سیل مکانیکی پمپ آب
مکانیکال سیل یا سیل مکانیکی چیست
مکانیکال سیل یا سیل مکانیکی (Mechanical Seal) یک قطعه کاربردی در اتصالات مکانیکی مانند شفت‌های چرخشی مورد استفاده در پمپ‌ها است که برای جلوگیری از نشتی سیالات (معمولاً مایعات) به کار می‌رود. این آب بند پمپ برای جلوگیری از نشتی گاز، مایعات و بخارها در دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مصارف تصفیه آب، سیل‌های مکانیکی معمولاً در پمپ‌های تصفیه آب برای آب بندی محور چرخشی که پروانه را به حرکت در می‌آورد استفاده می‌شود. این قطعه از نشت آب به بیرون از پمپ جلوگیری کرده و انتقال موثر آب را از طریق سیستم تصفیه تضمین می‌کند.
در یک سیل مکانیکی، دو سطح مانند حلقه به شکل مخروطی (یکی ثابت و یکی متحرک) به یکدیگر فشرده می‌شوند و در محل اتصال (معمولاً بر روی شفت و کاسه پمپ) نصب می‌شوند تا جلوی نشتی مایعات را بگیرند. این سیل‌ها از مواد مختلفی از جمله کربن سخت، سیلیکون کاربید، سرامیک و پلیمرها ساخته می‌شوند. استفاده از سیل‌های مکانیکی به دلیل کارایی بالا، عمر طولانی و استقرار در شرایط دما و فشار مختلف، در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، آب و فاضلاب، صنایع فرآوری و دیگر صنایع امکان‌پذیر است.
انواع مکانیکال سیل پمپ آب
سیل مکانیکی به طور گسترده در صنایع مختلف برای جلوگیری از نشتی بین قطعات دوار و ثابت در ماشین آلات مانند پمپ‌ها و کمپرسورها استفاده می‌شود. انواع مختلفی از مهر و موم‌های مکانیکی وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. در ادامه به بررسی رایج‌ترین انواع مکانیکال سیل مورد استفاده در صنایع مختلف می‌پردازیم:
مکانیکال سیل تک فنره
استفاده از مکانیکال سیل تک فنره معمولاً در کاربردهایی که نیاز به سادگی و کارآیی در شرایط کمترین فشار و دما دارند، مناسب است. این نوع سیل در مواردی که نیاز به جلوگیری از نشتی در محور چرخشی وجود دارد، اثربخش است. از این نوع آب بند پمپ جهت آب‌بندی در مصارف مختلف از جمله پمپ‌ها، کمپرسورها، تجهیزات صنعتی، تجهیزات پالایشگاهی و تجهیزات شیمیایی استفاده می‌شود.
مکانیکال سیل چند فنره
مکانیکال سیل چند فنره یا Multi-Spring Mechanical Seal دارای بیش از یک فنر برای اعمال فشار به صفحات است. این نوع سیل مکانیکی از دو یا چند فنر به صورت متقاطع یا متناوب برای ایجاد فشار یکنواخت بر روی صفحات استفاده می‌کند.
این قطعه به دلیل قابلیت اعمال فشار یکنواخت با استفاده از چندین فنر و ساختار متناوب، معمولاً در کاربردهایی که نیاز به پایداری و عمر طولانی این قطعه دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع آب بند برای مواد مختلفی از جمله مایعات خوراکی، مواد شیمیایی و گازها در مصارف گوناگون صنعتی استفاده می‌شود.
مکانیکال سیل آکاردئونی
مکانیکال سیل آکارئونی (یا همان سیل مکانیکی بلژیک) یک نوع آب بند است که از یک قطعه استاندارد به نام "آکارئون" تشکیل شده است. این نوع سیل عمدتاً برای جبران حرکات محور چرخشی بین دو بخش مستقر در دستگاه‌های مختلف مکانیکی و صنعتی استفاده می‌شود. برخی از ویژگی‌ها و کاربردهای این قطعه عبارتند از:
جبران حرکات افقی و عمودی
این نوع سیل به خوبی قابلیت جبران حرکات افقی و عمودی را دارد. بنابراین، در دستگاه‌ها و ماشین‌آلاتی که نیاز به جابجایی یا تغییرات مکانی نسبت به محور چرخشی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله کاربردهای این آب بند پمپ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده در شرایط دمایی مختلف
مکانیکال سیل آکارئونی معمولاً از جنس‌های مقاوم به دما و شرایط محیطی مختلف ساخته می‌شود. بنابراین می‌تواند در شرایط با دمای بالا یا سرد و حتی در تماس با مواد خورنده، به درستی کار کند.
کاربردهای صنعتی
در صنایع مختلفی مانند صنایع نفت و گاز، تصفیه آب، صنایع شیمیایی، تولید انرژی و صنایع فلزی و معدنی از مکانیکال سیل آکارئونی برای جلوگیری از نشتی در اتصالات مکانیکی استفاده می‌شود. همچنین برای اتصالاتی که نیاز به انعطاف و انقطاع در حرکات مکانیکی دارند، مدل آکارئونی، انتخاب مناسبی است. در این شرایط، این قطعه از طریق آکارئون‌های قابل انعطاف به انتقال جابه‌جایی محور چرخشی می‌پردازد.
مکانیکال سیل با فنر موجی
مکانیکال سیل با فنر موجی یا مکانیکال سیل تک فنره موجی، قطعه‌ای است که از یک فنر موجی برای ایجاد فشار مطلوب بین دو سطح نسبت به یکدیگر استفاده می‌کند. این نوع آب بند در برابر نشتی یا ورود مایعات به محل‌های غیر مجاز در سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود.
مکانیکال سیل کارتریجی یک و دو مرحله‌ای
در کاربردهایی که به دلیل خطرات مواد سمی و خطرناک برای محیط زیست یا تجهیزات عملیاتی به سطح دوم حفاظت نیاز دارند، از مکانیکال سیل کارتریجی دو مرحله‌ای استفاده می‌شود. این قطعات آب بندی عملاً نشت سیال یا گازی را که در پمپ‌ها یا میکسرها جابجا می‌شوند، از بین می‌برند.
یک مکانیکال سیل دو مرحله‌ای دارای دو سیل یک مرحله‌ای یا اولیه با یک مانع یا ناحیه سیال بافر در بین آن است. هر سیل مکانیکی اولیه معمولاً از یک صفحه ثابت نرم‌تر و باریک‌تر همراه با یک صفحه چرخان سخت تر و بزرگتر تشکیل شده است. این چیدمان باعث می‌شود که آب بندی ساده‌تر شده و در عین حال یکپارچگی آب بندی دوم که قوی‌تر است، در طول سرویس حفظ شود.
چرا باید از سیل مکانیکی در پمپ آب استفاده کرد؟
در سیستم تصفیه آب، در اثر گردش محور یا شافت پمپ آب، مقداری از آب خارج شده و این نشتی آب می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات و اختلال در عملکرد سیستم شود. در نتیجه استفاده از یک آب بند پمپ می‌تواند از نشتی آب و بروز مشکلات در سیستم جلوگیری کند. مکانیکال سیل در پمپ‌های آب نقش بسیار مهمی دارد و استفاده از آن دارای ضرورت‌های متعددی است. در زیر تعدادی از اهمیت‌ها و ضرورت‌های استفاده از این قطعه در پمپ آب ذکر شده است:
جلوگیری از نشتی
یکی از اهمیت‌های اصلی استفاده از این نوع آب بند در پمپ آب، جلوگیری از نشتی آب از محل اتصال محور چرخشی پمپ است. نشتی آب می‌تواند منجر به افت انرژی و کاهش کارایی پمپ و در عین حال ممکن است باعث خرابی سیستم‌های اطراف شود.
استحکام ساختاری
مکانیکال سیل به عنوان یک قسمت از ساختار پمپ عمل می‌کند و از اهمیت بالایی برخوردار است. این سیل به استحکام مکانیکی پمپ کمک می‌کند و از احتمال خرابی در ناحیه اتصال محور چرخشی جلوگیری می‌کند.
افزایش عمر مفید
استفاده از مکانیکال سیل در پمپ آب می‌تواند عمر مفید آن را افزایش دهد. نحوه نصب صحیح و انتخاب مناسب این قطعه اتصال مکانیکی می‌تواند باعث کاهش فرسایش و خرابی‌های زودرس در سیستم شود.
کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
وجود مکانیکال سیل مناسب می‌تواند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد. در صورتی که نشتی در سیستم پمپ رخ دهد، نیاز به تعمیرات و تعویض قطعات افزایش پیدا می‌کند. این قطعه به عنوان یک عنصر مهم در پیشگیری از نشتی، به صرفه‌ترین راه برای حفظ سلامت سیستم است.
حفاظت از محیط زیست
نشتی آب از سیستم پمپ ممکن است باعث آلودگی منابع آب شود و به محیط زیست آسیب برساند. استفاده از مکانیکال سیل که به عنوان یک حلقه یا سیستم مهار کننده نشتی عمل می‌کند، می‌تواند به حفاظت از محیط زیست کمک کند.
با توجه به این موارد، استفاده از این آب بند در پمپ آب به عنوان یک جزء حیاتی و ضروری در سیستم‌های آبیاری، صنعتی و سایر کاربردهای آب، بسیار معقول و پراهمیت است.
اجزاء مکانیکال سیل
معمولا آب بند پمپ با توجه به کاربردی که در مصارف مختلف دارد، از اجزای متفاوتی ساخته می‌شود. البته با توجه به نیاز افراد، می‌توان این محصول را به صورت سفارشی نیز تولید کرد. درادامه به معرفی برخی از اجزای مورد استفاده برای ساخت مکانیکال سیل می‌پردازیم:
• مهر و موم‌های استاتیک ثانویه، اورینگ (O-rings)، وی رینگ (V-rings) یا گوه‌ها.
• مهر و موم استاتیک یا جزء ثابت.
• مهر و موم برای جزء چرخان به شفت.
• فنر؛ بلوز، فنر چندتایی یا تک فنر.
• سایر قطعات مانند حلقه‌های گلند، حلقه‌های فشاری، کولارها، آستین‌های شفت و غیره.
تأثیر کیفیت آب بر انتخاب مکانیکال سیل
تأثیر کیفیت آب در انتخاب سیل مکانیکی مورد استفاده در سیستم به عوامل مختلفی بستگی دارد. این پارامتر می‌تواند به روش‌های مختلف بر عملکرد و طول عمر آب بندی‌های مکانیکی تأثیر بگذارد. در ادامه برخی از ملاحظات کلیدی مورد بررسی قرار گرفته است:
• مقاومت در برابر خوردگی: اگر آب حاوی عناصر خورنده یا مواد شیمیایی باشد، می تواند منجر به خوردگی اجزای مکانیکی آب بند شود. در چنین مواردی از مواد مقاوم در برابر خوردگی برای آب بندی مکانیکی استفاده می‌شود تا از دوام آن اطمینان حاصل شود.
• دما و فشار: مکانیکال سیل باید قادر به تحمل شرایط عملیاتی با دما و فشار متغیر برای جلوگیری از خرابی باشد.
• سازگاری شیمیایی: برخی از منابع آب حاوی مواد شیمیایی هستند که می‌توانند با تجهیزات مورد استفاده در ساخت مکانیکال سیل واکنش دهند. سازگاری با سیال در حال آب بندی برای جلوگیری از واکنش‌های شیمیایی که می‌تواند یکپارچگی سیستم آب بندی را به خطر بیندازد، بسیار مهم است.
• آلاینده های بیولوژیکی: وجود میکروارگانیسم‌ها یا آلاینده‌های بیولوژیکی در آب می‌تواند بر روی تجهیزات مختلف تأثیر بگذارد. بنابراین مواد زیست تخریب پذیر یا مقاوم ممکن است بر اساس شرایط خاص انتخاب شوند.
• سطوح pH: سطح بالای pH آب می‌تواند بر پایداری شیمیایی مواد مکانیکی آب بند پمپ تأثیر بگذارد. در این شرایط باید از مهرهای سازگار با محدوده pH آب استفاده کرد.
• سختی: سختی آب که اغلب بر اساس محتوای مواد معدنی تعیین می‌شود، می‌تواند بر انتخاب مواد تأثیر بگذارد. آب سخت ممکن است منجر به پوسته شدن یا رسوب بر روی سطوح آب بندی شود که بر عملکرد، تأثیر می‌گذارد.
انواع آب ها
آب خالص به طور طبیعی در طبیعت وجود ندارد؛ زیرا در اثر تماس با سنگ، خاک، آلاینده‌های هوا و سایر عوامل، حاوی مقادیری از ذرات ناخالصی می‌شود. بنابراین جهت استفاده از آب در مصارف مختلف، لازم است تا از سیستم‌های مناسب برای تصفیه و حذف ذرات ناخالصی استفاده شود. بسته به منبع تولید آب، میزان و نوع ذرات ناخالصی موجود در آن نیز متفاوت خواهد بود.
دسته‌بندی آب بسیار گسترده است، اما یکی از دسته‌بندی‌های مهم آب که در مصارف صنعتی به ویژه تصفیه آب صنعتی اهمیت زیادی دارد، طبقه‌بندی آب براساس مشخصات شیمیایی است. در این حالت، آب در دسته‌های زیر قرار می‌گیرد:
• آب سبک
• آب سنگین
• آب سخت
• آب مقطر
یکی از مشکلات پمپ‌های آب در مصارف صنعتی، ورود آب با درجه سختی بالا به سیستم است که می‌تواند آسیب زیادی به تجهیزات وارد کند. آب سخت با وجود املاح و مواد معدنی که دارد، باعث ایجاد رسوب در تجهیزات مختلف از جمله سیل‌های مکانیکی شده و عملکرد آن‌ها را دچار اختلال می‌کند. این اختلال می‌تواند بازده سیستم را تا حد زیادی کاهش دهد، بنابراین کیفیت آب تاثیر زیادی در بهبود فرآیند دارد.
آیا تمام پمپ ها نیاز به سیل مکانیکی دارند؟
جالب است بدانید با وجود اهمیتی زیادی که آب بندی سیستم پمپ دارد، تمام پمپ‌ها نیاز به مکانیکال سیل ندارند. در واقع، وجود یا عدم نیاز به این قطعه بستگی به نوع و طراحی پمپ، شرایط عملکرد، و کاربرد پمپ دارد. برخی از پمپ‌ها دارای سیل مکانیکی هستند. در حالی که برخی دیگر از فناوری‌ها یا سیستم‌های مختلفی برای جلوگیری از نشتی و افتراق بین مایعات استفاده می‌کنند.
در پمپ‌های بدون سیل مکانیکی، ممکن است از فناوری‌هایی مانند سیلندرهای مکانیکی بازشو، سیلندرهای غلطکی یا سیستم‌های آب‌رسانی با فشار بالا برای جلوگیری از نشتی استفاده شود. این سیستم‌ها هدف اصلی خود را در کاهش نشتی و افتراق مایعات دارند، اما باعث کاهش نیاز به آب بند در پمپ می‌شوند. پمپ‌های بدون سیل مکانیکی نیازی به آب بندی ندارند زیرا انتهای مرطوب پمپ و موتور به طور جداگانه طراحی شده‌اند. فناوری بدون مکانیکال سیل، نیاز به آب بندی را به کلی از بین می برد و سیستم را ایمن‌تر و سازگارتر با محیط زیست می‌کند. همچنین استفاده از پمپ‌های بدون سیل نیز آسان‌تر است و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارد.
یکی از معتبرترین مراکز برای خرید پمپ آب و سایر تجهیزات مورد استفاده در سیستم تصفیه آب، فروشگاه اینترنتی آبین است که سابقه درخشانی در زمینه فروش این تجهیزات دارد. شما می‌توانید محصول موردنظر خود را از طریق وب‌سایت آبین خریداری کنید. همچنین در صورتی که برای خرید محصول نیاز به راهنمایی داشتید، کافی است از طریق شماره درج شده در وب‌سایت با کارشناسان در تماس باشید. کلیه خدمات مشاوره این مجموعه به صورت کاملا رایگان در اختیار شما قرار می‌گیرد.
