Pompy są sercem wielu systemów przemysłowych i użytkowych, a ich niezawodne działanie jest kluczowe dla ciągłości procesów. Jednym z najważniejszych elementów konstrukcyjnych każdej pompy jest jej uszczelnienie. To właśnie ono odpowiada za zapobieganie wyciekom medium, ochronę komponentów wewnętrznych oraz utrzymanie optymalnych parametrów pracy. Zrozumienie roli, rodzajów i zasad doboru uszczelnień pomp jest niezbędne dla każdego inżyniera i technika dążącego do zapewnienia maksymalnej efektywności i minimalizacji kosztów eksploatacji.
Uszczelnienie pompy to nie tylko bariera dla medium. To precyzyjnie zaprojektowany komponent, który musi sprostać dynamicznym warunkom pracy, często w obecności agresywnych chemikaliów, wysokich temperatur czy ciśnień. Jego rola jest fundamentalna dla zapewnienia bezpieczeństwa, ochrony środowiska i ekonomicznej eksploatacji całego systemu pompowego.
Uszczelnienie pompy to zespół elementów konstrukcyjnych, którego głównym zadaniem jest zapobieganie niekontrolowanemu przepływowi medium (cieczy, gazu) z wnętrza pompy na zewnątrz, w miejscu przejścia wirującego wału przez stacjonarny korpus. Spełnia ono kilka kluczowych funkcji:
Niewłaściwie działające lub uszkodzone uszczelnienie pompy może prowadzić do szeregu poważnych problemów. Do najczęstszych konsekwencji należą straty produktu, co bezpośrednio przekłada się na koszty. Wyciekające medium może również powodować korozję elementów pompy i instalacji, a w przypadku substancji agresywnych, stanowić zagrożenie dla środowiska. Nieszczelności prowadzą do spadku wydajności pompy i zwiększonego zużycia energii. W skrajnych przypadkach awaria uszczelnienia może skutkować uszkodzeniem łożysk lub silnika pompy, prowadząc do kosztownych napraw i nieplanowanych przestojów produkcyjnych. Dlatego tak ważne jest, aby uszczelnienia pomp spełniały najwyższe standardy jakości i były odpowiednio dobrane do warunków pracy.
Pompy wirowe, ze względu na swoją wszechstronność i efektywność, są najczęściej stosowanym typem pomp w przemyśle. Uszczelnienia pomp wirowych muszą sprostać specyficznym warunkom pracy, takim jak wysokie prędkości obrotowe wału i różnorodne media. Współczesna inżynieria uszczelnień mechanicznych oferuje zaawansowane rozwiązania zapewniające wysoką niezawodność w tych aplikacjach.
Historycznie, w pompach wirowych często stosowano uszczelnienia sznurowe dławnicowe, wykorzystujące szczeliwo dławnicowe (tzw. uszczelnienie sznurowe pompy). Choć proste w konstrukcji, wymagają one kontrolowanego przecieku dla smarowania i chłodzenia oraz regularnej konserwacji.
Obecnie standardem w większości nowoczesnych pomp wirowych są uszczelnienia mechaniczne czołowe. Oferują one znacznie lepszą szczelność, dłuższą żywotność i mniejsze wymagania konserwacyjne. Istnieją również inne, bardziej specjalistyczne typy, jak na przykład uszczelnienie wargowe, stosowane w niektórych aplikacjach niskociśnieniowych, czy nawet uszczelnienie magnetyczne w hermetycznych pompach.
Uszczelnienie mechaniczne czołowe składa się z dwóch głównych pierścieni ślizgowych – jednego stacjonarnego, zamocowanego w korpusie pompy, i jednego obrotowego, osadzonego na wale. Te pierścienie uszczelnienia są dociskane do siebie osiowo przez elementy sprężyste (sprężyny lub mieszek). Pomiędzy idealnie płaskimi i gładkimi powierzchniami czołowymi tych pierścieni tworzy się bardzo cienki film pompowanego medium (lub cieczy barierowej w przypadku uszczelnień podwójnych). Ten film płynu smarującego pełni kluczową rolę, minimalizując tarcie i zużycie współpracujących powierzchni, jednocześnie tworząc dynamiczną barierę dla medium. Integralność uszczelnienia zapewniają również uszczelnienia wtórne (np. o-ringi, uszczelki z PTFE), które uszczelniają pierścienie ślizgowe względem wału i korpusu.
Dobór optymalnego uszczelnienia do pompy wirowej wymaga analizy wielu czynników. Kluczowe jest określenie rodzaju i właściwości pompowanego medium – jego temperatury, ciśnienia, lepkości, agresywności chemicznej oraz obecności i charakterystyki ewentualnych cząstek stałych. Należy również uwzględnić parametry pracy samej pompy, takie jak prędkość obrotowa wału i wydajność, a także warunki zabudowy, czyli dostępną przestrzeń w komorze dławnicowej. Dopiero na tej podstawie można wybrać odpowiednie uszczelnienie mechaniczne pod względem konstrukcji i materiałów.
Uszczelnienie podwójne, konstrukcja kompaktowa, odciążone, zależne od kierunku obrotów, wielosprężynkowe. Uszczelnienie BPD wymaga zastosowania instalacji cieczy buforowej lub zaporowej. Uszczelnienie wg PN-EN ISO 21049 (API 682): typ A, kategoria 2 lub 3, układ 2 lub 3, konfiguracja 2CW-CW lub 3CW-FB.
Uszczelnienie pojedyncze, konstrukcja kompaktowa, niezależne od kierunku obrotów, wielosprężynkowe. Uszczelnienie wg PN-EN ISO 21049 (API 682): typ A, kategoria 2 lub 3, układ 1, konfiguracja 1CW-FL (z pływającą, węglową tulejką dławiącą).
Jest podwójnym uszczelnieniem mechanicznym przeznaczonym do pracy z mediami zanieczyszczonymi cząstkami stałymi, szczególnie takimi jak ropa naftowa surowa, węglowodory zanieczyszczone. Uszczelnienie BUV wymaga stosowania instalacji pomocniczych wg normy API 682 (EN ISO 21049), Plan: 11/52, 11/53A, 12/52, 12/53A, 13/52, 13/53A.
EP jest uszczelnieniem przeznaczonym do pracy z węglowodorami występującymi w procesach rafinacji ropy naftowej. Zostało zaprojektowane wg zaleceń normy ISO 21049 (API 682). Uszczelnienie EP jest dostosowane do pracy w układzie wg standardów API 682, konfiguracja: od strony medium procesowego według schematu 11, 12,.13, 23, 31, lub 32; natomiast od strony atmosfery schemat 61, 62 lub 65.
Zapewnienie skutecznego uszczelnienia wału pompy jest kluczowe dla jej bezawaryjnej pracy. Wybór najlepszego rozwiązania zależy od precyzyjnego dopasowania materiałów konstrukcyjnych i typu uszczelnienia do specyficznych warunków aplikacji. Należy również pamiętać o praktycznych aspektach eksploatacji, które wpływają na żywotność uszczelnienia.
Materiały użyte do budowy komponentów uszczelnienia wału pompy mają bezpośredni wpływ na jego trwałość i odporność.
PIstnieje wiele typów konstrukcyjnych uszczelnień mechanicznych, dostosowanych do różnych potrzeb. Wyróżniamy uszczelnienia pojedyncze, które są najczęściej spotykane, oraz podwójne (w konfiguracji tandem, back-to-back lub face-to-face), stosowane w przypadku mediów niebezpiecznych lub gdy wymagana jest najwyższa niezawodność. Uszczelnienia kompaktowe (kartridżowe), takie jak ANGA BE2, są wstępnie zmontowanymi zespołami, co znacznie ułatwia ich montaż i minimalizuje ryzyko błędów. Uszczelnienia komponentowe składają się z oddzielnych części. Elementy dociskowe mogą mieć postać pojedynczej sprężyny centralnej, wielu mniejszych sprężyn (uszczelnienia wielosprężynkowe) lub mieszka metalowego lub elastomerowego. Warto również wspomnieć o specyficznych rozwiązaniach jak uszczelnienie pompy turbinowej czy uszczelnienie pompy śrubowej, które mogą wymagać dedykowanych konstrukcji.
Aby uszczelnienie wału pracowało długo i niezawodnie, kluczowe są:
Dbałość o te aspekty jest równie ważna jak dobór samego uszczelnienia. Uszczelnienia pomp pracujących w odpowiednich warunkach charakteryzują się znacznie dłuższą żywotnością.
ul. Wyzwolenia 550
43-340 Kozy
Zapraszamy od poniedziałku do piątku
w godzinach od 7:00 do 15:00
