Centrifugaalpomp Basis: Interne spoeling en externe spoeling Mechanische afdichting
Evolutie van pakkingafdichting naar mechanische afdichting
De pompwaaier is gemonteerd op een pompas die door het pomphuis of het pomphuis loopt. Zonder pompafdichting kan het holle, ‘natte’ deel van de as in het pomphuis een bron van aanhoudende lekkage zijn.
Meer dan honderd jaar geleden vertrouwden de meeste pompen op pakkingen om lekkage van de pomp te voorkomen en tegelijkertijd de as vrij te laten draaien. Dit type pakking of pakkingafdichting vormt aanvankelijk een gebied binnen de pomp, ook wel pakkingbus genoemd, waarin de pakking wordt geduwd of gevuld. Deze pompen met oude technologie worden "stopbusstructuren" genoemd. Vijftig jaar geleden werd de technologie verbeterd en bestond de pakkingafdichting uit verschillende lussen van gevlochten garen en grafietvuller die de schacht omcirkelden en zich in de oude 'opvuldoos' bevonden. Deze vulstoffen worden stevig aangedrukt door de pakkingbus om te voorkomen dat systeemwater uit het pomphuis sijpelt.
Omdat de wrijving tussen de pakking en de as veel warmte genereert, heeft de pakkingafdichting veel smering nodig. Deze smering wordt uitgevoerd door systeemwater, dat uit de uitlaatzijde van de pomp stroomt, door de pakking spoelt en vervolgens uit de pomp leegloopt. Hierdoor ontstaat een “open” systeem, dat wil zeggen een systeem dat regelmatig wordt gebruikt en spoelwater lekt. Er is een "lek" van water nodig dat uit de pomp druppelt met een snelheid van ongeveer één druppel per seconde. Uiteraard moet dit water worden vervangen door aanvullend water, wat betekent dat er meer lucht in het systeem wordt gebracht, waardoor de corrosie toeneemt.
Bovendien moet de pakkingafdichting regelmatig worden afgesteld door de pakkingbus handmatig aan te draaien om de juiste hoeveelheid smering te behouden, wat overmatige slijtage aan de onderdelen veroorzaakt. Dit type afdichting was tientallen jaren geleden standaard op de meeste industriële pompen en wordt nog steeds in sommige industriële toepassingen gebruikt.
Mechanische afdichtingen zijn nu standaard op HVAC-pompen. De mechanische afdichting heeft geen enkele vorm van lekkage, maar in plaats daarvan zorgt een geïntegreerde veer voor druk tegen twee hooggepolijste afdichtingsoppervlakken om de pomp af te dichten. Zelfs de concurrenten van B&G-pompen, wier oudere pompslakkenhuisontwerpen externe pakkingbussen hadden, werden aangepast om te voorzien van mechanische afdichtingen. Dat is de reden waarom er in HVAC-systemen tegenwoordig twee soorten mechanische afdichtingen voor pompen zijn: één ontworpen voor oudere pompen met een externe spoelleiding, en de andere voor interne spoelafdichtingen, gemodelleerd naar het ontwerp van B&G.
Mechanische afdichtingen voor externe spoeling en waarom ze moeten worden vermeden
De externe spoelafdichting werkt op dezelfde manier als andere mechanische afdichtingen, maar is ontworpen voor installatie in de droge ruimte van het pomphuis/slakkenhuis, net als de oude pakkingafdichting. Als gevolg hiervan hebben ze externe smering nodig om oververhitting als gevolg van wrijving tussen de as en de roterende en stationaire afdichtingscomponenten te voorkomen. Deze smering wordt verzorgd door een capillaire buis die water van de uitlaat van de pomp naar de mechanische afdichting transporteert, waardoor het systeem een gesloten systeem is vergeleken met een extern gesmeerde pakkingafdichting. Dit ontwerp heeft drie nadelen.
Het eerste waar u rekening mee moet houden, is de grootte van de spoelleiding. Deze buizen zijn meestal koperen buizen van 1/4 inch of 3/8 inch. Als het water sediment in de leiding begint op te hopen of als er veldschade aan de leiding ontstaat, kan dit de spoelstroom beperken. Het verlagen van het debiet zal de levensduur van de afdichting verkorten in vergelijking met het door de fabrikant ontworpen debiet.
Het tweede probleem houdt ook verband met de waterkwaliteit. Het afdichtingsoppervlak is een hoogglans gepolijst oppervlak. Eventueel grind (vaste deeltjes) tussen het afdichtingsoppervlak zal het afdichtingsoppervlak aantasten, wat kan leiden tot voortijdig falen of lekken van de afdichting.
Het derde probleem is de hoeveelheid water die nodig is om de afdichting door te spoelen om de warmteontwikkeling als gevolg van wrijving te verminderen. Het debiet is afhankelijk van het drukverschil tussen de inlaat en uitlaat en het wrijvingsverlies van de buis. De fabrikant heeft de leidingmaat en het debiet zo ontworpen dat ze overeenkomen met de vereisten van de pomp. Wat gebeurt er als we een frequentieregelaar op de pomp installeren? De zuigdruk blijft in een gesloten systeem redelijk constant, maar de persdruk daalt. Het debiet varieert met de wortel van het drukverschil en ook het spoeldebiet neemt af. Dit is misschien niet zo erg in een gekoeldwatersysteem, maar het kan leiden tot een kortere levensduur van de afdichtingen in een verwarmingssysteem.
Het onderstaande profiel toont deze leidingen aan weerszijden van een typische externe mechanische afdichting (een middelste open dubbele zuigpomp). Houd er rekening mee dat ze rechtstreeks in de pakkingbus gaan, voorzien van een afdichting.
Interne spoelende mechanische afdichting en zijn voordelen
Net als de mechanische afdichting met externe spoeling, voorkomt de mechanische afdichting met interne spoeling dat er water uit het pomphuis stroomt, terwijl de pompas vrij kan draaien. Het ontwerp van de mechanische asafdichting met interne spoeling is echter complexer en betrouwbaarder.
De interne mechanische afdichting bevindt zich dichter bij de waaier van de pomp en zal zich bij het starten met water vullen. Als gevolg hiervan worden ze feitelijk ondergedompeld in het systeemwater en blootgesteld aan ongeveer 25% van de pompvloeistof. Dit is waardevol omdat: 1) er geen externe smering en leidingen nodig zijn; 2) Het waterdebiet rond de afdichting is hoger, wat voor een beter spoeleffect kan zorgen, waardoor de levensduur van de afdichting wordt verlengd.
Bij een externe spoelafdichting brengt de leiding alle benodigde spoelvloeistof met een zeer hoog debiet rechtstreeks op de afdichting. De interne spoelafdichting wordt in wezen ondergedompeld in een badkuip gevuld met water. Waarom verlengt dit de levensduur van de afdichting? Stel je voor dat je een van de mooie porseleinen stukken van je grootmoeder in de gootsteen schoonmaakt, en de waterkwaliteit waarmee je het schoonmaakt is erg slecht: er zit veel zand in het water. Gebruik je een hogesnelheidsspray om het schoon te maken, of laat je het in de gootsteen weken en draai je het voorzichtig rond met een handdoek? Net als porselein zijn centrifugale mechanische afdichtingen duur om te vervangen en worden ze vaak blootgesteld aan water dat veel deeltjes bevat.
Hoewel er vandaag de dag nog steeds pompen met een extern spoelafdichtingsontwerp beschikbaar zijn, raden wij u aan een pomp met een interne mechanische spoelafdichting te specificeren en nodig te hebben voor uw hydraulisch HVAC-systeem, ongeacht of de pomp nieuw is geïnstalleerd of een bestaande externe afdichtingspomp vervangt. De interne spoelafdichting vereist minder onderhoud en verlengt de levensduur van de pomp.
