化学処理、石油化学、製薬、電池製造、その他の要求の厳しい業界では、危険、有毒、揮発性、研磨性、またはその他の困難なプロセス流体を封じ込めるために デュアル メカニカル シールが 広く使用されています。

デュアル メカニカル シールは、 緩衝液またはバリア流体システムに依存しています。 シール面の周囲に冷却、潤滑、圧力制御、封じ込めを提供するしたがって、安定したシール環境を維持するには循環システムが重要な役割を果たします。

を使用するアプリケーションの場合 API 682 Plan 53C または Plan 54、適切な循環および加圧装置を選択するには、必要な流量にポンプを適合させるだけでは不十分です。エンジニアは、バリア流体の圧力、差圧、粘度、温度、材料の適合性、漏れリスク、空気混入、連続運転時間、および特定の API 配管計画アーキテクチャを考慮する必要があります。

あ マイクロ磁気ギアポンプは 、コンパクトなサイズ、スムーズな容積式の流れ、流体の封じ込め、および柔軟なモーター制御が必要な、選択されたバリア流体循環用途に検討できます。

このガイドでは、主要な選択基準を説明し、Suofu マイクロ磁気ギア ポンプがメカニカル シール サポート システムに適合する場所を示します。

簡単な回答: メカニカル シール バリアの流体循環に適したポンプはどれですか?

デュアルメカニカルシールシステムの場合、適切なバリア流体循環ポンプは以下を提供する必要があります。

• 安定した予測可能な流れ

• 十分な差圧

• バリア液との適合性

• 適切な温度と粘度の能力

• 漏洩リスクが低い

• 確実な連続運転

• 適切なモーターと速度制御

• 選択したシールサポートシステムとの互換性

では API プラン 54、外部加圧バリア流体システムが使用されており、必要な流量と圧力がその動作範囲内に収まる場合、磁気駆動ギアポンプなどの容積式ポンプを検討できます。

では API プラン 53C、ピストン アキュムレータがバリア流体の圧力を維持し、循環機構は通常シール システムに統合されています。したがって、外部循環ポンプは計画 53C の固有の要件として扱われるべきではありません。最終設計は、特定のシール メーカーの配管計画の配置に従う必要があります。

1. バリア流体循環システムとは何ですか?

二重加圧メカニカルシールでは、内側シール面と外側シール面の間の空間がきれいな バリア流体で満たされます。.

バリア流体はプロセス側の圧力よりも高い圧力に維持されるため、圧力勾配によってプロセス流体がバリア流体チャンバに入るのを防ぐことができます。

完全なバリア流体システムには以下が含まれます。

• バリア流体リザーバー

• 圧力源またはアキュムレータ

• 循環ポンプ

• 熱交換器

• 圧力発信器

• 温度監視

• フロー監視

• フィルター

• バルブ

• 配管・継手

正確な構成はメカニカル シールの配置と API の配管計画によって異なります。

API 682 では、プラン 53C が加圧デュアル シール用のピストン アキュムレータ システムであると特定されていますが、プラン 54 は外部から供給される加圧バリア流体システムを使用しています。計画 54 は、比較的単純な外部循環装置から、より大規模な設計されたシールサポートシステムまで多岐にわたります。

2. プラン 53C とプラン 54: 違いは何ですか?

循環ポンプを選択する前に、その違いを理解することが重要です。

API プラン 53C

プラン 53C では、 ピストン アキュムレータを使用して バリア流体システム内の圧力を維持します。

シールチャンバーからの基準接続により、システムはプロセス圧力の変化を追跡できます。ピストンは、加圧媒体をバリア流体から分離します。

典型的な Plan 53C 構成では、メカニカル シール アセンブリに組み込まれたポンピング リングによってバリア流体の循環が引き起こされます。

プラン 53C は、次の場合に役立ちます。

• シールチャンバーの圧力は動作中に変化します

• 加圧デュアルシールが必要です

• バリア流体圧力はプロセス圧力を追跡する必要がある

• バリア流体内のガス同伴を制御する必要がある

• 外部連続循環システムは推奨されるアーキテクチャではありません

ジョン・クレーンは、プラン 53C を、基準線がシール室の圧力を追跡し、ポンピング・リングがバリア流体の循環を誘導するピストン・アキュムレータ構成であると特定しています。

プラン 53C では常に外部循環ポンプが必要ですか?

いいえ。

これは重要な違いです。

外部ポンプは特定の設計システムで使用される場合がありますが、それはプラン 53C を根本的に定義するものではありません。ピストンアキュムレータと圧力追跡装置が特徴です。

API プラン 54

プラン 54 では、 外部加圧バリア流体システムを使用して 、クリーンなバリア流体をデュアル メカニカル シールに供給します。

プラン 53C とは異なり、循環は外部システムによって提供されます。

アプリケーションに応じて、Plan 54 システムには以下が含まれる場合があります。

• 外部循環ポンプ

• 貯水池

• 熱交換器

• 圧力制御装置

• フロー制御

• 計装

プラン 54 は、制御されたバリア流体循環、熱除去、またはサポート システムを共有する複数のシールが必要な要求の厳しい用途向けに一般的に検討されています。また、危険な液体、高熱負荷、その他の厳しいシール条件を伴う用途にも使用されます。

このため、 循環ポンプは多くの Plan 54 システムの重要なコンポーネントとなっています。.

3. 循環ポンプはどのような課題に対処する必要がありますか?

メカニカルシールバリア流体システムのポンプは、通常の水循環とは大きく異なる条件下で動作する場合があります。

3.1 漏れを最小限に抑える必要がある

バリア液には次のものが含まれます。

• 合成潤滑剤

• ミネラルオイルまたはホワイトオイル

• プロセス適合油

• NMP およびその他のアプリケーション固有の液体

• その他の特別に配合されたバリア液

従来のダイナミック シャフト シールでは、潜在的な漏れ経路が生じます。

磁気駆動ポンプは磁気カップリングを介してトルクを伝達するため、従来の回転シャフト シールを使用せずにポンプ チャンバーをモーターから分離できます。

これにより、従来のダイナミック シャフト シールに伴う漏れのリスクを大幅に軽減できます。

ただし、 磁気ドライブは、システム全体が自動的に漏れのない状態になることを意味するものではありません。 O リング、静的接続、フィッティング、ポンプ本体のジョイント、および動作条件を適切に設計する必要があります。

3.2 バリア流体の粘度範囲は広い

バリア流体は、低粘度の水様液体に限定されません。

用途によっては、エンジニアは比較的低粘度の液体だけでなく、潤滑油やその他の高粘度の液体にも遭遇することがあります。

粘度は以下に影響します。

• ポンプ効率

• 内部スリップ

• モータートルク

• 始動性能

• 発熱

• 必要な速度

容積式ギアポンプは、比較的広い粘度範囲にわたって安定した流量が必要な場合に有利です。

ただし、ポンプの選択時に最低温度および最高温度での実際の動作粘度を提供する必要があります。

3.3 連続運転には長期安定性が必要

メカニカルシールサポートシステムは、長期間連続して動作する場合があります。

したがって、循環ポンプは次の点について評価する必要があります。

• 連続運転速度

• モーター温度

• ベアリングとギアの摩耗

• 流体の清浄度

• 潤滑条件

• 起動およびシャットダウンの頻度

• 実使用圧力

• 期待寿命

エンジニアはポンプを購入価格だけで比較するのではなく、 ライフサイクルコストを評価する必要があります。メンテナンス、ダウンタイム、エネルギー消費、交換頻度、シールサポートシステムの故障の影響を含む

3.4 圧力安定性の重要性

バリア流体システムの目的は、単に液体を循環させることではありません。

デュアルメカニカルシールの周囲で必要な圧力関係を維持する必要があります。

過度の流量変動や不安定な圧力は、シール面周囲の熱状態や潤滑状態に影響を与える可能性があります。

このため、循環ポンプは次 のような実際の動作点に応じて選択する必要があります。

必要な流量 + 差圧 + システム抵抗

公称流量が高くても必要な圧力を維持できないポンプは、必ずしも適切なポンプであるとは限りません。

3.5 空気の閉じ込めと空運転状態には注意が必要

始動、リザーバーレベルの変更、メンテナンス、不適切な通気、またはガスの巻き込みにより、循環ループに空気が混入する可能性があります。

したがって、ポンプは通常の液体充填動作とは異なる条件に遭遇する可能性があります。

これは、すべての用途に「ドライラン対応」と宣伝されているポンプが必要であるという意味ではありません。

代わりに、エンジニアは次のことを決定する必要があります。

• ポンプ入口に空気が入る可能性はありますか?

• ポンプは常に浸水していますか?

• 起動中に何が起こるのでしょうか?

• リザーバーには同伴ガスが含まれていますか?

• 液体が不足している場合、ポンプはどのくらいの時間作動できますか?

• 自吸は必要ですか?

• 選択したモデルではど​​のような空運転能力が検証されていますか?

空運転機能はモデルと構成に依存するため、ポンプ シリーズ全体にわたって一般化すべきではありません。

4. バリア流体循環用ポンプの種類の比較

ポンプ技術が異なれば、特性も異なります。

の場合 小流量から中流量のバリア流体循環、システムがコンパクトさ、制御された容積流量、および動的シャフトシールの漏れリスクの軽減を優先する場合、磁気ギアポンプは魅力的な選択肢となります。

ただし、ギアポンプであるという理由だけで選択するのではなく、完全なシステム要件に照らして評価する必要があります。

5. マイクロ磁気ギアポンプを検討する理由は何ですか?

Suofu の NP シリーズは、容積式ギアポンピングと磁気ドライブを組み合わせています。

バリア流体循環に関連する主な特徴は次のとおりです。

磁気ドライブ

磁気カップリングは、従来のダイナミック シャフト シールを使用せずに、モーター トルクをポンプ機構に伝達します。

これは、一般的な漏れ経路を 1 つ減らし、ポンプで送られる流体からモーターを隔離するのに役立ちます。

容積式の流れ

歯車機構は、1 回転ごとに定義された変位を提供します。

これにより、ポンプ速度によって流量を調整できるようになり、ポンプは制御された小流量および中流量の循環を必要とする用途に適したものになります。

コンパクトな構造

マイクロポンプ形式により、以下への統合が簡素化されます。

• メカニカルシールサポートスキッド

• コンパクトプラン 54台

• 潤滑システム

• プロセス装置

• ミキサーおよび撹拌機サポートシステム

• カスタマイズされたバリア流体モジュール

柔軟なモーターおよび制御オプション

ポンプ構成に応じて、Suofu NP シリーズ ポンプは次のようなさまざまなモーター技術と組み合わせることができます。

• ブラシレスDCモーター

• シールドモーター

• ACモーター

• 可変周波数ドライブ

• サーボモーター

• 該当する場合は防爆モーター構成

モーターは、必要な流量、圧力、速度範囲、および危険場所の要件と合わせて選択する必要があります。

6. バリア流体循環用 Suofu NP シリーズ

Suofu の NP シリーズは幅広い流量範囲をカバーしており、エンジニアは必要な循環量に応じてさまざまなポンプ サイズを選択できます。

これらは保証された動作点ではなく、製品ファミリーの流量範囲です。実際の流量は、速度、差圧、粘度、温度、モーター構成、およびその他の用途条件によって異なります。 Suofu の現在の製品情報には、NP51 が最大 6 L/min、NP60 が最大 10.5 L/min、NP98 が最大 55 L/min、NP106 が最大 65 L/min と記載されています。

7. メカニカルシールバリア流体ポンプの選び方

実際の選択プロセスは、7 つの重要なチェック項目に減らすことができます。

チェック1: 必要なフローを決定する

まず次のことを決定します。

• 最小流量

• 通常の流れ

• 最大流量

• 必要循環量

• 連続運転または断続運転

リザーバ容積だけでポンプを選定しないでください。

必要な循環速度は、シールメーカーの要件、熱負荷、温度制御要件、およびシステム設計から決定する必要があります。

チェック2: 差圧の決定

ポンプが克服しなければならない圧力を計算します。

考慮する：

• シールサポートシステムの圧力

• 配管抵抗

• 熱交換器の圧力降下

• フィルターの圧力降下

• バルブ

• 継手

• 標高

• 必要な圧力マージン

選択したポンプは、必要な 流量と差圧で同時に動作する必要があります。.

チェック 3: バリア液の適合性を確認する

可能な場合は、正確な液体の名前と組成を入力してください。

チェック：

• 化学的適合性

• 粘度

• 密度

• 潤滑性

• 温度

• シールの互換性

• Oリングの互換性

• 接液部材料の適合性

O リングなどの静的シールには、流体や温度に応じて異なるエラストマーが必要になる場合があります。

チェック 4: 温度を評価する

特定：

• 最低流体温度

• 通常の流体温度

• 最高流体温度

• 周囲温度

温度変化は、粘度、シール材料、ポンプのクリアランス、モーターの負荷、およびバリア流体の圧力に影響を与える可能性があります。

チェック 5: 空気と空運転のリスクを評価する

聞く：

ポンプ入口に一時的に空気が入った場合はどうなりますか?

答えが「ポンプは動作し続けなければならない」である場合、空運転と自吸能力が重要な選択パラメータになります。

ただし、これらの機能はに対して検証する必要があります。 正確なポンプ構成、一般的なポンプ ファミリから想定されるものではなく、

チェック6：モーターと制御方式を選択する

固定流量のアプリケーションの場合は、固定速度のモーターで十分な場合があります。

変動する動作条件については、次の点を考慮してください。

• BLDC速度制御

• 0 ～ 5 V アナログ制御

• PWM

• ACモーター

• VFD

• サーボ制御

機器が危険区域に設置されている場合は、モーターの防爆認定とシステム全体の危険区域要件を個別に検証する必要があります。

チェック 7: 完全なシステムを検証する

ポンプを完成させる前に、次のことを確認してください。

ポンプ → 配管 → リザーバ → 熱交換器 → メカニカルシール → 計装

循環ポンプは独立したコンポーネントとして評価すべきではありません。

バリア流体回路全体は、必要な圧力、温度、流量、安全性、監視要件を満たさなければなりません。

8. 代表的な用途

化学反応器および撹拌機

危険または有毒な流体を扱う反応器および撹拌機では、封じ込めを改善するために二重メカニカルシールが使用される場合があります。

Plan 54 システムでは、外部循環ポンプを使用して、清浄な加圧バリア流体をシールに供給できます。

低速撹拌機の場合、シール一体型循環が制限される可能性があるため、外部設計の循環システムが特に適しています。

API 682 プラン 54 は、特に外部から供給される加圧バリア流体とともに使用され、ミキサーや撹拌機などの要求の厳しい機器に適用できます。

研削およびフライス加工装置

研削およびフライス加工装置には次のものが含まれる場合があります。

• 研磨加工材

• 高い回転速度

• 発熱

• 汚染されたプロセス流体

適切に設計されたバリア流体システムは、メカニカル シール環境の維持に役立ちます。

循環ポンプは、実際のバリア流体の特性と熱除去の要件に従って選択する必要があります。

化学プロセスポンプ

化学プロセスポンプは、危険、腐食性、揮発性、または有毒な液体を扱う場合があります。

適切なバリア流体サポートシステムと組み合わせたデュアルメカニカルシールは、追加の封じ込め層を提供できます。

必要なバリア流体の流量と圧力がポンプの性能範囲内に収まる場合は、コンパクトな磁気ギア ポンプを検討できます。

既存設備の改修

既存のシールサポートシステムをアップグレードする場合には、バリア流体循環ポンプを選択することもできます。

一般的な改修目的には次のようなものがあります。

• メンテナンスに手間がかかるポンプの交換

• ダイナミックシャフトシールの漏れリスクを軽減

• 流動安定性の向上

• 機器の設置面積の削減

• 変動するフローをサポート

• 監視および制御システムとの統合の向上

元のポンプを交換する前に、エンジニアは公称流量のみに従って交換品を選択するのではなく、実際の動作点を比較する必要があります。

9. ポンプのメーカーにどのような情報を提供する必要がありますか?

ポンプの推奨事項をリクエストする場合、完全な動作データを提供することで、エンジニアリングの選択を大幅に加速できます。

動作データが完全であればあるほど、ポンプをメカニカル シール サポート システムに正確に適合させることができます。

10. カスタマイズされたバリア流体ポンプ ソリューションに Suofu を選ぶ理由?

バリア流体循環ポンプは、スタンドアロン製品として使用されるのではなく、より大きな機器パッケージに統合されることがよくあります。

Suofu は、次のようなアプリケーション要件に応じてポンプ構成をカスタマイズできます。

• 流量

• 差圧

• モーター出力

• 電圧

• スピード

• 速度制御方式

• ポート構成

• ポンプ材質

• インストール要件

NP シリーズは、小流量の精密循環から大流量の工業用流体の取り扱いまで、幅広い流量容量をカバーします。

OEM およびシール システム インテグレータの場合、選択プロセスは次のようになります。

アプリケーション分析 → ポンプの選択 → サンプルテスト → システム検証 → 量産

このアプローチは、公称仕様のみに基づいてではなく、実際の動作点に従ってポンプを選択するのに役立ちます。

よくある質問

バリア液循環ポンプとは何ですか?

バリア流体循環ポンプは、二重加圧メカニカル シール システムのシール間の空間に清浄なバリア流体を循環させます。 API プラン 54 などの外部シール サポート システムの一部である場合があります。

プラン 53C とプラン 54 の違いは何ですか?

プラン 53C では、ピストン アキュムレーターを使用してバリア流体を加圧し、シール チャンバーの圧力の変化を追跡します。通常、ポンプ リングによって循環が引き起こされます。プラン 54 では、外部循環ポンプを含む外部加圧バリア流体システムを使用します。

プラン 53C には外部循環ポンプが必要ですか?

必ずしもそうとは限りません。プラン 53C は基本的にピストンとアキュムレータの圧力サポート構成であり、循環は通常メカニカル シールのポンピング リングによって引き起こされます。外部ポンプは特定の設計システムに含まれる場合がありますが、それはプラン 53C の定義に固有​​のものではありません。

磁気ギアポンプはプラン 54 に適していますか?

流量、差圧、温度、粘度、材料の適合性、およびモーター構成がシステム要件を満たしている場合、選択した Plan 54 システムに適しています。

バリア流体に磁気駆動ポンプを使用する理由は何ですか?

磁気駆動ポンプは、従来のダイナミック シャフト シールを使用せずに、ポンプ ケーシングを介してトルクを伝達します。これにより、回転シャフト シールに伴う漏れのリスクが軽減され、液体の封じ込めが重要な場合に役立ちます。

ギアポンプは高粘度のバリア流体を処理できますか?

容積式ギアポンプは一般に、多くの粘性流体用途に適しています。ただし、粘度が増加すると、モーターのトルク要件も増加し、始動条件や動作条件に影響します。したがって、実際の粘度範囲を使用してポンプを選択する必要があります。

バリア流体ポンプは空運転できますか?

ドライランニング機能はモデルと構成に依存します。一部のポンプ構成では限られた空運転条件に耐えることができますが、他の構成では継続的な液体潤滑が必要です。選択したポンプの正確な動作限界を確認する必要があります。

適切なメカニカルシール循環ポンプを選択するにはどうすればよいですか?

7 つのパラメータから始めます。

流量 → 差圧 → 流体 → 粘度 → 温度 → 入口状態 → モーター/制御

次に、完全なポンプ性能曲線とメカニカル シール サポート システムとの互換性を検証します。

結論

デュアルメカニカルシールシステムの信頼性は、メカニカルシール自体だけでなく、 バ​​リア流体サポートシステムの設計と動作安定性にも依存します。.

の場合 API 53C、エンジニアはピストン アキュムレータとシール一体型循環機構の役割を理解する必要があります。 では API プラン 54、ポンプを含む外部循環システムが、必要なバリア流体の流れ、圧力、温度、清浄度を維持するために重要な部分になります。

あ マイクロ磁気ギアポンプは、 コンパクトな構造、容積式の流れ、動的シャフトシールの漏れリスクの軽減、および柔軟なモーター制御が重要な、選択された小および中流量のバリア流体用途に検討できます。

最終的には、完全な動作条件から適切なポンプを選択する必要があります。

バリア流体 + 流量 + 差圧 + 温度 + 粘度 + 入口条件 + 連続動作要件

カスタマイズされたバリア流体循環ソリューションの場合は、必要な流量、圧力、流体、温度、粘度、モーター/制御要件を Suofu に提供してください。その後、エンジニアリング チームは、アプリケーションに適した NP シリーズの構成とパフォーマンス曲線を評価できます。

注: この記事は一般的なエンジニアリング情報を提供するものであり、シール メーカーのアプリケーション要件、API 682 プロジェクト仕様、またはサイト固有の安全手順に代わるものではありません。最終的なポンプおよびシールサポートシステムの選択は、実際の動作条件および適用される基準に照らして検証する必要があります。