Uszczelnienie mechaniczne - zasada działania

Czym jest uszczelnienie mechaniczne?

Uszczelnienia mechaniczne to zaawansowane rozwiązania techniczne, stosowane w pompach, mieszalnikach czy sprężarkach, by zapewnić szczelność i zapobiec nadmiernym i niekontrolowanym wyciekom pompowanych lub mieszanych cieczy i gazów. Składają się z elementów ruchomych i nieruchomych, wśród których kluczową rolę pełnią precyzyjnie wykonane pierścienie ślizgowe, które współpracując, tworzą skuteczną barierę uszczelniającą.

Uszczelnienia ANGA są projektowane z najwyższą precyzją i poddawane szczegółowym testom, by sprostać wymagającym warunkom pracy – takim jak np. agresywne chemicznie media, wysokie temperatury, ciśnienie czy duże prędkości obrotowe – co gwarantuje ich trwałość i niezawodność.

Z czego składa się uszczelnienie mechaniczne?

Typowe uszczelnienie mechaniczne (tzw. czołowe) składa się z takich elementów jak:

Pierścienie uszczelniające

Tworzą one podzespół złożony z:

pierścienia obrotowego – połączonego z wałem i obracającego się wraz z nim
pierścienia stacjonarnego – umocowanego w obudowie urządzenia i pozostającego w nieruchomej pozycji.

Oba elementy wykonuje się z materiałów o wysokiej odporności chemicznej, odporności na ścieranie i temperaturę, tj. węglika krzemu, ceramiki Al2O3 czy węglika wolframu. Dobór odpowiedniego zestawu materiałów, w tym pierścieni ślizgowych, do warunków pracy maszyny jest kluczowy dla trwałości uszczelnienia – pomoc specjalistów ANGA jest tutaj niezbędna.

Sprężyny lub elementy dociskowe

Odpowiadają one za utrzymanie odpowiedniego zacisku pierścieni ślizgowych, a co za tym idzie pozwalają na utworzenie między powierzchniami uszczelniającymi mikroszczeliny z filmem smarnym, który pozwala na skuteczną i długotrwałą pracę uszczelnienia. Zapewnia to z jednej strony efektywną szczelność (przeciek jest tak minimalny, że praktycznie niewidoczny, niemierzalny lub w przypadku niektórych aplikacji możliwy do zarządzania i kontroli), a z drugiej strony nie pozwala na pracę „na sucho”, bez filmu smarnego, co mogłoby prowadzić do zatarcia uszczelnienia.

Uszczelnienia pomocnicze (wtórne)

Ich zadaniem jest zapewnienie szczelności pomiędzy elementami uszczelnienia oraz uszczelnieniem a obudową lub wałem maszyny. Najczęściej stosuje się pierścienie typu o-ring, ale również typu simmering lub uszczelnienia wargowe.

Obudowa

Chroni ona elementy wewnętrzne uszczelnienia i umożliwia ich montaż w urządzeniu.

Jaka jest zasada działania uszczelnienia mechanicznego?

Uszczelnienie mechaniczne działa w oparciu o kontakt dwóch precyzyjnie wykonanych powierzchni – pierścienia obrotowego zamontowanego na wale lub tulei oraz pierścienia nieruchomego osadzonego w obudowie urządzenia. Pomiędzy tymi dwoma powierzchniami powstaje cienka warstwa cieczy lub innego medium procesowego, tzw. film smarny. Pełni ona podwójną rolę:

smaruje powierzchnie styku pierścieni, minimalizując tarcie oraz ograniczając ich zużycie,
zapewnia szczelność, skutecznie zapobiegając wyciekom medium na zewnątrz.

W trakcie pracy urządzenia, kiedy wał się obraca, pierścień obrotowy przesuwa się względem nieruchomego. Jednocześnie system sprężyn lub innych elementów dociskowych utrzymuje stały, kontrolowany zacisk między powierzchniami pierścieni. Taka konstrukcja umożliwia zachowanie ciągłej szczelności, nawet w przypadku zmieniających się warunków pracy – takich jak wahania ciśnienia, temperatury czy prędkości obrotowej. Dzięki temu skuteczność uszczelnienia mechanicznego jest wysoka i sprawdza się ono w wymagających zastosowaniach przemysłowych, gwarantując niezawodność i długą żywotność urządzeń.

Czym uszczelniać? Rodzaje uszczelnień mechanicznych w pompach

Dla zapewnienia niezawodnego działania i wysokiej żywotności urządzeń, istotne jest właściwe dopasowanie typu uszczelnienia do konkretnej aplikacji i warunków pracy. Dostępne w naszej ofercie typy uszczelnień to:

Uszczelnienia mechaniczne pojedyncze

Ten typ uszczelnienia opiera się na jednej parze współpracujących powierzchni – ruchomej (pierścień obrotowy) i nieruchomej. Są one najczęściej wybierane do pracy w standardowych warunkach, gdzie medium robocze nie wykazuje właściwości toksycznych ani nie powoduje korozji chemicznej. Ich największe atuty to prosta budowa, łatwość montażu oraz niskie wymagania konserwacyjne. Powszechnie stosuje się je w pompach wirowych, np. w instalacjach wodociągowych, systemach ciepłowniczych, a także w przemyśle spożywczym.

Uszczelnienia mechaniczne podwójne

Podwójne uszczelnienia mechaniczne składają się z dwóch zestawów współpracujących powierzchni uszczelniających. Zestaw wewnętrzny pracuje po stronie medium pompowanego czy mieszanego, a zewnętrzny po stronie atmosferycznej. W przestrzeń pomiędzy te zestawy pierścieni wprowadzana jest ciecz zaporowa lub buforowa, najczęściej jest to mieszanka wody z glikolem, ale również czysta woda lub oleje, które stanowią barierę ochronną, chłodzącą i smarującą uszczelnienie, w zależności od tego pod jakim ciśnieniem ta ciecz się znajduje, w stosunku do ciśnienia medium procesowego maszyny. Ten typ uszczelnienia znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagana jest szczególnie wysoka szczelność, np. w środowiskach zawierających agresywne chemikalia, ciecze toksyczne lub substancje niebezpieczne. Uszczelnienia podwójne wymagają zastosowania instalacji pomocniczych cieczy zaporowych lub buforowych.

Ich kluczową zaletą jest podwyższony poziom bezpieczeństwa: w sytuacji, gdy jeden zestaw uszczelniający ulegnie awarii, drugi wciąż utrzymuje szczelność systemu, zapobiegając przedostaniu się medium na zewnątrz. Z tego względu podwójne uszczelnienia są szeroko stosowane w przemyśle chemicznym, petrochemicznym oraz w instalacjach, które transportują substancje o wysokim ryzyku – żrące, toksyczne czy łatwopalne.

Uszczelnienia gazodynamiczne

To nowoczesne rozwiązania konstrukcyjne, które eliminują kontakt między powierzchniami ślizgowymi dzięki zastosowaniu cienkiej warstwy sprężonego gazu – najczęściej powietrza lub azotu. Gaz tworzy swoistą poduszkę gazową między pierścieniami uszczelniającymi, co pozwala niemal całkowicie wyeliminować tarcie.

Brak bezpośredniego kontaktu między powierzchniami skutkuje znacznym zmniejszeniem zużycia elementów, wydłużeniem żywotności uszczelnienia i obniżeniem zapotrzebowania na energię podczas pracy urządzenia.

Tego typu uszczelnienia są idealne do pracy z mediami stwarzającymi wysokie zagrożenie dla zdrowia i środowiska – jak gazy wybuchowe, łatwopalne, toksyczne czy silnie reaktywne. Znajdują zastosowanie w zaawansowanych instalacjach przemysłu chemicznego, petrochemicznego, farmaceutycznego, a także w koksowniach.

Kartridżowe (kasetowe) uszczelnienia mechaniczne

To fabrycznie zmontowane, gotowe do użycia moduły uszczelniające, które można szybko i bezproblemowo zainstalować w pompie lub innym urządzeniu wirującym. Mogą to być uszczelnienia zarówno pojedyncze, jak i podwójne. W skład takiego zestawu wchodzą wszystkie niezbędne elementy: pierścienie uszczelniające (obrotowy i nieruchomy), sprężyny, elementy elastomerowe oraz obudowa. Ich największą zaletą jest łatwość i szybkość montażu – użytkownik nie musi precyzyjnie ustawiać poszczególnych części ani kalibrować zacisku. Dzięki temu minimalizuje się ryzyko błędów montażowych oraz skraca czas przestojów technicznych spowodowanych procesem konserwacji.

Kasetowe uszczelnienia mechaniczne są szczególnie polecane w aplikacjach, gdzie konieczna jest regularna lub szybka wymiana uszczelnienia – np. ze względu na intensywną eksploatację lub trudne warunki pracy. Znajdują szerokie zastosowanie w branży energetycznej, chemicznej, a także w przemyśle celulozowo-papierniczym.

Uszczelnienia tworzone na potrzeby indywidualnych projektów

Oprócz standardowych rozwiązań w ANGA oferujemy również zaawansowane uszczelnienia mechaniczne, tworzone na potrzeby indywidualnych projektów i dostosowane do szczególnych wymagań przemysłowych. Sprawdzają się one w skomplikowanych procesach technologicznych, gdzie konwencjonalne rozwiązania nie zapewniłyby odpowiedniego poziomu ochrony i niezawodności.

Zastosowanie uszczelnień mechanicznych w różnych typach pomp

Uszczelnienia znajdują zastosowanie w wielu branżach, takich jak spożywcza, farmaceutyczna, chemiczna, rafineryjna, energetyczna, ciepłownicza, celulozowo-papiernicza oraz wodociągowa i kanalizacyjna. Są wykorzystywane w urządzeniach z wałem obrotowym, w tym w takich maszynach jak: mieszadła, mieszalniki, pompy wirowe i wyporowe, reaktory chemiczne, wentylatory przemysłowe oraz sprężarki.

Uszczelnienia mogą pracować z szeroką gamą mediów, pod warunkiem, że zostaną zastosowane odpowiednie materiały do pierścieni ślizgowych, elementów elastomerowych oraz części metalowych. Kluczowe jest dobranie odpowiednich komponentów, które zapobiegną uszkodzeniom w wyniku kontaktu z agresywnymi lub zanieczyszczonymi substancjami. W tej kwestii zachęcamy do kontaktu z naszymi specjalistami. Posiadają oni wiedzę i doświadczenie, które pozwalają na precyzyjny dobór materiałów, zapewniając bezawaryjną pracę urządzeń.

ANGA. Postaw na niezawodność uszczelniania pomp

Uszczelnienia mechaniczne stanowią kluczowy element w zapewnianiu efektywności i niezawodności urządzeń przemysłowych. Dzięki odpowiednio dobranym materiałom i precyzyjnej konstrukcji skutecznie eliminują ryzyko wycieków i uszkodzeń w pompach, mieszalnikach, sprężarkach oraz wielu innych maszynach, działających w różnych branżach – od przemysłu chemicznego po wodociągowy.

Jeśli szukasz produktów, które łączą doskonałą jakość z innowacyjnym podejściem inżynierskim, firma ANGA jest idealnym wyborem. Nasza oferta to połączenie funkcjonalności, trwałości i elastyczności, dostosowanej do indywidualnych potrzeb naszych klientów. Jako specjaliści w dziedzinie uszczelnień mechanicznych, dbamy o to, aby każdy projekt był dopasowany do specyfiki Twojej aplikacji, zapewniając niezawodność i długowieczność urządzeń. Zaufaj ANGA – partnerowi, który rozumie Twoje wymagania i dostarcza rozwiązania najwyższej jakości.

Skontaktuj się z nami

ANGA Uszczelnienia Mechaniczne Sp. z o.o.

ul. Wyzwolenia 550
43-340 Kozy

Jak dojechać do nas?

Nasi specjaliści odpowiedzą na pytania

Zapraszamy od poniedziałku do piątku
w godzinach od 7:00 do 15:00