Che cos'è unguarnizione dell'albero della pompa?
Le tenute dell'albero 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: guarnizioni, tenute a labbro e tutti i tipi di tenute meccaniche – singole, doppie e in tandem, comprese le tenute a cartuccia. Le pompe volumetriche rotative, come le pompe a ingranaggi e le pompe a palette, sono disponibili con guarnizioni, tenute a labbro e tenute meccaniche. Le pompe alternative presentano problematiche di tenuta diverse e solitamente si affidano a tenute a labbro o guarnizioni. Alcuni modelli, come le pompe a trascinamento magnetico, le pompe a membrana o le pompe peristaltiche, non richiedono tenute dell'albero. Queste cosiddette pompe "senza tenuta" includono tenute fisse per impedire perdite di liquido.
Quali sono i principali tipi di tenute per alberi di pompe?
Imballaggio
La guarnizione (nota anche come tenuta dell'albero o tenuta della sede dell'albero) è costituita da un materiale morbido, spesso intrecciato o formato ad anelli. Questo materiale viene pressato in una camera attorno all'albero motore, chiamata premistoppa, per creare una tenuta (Figura 1). Normalmente, la compressione viene applicata assialmente alla guarnizione, ma può anche essere applicata radialmente mediante un fluido idraulico.
Tradizionalmente, le guarnizioni venivano realizzate in cuoio, corda o lino, ma oggi sono generalmente costituite da materiali inerti come PTFE espanso, grafite compressa ed elastomeri granulari. Le guarnizioni sono economiche e comunemente utilizzate per liquidi densi e difficili da sigillare, come resine, catrame o adesivi. Tuttavia, rappresentano un metodo di sigillatura inadeguato per liquidi fluidi, soprattutto ad alte pressioni. Le guarnizioni raramente si rompono in modo catastrofico e possono essere sostituite rapidamente durante gli arresti programmati.
Le guarnizioni di tenuta richiedono lubrificazione per evitare l'accumulo di calore da attrito. Questa lubrificazione è solitamente fornita dal liquido pompato stesso, che tende a fuoriuscire leggermente attraverso il materiale di tenuta. Ciò può risultare fastidioso e, nel caso di liquidi corrosivi, infiammabili o tossici, è spesso inaccettabile. In questi casi, si può applicare un lubrificante esterno sicuro. Le guarnizioni di tenuta non sono adatte per le pompe utilizzate per liquidi contenenti particelle abrasive. I solidi possono incastrarsi nel materiale di tenuta e danneggiare l'albero della pompa o la parete della camera di tenuta.
sigilli labiali
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 deriva dal contatto per attrito tra il "labbro" e l'albero, spesso rinforzato da una molla. Le guarnizioni a labbro sono comuni nell'industria idraulica e si trovano su pompe, motori idraulici e attuatori. Spesso fungono da tenuta secondaria di sicurezza per altri sistemi di tenuta, come le tenute meccaniche. Le guarnizioni a labbro sono generalmente limitate a basse pressioni e non sono adatte a liquidi fluidi e non lubrificanti. Diversi sistemi di guarnizioni a labbro sono stati applicati con successo contro 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 qualsiasi piccolo danno può portare al guasto.
Guarnizioni meccaniche
Le tenute meccaniche sono essenzialmente costituite da una o più coppie di superfici otticamente piane e altamente lucidate, una fissa nell'alloggiamento e una rotante, collegata all'albero motore (Figura 3). Le superfici necessitano di lubrificazione, sia da parte del fluido pompato stesso, sia da parte di un fluido di barriera. In pratica, le superfici di tenuta sono a contatto solo quando la pompa è a riposo. Durante l'utilizzo, il liquido lubrificante crea un sottile film idrodinamico tra le superfici 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 mai funzionare 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 guarnizioni a baderna e a labbro) e non sono quindi soggetti a usura.
Doppie guarnizioni
Le doppie tenute utilizzano due tenute meccaniche posizionate schiena contro schiena (Figura 4). Lo spazio interno alle due serie di superfici di tenuta può essere pressurizzato idraulicamente con un liquido barriera, in modo che il film lubrificante presente sulle superfici di tenuta sia costituito dal liquido barriera e non dal fluido pompato. Il liquido barriera deve inoltre essere compatibile con il fluido pompato. Le doppie tenute sono più complesse da utilizzare a causa della necessità di pressurizzazione e vengono generalmente impiegate solo quando è necessario proteggere il personale, i componenti esterni e l'ambiente circostante da liquidi pericolosi, tossici o infiammabili.
foche in tandem
Le tenute in tandem sono simili alle tenute doppie, ma le due serie di tenute meccaniche sono orientate nella stessa direzione anziché schiena contro schiena. Solo la tenuta lato prodotto ruota nel fluido pompato, ma le infiltrazioni attraverso le superfici di tenuta finiscono per contaminare il lubrificante di barriera. Ciò ha conseguenze per la tenuta lato atmosferico e per l'ambiente circostante.
Guarnizioni della cartuccia
Una tenuta a cartuccia è un pacchetto preassemblato di componenti di tenuta meccanica. La costruzione a cartuccia elimina i problemi di installazione, come la necessità di misurare e regolare la compressione della molla. Le superfici di tenuta sono inoltre protette da eventuali danni durante l'installazione. In termini di progettazione, una tenuta a cartuccia può essere singola, doppia o in tandem, contenuta all'interno di una ghiera e montata su un manicotto.
Guarnizioni barriera 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 lasco durante il funzionamento regolando la pressione del gas. Una piccola quantità di gas può fuoriuscire nel prodotto e nell'atmosfera.
Riepilogo
Le tenute dell'albero impediscono la fuoriuscita di liquido dall'albero rotante o alternativo di una pompa. Spesso sono disponibili diverse opzioni di tenuta: guarnizioni, tenute a labbro e vari tipi di tenute meccaniche, singole, doppie e in tandem, comprese le tenute a cartuccia.
Data di pubblicazione: 18 maggio 2023