Laipan pakkaus: mitä se on, miksi sitä käytetään ja miten se toimii

Mitä laippapakkaus on – rakenne ja ydinkonsepti

Laipan tiiviste toimii yksinkertaisella mekaanisella periaatteella: joustava, muotoaan muuttava materiaali, joka painetaan säteittäisesti pyörivää tai edestakaisin liikkuvaa akselia vasten, muodostaa tiivistysrajan, joka rajoittaa nesteen poistumista. Termi "tiiviste" viittaa mekaaniseen kokoonpanoon - tiivistepesään, sen sisällä oleviin tiivisterenkaisiin ja tiivistettä puristavaan tiivisteholkkiin (holkkimutteriin tai laippalevyyn). Termi "pakkaus" viittaa itse tiivistemateriaaliin.

Tiivistysmekanismi toimii seuraavasti: kun tiivisteholkkia kiristetään, se kohdistaa aksiaalisen puristusvoiman tiivisterenkaiden pinoon. Koska tiivistemateriaali on pehmeämpää kuin sekä akseli että tiivistepesän seinämä, tämä aksiaalinen puristus saa tiivisteen laajenemaan säteittäisesti sisäänpäin (akselia vasten) ja ulospäin (reikää vasten) luoden tiivistyskontaktin kaikille pinnoille samanaikaisesti. Keskeinen ominaisuus, joka erottaa tiivisteen muista tiivistysmenetelmistä, on sen valvottu vuotosuunnittelu — oikein säädetyllä laipan tiivisteellä ei saavuteta nollavuotoa. Sen sijaan se on säädetty sallimaan pieni, tahallinen tippanopeus, joka huuhtelee lämmön pois tiivisteestä ja akselin rajapinnasta ja säilyttää ohuen voitelukalvon tiivistekuitujen ja pyörivän akselin pinnan välissä.

Hyväksytty tippanopeus oikein säädetylle keskipakopumpun laippatiivisteelle on 40-60 tippaa minuutissa – noin 3–5 ml minuutissa – mikä riittää jäähdyttämään ja voitelemaan ilman, että muodostuu tuhlaava tai ympäristön kannalta ongelmallinen vuoto. Jos tiiviste kiristetään nollaan tippumiseen, tiiviste kuumenee, akselin pinta kuluu nopeasti ja itse tiiviste hiiltyy ja kovettuu muutamassa käyttötunnissa.

Miksi laippatiivistettä käytetään – sovellukset ja edut

Laippatiivisteet ovat edelleen laajalti käytössä kehittyneempien tiivistystekniikoiden (mekaaniset tiivisteet, huulitiivisteet, labyrinttitiivisteet) kehityksestä huolimatta, koska se tarjoaa erityisiä käytännön etuja tietyissä sovelluksissa, joita uudemmat tekniikat eivät toista:

Mitä tiivisteholkki tekee – mekaaninen toiminta selitetty

Tiivistysholkki (kokoonpano, ei vain materiaali) suorittaa neljä samanaikaista toimintoa, jotka yhdessä ylläpitävät tiivistysjärjestelmää laitteen koko käyttöiän ajan:

• Puristaa tiivisterenkaat: Laipan seuraaja – laipallinen rengas tai kierremutteri, joka nojaa tiivistepinon ylärengasta vasten – kohdistaa säädettävään aksiaaliseen puristukseen tiivistettä. Tämä puristus on radiaalisen tiivistysvoiman lähde. Kun tiiviste kuluu ja puristuu ajan myötä, tiivisteholkkia liikutetaan ajoittain (holkkimutterit kiristetään) oikean tiivistyspaineen ylläpitämiseksi. Laipan seuraaja tulee kiristää pienissä erissä (1/6 - 1/4 kierrosta) Varaa säätöjen välillä 15–20 minuuttia, jotta tiiviste jakautuu uudelleen ja tippumisnopeus tasaantuu.
• Ylläpitää hallitun vuotoreitin: Tiivisteholkki on suunniteltu tietyllä syvyydellä ja reiän halkaisijalla, jotka määräävät siihen mahtuvien tiivisterenkaiden määrän ja koon. Tiivisteholkin geometria – yhdistettynä tiivisteholkin liikealueeseen – ohjaa asennetulla tiivisteellä saavutettavaa puristussuhdetta. Tiivisteholkki, jonka avulla tiivisteholkkia voidaan kiristää, kunnes se on samalla tasolla tai tulee reiän sisään, ylipuristetaan; tiiviste kantaa silloin liiallista radiaalista kuormaa, lämmittää akselia ja kuluttaa tiivisteen käyttöikää kiihtyvällä vauhdilla.
• Sisältää lyhtyrenkaan (sammutusrenkaan) tarvittaessa: Kuumia nesteitä, haihtuvia nesteitä tai hankaavia lietteitä käsittelevissä pumpuissa tiivisterenkaiden väliin sijoitetaan lyhtyrengas – uritettu tai uritettu välirengas, jotta ulkoinen neste (huuhteluvesi tai sammutusneste) voidaan ruiskuttaa tiivistepinon keskelle. Tämä ruiskutus jäähdyttää tiivisteen, antaa puhdasta voitelunestettä akselin rajapintaan ja – lietesovelluksissa – estää hankaavaa prosessinestettä kulkeutumasta tiivistealueelle pumpun puolelta. Lyhtyrenkaan tulee olla kohdakkain tiivistepesän seinämän ulkoisen nesteen ruiskutusaukon kanssa, mikä edellyttää tiivisterenkaan asennusta tietyssä järjestyksessä.
• Tarjoaa hallitun kulumispinnan akselille: Akseliholkki – karkaistu sylinterimäinen holkki, joka on asennettu pumpun akselin päälle tiivistepesän vyöhykkeellä – tarjoaa vaihdettavan kulutuspinnan, jota vasten tiiviste kulkee. Kun tiiviste on säädetty oikein, akseliholkin kuluminen on asteittaista ja ennakoitavissa. Oikean tiivisteen alla kulkeva akseliholkki kestää tyypillisesti 12 000–25 000 käyttötuntia ennen kuin vaadit vaihtoa. Akseliholkit ovat huomattavasti halvempia kuin itse akselin vaihto, minkä vuoksi uusiutuvaa holkkirakennetta käytetään yleisesti teollisuuspumppurakenteessa.

Laipan pakkausmateriaalien tyypit ja valinta

Laippatiivisteasennuksen suorituskyky määräytyy ensisijaisesti käyttöolosuhteisiin valitun materiaalin mukaan. Väärän tiivistemateriaalin valinta on suurin syy ennenaikaiseen tiivistevikaan, akseliholkkien kulumiseen ja liialliseen vuotoon teollisuuspumppusovelluksissa.

Useimmissa yleisissä teollisuuspumppusovelluksissa, joissa käsitellään alle 120 °C:n vettä, jäähdytysvettä tai kevyitä prosessinesteitä, PTFE-kyllästetty punottu akryyli- tai puhdas PTFE-tiiviste on kustannustehokas standardi. Höyryventtiilisovelluksissa – vaativin palvelu lämpötilan suhteen ja suurin vuotovaikutus – muovatut paisutetut grafiittirenkaat ovat alan vertailukohta, jonka venttiilivalmistajat, mukaan lukien Flowserve, Crane ja Velan, ovat määritelleet ensisijaiseksi tiivistemateriaaliksi luokan 600 ja sitä korkeammissa höyryventtiileissä.

Laipan tiivisteen asentaminen oikein

Väärä tiivisteen asennus aiheuttaa enemmän tiivistevikoja ja akseliholkkivaurioita kuin tiivistemateriaalin valintavirheet. Seuraava asennusjärjestys koskee keskipakopumpun tiivistepesiä ja edustaa alan standardikäytäntöä:

• Poista vanha pakkaus kokonaan: Irrota kaikki vanhat tiivisterenkaat yksitellen tiivistekoukulla tai irroittimella. Älä koskaan jätä osittaisia ​​renkaita tiivisteholkkiin – puristettu jäännöstiiviste kovettuu ja muodostaa kovan taustan, joka saa uuden tiivisteen kuormituksen epätasaisesti, jolloin akselille syntyy kuumia kohtia. Puhdista tiivistepesän reikä ja akselin holkki huolellisesti; kaikki roskat tai kovettuneet jäämät aiheuttavat uuden asennuksen ennenaikaista kulumista.
• Mittaa ja leikkaa uudet renkaat tarkkaan pituuteen: Kiedo pakkausmateriaalinauha kerran akselin ympäri oikean halkaisijan verran, leikkaa päittäisliitoksen nolla ero (ei päällekkäisyyttä). Älä leikkaa renkaita irti kelasta silmällä tai kierroksia laskemalla – yli 3 %:n pituusvirhe aiheuttaa joko raon (vuotopolku) tai päällekkäisyyden (paikallinen painepitoisuus, joka katkaisee akselin). Käytä katkaisuun akselin holkin halkaisijaltaan samaa karaa, jos akseliin ei pääse käsiksi.
• Asenna renkaat yksi kerrallaan porrastetuilla liitoksilla: Aseta kukin rengas yksitellen ja kiinnitä se tiukasti tiivisteholkin pohjaan jaetun holkin tai tiivistystyökalun avulla ennen seuraavan renkaan asentamista. Liikuta jokaisen renkaan takaliitosta 90 astetta edellisestä renkaasta (neljän rengassarjalle: liitokset kello 12, 3, 6 ja 9 asennossa). Porrastetut liitokset estävät suoran vuodon muodostumisen tiivistepinon läpi.
• Aseta lyhtyrengas oikein: Jos lyhtyrengas on määritetty, asenna oikea määrä tiivisterenkaita sen taakse (pumpun juoksupyörää kohti), sitten lyhtyrengas ja sitten loput renkaat. Varmista, että lyhtyrengas on keskellä tiivistepesän seinämän huuhteluaukon yläpuolella, ennen kuin kiristät tiivisteholkin seuraajaa – väärin kohdistettu lyhtyrengas estää huuhteluveden tulon ja aiheuttaa sisäpuolisen tiivisteen kuivumisen ja ylikuumenemisen.
• Kiristä laipan seuraaja sormitiukkuuteen plus yksi litteä: Kiristä tiivistysholkin mutterit alkuasennuksen yhteydessä sormitiukkuuteen ja siirrä sitten yksi mutteri litteäksi (noin 1/6 kierrosta). Käynnistä pumppu ja tarkkaile tippumisnopeutta. Salli Toiminta-aika 15-20 minuuttia jotta tiiviste ja tippumisnopeus tasaantuvat ennen minkään säädön tekemistä. Tavoitetippausnopeus on 40–60 tippaa minuutissa. Jos tippumisnopeus on liian suuri, kierrä laipan muttereita 1/6 kierrosta eteenpäin ja odota vielä 15 minuuttia. Älä kiristä tippaamattomaksi – nollatippaus tarkoittaa, että tiiviste on täysin kosketuksessa ilman voitelua, jolloin syntyy lämpöä ja kulumista välittömästi.

Laipan tiiviste vs mekaaninen tiiviste – oikean tiivistysratkaisun valinta

Valinta välillä rauhasen pakkaus ja mekaaninen tiiviste ei ole laatuvertailu - se on sovelluskohta. Jokaisella tekniikalla on määritelty suorituskykyalue ja joukko ehtoja, joissa se on ensisijainen ratkaisu. Alla oleva päätösmatriisi tiivistää tärkeimmät tekijät:

Sovelluksissa, joissa käytetään myrkyllisiä, syöpää aiheuttavia tai haihtuvia orgaanisia yhdisteitä – joissa ilmavuotoja ei voida hyväksyä ympäristömääräysten, kuten EU:n teollisuuspäästödirektiivin tai US EPA:n LDAR-vaatimusten (Leak Detection and Repair) mukaan – mekaaniset tiivisteet tai palketiivisteet ovat pakollisia, eikä tiivistysholkki ole sallittu vaihtoehto. Kaikissa muissa sovelluksissa valinta riippuu yllä olevista käytännön tekijöistä pikemminkin kuin yhden tekniikan yleisestä suosimisesta toiseen verrattuna.