Tvöföld loftþétti fyrir dælur með hvata, sem eru byggð á loftþéttitækni þjöppna, eru algengari í öxulþéttiiðnaðinum. Þessi þétti tryggja að dælt vökva losni ekki út í andrúmsloftið, veita minni núningsviðnám á dæluöxlinum og virka með einfaldara stuðningskerfi. Þessir kostir leiða til lægri heildarkostnaðar á líftíma lausnarinnar.
Þessir þéttingar virka með því að koma utanaðkomandi uppsprettu þrýstigass á milli innri og ytri þéttifletanna. Sérstök landslag þéttifletisins setur aukinn þrýsting á hindrunargasið, sem veldur því að þéttifleturinn losnar og flýtur í gasfilmunni. Núningstap er lítið þar sem þéttifletirnir snertast ekki lengur. Hindrunargasið fer í gegnum himnuna með litlum rennslishraða og neytir hindrunargassins í formi leka, sem að mestu leyti lekur út í andrúmsloftið í gegnum ytri þéttifletina. Leifarnar síast inn í þéttihólfið og berast að lokum með ferlinu.
Allar tvöfaldar loftþéttar þéttingar þurfa þrýstivökva (fljótandi eða gaskennt) á milli innra og ytra yfirborða vélræna þéttisins. Stuðningskerfi er nauðsynlegt til að flytja þennan vökva að þéttinum. Aftur á móti, í tvöfaldri þrýstiþéttingu með vökvasmurningu, streymir hindrunarvökvinn frá geyminum í gegnum vélræna þéttinn, þar sem hann smyr þéttiflötina, gleypir hita og snýr aftur í geyminn þar sem hann þarf að dreifa frásoguðum hita. Þessi tvöföldu stuðningskerfi fyrir vökvaþrýsting eru flókin. Hitaálag eykst með ferlisþrýstingi og hitastigi og getur valdið áreiðanleikavandamálum ef það er ekki rétt reiknað og stillt.
Tvöföld þéttikerfi fyrir þrýstiloft tekur lítið pláss, þarfnast ekki kælivatns og þarfnast lítils viðhalds. Þar að auki, þegar áreiðanleg uppspretta hlífðargass er tiltæk, er áreiðanleiki þess óháð ferlisþrýstingi og hitastigi.
Vegna vaxandi notkunar á loftþéttingum með tvöföldum þrýstidælum á markaðnum bætti American Petroleum Institute (API) við Program 74 sem hluta af útgáfu annarrar útgáfu af API 682.
74 Stuðningskerfi fyrir forrit er yfirleitt sett af mælum og lokum sem eru festir á spjald sem hreinsa hindrunargasið, stjórna þrýstingi niðurstreymis og mæla þrýsting og gasflæði til vélrænna þétta. Fyrsti þátturinn fylgir leið hindrunargassins í gegnum Plan 74 spjaldið og er afturlokinn. Þetta gerir kleift að einangra hindrunargasbirgðirnar frá þéttingunni til að skipta um síueiningu eða viðhalda dælu. Hindrunargasið fer síðan í gegnum 2 til 3 míkrómetra (µm) samloðunarsíu sem fangar vökva og agnir sem geta skemmt landslag þéttiyfirborðsins og myndað gasfilmu á yfirborði þéttiyfirborðsins. Því næst fylgja þrýstijafnari og manometer til að stilla þrýsting hindrunargasbirgðarinnar að vélræna þéttingunni.
Tvöföld þrýstigasþétti krefjast þess að þrýstingurinn í gasveitunni í hindruninni nái eða fari yfir lágmarksþrýstingsmismuninn sem er hærri en hámarksþrýstingurinn í þéttihólfinu. Þetta lágmarksþrýstingsfall er mismunandi eftir framleiðanda og gerð þéttisins, en er venjulega um 30 pund á fertommu (psi). Þrýstirofinn er notaður til að greina vandamál með þrýstinginn í gasveitunni í hindruninni og gefa frá sér viðvörun ef þrýstingurinn fellur niður fyrir lágmarksgildið.
Virkni þéttisins er stjórnað af flæði hindrunargassins með því að nota flæðismæli. Frávik frá flæðishraða þéttigassins sem framleiðendur vélrænna þétta tilkynna benda til minnkaðrar þéttigetu. Minnkað flæði hindrunargassins getur stafað af snúningi dælunnar eða vökvaflæðis að þéttifletinum (frá menguðu hindrunargasi eða vinnsluvökva).
Oft, eftir slíka atburði, verða skemmdir á þéttiflötunum og þá eykst flæði hindrunargassins. Þrýstingsbylgjur í dælunni eða að hluta til tap á þrýstingi hindrunargassins geta einnig skemmt þéttiflötinn. Hægt er að nota viðvörunarkerfi fyrir hátt flæði til að ákvarða hvenær þörf er á inngripum til að leiðrétta hátt gasflæði. Stillipunktur fyrir viðvörun um hátt flæði er venjulega á bilinu 10 til 100 sinnum venjulegt flæði hindrunargass, sem venjulega er ekki ákvarðað af framleiðanda vélrænna þéttisins, heldur fer eftir því hversu mikinn gasleka dælan þolir.
Hefðbundið hefur verið notaður breytilegur flæðimælir og það er ekki óalgengt að lág- og háflæðimælar séu tengdir saman í röð. Hægt er að setja þá upp rofa fyrir háflæði á háflæðimælinn til að gefa viðvörun um háflæði. Breytilegt flatarmálsflæðimæla er aðeins hægt að kvarða fyrir ákveðnar lofttegundir við ákveðið hitastig og þrýsting. Þegar þeir eru notaðir við aðrar aðstæður, svo sem hitasveiflur milli sumars og vetrar, er ekki hægt að líta á birtan flæðishraði sem nákvæman, en er nálægt raungildinu.
Með útgáfu API 682, fjórðu útgáfu, hafa mælingar á flæði og þrýstingi færst úr hliðrænum yfir í stafrænar með staðbundnum mælingum. Stafræna flæðimæla er hægt að nota sem flæðimæla með breytilegu flatarmáli, sem breyta fljótandi stöðu í stafræn merki, eða massaflæðimæla, sem breyta sjálfkrafa massaflæði í rúmmálsflæði. Sérkenni massaflæðismæla er að þeir veita úttak sem bætir fyrir þrýsting og hitastig til að veita raunverulegt flæði við venjuleg lofthjúpsskilyrði. Ókosturinn er að þessi tæki eru dýrari en flæðimælar með breytilegu flatarmáli.
Vandamálið við notkun flæðiskynjara er að finna sendi sem getur mælt flæði hindrunargass við venjulega notkun og við viðvörunarpunkta fyrir hátt flæði. Flæðiskynjarar hafa hámarks- og lágmarksgildi sem hægt er að lesa nákvæmlega. Milli núllflæðis og lágmarksgildis gæti úttaksflæðið ekki verið nákvæmt. Vandamálið er að þegar hámarksflæðishraði fyrir tiltekna flæðiskynjaralíkan eykst, eykst einnig lágmarksflæðishraðinn.
Ein lausn er að nota tvo senda (einn lágtíðni og einn hátíðni), en þetta er dýr kostur. Önnur aðferðin er að nota flæðisskynjara fyrir venjulegt rekstrarflæðissvið og nota rofa fyrir hátt flæði með hliðrænum flæðismæli fyrir hátt svið. Síðasti hlutinn sem hindrunargasið fer í gegnum er afturlokinn áður en hindrunargasið yfirgefur spjaldið og tengist vélrænni þéttingu. Þetta er nauðsynlegt til að koma í veg fyrir bakflæði dælts vökva inn í spjaldið og skemmdir á tækinu ef óeðlilegar truflanir verða á ferlinu.
Opnunarþrýstingur bakstreymislokans verður að vera lágur. Ef valið er rangt, eða ef loftþétting tvíþrýstisdælunnar hefur lágt gasflæði, má sjá að púlsar í gasflæðinu eru af völdum opnunar og endurlokunar bakstreymislokans.
Almennt er köfnunarefni frá plöntum notað sem hindrunargas því það er auðfáanlegt, óvirkt og veldur ekki neinum skaðlegum efnahvörfum í dæluvökvanum. Einnig er hægt að nota óvirk lofttegundir sem eru ekki tiltækar, eins og argon. Í tilvikum þar sem nauðsynlegur þrýstingur hlífðargassins er meiri en köfnunarefnisþrýstingur verksmiðjunnar getur þrýstijafnari aukið þrýstinginn og geymt háþrýstingsgasið í íláti sem er tengt við inntak Plan 74 spjaldsins. Köfnunarefnisflöskur á flöskum eru almennt ekki ráðlagðar þar sem þær krefjast þess að tómir flöskur séu stöðugt skipt út fyrir fulla. Ef gæði þéttisins versna er hægt að tæma flöskuna fljótt, sem veldur því að dælan stöðvast til að koma í veg fyrir frekari skemmdir og bilun á vélrænni þétti.
Ólíkt vökvahindrunarkerfum þurfa Plan 74 stuðningskerfi ekki að vera nálægt vélrænum þéttingum. Eini gallinn hér er lengdur hluti rörsins með litla þvermál. Þrýstingsfall á milli Plan 74 spjaldsins og þéttisins getur komið fram í pípunni á tímabilum mikils flæðis (skemmdir á þétti), sem dregur úr þrýstingnum sem þéttiefnið hefur tiltækan. Að auka stærð pípunnar getur leyst þetta vandamál. Að jafnaði eru Plan 74 spjöld fest á standi í þægilegri hæð til að stjórna lokum og lesa af mælingum mælitækja. Hægt er að festa festinguna á botnplötu dælunnar eða við hliðina á dælunni án þess að trufla skoðun og viðhald dælunnar. Forðist að detta á pípum/pípum sem tengja Plan 74 spjöld við vélræn þétti.
Fyrir millilagerdælur með tveimur vélrænum þéttingum, einni í hvorum enda dælunnar, er ekki mælt með því að nota eina spjald og aðskilda útrás fyrir lofttegundir fyrir hvora vélræna þéttingu. Ráðlögð lausn er að nota aðskilda Plan 74 spjald fyrir hverja þéttingu, eða Plan 74 spjald með tveimur úttökum, hvor með sínum eigin flæðimælum og flæðirofum. Á svæðum með köldum vetrum gæti verið nauðsynlegt að láta Plan 74 spjöldin vetrargeyma. Þetta er fyrst og fremst gert til að vernda rafbúnað spjaldsins, venjulega með því að hylja spjaldið í skápnum og bæta við hitaþáttum.
Áhugavert fyrirbæri er að flæðishraði hindrunargassins eykst með lækkandi hitastigi hindrunargassins. Þetta fer venjulega fram hjá neinum en getur orðið áberandi á stöðum með köldum vetrum eða miklum hitamun milli sumars og vetrar. Í sumum tilfellum getur verið nauðsynlegt að stilla viðvörunargildi fyrir hátt flæði til að koma í veg fyrir falskar viðvaranir. Loftstokkar og tengipípur/rör í spjöldum verða að vera hreinsaðir áður en Plan 74 spjöld eru tekin í notkun. Þetta er auðveldast gert með því að bæta við loftræstiloka við eða nálægt vélrænni þéttitengingu. Ef lofttæmingarloki er ekki tiltækur er hægt að hreinsa kerfið með því að aftengja rörið/rörin frá vélrænni þéttitengingunni og tengja það síðan aftur eftir hreinsun.
Eftir að Plan 74 spjöldin hafa verið tengd við þéttingarnar og allar tengingar hafa verið athugaðar fyrir leka, er nú hægt að stilla þrýstijafnarann á stilltan þrýsting í forritinu. Spjaldið verður að veita þrýstiþéttingu með hindrunargasi til vélrænnar þéttingar áður en dælan er fyllt með vinnsluvökva. Plan 74 þéttingarnar og spjöldin eru tilbúin til notkunar þegar gangsetning og loftræsting dælunnar er lokið.
Síuþáttinn verður að skoða eftir mánaðar notkun eða á sex mánaða fresti ef engin mengun finnst. Tímabilið milli síuskipta fer eftir hreinleika gassins sem fylgir, en ætti ekki að vera lengra en þrjú ár.
Gastrafmagn í hindruninni ætti að vera kannað og skráð við reglubundið eftirlit. Ef púls loftflæðis hindrunarinnar, sem orsakast af opnun og lokun bakstreymislokans, er nógu mikill til að kalla fram viðvörun um hátt flæði, gæti þurft að hækka þessi viðvörunargildi til að forðast falskar viðvaranir.
Mikilvægt skref í úreldingu er að einangrun og þrýstingslækkun á verndargasinu sé síðasta skrefið. Fyrst skal einangra og þrýstingslækkun á dæluhúsinu. Þegar dælan er í öruggu ástandi er hægt að slökkva á þrýstingnum fyrir verndargasið og fjarlægja gasþrýstinginn úr pípunum sem tengja Plan 74 spjaldið við vélræna þéttinguna. Tæmið allan vökva úr kerfinu áður en viðhaldsvinna hefst.
Loftþéttingar með tvöföldum þrýstidælum ásamt Plan 74 stuðningskerfum veita rekstraraðilum losunarlausn fyrir ásþéttingar, minni fjárfestingu (samanborið við þéttingar með vökvahindrunarkerfi), lægri líftímakostnað, lítið fótspor stuðningskerfisins og lágmarks þjónustuþörf.
Þegar þessi lausn er sett upp og starfrækt í samræmi við bestu starfsvenjur getur hún veitt langtímaáreiðanleika og aukið tiltækileika snúningsbúnaðar.
We welcome your suggestions on article topics and sealing issues so that we can better respond to the needs of the industry. Please send your suggestions and questions to sealsensequestions@fluidsealing.com.
Mark Savage er vöruhópsstjóri hjá John Crane. Savage er með BS-gráðu í verkfræði frá Háskólanum í Sydney í Ástralíu. Frekari upplýsingar er að finna á johncrane.com.
Birtingartími: 8. september 2022