مکانیزم آب‌ بندی در پمپ اسلاری چگونه است؟

در پمپ‌های اسلاری، سه مکانیزم اصلی برای آب‌بندی استفاده می‌شود:

• آب ‌بندی بسته یا مکانیکی (Mechanical Seal)

آب‌بندی مکانیکی یکی از پیشرفته‌ترین و رایج‌ترین روش‌ها برای جلوگیری از نشت در پمپ‌های اسلاری است. این مکانیزم شامل دو سطح آب بندی صیقلی (معمولاً یک سطح ثابت و یک سطح دوار یا متحرک) است که با ایجاد تماس نزدیک از نشت سیال جلوگیری می‌کنند.

جزئیات یا اجزای اصلی این نوع آب‌بندی عبارتند از:

• سطوح آب‌بندی: از موادی مانند سیلیکون کاربید، کربن گرافیت یا آلیاژهای مقاوم به سایش ساخته می‌شوند.
• فنرها: برای اعمال فشار یکنواخت و حفظ تماس بین سطوح.
• اُرینگ‌ ها: برای جلوگیری از نشت در محل نصب آب‌بند.

مزایا:

• • کاهش نشت به حداقل ممکن.
  • مقاومت بالا در برابر سایش و دما.
  • مناسب برای شرایط فشار و سرعت بالا.
  • نشت حداقلی سیال.
  • کاهش نیاز به تزریق سیال خارجی.

معایب:

• • حساسیت بالا به سایش و خوردگی (نیاز به طراحی خاص برای اسلاری‌ها).
  • نیاز به نگهداری و تعویض دوره‌ای.
  • هزینه اولیه بالاتر نسبت به سایر روش‌ها.

برای بهبود عملکرد مکانیکال سیل در پمپ‌های اسلاری، معمولاً از سیل‌هایی با جنس مقاوم به سایش مانند کاربید سیلیکون یا تنگستن کاربید استفاده می‌شود.

• آب‌بندی با سیستم پکینگ (Packing Seal)

این روش یکی از رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین روش‌ها برای آب ‌بندی پمپ‌های اسلاری است. این نوع آب ‌بندی شامل استفاده از چندین حلقه پکینگ (جنس‌های مختلف نظیر تفلون، گرافیت، یا مواد کامپوزیتی) است که در محفظه ‌ای به نام “گَسکت باکس” قرار می‌گیرند. با فشرده‌ سازی پکینگ‌ ها، از نشت سیال جلوگیری می‌شود. در این سیستم، پکینگ‌های نرم و انعطاف‌پذیر به‌صورت حلقه‌ای در اطراف شفت قرار می‌گیرند.

اجزای اصلی:

• • پکینگ‌ها: از موادی مانند تفلون، گرافیت، یا الیاف مقاوم به حرارت ساخته می‌شوند.
  • گلند (Gland): قطعه‌ای که پکینگ‌ها را فشرده می‌کند.
  • بوش شفت: برای محافظت از شفت در برابر سایش.

مزایا:

• ساده و مقرون‌ به ‌صرفه.
• تعمیر و نگهداری آسان.
• کاربرد گسترده در شرایط مختلف.

معایب:

• نیاز به روانکاری مداوم.
• نشت کنترل‌شده (Leakage) برای کاهش سایش.
• کاهش راندمان انرژی به دلیل اصطکاک بین پکینگ و شفت.

در پمپ‌های اسلاری، پکینگ‌ها به‌دلیل تماس مستقیم با ذرات ساینده، ممکن است به سرعت فرسوده شوند. برای کاهش این مشکل، اغلب از تزریق آب تمیز به داخل پکینگ استفاده می‌شود تا ذرات جامد را از محدوده آب‌بندی دور کند.

• آب ‌بندی دینامیکی (Dynamic Seal)

در این روش، از طراحی خاص پروانه یا اجزای داخلی پمپ برای ایجاد یک فشار معکوس استفاده می‌شود که از نشت مایع جلوگیری می‌کند.

اجزای اصلی:

• • پروانه کمکی (Expeller): پروانه‌ای که در پشت پروانه اصلی نصب می‌شود و با ایجاد نیروی گریز از مرکز، مایع را از ناحیه شفت دور نگه می‌دارد.
  • محفظه آب‌بندی: طراحی‌شده برای نگه‌داری مایع و کاهش فشار.
• مزایا:
  • بدون نیاز به تزریق آب.
  • کاهش هزینه‌های عملیاتی.
  • مناسب برای محیط‌های ساینده.
• معایب:
  • عملکرد محدود در فشارهای بالا.
  • نیاز به طراحی دقیق برای جلوگیری از نشت.

• آب‌ بندی با استفاده از سیستم لبریکاتور (Lubrication Seal)

این روش شامل تزریق یک سیال خارجی (معمولاً آب تمیز یا روغن) به‌عنوان یک لایه جداکننده بین اجزای آب‌بندی و سیال اسلاری است.

مزایا:

• کاهش سایش و خوردگی.
• افزایش عمر سیستم آب‌بندی.
• امکان عملکرد در شرایط سخت.

معایب:

• نیاز به سیستم جانبی برای تزریق سیال.
• افزایش هزینه عملیاتی به دلیل مصرف مداوم سیال خارجی.

• آب‌بندی هیدرودینامیکی (Dynamic Seal)

در این روش، طراحی پروانه پمپ (Impeller) به گونه‌ای است که فشار سیال را از محدوده آب‌بندی دور نگه می‌دارد. این نوع آب‌بندی معمولاً در پمپ‌های اسلاری با دبی و هد بالا استفاده می‌شود.

مزایا:

• عدم نیاز به قطعات مکانیکی آب‌بندی.
• کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری.
• مناسب برای کاربردهای سنگین.

معایب:

• عدم کارایی در حالت توقف پمپ.
• محدودیت در شرایط خاص مانند فشار بالا.

• آب‌بندی ترکیبی (Combination Seal)

در برخی موارد، ترکیب دو یا چند نوع مکانیزم آب‌بندی برای افزایش کارایی استفاده می‌شود. برای مثال:

• ترکیب مکانیکال سیل با پکینگ.
• ترکیب سیستم هیدرودینامیکی با تزریق سیال خارجی.

این روش‌ها معمولاً در کاربردهای بسیار حساس که نیاز به حداقل نشت سیال دارند، به کار می‌روند.