Vorteile des dichtungslosen Designs und Zentrifugaldichtungen in Kreiselpumpen
F. Was sind die Vorteile und Einschränkungen eines dichtungslosen Pumpendesigns?
A. Eine dichtungslose Pumpe wird verwendet, wenn giftige, gefährliche und/oder wertvolle Flüssigkeiten zurückgehalten werden müssen. Die Anwendung kann durch Raum-, Lärm-, Umwelt- oder Sicherheitsvorschriften vorgegeben sein. Dieser Abschnitt umreißt Typen, Nomenklaturen und Komponenten von dichtungslosen Kreiselpumpen. Das dichtungslose Pumpendesign basiert auf der Eliminierung der dynamischen Wellendichtung zwischen dem benetzten Ende einer Kreiselpumpe und der Atmosphäre. Dies wird erreicht, indem die Pumpe und ihre Rotorbaugruppe in einem Druckbehälter mit der gepumpten Flüssigkeit eingeschlossen werden. Der Druckbehälter bzw"primäre Eindämmung"wird durch statische Dichtungen wie Dichtungen oder O-Ringe abgedichtet. Die innere Rotorbaugruppe wird durch ein rotierendes Magnetfeld angetrieben, das durch eine Sicherheitsbarriere übertragen wird. Dichtungslose Pumpen fallen in zwei Kategorien: magnetgetriebene Pumpen (MDP) und Spaltrohrmotorpumpen (CMP), wie in den Abbildungen 5.1.3.1 und 5.1.2.1 gezeigt.
Abbildung 5.1.3.1. Magnetkupplungspumpe: separat gekuppelt (geschlossenes oder halboffenes Laufrad) (Grafiken mit freundlicher Genehmigung des Hydraulic Institute)
Abbildung 5.1.2.1. Spaltrohrmotorpumpe: in Blockbauweise, stirnseitig saugend, fliegend gelagertes LaufradDas flüssigkeitsgeschmierte Lagerdesign und die Anwendungsüberlegungen sind für CMPs und MDPs im Wesentlichen gleich. Faktoren innerhalb des Gerätedesigns wie Drücke, Temperaturen, Strömungen und Wärmeübertragungseigenschaften innerhalb des Antriebsabschnitts und die hydraulische Leistung des Pumpenendes müssen verstanden werden, um Zirkulationspläne richtig auszuwählen und Anwendungsfragen zu beurteilen.
Richtig ausgelegte, eingesetzte und betriebene dichtungslose Pumpen können folgende Vorteile bieten:
Verbesserte Sicherheit beim Umgang mit gefährlichen Flüssigkeiten
Beseitigte Leckagen durch das primäre Containment in die Umgebung während des normalen Betriebs
Optionales sekundäres Backup-Containment
Eliminierter Verlust wertvoller Flüssigkeiten
Geringerer Geräuschpegel (CMP-Designs)
Der Saugdruck hat normalerweise keinen Einfluss auf den Axialschub
Reduzierte oder eliminierte Kosten für den regelmäßigen Austausch von Wellendichtungen
Einige Einschränkungen müssen verstanden werden, um eine dichtungslose Pumpe richtig einzusetzen:
Temperatur von Motorwicklungen (CMP) oder Magnetkomponenten (MDP)
Die Kontrolle der Lagerumgebung ist erforderlich, um eine saubere, nicht blinkende Flüssigkeit bereitzustellen.
Der primäre Sicherheitsbehälter ist relativ dünn, und das Korrosionspotential sollte sorgfältig berücksichtigt werden.
Eine Umschulung des Wartungspersonals kann erforderlich sein.
Die vom Antrieb erzeugte Wärme kann den erforderlichen NPSH-Wert bei einigen Zirkulationsplänen für flüchtige Flüssigkeiten beeinflussen.
Eine Überhitzung des Antriebsteils kann mit Durchfluss- oder Saugverlust eintreten.
Potenzielle höhere Reparaturkosten, wenn Lager vor der Erkennung ausfallen
Weitere Informationen zu dichtungslosen Pumpen finden Sie unter ANSI/HI 5.1-5.6 Dichtungslose Kreiselpumpen für Nomenklatur, Definitionen, Anwendung, Betrieb und Prüfung.
F. Was ist eine Zentrifugaldichtung in Kreiselpumpen?
A. Eine Fliehkraftdichtung ist eine dynamische Dichtung, die nur bei rotierender Pumpenwelle arbeitet und bei Stillstand der Welle keine Dichtungswirkung hat. Es besteht aus einem Austreiber oder Satz Austreibern, die sich in einer separaten Kammer hinter dem Laufrad befinden, das typischerweise mit Ausstoßschaufeln auf der hinteren Abdeckung ausgestattet ist.
Bei laufender Pumpe baut die Fliehkraftdichtung Druck auf An um den Druck auszugleichen Pb, wie in Abbildung 12.3.8.3.6 gezeigt, damit die Pumpe leckagefrei arbeitet.
Abbildung 12.3.8.3.6. Zentrifugal (dynamische) Dichtung mit"Trockentyp"VerpackungEine zentrifugale (dynamische) Dichtung muss mit einer Backup- oder statischen Dichtung kombiniert werden, um Leckagen zu verhindern, wenn die Pumpe nicht läuft. Die allgemeinen Anforderungen an die Backup-Dichtungseinrichtung sind, dass sie bei Stillstand der Pumpe statisch dichten muss und dass sie während des Pumpenbetriebs trocken laufen muss. Dies kann durch Trockenpackungen, Mehrfachlippendichtungen, andere proprietäre Vorrichtungen oder Gleitringdichtungen mit Trockenlauffähigkeit oder mit separater Spülung erreicht werden.
Es gibt einen maximal zulässigen Saugdruck PS darüber hinaus wird je nach Drehzahl eine Fliehkraftdichtung nicht richtig funktionieren. Aus diesem Grund sind Fliehkraftdichtungen in der zweiten oder höheren Stufe von Mehrpumpenanlagen nicht wirksam, wo die Pumpen so angeordnet sind, dass die volle Abgabe der vorhergehenden Stufe auf die Ansaugung der folgenden Stufe angewendet wird.
Werden die Pumpen in bestimmten Abständen und Höhenlagen entlang einer Gülletransportleitung verteilt installiert, können auf allen Stufen Fliehkraftdichtungen eingesetzt werden. Die Anordnung sollte so sein, dass die Saugdrücke auf jeder Stufe ungefähr gleich sind und 10 bis 20 Prozent des Auslassdrucks nicht überschreiten. Eine Analyse der Fliehkraftdichtungsleistung sollte basierend auf der tatsächlichen Förderhöhe, dem Durchfluss und dem Saugdruck durchgeführt werden, damit ein ordnungsgemäßer Betrieb gewährleistet ist.