuoio, corda o lino, ma oggi sono generalmente costituite da materiali inerti come PTFE espanso, grafite compressa ed elastomeri granulati. Le baderne sono economiche e comunemente utilizzate per liquidi densi e difficili da sigillare, come resine, catrame o adesivi. Tuttavia, rappresentano un metodo di tenuta inadeguato per liquidi fluidi, soprattutto a pressioni elevate. Le baderne raramente subiscono danni catastrofici e possono essere sostituite rapidamente durante i fermi macchina programmati.
Le tenute a baderna richiedono lubrificazione per evitare l'accumulo di calore da attrito. Questa è solitamente fornita dal liquido pompato stesso, che tende a fuoriuscire leggermente attraverso il materiale di tenuta. Questa operazione può creare problemi e, nel caso di liquidi corrosivi, infiammabili o tossici, è spesso inaccettabile. In questi casi, è possibile applicare un lubrificante esterno sicuro. Le tenute a baderna non sono adatte per la tenuta di pompe utilizzate per liquidi contenenti particelle abrasive. I solidi possono inglobarsi nel materiale di tenuta e danneggiare l'albero della pompa o la parete della camera di premistoppa.
Guarnizioni a labbro
Le guarnizioni a labbro, note anche come guarnizioni radiali per alberi, sono semplicemente elementi elastomerici circolari che vengono mantenuti in posizione contro l'albero motore da un alloggiamento esterno rigido (Figura 2). La tenuta nasce dal contatto per attrito tra il "labbro" e l'albero ed è spesso rinforzata da una molla. Le guarnizioni a labbro sono comuni in tutto il settore idraulico e possono essere trovate su pompe, motori idraulici e attuatori. Spesso forniscono una tenuta secondaria di riserva per altri sistemi di tenuta come le tenute meccaniche. Le guarnizioni a labbro sono generalmente limitate a basse pressioni e sono anche inadeguate per liquidi fluidi e non lubrificanti. Sistemi di guarnizioni a labbro multipli sono stati applicati con successo a una varietà di liquidi viscosi e non abrasivi. Le guarnizioni a labbro non sono adatte all'uso con liquidi abrasivi o fluidi contenenti solidi poiché sono soggette a usura e anche un minimo danno può causare guasti.
Tenute meccaniche
Le tenute meccaniche sono essenzialmente costituite da una o più coppie di facce otticamente piatte e lucidate a specchio, una fissa nell'alloggiamento e una rotante, collegate all'albero motore (Figura 3). Le facce richiedono lubrificazione, sia con il liquido pompato stesso che con un fluido barriera. In effetti, le facce di tenuta sono a contatto solo quando la pompa è ferma. Durante l'uso, il liquido lubrificante forma un sottile film idrodinamico tra le facce di tenuta opposte, riducendo l'usura e favorendo la dissipazione del calore.
Le tenute meccaniche possono gestire un'ampia gamma di liquidi, viscosità, pressioni e temperature. Tuttavia, una tenuta meccanica non deve essere utilizzata a secco. Un vantaggio fondamentale dei sistemi di tenuta meccanica è che l'albero motore e l'involucro non fanno parte del meccanismo di tenuta (come nel caso delle tenute a baderna e a labbro) e non sono quindi soggetti a usura.
Doppi sigilli
Le tenute doppie utilizzano due tenute meccaniche posizionate contrapposte (Figura 4). Lo spazio interno alle due serie di facce di tenuta può essere pressurizzato idraulicamente con un liquido barriera, in modo che il film lubrificante sulle facce di tenuta, necessario per la lubrificazione, sia costituito dal liquido barriera e non dal fluido pompato. Il liquido barriera deve inoltre essere compatibile con il fluido pompato. Le tenute doppie sono più complesse da utilizzare a causa della necessità di pressurizzazione e vengono in genere utilizzate solo quando è necessario proteggere il personale, i componenti esterni e l'ambiente circostante da liquidi pericolosi, tossici o infiammabili.
Guarnizioni in tandem
Le tenute tandem sono simili alle tenute doppie, ma i due gruppi di tenute meccaniche sono rivolti nella stessa direzione anziché contrapposti. Solo la tenuta lato prodotto ruota nel fluido pompato, ma le infiltrazioni attraverso le superfici di tenuta finiscono per contaminare il lubrificante barriera. Ciò ha conseguenze per la tenuta lato atmosfera e per l'ambiente circostante.
Guarnizioni a cartuccia
Una tenuta a cartuccia è un pacchetto preassemblato di componenti di tenuta meccanica. La struttura a cartuccia elimina problemi di installazione come la necessità di misurare e impostare la compressione della molla. Le superfici di tenuta sono inoltre protette da eventuali danni durante l'installazione. Dal punto di vista progettuale, una tenuta a cartuccia può essere singola, doppia o in tandem, contenuta in un premistoppa e montata su una bussola.
Guarnizioni di barriera ai gas.
Si tratta di sedi doppie a cartuccia con superfici progettate per essere pressurizzate utilizzando un gas inerte come barriera, in sostituzione del tradizionale liquido lubrificante. Le superfici di tenuta possono essere separate o mantenute in contatto durante il funzionamento regolando la pressione del gas. Una piccola quantità di gas può fuoriuscire nel prodotto e nell'atmosfera.
Riepilogo
Le tenute meccaniche impediscono la fuoriuscita di liquido dall'albero rotante o alternativo di una pompa. Spesso sono disponibili diverse opzioni di tenuta: baderne, tenute a labbro e vari tipi di tenute meccaniche: singole, doppie e tandem, comprese le tenute a cartuccia.
Data di pubblicazione: 18 maggio 2023