선형 격자형 스케일 기본 사항: 알아야 할 모든 것
간단한 유리 표면으로 공작 기계의 정밀도를 끌어올린다고 상상해 보세요. 선형 격자 저울이 바로 그 역할을 수행하여 미세한 선을 매우 정확한 측정값으로 변환합니다. 이 기사에서는 어떻게 이러한...
펌프의 중요한 씰이 예기치 않게 고장 나면 어떻게 하나요? 펌프 씰은 종종 간과되지만 누출을 방지하고 원활한 작동을 보장하는 데 필수적입니다. 이 문서에서는 펌프 씰의 다양한 유형, 일반적인 고장 지점, 유지 관리 및 문제 해결을 위한 실용적인 솔루션에 대해 자세히 설명합니다. 이러한 측면을 이해함으로써 펌프 시스템의 신뢰성과 수명을 향상시키는 방법을 배울 수 있습니다.
L이케이지 포인트
다양한 모델의 펌프에는 다양한 기계식 씰이 있지만 5가지 공통 누출 지점이 있습니다:
현상: 작동 중 갈라지거나 터지는 소리
가능한 원인:
솔루션:
현상: 연속 씰 드립
가능한 원인:
솔루션:
현상: 스프링 실패
가능한 원인:
솔루션:
현상: 작동 중 삐걱거리는 소리
가능한 원인:
솔루션:
고무 석면 패킹 XS250(최대 작동 온도 250℃)과 고무 석면 패킹 XS350(최대 작동 온도 350℃)은 증기, 물, 알칼리성 용액과 함께 사용할 수 있습니다.
오일 함침 석면 포장 YS250(최대 작동 온도 250℃)과 YS350(최대 작동 온도 350℃)은 오일로 윤활되어 마찰 계수가 낮고 압축력이 높은 독특한 특성을 가지고 있습니다.
이 포장재는 증기, 공기, 공업용수 및 중질유 제품과 함께 사용하기에 적합합니다.
작동 온도 범위: -100℃ ~ 250℃
사용 대상: 약산, 강알칼리 및 기타 부식성 매체에 적합합니다.
최대 작동 온도: 120℃
사용 대상: 강물, 수돗물, 지하수, 바닷물 등
PTFE 직조 섬유 필러는 6가지 등급으로 제공됩니다.
사용 중에는 처음에 약간의 포장 누출이 발생할 수 있습니다.
일정 시간이 지나면 필러가 안정된 상태에 도달하면 패킹 글 랜드를 조정하는 것이 좋습니다.
포장이 손상되지 않도록 처음에 과도한 압력을 가하지 않는 것이 중요합니다.
탄소 섬유 직조 씰 패킹은 뛰어난 강도와 탄성을 지닌 최첨단 소재입니다.
고강도, 큰 탄성 계수, 내열성, 내화학성, 우수한 열전도율, 낮은 열팽창 계수, 자체 윤활 특성 등 여러 가지 장점을 자랑합니다.
작업을 시작할 때는 소량의 미디어가 누출될 수 있도록 글 랜드를 가볍게 포장하는 것이 좋습니다.
일정 시간 동안 실행한 후 점차적으로 패킹을 조여 안정적인 상태가 되도록 합니다.
카본 PTFE 직조 패킹(FTH-1) 작동 중 누출이 발생하면 패킹 글랜드를 반복적으로 조일 수 있습니다.
페놀 섬유 직조 포장은 내열성, 내산성, 흡착 능력, 우수한 단열성, 낮은 마찰 계수, 내마모성, 인체와 환경에 대한 무독성, 합리적인 가격 등 여러 가지 장점을 자랑합니다.
주로 고압 플런저 펌프, 고압 워터 펌프, FRP 산성 펌프, 메틸 암모니아 펌프, 왕복 펌프, 심정 유전 펌프의 패킹 씰로 사용됩니다.
페놀 섬유 직조 포장의 성능은 다음 표에서 확인할 수 있습니다.
산, 알칼리, 유기 용제, 엔진 오일, 증기 및 물을 포함한 다양한 매체에 적합합니다.
팽창 흑연(플렉시블 흑연이라고도 함)은 자체 윤활 특성, 내식성, 극한 온도에 대한 저항성, 방사선 저항성, 내마모성, 낮은 마찰 계수 등 여러 가지 뛰어난 특성을 지닌 소재입니다. 또한 유연하고 가벼우며 압축 상태에서도 모양을 유지할 수 있어 다양한 온도에서 사용하기에 적합하다는 장점이 있습니다.
팽창 흑연은 PH 값이 0~14인 매체와 함께 사용할 수 있습니다. 아쿠아 레지아, 농축 질산, 농축 황산, 고온 중크롬산염(기타 몇 가지 강력한 산화 매체)을 제외하고는 대부분의 다른 매체와 함께 사용할 수 있습니다.
스터핑 링을 설치할 때는 스터핑 박스에 넣기 전에 면도날로 잘라내야 합니다. 축 방향 비틀림이 제한되어야 하며 샤프트에 고정하고 스터핑 박스에 눌러야 하며, 절단부는 한 바퀴당 900도 또는 1200도마다 엇갈리게 배치해야 합니다.
작동 초기에는 소량의 누출이 허용되며 시간이 지남에 따라 누출량이 감소해야 합니다.
이 소재는 열전도율, 전기전도율, 화학적 안정성, 열충격에 대한 저항성, 자체 윤활성이 뛰어나며 가공이 용이합니다.
펌프 산업에서는 원심 펌프, 차폐 펌프, 디젤 분배 펌프, 수중 펌프, 청정수 펌프, 고온 온유 펌프, 원자력 보조 펌프, 보일러 공급 펌프, 가스 펌프의 엔드 씰, 업링 씰, 메카니컬 씰 링, 축 씰, 회전 날개 씰 등 다양한 용도로 활용됩니다.
천연 고무: 우수한 굴곡 저항성, 우수한 내마모성, 내한성, 단열성 및 높은 인열 강도로 유명합니다. 하지만 내후성, 노화 저항성, 내유성, 내용제성이 떨어지는 단점이 있습니다. 천연 고무 펌프는 78°C 이하의 작동 온도에 적합하며 다양한 연마성 슬러리, 약산 및 약알칼리 용액을 이송하는 데 이상적입니다. 그러나 강산, 오일, 지방족 및 방향족 용액을 이송하는 데는 적합하지 않습니다.
니트릴 고무: 니트릴 고무는 가장 널리 사용되는 내유성 고무로, 천연 고무 및 스티렌-부타디엔 고무에 비해 높은 내마모성(천연 고무보다 30~45% 높음)과 우수한 고온 저항성 등 우수한 특성을 자랑합니다. 하지만 내후성이 떨어지는 단점이 있습니다. 니트릴 고무 펌프는 최대 95°C의 온도를 견딜 수 있으며 동식물성 오일, 광유 및 글리콜에 대한 내성이 있습니다.
부틸 고무: 부틸 고무 라이닝 펌프 부품은 산성 진흙과 함께 사용하기에 적합합니다. 견딜 수 있는 최대 온도는 100°C이며 강산 및 알칼리(염산 및 수산화나트륨 등)에 대한 내성이 있습니다. 그러나 고농도의 산화성 산(예: 농축 황산 및 농축 질산)은 부틸 고무의 열화를 일으킬 수 있습니다.
불소 고무: 불소 고무는 가황 후 내열성, 내오존성, 내유성, 다양한 화학적 침식에 대한 저항성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 그러나 범용 고무에 비해 가공 및 접착력이 떨어지고 가격이 비쌉니다. 플루오로엘라스토머 펌프는 일반 매질에서 최대 170°C까지 사용할 수 있습니다.
커런덤 세라믹(주로 AI2O3로 구성됨):
높은 경도, 우수한 내마모성, 화학적 안정성, 높은 단열성, 높은 융점을 자랑합니다.
펌프 산업에서는 주로 세라믹 펌프 및 메카니컬 씰 링과 같은 특수한 작업 조건에서 사용됩니다.
세라믹은 불산 및 불소 및 고온 또는 농축 알칼리를 함유한 일부 기타 물질을 제외한 고온 농축 질산, 황산, 염산, 아쿠아 레지아, 소금 용액 및 유기 용매를 포함한 거의 모든 부식성 매체를 견딜 수 있습니다.
실리콘 질화물 세라믹:
알루미나 세라믹에 비해 열충격 저항성이 우수하며 다른 특성은 알루미나 세라믹과 유사합니다.
실리콘 카바이드 세라믹:
우수한 내화학성, 높은 기계적 강도, 우수한 내마모성, 고온 저항성, 자체 윤활성, 작은 마찰 계수를 가지고 있어 고온 구조물 재료, 펌프용 메카니컬 씰 및 자기 펌프 샤프트에 적합하여 일반 세라믹보다 더 큰 이점을 제공합니다.
실리콘 카바이드는 현재 이상적인 마찰 소재로, 종종 탄소 흑연과 짝을 이루는 경우가 많습니다.
건식 슬라이딩 마찰 계수는 알루미나 및 카바이드보다 낮고 PV 값은 알루미나 및 카바이드보다 높습니다.
실리콘 카바이드 세라믹은 내마모성이 뛰어나며 불산과 농축 질산, 황산, 염산 및 기타 강한 부식성 액체를 포함한 몇 가지 다른 매체를 제외한 거의 모든 화학적 부식에 저항할 수 있습니다.
페라이트 영구 자석은 금속 영구 자석에 비해 높은 보자력, 우수한 절연성, 외부 자기장 간섭에 대한 저항성, 저렴한 가격 등 여러 가지 장점이 있습니다. 이러한 특성 덕분에 페라이트 영구 자석은 마그네틱 펌프의 내부 및 외부 로터 모두에 자석으로 사용하기에 이상적입니다.
희토류 코발트 영구 자석은 다른 유형의 영구 자석에 비해 특히 가장 높은 보자력과 자기 에너지 생성량 등 뛰어난 자기 특성으로 잘 알려져 있습니다.
이 자석은 마그네틱 펌프의 접지 영구 자석으로 사용하기에 적합하지만 비용이 비싸서 널리 사용되지는 않습니다.
펌프 페인트:
보호, 장식 및 마킹의 목적으로 사용됩니다. 방청 페인트, 단열 페인트, 산성 페인트 등 용도에 따라 여러 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 또한 프라이머, 탑코트, 퍼티 등과 같이 도장 수준에 따라 분류할 수도 있습니다.
원심 펌프용 종이 쿠션 재료:
펠트 소재는 펌프에서 물과 먼지의 유입을 방지하는 오일 씰로 사용됩니다. 마찰 지점에서 윤활유를 밀봉하는 데 도움이 됩니다. 이 소재는 다시 미세 울 펠트, 세미 굵은 울 펠트, 굵은 울 펠트로 나눌 수 있습니다.
산업용 가황 고무 시트(GB5574-85):
이 소재에는 일반 고무 시트, 내산성 및 내알칼리성 고무 시트, 내유성 고무 시트, 내열성 고무 시트 등 다양한 종류의 고무 시트가 있습니다.
펌프의 밀봉 장치는 크게 정적 밀봉과 동적 밀봉의 두 가지 유형으로 분류됩니다.
정적 씰링에는 일반적으로 개스킷 씰, O링 씰, 나사산 씰이 포함됩니다.
동적 씰링에는 주로 소프트 패킹 씰, 오일 씰, 라비린스 씰, 나선형 씰이 포함됩니다, 동적 씰및 기계식 씰을 사용합니다.
고무 O링은 모양이 단순하고 제조 비용이 저렴하기 때문에 펌프에 널리 사용됩니다. 오링의 전체 크기는 크지만 단면이 보통 몇 밀리미터에 불과할 정도로 작기 때문에 가볍고 재료 소비 측면에서 효율적입니다. 또한 이러한 특징 덕분에 설치와 분해가 쉽습니다.
오링의 가장 주목할 만한 장점 중 하나는 뛰어난 밀봉 기능과 광범위한 적용 범위입니다. 정적 씰은 100MPa 이상의 작동 압력을 견딜 수 있고, 동적 씰은 최대 30MPa까지 견딜 수 있습니다. 또한 오링에 적합한 온도 범위는 -60~200℃로 다양한 매체에 적합합니다.
그 결과 펌프 설계에서 오링이 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 홈과 밀봉할 표면 사이에 설치되어 일정량의 압축을 받아 반력을 발생시켜 홈의 매끄러운 표면과 바닥에 초기 압축 응력을 가하여 밀봉을 제공합니다.
밀봉된 액체의 압력이 증가하면 오링의 변형이 증가하여 증가된 압력이 밀봉 표면으로 전달되어 밀봉 효과가 향상됩니다. 이것이 바로 오링이 우수한 밀봉 능력으로 알려진 이유입니다.
| 아니요. | 이름 | 아니요. | 이름 | 아니요. | 이름 |
| 1 | 핸들 | 8 | 스테인리스 스틸 쉴드 | 15 | 개스킷 |
| 2 | 배럴 커버 | 9 | 흑연 베어링 | 16 | 관절 |
| 3 | 케이블 가드 | 10 | 로터 | 17 | 임펠러 |
| 4 | 라인 프레싱 개스킷 | 11 | 배수구 | 18 | 펌프 |
| 5 | 커패시터 | 12 | 개스킷 | 19 | 발판 |
| 6 | 배럴 | 13 | 플러그 | ||
| 7 | 고정자(코일 갱신 그룹) | 14 | 스트레이너 |
화학 펌프에 일반적으로 사용되는 씰링 방법은 개스킷 씰링 방법입니다. 개스킷은 원심 펌프에서 정적 씰의 중요한 구성 요소이며 널리 사용됩니다. 개스킷의 선택은 주로 화학 펌프의 이송 매체, 온도, 압력, 부식성 등의 요인에 따라 결정됩니다.
개스킷 밀봉 메커니즘:
누출은 밀폐된 공간의 내부에서 외부로 또는 외부에서 밀폐된 공간의 내부로 매체가 흐르는 것을 말합니다. 이는 내부 공간과 외부 공간의 인터페이스, 즉 누출된 씰링 표면을 통해 발생합니다.
누출의 원인은 표면 양쪽의 압력 및 농도 차이로 인해 접촉면에 틈이 생기기 때문입니다. 씰링 표면 형태와 가공 정확도가 부적절하면 틈이 생겨 누출이 발생할 수 있습니다.
누출을 줄이려면 접촉면의 결합을 최대화하여 누출 채널의 단면을 줄이고 누출에 대한 저항을 구동력보다 크게 만드는 것이 중요합니다.
표면에 심각한 소성 변형을 일으킬 정도로 응력이 증가하면 씰링 표면의 틈새가 채워져 누출 채널을 차단할 수 있습니다.
개스킷은 압축 하중을 받으면 소성 변형이 일어나는 재료의 특성을 활용하여 플랜지 씰링 표면의 작은 요철을 메워 씰링을 달성하는 데 사용됩니다.
개스킷 선택:
화학 펌프 씰과 개스킷은 펌프의 안전을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 펌프의 추출 매체에 부식성, 휘발성, 폭발 가능성이 있는 물질이 존재하기 때문에 다른 유형의 펌프에 비해 펌프 본체의 밀봉 성능이 훨씬 더 높아야 합니다.
개스킷 씰링은 화학 펌프에서 일반적으로 사용되는 방법입니다. 개스킷은 원심 펌프의 정적 씰의 핵심 구성 요소이며 널리 사용됩니다.
개스킷의 선택은 주로 화학 펌프의 이송 매체, 온도, 압력, 부식성 등의 요인에 따라 결정됩니다.
저온 및 저압 이송 매체를 사용하는 화학 펌프용, 비금속 씰링 개스킷이 일반적으로 사용됩니다. 매체의 압력이 중간이고 온도가 높은 경우, 비금속 금속 복합 개스킷이 선택됩니다.
종이, 고무, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 재질로 만들어진 비금속 개스킷은 펌프에 널리 사용됩니다. 120°C를 초과하지 않는 온도와 1.0MPa 미만의 압력에서는 일반적으로 녹색 쉘지 또는 다이지 개스킷이 사용됩니다. 온도가 -30°C~110°C인 오일 전달 매체의 경우 일반적으로 노화 저항성이 좋은 NBR을 선택합니다. 불소 고무는 내유성 및 내열성과 높은 기계적 강도로 인해 -50°C~200°C의 온도를 가진 화학 펌프 매체에 적합한 선택입니다.
화학 펌프에서는 매체의 부식성 특성으로 인해 PTFE가 개스킷 재료로 사용되는 경우가 많습니다. 화학 펌프가 점점 더 널리 보급되고 점점 더 다양한 매체를 운반하는 데 사용됨에 따라 올바른 개스킷을 만들기 위해 관련 정보를 참조하거나 실험을 수행하는 것이 중요합니다. 재료 선택.
화학 펌프 오일 씰은 간단한 구조, 컴팩트한 크기, 저렴한 비용, 유지 보수 용이성, 낮은 저항 토크, 중간 누출, 먼지 및 기타 유해 물질 유입 방지 기능이 특징인 자체 조임 립 씰입니다. 또한 마모에 대한 일정 수준의 보상이 있습니다.
그러나 고압 애플리케이션용으로 설계되지 않았으며 일반적으로 저압 화학 펌프에 사용됩니다.
화학 펌프는 원심 원리를 이용해 액체 물질을 이송하는 방식으로 작동합니다. 특수 소재로 제작된 이 펌프는 병, 배럴, 탱크 또는 수영장과 같은 용기에서 부식성 액체를 이송하는 데 이상적입니다.
부식, 휘발성, 폭발 등 이송되는 매체에 내재된 위험으로 인해 화학 펌프의 씰링 요구 사항은 다른 유형의 펌프에 비해 훨씬 더 높습니다.
적절한 밀봉을 보장하기 위해 화학 펌프 오일 씰은 제조 정확도가 H8-H9인 샤프트에 설치되어야 하고 표면 거칠기 표면 경화 처리가 적용된 1.6~0.8μm의 두께입니다.
오일 씰과 샤프트가 빠르게 마모되어 씰의 효과가 떨어질 수 있으므로 씰링 매질에 고체 입자와 불순물이 없는지 확인하는 것이 중요합니다.
이 씰링 방법을 선택할 때는 누출 및 잠재적 사고를 방지하기 위해 화학물질 펌프가 이송하는 물질의 성능과 요구 사항을 고려하는 것이 중요합니다.
오일 씰의 오일 누출을 유발하는 주요 요인:
오일 누출은 오일 씰의 밀봉 불량으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 씰 직경이 너무 작으면 샤프트와 접촉하지 않아 누출이 발생할 수 있습니다.
다음은 S195 디젤 엔진 크랭크샤프트 오일 씰의 씰링 불량을 유발하는 주요 요인입니다:
적절한 밀봉을 보장하고 오일 누출을 방지하려면 이러한 요소를 해결하는 것이 중요합니다.
오일 씰의 밀봉이 느슨해져 오일이 누출된 경우 조치합니다:
(1) 가짜 및 표준 이하의 제품을 식별하는 기본 사항을 숙지하고 고품질 및 표준 오일 씰을 선택합니다.
(2) 설치 중 샤프트 직경의 외부 표면 거칠기가 낮거나 녹반, 버 또는 기타 결함이 있는 경우 고운 모래 천이나 오일 스톤을 사용하여 연마하고 매끄럽게 합니다. 오일 씰 립 또는 샤프트 직경의 해당 위치에 깨끗한 엔진 오일 또는 윤활 그리스를 바르십시오.
오일 시일 외부 링에 실란트를 바르고 샤프트의 키홈을 단단한 종이로 감싸서 오일 시일 립이 긁히지 않도록 합니다. 특수 도구를 사용하여 오일 시일을 안쪽으로 돌리고 스프링의 변형이나 손상을 방지하기 위해 힘을 가하지 마세요.
입술이 있는 경우 플랜지스프링이 떨어지거나 오일 시일이 비뚤어지면 제거하고 다시 설치하세요. 샤프트 직경이 마모되지 않았고 오일 씰의 스프링 힘이 충분하다면 내부 스프링을 무단으로 조이지 마세요.
(3) 기계에 사용되는 오일 씰은 열악한 작업 조건, 큰 온도 변화, 먼지 및 잦은 진동에 직면하는 경우가 많습니다. 기계 부품의 힘 조건이 자주 바뀌는 경우 정기적으로 점검, 유지 보수 및 수리하는 것이 중요합니다.
(4) 샤프트 직경과 베어링 마모가 심한 경우 오일 씰 고무 또는 스프링을 가능한 한 빨리 수리하거나 교체하십시오.
(5) 비정상적으로 가열되는 부품을 제거하고, 립 온도 상승, 고무 노화 및 조기 립 마모를 방지하기 위해 기계적 과속 및 과부하를 피하십시오.
(6) 오일 레벨을 정기적으로 점검하고 오일에 불순물이나 금속 조각이 너무 많으면 철저히 교체하세요. 계절별 요구 사항을 충족하는 브랜드와 품질의 오일을 선택하세요.
부품에 불활성 물질막을 형성하는 우수한 기어박스 첨가제인 Maitrey 슈퍼 실란트 & 윤활유를 엔진 오일에 첨가하는 것을 고려해 보세요. 이를 통해 오일 씰 누출을 늦추고 오일 씰 기어의 수명을 연장하며 기어박스 소음을 줄일 수 있습니다. 이 슈퍼 실링 윤활제는 오일을 오염시키거나 열화시키지 않습니다.
화학 펌프에는 나사산 씰의 두 가지 일반적인 형태가 있습니다: 나사 조인트 개스킷 씰과 나사산 플러스 필러 씰. 두 가지 형태 모두 작은 직경의 나사 연결부를 씰링하는 데 사용됩니다.
개스킷은 개스킷 씰이 있는 스크류 전동 다이어프램 펌프에서 씰링 요소 역할을 하며 나사산은 누르는 힘만 제공합니다.
씰링 표면의 거칠기와 나사 구멍과의 상대적 기하학적 위치의 정밀도도 개스킷의 성능 외에도 씰링 효과에 큰 영향을 미칩니다.
나사산을 조일 때 개스킷에 압축력과 토크가 가해져 변형되거나 손상될 수 있습니다. 따라서 개스킷 씰은 저압의 화학 펌프에만 적합합니다. 개스킷이 금속으로 만들어진 경우 30MPa 이상의 압력을 견딜 수 있습니다.
화학 펌프의 나사산 씰링의 또 다른 형태는 플러그를 사용하는 것입니다. 나사 플러그 제조 비용을 낮게 유지하려면 나사산 만으로는 밀봉에 충분하지 않으며, 나사산 틈새는 종종 원테이프나 실란트와 같은 필러로 채워집니다.
나사 플러그의 지지력은 제조의 정확성과 나사산의 재질에 따라 달라지며, 플러그와 나사산 구멍의 일치하는 형태에 영향을 받지 않습니다.
나사 구멍과 플러그에 "원뿔 대 원뿔" 또는 "원뿔 대 원뿔"을 사용하든 밀봉 효과는 동일하지만 사용 영역이 다릅니다.
디자인이 건전하고 가공이 최고 수준이며 조립이 고품질이며 회전 속도가 빠르면 미로 씰링 효과가 매우 효과적입니다.
그러나 실제 애플리케이션에서는 화학 펌프 누출이 일반적이기 때문에 래버린스 씰이 화학 펌프에 널리 사용되지 않습니다.
그 이유는 다음과 같습니다:
화학 펌프로 이송되는 매체는 부식, 휘발, 폭발의 위험이 있으므로 펌프의 밀봉 성능이 다른 펌프 유형에 비해 훨씬 더 높아야 합니다.
그러나 래버린스 씰을 사용하면 화학 펌프에서 물질이 누출될 가능성이 높아집니다.
따라서 래버린스 씰은 일반적으로 화학 펌프에 사용되지 않습니다.
화학 펌프의 패킹 씰링은 압축성과 탄성이 있는 패킹을 스터핑 박스에 삽입하는 방식으로 이루어집니다. 그러면 글랜드가 가하는 축 방향 압축력이 방사형 밀봉력으로 변환되어 밀봉 효과를 제공합니다.
이 밀봉 방법을 패킹 씰이라고 하며, 포장 재료를 씰링 패킹이라고 합니다.
패킹 씰은 구조가 간단하고 교체가 쉬우며 비용이 저렴하고 다양한 속도, 압력 및 매체에 적응할 수 있어 화학 펌프 설계에 널리 사용됩니다.
포장 씰의 원리:
기계 산업에서 패킹 씰은 주로 동적 씰로 사용되며 원심 펌프, 컴프레서, 진공 펌프 및 믹서에서 샤프트 씰로 흔히 볼 수 있습니다. 패킹은 패킹 챔버에 배치되고 글랜드 스크류에 의해 축 방향으로 압축됩니다. 샤프트와 패킹 사이에 상대적인 움직임이 있을 때 반경 방향의 힘이 발생하고 필러의 가소성으로 인해 패킹이 샤프트에 밀착됩니다. 이로 인해 패킹 내부의 윤활유가 압착되어 접촉면 사이에 유막이 형성됩니다.
그러나 접촉 상태가 균일하지 않기 때문에 패킹의 일부가 샤프트에 닿는 반면 다른 부분은 닿지 않습니다. 이러한 경계 윤활 상태를 '베어링 효과'라고 합니다. 접촉부와 비접촉부는 불규칙한 미로를 형성하여 액체 흐름의 누출을 방지하는 "미로 효과"라고 합니다.
우수한 밀봉은 "베어링 효과"와 "미로 효과"를 모두 유지함으로써 달성됩니다. 윤활 상태가 좋지 않거나 과도한 압력이 가해지면 유막이 파손되어 패킹과 샤프트 사이의 마찰이 건조해져 결국 샤프트가 손상되고 마모될 수 있습니다.
이를 방지하려면 패킹의 압축 정도를 자주 조정하여 적절한 윤활과 압축을 보장해야 합니다. 시간이 지남에 따라 패킹 내부의 윤활제가 손실될 수 있으므로 패킹 부피의 변화로 인한 압축력 이완을 보완하기 위해 일부 윤활제를 압출해야 합니다. 그러나 필러를 자주 압출하면 결국 함침제가 건조해질 수 있으므로 필러를 정기적으로 교체해야 합니다.
마지막으로, 액체 필름을 유지하고 마찰 열을 제거하려면 포장에 소량의 누출이 허용되어야 합니다.
화학 펌프 사용 시 패킹 씰의 문제:
화학 펌프에는 일반적으로 내마모성, 내열성, 우수한 유연성 및 고강도 등의 장점을 자랑하는 샤프트 씰이 장착되어 있습니다.
그러나 포장 사용에는 몇 가지 단점도 있습니다:
패킹의 표면이 거칠면 마찰 계수가 높아지고 누출 가능성이 높아집니다. 또한 장시간 사용하면 윤활유가 고갈될 수 있습니다.
처음에는 새로 수리한 장비의 샤프트 씰이 잘 작동하지만 단기간 작동하면 누출이 더 자주 발생하기 시작합니다. 글랜드를 조정하고 패킹을 교체해야 할 필요성이 더 빈번해지고, 한 번만 작동해도 샤프트 슬리브가 꽃병과 비슷한 모양으로 마모될 수 있습니다. 심한 경우 샤프트 슬리브가 파손되고 패킹이 썩어 교체할 수 없게 되어 워터 씰 링이 밀봉 역할을 하지 못할 수도 있습니다.
회전 패킹과 샤프트 또는 샤프트 슬리브 사이의 지속적인 마찰로 인해 마모가 발생하여 슬리브를 정기적으로 또는 비정기적으로 교체해야 합니다.
패킹과 샤프트 또는 샤프트 슬리브 사이의 마찰 열이 적시에 소멸되도록 하려면 일정량의 누출을 유지해야 하는데, 이는 제어하기 어려울 수 있습니다.
또한 패킹과 샤프트 또는 샤프트 슬리브 사이의 마찰은 패킹 씰의 효율성을 감소시켜 모터의 전력 출력에 영향을 미치고 에너지 소비를 증가시킵니다.
패킹 씰의 성능 및 실패 원인:
패킹 씰의 원리에 따르면 씰링 캐비티에는 세 가지 누출원이 있습니다:
주요 결함 및 그 원인은 다음과 같습니다:
냉각수가 있는 K형 다이나믹 씰의 일부 모습
| 1. 임펠러 | 7. 씰링 박스 | 13. 스핀들 | 19. 스프링 와셔 |
|---|---|---|---|
| 2. 펌프 | 8. 냉각수 노즐 | 14. 블록 산 조각 | 20. 잠금 너트 L 쿠션 |
| 3. 백 슈라우드 | 9. 워터 씰 링 | 15. 탑 링 | 21. 잠금 너트 |
| 4. 교차 연결 나사 | 10. K-링 | 16. 샤프트 슬리브 개스킷 | 22. 락넛 |
| 5. 씰링 박스 개스킷 | 11. O-링 | 17. 샤프트 슬리브 | |
| 6. 씰링 박스의 개스킷 블록 | 12. 씰링 박스 커버 | 18. 임펠러 패드 |
화학 펌프가 작동 중일 때 보조 임펠러에서 발생하는 압력은 펌프의 배출구에서 고압 액체와 균형을 유지하여 적절한 밀봉을 보장합니다.
셧다운 중에는 보조 임펠러의 작동이 중지되므로 화학물질 누출을 방지하기 위해 셧다운 실링 장치를 장착해야 합니다.
보조 임펠러는 간단하고 안정적인 씰 구조로 수명이 길어 펌프 작동 중 누출이 발생하지 않습니다.
따라서 화학 산업에서 불순물을 이송하는 펌프에 자주 사용됩니다.
씰에는 원심 씰, 나선형 씰, 자기 유체 씰 등 다양한 유형이 있습니다. 특히 나선형 씰이 유망합니다.
완전 밀폐형 씰은 다이어프램형 또는 차폐형 중 하나를 선택할 수 있습니다.
1) 원심력 씰
원심력 씰의 원리:
원심 동적 씰은 원심력을 통해 액체 매체를 방사형 방향으로 배출하여 누출 틈새로 액체가 유입되는 것을 방지하여 씰링 효과를 달성하는 방식으로 작동합니다. 이 유형의 씰은 액체 매체에만 적합하며 기체 매체에는 적합하지 않습니다.
따라서 원심 씰을 적용할 때 기밀성이 필요한 경우 원심 씰과 다른 씰링 유형을 조합하여 사용해야 합니다.
가장 일반적으로 사용되는 원심 씰은 윤활유 또는 기타 액체를 밀봉하기 위해 다양한 변속기 장치에 널리 사용되는 오일 슬링거입니다. 오일 팬의 속도가 빠를수록 씰링 성능이 향상됩니다. 반면 속도가 너무 낮거나 회전이 없으면 오일 슬링거 씰의 효과가 떨어집니다.
또한 오일 슬링거 씰은 고온의 제약을 받지 않으므로 열전달 오일 펌프와 같은 고온, 고속 애플리케이션에 적합한 옵션입니다. 그러나 고압 애플리케이션에는 사용할 수 없으며 일반적으로 압력 차이가 0 또는 거의 0에 가까운 상황에서 사용됩니다.
원심 오일 슬링거는 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 마찰 전력 소모가 없고 마모가 없으며 유지보수가 필요 없다는 장점이 있어 널리 사용되는 옵션입니다.
원심 씰의 구조:
원심 씰은 오일 팬이 없는 오일 슬링거 씰링 장치입니다. 매끄러운 축에서는 액체 매체의 접착력으로 인해 축 표면을 따라 누출되기 쉽습니다. 그러나 축에 링 홈이 하나 또는 두 개 있는 경우 액체가 링 홈의 날카로운 인터페이스를 통과하기 어려워집니다. 회전축의 원심력 덕분에 액체를 쉽게 털어내고 밀봉할 수 있습니다.
원심 오일 슬링어는 샤프트와 통합되어 누출하려는 액체를 차단하고 원심력의 작용으로 액체를 밀봉 커버의 둘레로 던져줍니다. 그러면 액체는 아래의 오일 회수 구멍으로 흘러 들어가 오일을 회수합니다.
실링 커버와 오일 슬링거의 접합부에 링 홈이 있어 실링 커버 벽에 있는 액체가 실링 커버와 샤프트 사이의 틈이 아닌 링 홈을 따라 흐르도록 합니다.
원심 오일 슬링거 실링 장치를 설계할 때는 실링 커버와 샤프트 사이의 반경 방향 간극을 줄이기 위해 오일 슬링거와 실링 커버 사이의 반경 방향 간극과 축 방향 간극을 최대한 줄이는 것이 중요합니다. 실링 커버의 링 홈은 충분히 커야 하고 실링 커버와 오일 슬링거 사이의 오일 투척 공간은 충분히 커야 하며 오일 리턴 채널은 가능한 한 매끄러워야 합니다.
오일 슬링거 임펠러의 씰은 오일 팬의 한쪽 또는 양쪽에 배치된 여러 개의 조각으로 임펠러 회전으로 발생하는 블로잉 효과를 지원합니다. 이렇게 하면 누출된 윤활유가 방사형 흐름과 함께 리턴 구멍으로 배출되어 샤프트를 따라 윤활유 편차를 줄일 수 있습니다.
임펠러 블레이드의 크기는 과도하지 않아야 하며 너무 많으면 안 됩니다. 강한 공기 흐름과 윤활유가 혼합되면 거품이 발생하여 오일의 회수를 방해하고 전력 소비를 증가시킬 수 있기 때문입니다.
백 블레이드 씰과 보조 임펠러 씰은 원심 펌프의 샤프트 씰로 자주 사용됩니다.
흐름을 안정화하고 씰링 용량을 향상시키기 위해 보조 임펠러의 씰 챔버 내에 고정 가이드 베인 세트를 배치하는 경우가 많습니다. 이는 보조 임펠러의 매끄러운 표면에 가해지는 압력을 줄이는 데 도움이 됩니다.
원심력 씰의 장점 중 하나는 직접적인 마찰 접촉이 없고 넓은 씰링 간격을 수용할 수 있다는 것입니다. 따라서 고체 불순물이 포함된 매체를 밀봉하는 데 적합하며 마모가 적고 수명이 길며 누출이 없는 안정적인 설계가 특징입니다.
하지만 압력 차이를 처리하는 데 한계가 있고, 펌프 유효 전력의 최대 1/3에 달하는 상당한 양의 전력을 소비하기도 합니다.
또한 동적 씰이기 때문에 펌프가 멈추는 즉시 씰링 용량이 손실되므로 파킹 씰로 보완해야 합니다.
2) 나선형 동적 씰
스크류 다이내믹 씰의 작동 원리는 스크류 펌프의 작동 원리와 유사합니다. 나사산이 샤프트에 절단되거나 나사 홈이 쉘 또는 둘 다에 새겨져 있으면 샤프트의 회전이 시계 방향으로 이루어집니다.
액체 매체와 쉘 사이의 마찰은 시계 반대 방향으로 힘을 발생시키고, 오른쪽 나사산을 따라 이 마찰력 F의 성분이 오른쪽에 있어 너트가 나사를 따라 움직이는 것처럼 액체가 오른쪽으로 밀려나게 됩니다.
부피가 감소하면 압력 헤드가 증가하여 설정된 밀봉 압력과 밀봉되는 유체의 압력의 균형을 유지하여 누출을 방지합니다.
스크류 씰 장치를 설계할 때는 스크류 오일의 이동 방향에 주의하는 것이 중요합니다. 이 방향에 오류가 있으면 씰이 제대로 작동하지 않아 누출이 발생할 수 있습니다.
스크류 씰은 동적 씰의 일종으로, 장치가 정지 상태이거나 저속으로 작동할 때 씰링 기능이 손실될 수 있습니다. 이러한 경우 스톱 씰이 필요할 수 있으며, 이는 장치에 복잡성을 더하고 충분한 축 공간이 필요합니다.
8. 기계적 밀봉
단면 씰이라고도 하는 메카니컬 씰은 누출이 적고 수명이 길기 때문에 현재 화학 펌프 산업에서 가장 널리 사용되는 씰 형태입니다. 전 세계적으로 이러한 유형의 장비에 대한 주요 샤프트 씰링 모드로 간주됩니다.
관련 국가 표준에 따르면 기계적 씰은 보조 씰과 함께 유체 압력과 보상 메커니즘의 탄성(또는 자기) 힘에 의존하여 회전축에 수직인 적어도 한 쌍의 끝면을 통해 유체 누출을 방지하는 장치로 정의됩니다.
널리 사용되는 내식성 PTFE 메카니컬 씰은 유체 누출을 방지하는 데 효과적입니다.
공회전으로 인해 씰이 고장날 수 있으므로 어떤 형태의 씰이든 화학 원심 펌프가 공회전하는 것을 방지해야 합니다.
기계적 밀봉의 원리:
엔드 페이스 씰이라고도 하는 메카니컬 씰은 회전하는 기계에서 유체 누출을 방지하기 위해 사용되는 샤프트 씰 장치입니다. 회전축에 수직인 한 쌍의 끝면과 액체의 압력 및 보상 메커니즘의 탄성력을 사용하여 단단히 밀봉하는 방식으로 작동합니다.
메카니컬 씰은 일반적으로 펌프, 보일러, 컴프레서 및 기타 유사한 회전축 장비에 사용됩니다. 움직이는 링, 고정 링, 누르는 요소, 씰링 요소로 구성됩니다.
무빙 링은 펌프 샤프트와 함께 회전하며 고정 링에 밀착되어 밀봉 표면을 형성하여 매체의 유출을 방지합니다. 씰 챔버 내 액체의 압력은 무빙 링의 끝면을 고정 링의 끝면에 밀착시켜 얇은 액체막과 적절한 비압력을 생성하여 씰링을 달성합니다.
압축 요소는 압력을 발생시켜 펌프가 작동하지 않을 때 펌프의 끝면을 서로 가깝게 유지하고 누출과 불순물의 유입을 방지합니다. 씰링 요소에는 펌프 진동과 충격을 완충하는 탄성 요소와 이동 링과 샤프트 사이, 고정 링과 글랜드 사이의 간극이 포함되어 있습니다.
메카니컬 씰은 작동 중에 펌프의 다른 부품과 통합됩니다. 메카니컬 씰의 성능은 자체 구성 요소, 보조 씰링 장치 및 설치에 대한 기술적 요구 사항에 따라 달라집니다. 메카니컬 씰의 올바른 기능을 보장하려면 먼저 이러한 요구 사항을 충족하는 것이 중요합니다.
화학 펌프에서 메카니컬 씰을 사용할 때 발생하는 문제는 다음과 같습니다:
회전 장비의 기계적 씰은 씰 면의 마모 등 다양한 이유로 인해 고장날 수 있습니다, 뜨거운 균열변형 및 손상이 발생할 수 있습니다. 시간이 지나면 스프링이 이완되거나 파손되고 부식될 수도 있습니다.
또한 보조 씰 링은 균열, 뒤틀림, 변형 및 파손이 발생할 수 있습니다.
기계적 밀봉의 실패 성능 및 원인:
나사 씰은 회전하는 샤프트 또는 샤프트를 둘러싼 슬리브에 나선형 홈을 가공하여 만드는 동적 씰의 한 유형입니다. 유체 누출을 방지하기 위해 샤프트와 슬리브 사이에 씰링 매체가 채워집니다.
샤프트가 회전함에 따라 나선형 홈이 펌프와 유사한 전달 효과를 만들어 밀봉 유체를 유지하는 데 도움이 됩니다. 나사 씰의 밀봉 능력은 나사 각도, 피치, 톱니 폭, 톱니 높이, 톱니의 작용 길이, 샤프트와 슬리브 사이의 간격 등의 요인에 의해 영향을 받습니다.
스크류 씰의 장점 중 하나는 씰 사이에 마찰이 없기 때문에 수명이 길다는 것입니다. 그러나 스크류의 길이가 짧기 때문에 밀봉 능력이 제한되며, 구조적 공간 제한으로 인해 제약을 받는 경우가 많습니다. 또한 펌프가 저속으로 작동하면 스크류 씰의 밀봉 효과가 크게 감소합니다.
"드라이 러닝 가스 씰"이라고도 하는 드라이 가스 씰은 가스 씰링에 슬롯 씰 기술을 활용하는 새로운 유형의 샤프트 엔드 씰링 기술이며 비접촉 씰로 간주됩니다.
건식 가스 밀봉의 원리:
유체역학적 홈(2.5~10 마이크로미터 범위)이 있는 무빙 링이 끝면의 바깥쪽 가장자리에 위치하면 유체역학적 홈이 고압의 격리된 가스를 외경(상류 측이라고도 함)에서 밀봉 표면으로 펌핑하는 흐름을 생성합니다.
가스 막의 압력은 외경에서 홈 직경으로 갈수록 점진적으로 증가하고 홈 직경에서 내경으로 갈수록 점차 감소합니다.
엔드 마스크의 압력 증가로 인해 개방력이 씰링 링에 가해지는 폐쇄력보다 강해집니다.
마찰 표면 사이에 얇은 공기층(1~3밀리미터)이 생성되어 씰이 비접촉 상태로 작동할 수 있습니다.
이렇게 형성된 가스 막은 상대적으로 낮은 압력의 밀봉 매체의 누출을 효과적으로 차단하여 밀봉 매체의 누출이나 유출을 제로로 만듭니다.
화학 펌프는 부식성 또는 독성 휘발성 물질을 이송하는 데 자주 사용되기 때문에 밀봉 성능이 펌프의 품질을 결정하는 중요한 요소입니다.
화학 펌프를 선택할 때는 다음 기준을 고려해야 합니다.
정적 씰의 경우 일반적으로 씰링과 개스킷만 사용되며, 가장 일반적으로 사용되는 씰링은 O-링입니다.
동적 씰의 경우 패킹 씰은 거의 사용되지 않으며 주로 기계식 씰로 대체되며, 이는 다시 단일 단면, 이중 단면, 균형형 및 비평형 유형으로 나눌 수 있습니다.
밸런스드 타입은 일반적으로 1.0MPa 이상의 압력으로 정의되는 고압 매체를 밀봉하는 데 더 적합합니다.
양단면 메카니컬 씰은 주로 고온, 결정화 경향, 높은 점도, 입자 또는 독성 휘발성 물질이 있는 매체에 사용됩니다.
일반적으로 중간 압력보다 0.07~0.1MPa 높은 압력으로 밀봉 캐비티에 격리 액체를 주입해야 합니다.
화학 펌프 정전기 씰링에는 일반적으로 불소 고무 소재가 사용됩니다. 특별한 경우에는 PTFE 소재를 대신 사용할 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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