પંપ મિકેનિકલ સીલ કેવી રીતે કામ કરે છે?

યાંત્રિક સીલમજબૂત માટે જરૂરી છેપંપ સીલિંગ મિકેનિઝમ, ફરતા પંપ શાફ્ટની આસપાસ પ્રવાહી લિકેજને અસરકારક રીતે અટકાવે છે. સમજવુંયાંત્રિક સીલ કાર્યકારી સિદ્ધાંતઓળખવાનો સમાવેશ થાય છેપંપ સીલમાં ઓ-રિંગ્સનું મહત્વસ્ટેટિક સીલિંગ માટે અનેયાંત્રિક સીલમાં ઝરણાની ભૂમિકાચહેરાના સંપર્કને જાળવવા માટે. આ વ્યાપક અભિગમ સ્પષ્ટ કરે છેસેન્ટ્રીફ્યુગલ પંપ મિકેનિકલ સીલ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. ૨૦૨૪ માં, આ મહત્વપૂર્ણ ઘટકોએ બજાર આવકમાં USD ૨,૦૦૪.૨૬ મિલિયનનું ઉત્પાદન કર્યું.

કી ટેકવેઝ

• યાંત્રિક સીલપંપના સ્પિનિંગ શાફ્ટની આસપાસ પ્રવાહી લીક થવાનું બંધ કરો. તેઓ બે મુખ્ય ભાગોનો ઉપયોગ કરે છે, એક ફરતો ચહેરો અને એક સ્થિર ચહેરો, જે એકસાથે દબાવીને એક ચુસ્ત સીલ બનાવે છે.
• આ સપાટીઓ વચ્ચે પ્રવાહીનો એક પાતળો પડ બને છે, જેને હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ કહેવાય છે. આ ફિલ્મ લુબ્રિકન્ટની જેમ કામ કરે છે, ઘસારો ઘટાડે છે અને લીક થવાનું બંધ કરે છે, જે સીલને લાંબા સમય સુધી ટકી રહેવામાં મદદ કરે છે.
• યોગ્ય યાંત્રિક સીલ પસંદ કરી રહ્યા છીએપ્રવાહીનો પ્રકાર, દબાણ અને ગતિ જેવા પરિબળો પર આધાર રાખે છે. યોગ્ય પસંદગી અને કાળજી સીલને સારી રીતે કાર્ય કરવામાં અને જાળવણી પર નાણાં બચાવવામાં મદદ કરે છે.

પંપ મિકેનિકલ સીલના મુખ્ય ઘટકો

સમજવુંયાંત્રિક સીલના વ્યક્તિગત ભાગોતેના એકંદર કાર્યને સ્પષ્ટ કરવામાં મદદ કરે છે. દરેક ઘટક લીકેજ અટકાવવા અને કાર્યક્ષમ પંપ કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

ફરતી સીલ ફેસ

ફરતી સીલ ફેસ સીધી પંપ શાફ્ટ સાથે જોડાયેલી હોય છે. તે શાફ્ટ સાથે ફરે છે, જે પ્રાથમિક સીલિંગ ઇન્ટરફેસનો અડધો ભાગ બનાવે છે. ઉત્પાદકો પ્રવાહી ગુણધર્મો અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓના આધારે આ ઘટક માટે સામગ્રી પસંદ કરે છે.

ફરતી સીલ ફેસ માટે સામાન્ય સામગ્રીમાં શામેલ છે:

• કાર્બન ગ્રેફાઇટ મિશ્રણો, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર પહેરવાના ચહેરાના પદાર્થ તરીકે થાય છે.
• ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ, કોબાલ્ટ અથવા નિકલ સાથે બંધાયેલ કઠણ ફેસ મટિરિયલ.
• સિરામિક, જેમ કે એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ, ઓછી-ડ્યુટી એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય.
• કાંસ્ય, મર્યાદિત લુબ્રિકેટિંગ ગુણધર્મો સાથે નરમ અને વધુ સુસંગત સામગ્રી.
• ની-રેઝિસ્ટ, એક ઓસ્ટેનિટિક કાસ્ટ આયર્ન જેમાં નિકલ હોય છે.
• સ્ટેલાઇટ®, એક કોબાલ્ટ-ક્રોમિયમ એલોય ધાતુ.
• GFPTFE (કાચ ભરેલું PTFE).

ફરતા સીલ ફેસ માટે સપાટી પૂર્ણાહુતિ અને સપાટતા બંને મહત્વપૂર્ણ છે. સપાટી પૂર્ણાહુતિ, જે ખરબચડીપણું વર્ણવે છે, તેને 'rms' (મૂળ સરેરાશ ચોરસ) અથવા CLA (કેન્દ્ર રેખા સરેરાશ) ના સંદર્ભમાં માપવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, સપાટતા ઊંચાઈ અથવા ડિપ્રેશન વિનાની સપાટ સપાટીનું વર્ણન કરે છે. એન્જિનિયરો ઘણીવાર યાંત્રિક સીલમાં સપાટતાને તરંગ તરીકે ઓળખે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલ ફ્લેટ અને મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ સ્ત્રોત, જેમ કે હિલીયમ ગેસ પ્રકાશ સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરીને સપાટતાને માપે છે. આ પ્રકાશ સ્ત્રોત પ્રકાશ બેન્ડ ઉત્પન્ન કરે છે. દરેક હિલીયમ પ્રકાશ બેન્ડ સપાટતાથી 0.3 માઇક્રોન (0.0000116 ઇંચ) વિચલન દર્શાવે છે. અવલોકન કરાયેલ પ્રકાશ બેન્ડની સંખ્યા સપાટતાની ડિગ્રી દર્શાવે છે, જેમાં ઓછા બેન્ડ વધુ સપાટતા દર્શાવે છે.

તેને સીલ કરવા માટે પ્રતિ ચોરસ ઇંચ એક ઇંચના મિલિયનમા ભાગ જેટલી સપાટતા જરૂરી છે.

ફરતી સીલ ફેસ સાથે સંકળાયેલા મોટાભાગના ઉપયોગો માટે, આદર્શ સપાટીની ખરબચડીતા સામાન્ય રીતે 1 થી 3 માઇક્રોઇંચ (0.025 થી 0.076 માઇક્રોમીટર) ની આસપાસ હોય છે. સપાટતા સહનશીલતા પણ ખૂબ જ ચુસ્ત હોય છે, ઘણીવાર એક ઇંચના થોડા મિલિયનમા ભાગમાં ચોકસાઇની જરૂર પડે છે. નાની વાંકીચૂકી અથવા અસમાનતા પણ લિકેજ તરફ દોરી શકે છે. નીચે આપેલ કોષ્ટક લાક્ષણિક સપાટતા અને સપાટી પૂર્ણાહુતિ આવશ્યકતાઓ દર્શાવે છે:

સ્થિર સીલ ફેસ

સ્થિર સીલ ફેસ પંપ હાઉસિંગ સાથે જોડાયેલ રહે છે. તે પ્રાથમિક સીલિંગ ઇન્ટરફેસનો બીજો અડધો ભાગ પૂરો પાડે છે. આ ઘટક ફરતો નથી. ફરતા ફેસ સાથે સતત સંપર્કમાં રહેવા માટે તેની સામગ્રીમાં ઉચ્ચ કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર હોવો જોઈએ.

કાર્બન સીલ ફેસનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે અને વિવિધ ઘર્ષણ પ્રતિકાર માટે તેને મિશ્રિત કરી શકાય છે. તે સામાન્ય રીતે રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય હોય છે. ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કાર્બનની તુલનામાં શ્રેષ્ઠ રાસાયણિક, ટ્રાયબોલોજિકલ અને થર્મલ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ ઊંચા તાપમાને તાકાત જાળવી રાખે છે, ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર અને ઓછું થર્મલ વિસ્તરણ ધરાવે છે. આ તેને ઘર્ષક, કાટ લાગનાર અને ઉચ્ચ-દબાણવાળા ઉપયોગો માટે યોગ્ય બનાવે છે. એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ, તેની કઠિનતાને કારણે, ઉત્તમ ઘર્ષણ લાક્ષણિકતાઓ પ્રદાન કરે છે.

અહીં કેટલીક સામાન્ય સામગ્રી અને તેમના ગુણધર્મો છે:

• ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ: આ સામગ્રી ખૂબ જ સ્થિતિસ્થાપક છે. તે અસાધારણ કણો અને અસર પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે, જોકે તેનું ટ્રાયબોલોજિકલ પ્રદર્શન સિલિકોન કાર્બાઇડ કરતા ઓછું છે. તેની મોહ્સ હાર્ડનેસ 9 છે.
• કાર્બન: કઠણ સામગ્રી સાથે જોડી બનાવવામાં આવે ત્યારે કાર્બન વ્યાપારી રીતે સૌથી વધુ આકર્ષક હોય છે. જોકે, તે નરમ અને બરડ હોય છે, જે તેને ઘન કણોવાળા માધ્યમો માટે અયોગ્ય બનાવે છે. ટ્રિપલ ફેનોલિક રેઝિન ઇમ્પ્રિગ્નેટેડ કાર્બન ગ્રેફાઇટ માર્જિનલ લુબ્રિકેશન અથવા આક્રમક રસાયણો સાથે માંગણી કરતા એપ્લિકેશનો માટે ઉચ્ચ ઘસારો પ્રદર્શન પ્રદાન કરે છે.
• એલ્યુમિના સિરામિક (૯૯.૫% શુદ્ધતા): આ એક આર્થિક વિકલ્પ છે જેમાં ઉચ્ચ કઠિનતાને કારણે અપવાદરૂપ રાસાયણિક અને ઘસારો પ્રતિકાર છે. તેની મોહ્સ કઠિનતા 9-10 છે. જો કે, તે ભૌતિક અને થર્મલ શોક ફ્રેક્ચર માટે સંવેદનશીલ છે. આ તેને ઘન કણો, ઓછા લ્યુબ્રિકેશન અથવા અચાનક તાપમાનમાં ફેરફારવાળા માધ્યમો માટે અયોગ્ય બનાવે છે.
• સિલિકોન કાર્બાઇડ: કાર્બન સાથે જોડી બનાવવામાં આવે ત્યારે આ સામગ્રીને ટ્રાયબોલોજિકલ રીતે સૌથી અસરકારક માનવામાં આવે છે. તે સૌથી સખત અને સૌથી વધુ વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સીલ ફેસ મટિરિયલ છે, જે અસાધારણ રાસાયણિક ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. ઉચ્ચ ઘન કણોવાળા લુબ્રિકેટિંગ મીડિયા માટે, બે સિલિકોન કાર્બાઇડ સીલ ફેસને જોડી રાખવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. તેની મોહ્સ હાર્ડનેસ 9-10 છે.

ગૌણ સીલિંગ તત્વો

ગૌણ સીલિંગ તત્વો સીલ ઘટકો અને પંપ હાઉસિંગ અથવા શાફ્ટ વચ્ચે સ્થિર સીલિંગ પ્રદાન કરે છે. તેઓ સીલ ફેસની અક્ષીય ગતિવિધિ માટે પણ પરવાનગી આપે છે. આ તત્વો પ્રાથમિક ફેસ સહેજ ખસે ત્યારે પણ ચુસ્ત સીલ સુનિશ્ચિત કરે છે.

વિવિધ પ્રકારના ગૌણ સીલિંગ તત્વોમાં શામેલ છે:

1. ઓ-રિંગ્સ: આમાં ગોળાકાર ક્રોસ-સેક્શન હોય છે. તે સ્થાપિત કરવા માટે સરળ, બહુમુખી અને સૌથી સામાન્ય પ્રકાર છે. વિવિધ તાપમાન અને રાસાયણિક સુસંગતતા જરૂરિયાતો માટે ઓ-રિંગ્સ વિવિધ ઇલાસ્ટોમેરિક સંયોજનો અને ડ્યુરોમીટરમાં ઉપલબ્ધ છે.
2. ઇલાસ્ટોમર અથવા થર્મોપ્લાસ્ટિક બેલો: આનો ઉપયોગ ત્યાં થાય છે જ્યાં સ્લાઇડિંગ ડાયનેમિક સીલ શ્રેષ્ઠ નથી. તેઓ સ્લાઇડિંગ વિના ગતિને મંજૂરી આપવા માટે વિચલિત થાય છે અને વિવિધ સામગ્રીમાં આવે છે. લોકો તેમને 'બૂટ' તરીકે પણ ઓળખે છે.
3. ફાચર (PTFE અથવા કાર્બન/ગ્રેફાઇટ): તેમના ક્રોસ-સેક્શનલ આકાર માટે નામ આપવામાં આવ્યું છે, જ્યારે તાપમાન અથવા રાસાયણિક સંપર્કને કારણે ઓ-રિંગ્સ અયોગ્ય હોય ત્યારે વેજનો ઉપયોગ થાય છે. તેમને બાહ્ય ઉર્જાકરણની જરૂર પડે છે પરંતુ તે ખર્ચ-અસરકારક હોઈ શકે છે. મર્યાદાઓમાં ગંદા સેવાઓ અને ફ્રેટિંગમાં 'હેંગ-અપ' થવાની સંભાવના શામેલ છે.
4. ધાતુના ધનુષ્ય: આનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાન, શૂન્યાવકાશ અથવા સ્વચ્છતા કાર્યક્રમોમાં થાય છે. તે ધાતુના એક ટુકડામાંથી બનાવવામાં આવે છે અથવા વેલ્ડેડ કરવામાં આવે છે. તે અક્ષીય ગતિ માટે ગૌણ સીલિંગ અને સ્પ્રિંગ લોડ બંને પ્રદાન કરે છે.
5. ફ્લેટ ગાસ્કેટ: આનો ઉપયોગ સ્ટેટિક સીલિંગ માટે થાય છે, જેમ કે યાંત્રિક સીલની ગ્રંથિને માઉન્ટિંગ ફ્લેંજ અથવા એસેમ્બલીની અંદરના અન્ય સ્ટેટિક ઇન્ટરફેસ સાથે સીલ કરવા. તેમની પાસે ખસેડવાની ક્ષમતા નથી અને તે કમ્પ્રેશન-પ્રકારની સીલ છે, સામાન્ય રીતે એકલ ઉપયોગ માટે.
6. યુ-કપ અને વી-રિંગ્સ: તેમના ક્રોસ-સેક્શનના આધારે નામ આપવામાં આવ્યું છે, આ ઇલાસ્ટોમેરિક અથવા થર્મોપ્લાસ્ટિક સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવે છે. તે નીચા-તાપમાન, ઉચ્ચ-દબાણવાળા કાર્યક્રમોમાં અને જ્યાં ચોક્કસ રાસાયણિક સુસંગતતા જરૂરી હોય ત્યાં લાગુ પડે છે.

ગૌણ સીલિંગ તત્વો માટે સામગ્રી સુસંગતતા મહત્વપૂર્ણ છે. આક્રમક પ્રવાહી સીલ સામગ્રી સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે, તેમની પરમાણુ રચનાને તોડી શકે છે. આ નબળાઈ, બરડપણું અથવા નરમાઈ તરફ દોરી જાય છે. આનાથી ગૌણ સીલિંગ તત્વો સહિત સીલ ઘટકો પાતળા થઈ શકે છે, ખાડા પડી શકે છે અથવા સંપૂર્ણ વિઘટન થઈ શકે છે. હાઇડ્રોફ્લોરિક (HF) એસિડ જેવા અત્યંત કાટ લાગતા પ્રવાહી માટે, પરફ્લુરોઇલાસ્ટોમર્સને ગૌણ સીલિંગ તત્વ તરીકે ભલામણ કરવામાં આવે છે. આ રાસાયણિક રીતે પ્રતિરોધક સામગ્રીની જરૂરિયાતને કારણે છે જે આવા આક્રમક રસાયણોની અસ્થિરતા અને દબાણનો સામનો કરી શકે છે. રાસાયણિક અસંગતતા યાંત્રિક સીલમાં સામગ્રીના અધોગતિ અને કાટ તરફ દોરી જાય છે, જેમાં ગૌણ સીલિંગ તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. આનાથી સીલ ઘટકો ફૂલી શકે છે, સંકોચાઈ શકે છે, તિરાડ પડી શકે છે અથવા કાટ લાગી શકે છે. આવા નુકસાન સીલની અખંડિતતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે ચેડા કરે છે, જેના પરિણામે લીકેજ થાય છે અને સેવા જીવન ટૂંકું થાય છે. ઉચ્ચ તાપમાન, અથવા અસંગત પ્રવાહીને કારણે થતી એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયાઓ, તેમની મહત્વપૂર્ણ તાપમાન મર્યાદાને ઓળંગીને સીલ સામગ્રીને પણ નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. આ શક્તિ અને અખંડિતતા ગુમાવવા તરફ દોરી જાય છે. સુસંગતતાને વ્યાખ્યાયિત કરતા મુખ્ય રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં પ્રવાહીનું કાર્યકારી તાપમાન, pH સ્તર, સિસ્ટમ દબાણ અને રાસાયણિક સાંદ્રતાનો સમાવેશ થાય છે. આ પરિબળો સામગ્રીના અધોગતિ સામે પ્રતિકાર નક્કી કરે છે.

સ્પ્રિંગ મિકેનિઝમ્સ

સ્પ્રિંગ મિકેનિઝમ્સ ફરતા અને સ્થિર સીલ ફેસને સંપર્કમાં રાખવા માટે સતત અને એકસમાન બળ લાગુ કરે છે. આ ફેસ ઘસાઈ જાય અથવા દબાણમાં વધઘટ થાય ત્યારે પણ ચુસ્ત સીલ સુનિશ્ચિત કરે છે.

વિવિધ પ્રકારના સ્પ્રિંગ મિકેનિઝમ્સમાં શામેલ છે:

• શંકુ સ્પ્રિંગ: આ સ્પ્રિંગ શંકુ આકારનું છે. તેની ખુલ્લી ડિઝાઇનને કારણે તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર સ્લરી અથવા ગંદા માધ્યમોમાં થાય છે, જે કણોના સંચયને અટકાવે છે. તે એકસમાન દબાણ અને સરળ ગતિશીલતા પ્રદાન કરે છે.
• સિંગલ કોઇલ સ્પ્રિંગ: આ એક સરળ હેલિકલ સ્પ્રિંગ છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પાણી અથવા તેલ જેવા સ્વચ્છ પ્રવાહી માટે પુશર-પ્રકારના સીલમાં થાય છે. તે એસેમ્બલ કરવામાં સરળ, ઓછી કિંમતનું અને સતત સીલિંગ બળ પૂરું પાડે છે.
• વેવ સ્પ્રિંગ: આ સ્પ્રિંગ સપાટ અને લહેરાતું છે. તે કોમ્પેક્ટ સીલ માટે આદર્શ છે જ્યાં અક્ષીય જગ્યા મર્યાદિત હોય છે. તે નાની જગ્યાઓમાં સમાન દબાણ સુનિશ્ચિત કરે છે, સીલની કુલ લંબાઈ ઘટાડે છે અને સ્થિર ચહેરાના સંપર્કને પ્રોત્સાહન આપે છે. આનાથી ઘર્ષણ ઓછું થાય છે અને સીલનું જીવન લાંબું થાય છે.
• મલ્ટીપલ કોઇલ સ્પ્રિંગ્સ: આમાં સીલના ચહેરાની આસપાસ ગોઠવાયેલા ઘણા નાના ઝરણા હોય છે. તે સામાન્ય રીતે જોવા મળે છેસંતુલિત યાંત્રિક સીલઅને હાઇ-સ્પીડ પંપ. તેઓ બધી બાજુથી સમાન દબાણ લાવે છે, ચહેરા પરનો ઘસારો ઘટાડે છે, અને ઉચ્ચ દબાણ અથવા RPM પર સરળતાથી કાર્ય કરે છે. જો એક સ્પ્રિંગ નિષ્ફળ જાય તો પણ તેઓ વિશ્વસનીયતા પ્રદાન કરે છે.

સ્પ્રિંગ મિકેનિઝમના અન્ય સ્વરૂપો પણ અસ્તિત્વમાં છે, જેમ કે લીફ સ્પ્રિંગ્સ, મેટલ બેલો અને ઇલાસ્ટોમેરિક બેલો.

ગ્લેન્ડ પ્લેટ એસેમ્બલી

ગ્લેન્ડ પ્લેટ એસેમ્બલી પંપ હાઉસિંગમાં યાંત્રિક સીલ માટે માઉન્ટિંગ પોઇન્ટ તરીકે કામ કરે છે. તે સ્થિર સીલ ફેસને સુરક્ષિત રીતે સ્થાને રાખે છે. આ એસેમ્બલી પંપની અંદર સીલ ઘટકોનું યોગ્ય સંરેખણ સુનિશ્ચિત કરે છે.

યાંત્રિક સીલના કાર્ય સિદ્ધાંત

સીલિંગ બેરિયર બનાવવું

યાંત્રિક સીલફરતા શાફ્ટ અને સ્થિર હાઉસિંગ વચ્ચે ગતિશીલ સીલ સ્થાપિત કરીને પ્રવાહી લિકેજ અટકાવો. બે ચોક્કસ રીતે એન્જિનિયર્ડ ફેસ, એક શાફ્ટ સાથે ફરતો અને બીજો પંપ કેસીંગ સાથે જોડાયેલ, પ્રાથમિક સીલિંગ બેરિયર બનાવે છે. આ ફેસ એકબીજા સામે દબાય છે, જે ખૂબ જ સાંકડી ગેપ બનાવે છે. ગેસ સીલ માટે, આ ગેપ સામાન્ય રીતે 2 થી 4 માઇક્રોમીટર (µm) માપે છે. દબાણ, એપ્લિકેશન ગતિ અને સીલ કરેલા ગેસના પ્રકારને આધારે આ અંતર બદલાઈ શકે છે. જલીય પ્રવાહી સાથે કાર્યરત યાંત્રિક સીલમાં, સીલ ફેસ વચ્ચેનું ગેપ 0.3 માઇક્રોમીટર (µm) જેટલું નાનું હોઈ શકે છે. અસરકારક સીલિંગ માટે આ અત્યંત નાનું વિભાજન મહત્વપૂર્ણ છે. સીલ ફેસ વચ્ચે પ્રવાહી ફિલ્મની જાડાઈ થોડા માઇક્રોમીટરથી લઈને કેટલાક સો માઇક્રોમીટર સુધીની હોઈ શકે છે, જે વિવિધ ઓપરેશનલ પરિબળોથી પ્રભાવિત હોય છે. માઇક્રોમીટર એક મીટરનો દસ લાખમો ભાગ અથવા 0.001mm છે.

હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ

ફરતી અને સ્થિર સીલ ફેસ વચ્ચે પ્રવાહીનું પાતળું પડ, જેને હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, બને છે. આ ફિલ્મ સીલના સંચાલન અને લાંબા ગાળા માટે જરૂરી છે. તે લુબ્રિકન્ટ તરીકે કામ કરે છે, જે સીલ ફેસ વચ્ચે ઘર્ષણ અને ઘસારાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. આ ફિલ્મ અવરોધ તરીકે પણ કાર્ય કરે છે, જે પ્રવાહી લિકેજને અટકાવે છે. આ હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ મહત્તમ હાઇડ્રોડાયનેમિક લોડ સપોર્ટ પ્રાપ્ત કરે છે, જે ઘસારો ઘટાડીને યાંત્રિક ફેસ સીલ લાઇફને વિસ્તૃત કરે છે. એક ફેસ પર પરિઘમાં બદલાતી તરંગ હાઇડ્રોડાયનેમિક લુબ્રિકેશનનું કારણ બની શકે છે.

હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ વધુ ફિલ્મ કઠિનતા પ્રદાન કરે છે અને ઘણી હાઇડ્રોસ્ટેટિક ડિઝાઇનની તુલનામાં ઓછી લિકેજમાં પરિણમે છે. તે ઓછી લિફ્ટ-ઓફ (અથવા સ્પિન-અપ) ગતિ પણ દર્શાવે છે. ગ્રુવ્સ સક્રિય રીતે ઇન્ટરફેસમાં પ્રવાહી પંપ કરે છે, હાઇડ્રોડાયનેમિક દબાણ બનાવે છે. આ દબાણ ભારને ટેકો આપે છે અને સીધો સંપર્ક ઘટાડે છે. ફ્લેટ ક્રોસ-સેક્શન સર્પાકાર ગ્રુવ્સની તુલનામાં ડિફ્યુઝર ગ્રુવ્સ સમાન લિકેજ માટે ઉચ્ચ ઓપનિંગ ફોર્સ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

વિવિધ લુબ્રિકેશન પદ્ધતિઓ ફિલ્મના વર્તનનું વર્ણન કરે છે:

આ ફિલ્મની રચના અને સ્થિરતામાં પ્રવાહી સ્નિગ્ધતા મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પાતળા, ચીકણા, ન્યુટોનિયન પ્રવાહી ફિલ્મો પરના અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે વિચિત્ર સ્નિગ્ધતા પ્રવાહના દબાણ ઢાળમાં નવા શબ્દો દાખલ કરે છે. આ ફિલ્મ જાડાઈ માટે બિનરેખીય ઉત્ક્રાંતિ સમીકરણમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કરે છે. રેખીય વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે વિચિત્ર સ્નિગ્ધતા સતત પ્રવાહ ક્ષેત્ર પર સ્થિર અસર કરે છે. ઊભી પ્લેટની ગતિ પણ સ્થિરતાને પ્રભાવિત કરે છે; નીચે-ખસેડતી ગતિ સ્થિરતામાં વધારો કરે છે, જ્યારે ઉપર-ખસેડતી ગતિ તેને ઘટાડે છે. સંખ્યાત્મક ઉકેલો સમતાપ વાતાવરણમાં વિવિધ પ્લેટ ગતિ હેઠળ પાતળા ફિલ્મ પ્રવાહમાં વિચિત્ર સ્નિગ્ધતાની ભૂમિકાને વધુ દર્શાવે છે, જે સ્પષ્ટપણે પ્રવાહ સ્થિરતા પર તેનો પ્રભાવ દર્શાવે છે.

યાંત્રિક સીલને પ્રભાવિત કરતી શક્તિઓ

પંપ કામગીરી દરમિયાન સીલ ફેસ પર અનેક બળો કાર્ય કરે છે, ખાતરી કરે છે કે તેઓ સંપર્કમાં રહે છે અને સીલિંગ બેરિયર જાળવી રાખે છે. આ બળોમાં યાંત્રિક બળ અને હાઇડ્રોલિક બળનો સમાવેશ થાય છે. યાંત્રિક બળ સ્પ્રિંગ્સ, બેલો અથવા અન્ય યાંત્રિક તત્વોથી લાગુ પડે છે. તે સીલ ફેસ વચ્ચે સંપર્ક જાળવી રાખે છે. પ્રક્રિયા પ્રવાહી દબાણમાંથી હાઇડ્રોલિક બળ ઉત્પન્ન થાય છે. આ બળ સીલ ફેસને એકસાથે ધકેલે છે, જે સીલિંગ અસરને વધારે છે. આ બળોનું સંયોજન એક સંતુલિત સિસ્ટમ બનાવે છે જે સીલને અસરકારક રીતે કાર્ય કરવા દે છે.

યાંત્રિક સીલ માટે લુબ્રિકેશન અને ગરમી વ્યવસ્થાપન

યોગ્ય લુબ્રિકેશનઅને અસરકારક ગરમી વ્યવસ્થાપન યાંત્રિક સીલના વિશ્વસનીય સંચાલન અને લાંબા ગાળા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ લ્યુબ્રિકેશન પૂરું પાડે છે, ઘર્ષણ અને ઘસારો ઘટાડે છે. જો કે, ઘર્ષણ હજુ પણ સીલિંગ ઇન્ટરફેસ પર ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. ઔદ્યોગિક સીલ માટે, લાક્ષણિક ગરમી પ્રવાહ દર 10-100 kW/m² સુધીનો હોય છે. ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એપ્લિકેશનો માટે, ગરમી પ્રવાહ દર 1000 kW/m² જેટલો ઊંચો હોઈ શકે છે.

ઘર્ષણ-આધારિત ગરમી ઉત્પન્ન એ પ્રાથમિક સ્ત્રોત છે. તે સીલિંગ ઇન્ટરફેસ પર થાય છે. ગરમી ઉત્પન્ન દર (Q) μ × N × V × A તરીકે ગણતરી કરે છે (જ્યાં μ ઘર્ષણ ગુણાંક છે, N સામાન્ય બળ છે, V વેગ છે, અને A સંપર્ક ક્ષેત્ર છે). ઉત્પન્ન થયેલ ગરમી તેમના થર્મલ ગુણધર્મોના આધારે ફરતા અને સ્થિર ચહેરાઓ વચ્ચે વહેંચાય છે. ચીકણું શીયર હીટિંગ પણ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. આ પદ્ધતિમાં પાતળા પ્રવાહી ફિલ્મમાં શીયર સ્ટ્રેસનો સમાવેશ થાય છે. તે Q = τ × γ × V (શીયર સ્ટ્રેસ × શીયર રેટ × વોલ્યુમ) તરીકે ગણતરી કરે છે અને ઉચ્ચ-સ્નિગ્ધતા પ્રવાહી અથવા ઉચ્ચ-ગતિના એપ્લિકેશનોમાં ખાસ કરીને નોંધપાત્ર બને છે.

શાફ્ટ સ્પીડ વધતા ગરમીનું ઉત્પાદન ઘટાડવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ બેલેન્સ રેશિયો એ ડિઝાઇનનો એક મહત્વપૂર્ણ વિચાર છે. મિકેનિકલ ફેસ સીલ પરના એક પ્રાયોગિક અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે બેલેન્સ રેશિયો અને સ્ટીમ પ્રેશરનું સંયોજન ઘસારાના દર અને ઘર્ષણના નુકસાનને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરે છે. ખાસ કરીને, ઉચ્ચ બેલેન્સ રેશિયોની સ્થિતિમાં, સીલ ફેસ વચ્ચેનો ઘર્ષણ ટોર્ક સ્ટીમ પ્રેશરના સીધા પ્રમાણસર હતો. અભ્યાસમાં એ પણ જાણવા મળ્યું છે કે નીચા બેલેન્સ રેશિયો સાથે ઘર્ષણ ટોર્ક અને ઘસારાના દરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

યાંત્રિક સીલના પ્રકારો અને પસંદગી

યાંત્રિક સીલના સામાન્ય પ્રકારો

યાંત્રિક સીલ વિવિધ ડિઝાઇનમાં આવે છે, દરેક ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય છે.પુશર સીલસંપર્ક જાળવવા માટે શાફ્ટ સાથે ફરતા ઇલાસ્ટોમર ઓ-રિંગ્સનો ઉપયોગ કરો. તેનાથી વિપરીત,નોન-પુશર સીલઇલાસ્ટોમર અથવા મેટલ બેલોનો ઉપયોગ કરો, જે ખસેડવાને બદલે વિકૃત થાય છે. આ ડિઝાઇન બિન-પુશર સીલને ઘર્ષક અથવા ગરમ પ્રવાહી, તેમજ કાટ લાગતા અથવા ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણ માટે આદર્શ બનાવે છે, જે ઘણીવાર ઓછા ઘસારાના દર દર્શાવે છે.

બીજો ભેદ વચ્ચે રહેલો છેકારતૂસ સીલઅનેઘટક સીલ. કારતૂસ મિકેનિકલ સીલ એ એક પૂર્વ-એસેમ્બલ યુનિટ છે, જેમાં એક જ હાઉસિંગમાં બધા સીલ ઘટકો હોય છે. આ ડિઝાઇન ઇન્સ્ટોલેશનને સરળ બનાવે છે અને ભૂલોનું જોખમ ઘટાડે છે. જોકે, ઘટક સીલમાં ક્ષેત્રમાં એસેમ્બલ કરાયેલા વ્યક્તિગત ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે, જે વધુ જટિલ ઇન્સ્ટોલેશન અને ભૂલોનું જોખમ વધારે હોઈ શકે છે. જ્યારે કારતૂસ સીલનો પ્રારંભિક ખર્ચ વધારે હોય છે, તે ઘણીવાર ઓછો જાળવણી અને ઓછો ડાઉનટાઇમ તરફ દોરી જાય છે.

સીલને સંતુલિત અથવા અસંતુલિત તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. સંતુલિત યાંત્રિક સીલ ઉચ્ચ દબાણના તફાવતોને સંભાળે છે અને સ્થિર સીલ ફેસ પોઝિશન જાળવી રાખે છે, જે તેમને મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશનો અને હાઇ-સ્પીડ ઉપકરણો માટે યોગ્ય બનાવે છે. તેઓ સુધારેલ ઉર્જા કાર્યક્ષમતા અને લાંબા સમય સુધી ઉપકરણ જીવન પ્રદાન કરે છે. અસંતુલિત સીલ એક સરળ ડિઝાઇન ધરાવે છે અને વધુ સસ્તું છે. તેઓ પાણીના પંપ અને HVAC સિસ્ટમ્સ જેવા ઓછા માંગવાળા એપ્લિકેશનો માટે વ્યવહારુ પસંદગી છે, જ્યાં વિશ્વસનીયતા મહત્વપૂર્ણ છે પરંતુ ઉચ્ચ દબાણ ચિંતાનો વિષય નથી.

યાંત્રિક સીલ પસંદ કરવા માટેના પરિબળો

યોગ્ય યાંત્રિક સીલ પસંદ કરવા માટે ઘણા મુખ્ય પરિબળોનો કાળજીપૂર્વક વિચાર કરવો જરૂરી છે.અરજીસાધનોના સેટઅપ અને સંચાલન પ્રક્રિયાઓ સહિત ઘણા વિકલ્પો પોતે જ નક્કી કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સતત કામગીરી ધરાવતા ANSI પ્રક્રિયા પંપ, સમાન પ્રવાહી સાથે પણ, ઇન્ટરમિટન્ટ સર્વિસ સમ્પ પંપથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે.

મીડિયાસીલના સંપર્કમાં રહેલા પ્રવાહીનો ઉલ્લેખ કરે છે. ઇજનેરોએ પ્રવાહીના ઘટકો અને પ્રકૃતિનું વિવેચનાત્મક મૂલ્યાંકન કરવું જોઈએ. તેઓ પૂછે છે કે પમ્પ કરેલા પ્રવાહમાં ઘન પદાર્થો છે કે H2S અથવા ક્લોરાઇડ જેવા કાટ લાગતા દૂષકો છે. તેઓ ઉત્પાદનની સાંદ્રતાને પણ ધ્યાનમાં લે છે કે શું તે દ્રાવણ છે, અને શું તે કોઈપણ પરિસ્થિતિમાં ઘન બને છે. જોખમી ઉત્પાદનો અથવા યોગ્ય લુબ્રિકેશનનો અભાવ ધરાવતા ઉત્પાદનો માટે, બાહ્ય ફ્લશ અથવા ડબલ પ્રેશરાઇઝ્ડ સીલ ઘણીવાર જરૂરી હોય છે.

દબાણઅનેઝડપબે મૂળભૂત ઓપરેટિંગ પરિમાણો છે. સીલ ચેમ્બરની અંદરનું દબાણ સીલની સ્થિર દબાણ મર્યાદાથી વધુ ન હોવું જોઈએ. તે સીલ સામગ્રી અને પ્રવાહી ગુણધર્મોના આધારે ગતિશીલ મર્યાદા (PV) ને પણ પ્રભાવિત કરે છે. ગતિ સીલની કામગીરી પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, ખાસ કરીને ચરમસીમા પર. ઉચ્ચ વેગ સ્પ્રિંગ્સ પર કેન્દ્રત્યાગી બળ તરફ દોરી જાય છે, જે સ્થિર સ્પ્રિંગ ડિઝાઇનની તરફેણ કરે છે.

પ્રવાહી લાક્ષણિકતાઓ, કાર્યકારી તાપમાન અને દબાણ સીલ પસંદગીને સીધી અસર કરે છે. ઘર્ષક પ્રવાહી સીલના ચહેરા પર ઘસારો પેદા કરે છે, જ્યારે કાટ લાગતા પ્રવાહી સીલ સામગ્રીને નુકસાન પહોંચાડે છે. ઉચ્ચ તાપમાન સામગ્રીને વિસ્તૃત કરે છે, જે સંભવિત રીતે લીકેજ તરફ દોરી જાય છે. નીચા તાપમાન સામગ્રીને બરડ બનાવે છે. ઉચ્ચ દબાણ સીલના ચહેરા પર વધારાનો તાણ લાવે છે, જેના કારણે મજબૂત સીલ ડિઝાઇનની જરૂર પડે છે.

યાંત્રિક સીલના ઉપયોગો

યાંત્રિક સીલનો ઉપયોગ વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તે લીકેજ અટકાવવા અને કાર્યકારી કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

In તેલ અને ગેસ નિષ્કર્ષણ, ભારે પરિસ્થિતિઓમાં કાર્યરત પંપોમાં સીલ મહત્વપૂર્ણ છે. તેઓ હાઇડ્રોકાર્બન લીકને અટકાવે છે, સલામતી અને પર્યાવરણીય પાલન સુનિશ્ચિત કરે છે. સબસી પંપમાં વિશિષ્ટ સીલ ઉચ્ચ દબાણ અને કાટ લાગતા દરિયાઈ પાણીનો સામનો કરે છે, પર્યાવરણીય જોખમ અને ડાઉનટાઇમ ઘટાડે છે.

રાસાયણિક પ્રક્રિયા અને સંગ્રહઆક્રમક, કાટ લાગતા પદાર્થોના લીકેજને રોકવા માટે સીલ પર આધાર રાખો. આ લીકેજ સલામતીના જોખમો અથવા ઉત્પાદનને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. સિરામિક અથવા કાર્બન જેવી કાટ-પ્રતિરોધક સામગ્રીથી બનેલા અદ્યતન સીલ રિએક્ટર અને સ્ટોરેજ ટાંકીઓમાં સામાન્ય છે. તેઓ સાધનોના આયુષ્યને લંબાવે છે અને ઉત્પાદનની શુદ્ધતા જાળવી રાખે છે.

પાણી અને ગંદા પાણીની સારવારસુવિધાઓ પાણી અને રસાયણો સમાવવા માટે પંપ અને મિક્સરમાં સીલનો ઉપયોગ કરે છે. આ સીલ સતત કામગીરી અને બાયોફાઉલિંગ સામે પ્રતિકાર માટે રચાયેલ છે. ડિસેલિનેશન પ્લાન્ટમાં, સીલને ઉચ્ચ દબાણ અને ખારાશની સ્થિતિનો સામનો કરવો પડે છે, ઓપરેશનલ વિશ્વસનીયતા અને પર્યાવરણીય પાલન માટે ટકાઉપણાને પ્રાથમિકતા આપે છે.

ઘર્ષક સ્લરી અને કાટ લાગતા પ્રવાહી ચોક્કસ પડકારો ઉભા કરે છે. ઘર્ષક કણો સીલિંગ સપાટી પર ઘસારાને વેગ આપે છે. ચોક્કસ પ્રવાહીની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતા સીલ સામગ્રીને બગાડે છે. ઉકેલોમાં શ્રેષ્ઠ રાસાયણિક પ્રતિકાર સાથે અદ્યતન ઇલાસ્ટોમર્સ અને થર્મોપ્લાસ્ટિક્સનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં અવરોધ પ્રવાહી પ્રણાલીઓ અથવા પર્યાવરણીય નિયંત્રણો જેવા રક્ષણાત્મક લક્ષણોનો પણ સમાવેશ થાય છે.

યાંત્રિક સીલ ફરતા અને સ્થિર ચહેરાઓ વચ્ચે ગતિશીલ અવરોધ બનાવીને લિકેજને અટકાવે છે. તેઓ જાળવણી ખર્ચમાં નોંધપાત્ર બચત કરે છે અને સાધનોનું જીવન લંબાવે છે. યોગ્ય પસંદગી અને જાળવણી તેમની આયુષ્ય સુનિશ્ચિત કરે છે, ઘણીવાર ત્રણ વર્ષથી વધુ, વિશ્વસનીય પંપ કામગીરી પૂરી પાડે છે.

વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો

યાંત્રિક સીલનું મુખ્ય કાર્ય શું છે?

યાંત્રિક સીલપંપના ફરતા શાફ્ટની આસપાસ પ્રવાહીના લિકેજને અટકાવે છે. તેઓ ગતિશીલ અવરોધ બનાવે છે, જે કાર્યક્ષમ અને સલામત પંપ કામગીરી સુનિશ્ચિત કરે છે.

યાંત્રિક સીલના મુખ્ય ભાગો કયા છે?

મુખ્ય ભાગોમાં ફરતી અને સ્થિર સીલ ફેસ, ગૌણ સીલિંગ તત્વો,સ્પ્રિંગ મિકેનિઝમ્સ, અને ગ્રંથિ પ્લેટ એસેમ્બલી. દરેક ઘટક એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય કરે છે.

યાંત્રિક સીલમાં હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે?

હાઇડ્રોડાયનેમિક ફિલ્મ સીલના ચહેરાને લુબ્રિકેટ કરે છે, જે ઘર્ષણ અને ઘસારો ઘટાડે છે. તે અવરોધ તરીકે પણ કામ કરે છે, પ્રવાહી લિકેજને અટકાવે છે અને સીલનું આયુષ્ય લંબાવે છે.