În industria de prelucrare chimică, petrochimică, farmaceutică, producție de baterii și alte industrii solicitante, etanșările mecanice duble sunt utilizate pe scară largă pentru a conține fluide periculoase, toxice, volatile, abrazive sau altfel dificile.

O etanșare mecanică dublă se bazează pe un sistem de lichid tampon sau barieră pentru a asigura răcirea, lubrifierea, controlul presiunii și izolarea în jurul fețelor de etanșare. Prin urmare, sistemul de circulație joacă un rol important în menținerea unui mediu de etanșare stabil.

Pentru aplicațiile care utilizează API 682 Plan 53C sau Plan 54 , selectarea echipamentului potrivit de circulație și presurizare necesită mai mult decât simpla potrivire a unei pompe la debitul necesar. Inginerii trebuie să ia în considerare presiunea barieră-fluid, presiunea diferențială, vâscozitatea, temperatura, compatibilitatea materialului, riscul de scurgere, antrenarea aerului, timpul de funcționare continuă și arhitectura specifică a planului de conducte API.

O Pompa cu angrenaje micro magnetice poate fi luată în considerare pentru aplicații selectate de circulație a fluidului cu barieră, unde sunt necesare dimensiuni compacte, flux fluid cu deplasare pozitivă, reținere a fluidului și control flexibil al motorului.

Acest ghid explică criteriile cheie de selecție și arată unde se pot potrivi pompele micro-magnetice Suofu în sistemele de susținere a etanșării mecanice.

Răspuns rapid: Ce pompă este potrivită pentru circulația fluidului cu barieră de etanșare mecanică?

Pentru un sistem de etanșare mecanică dublă, pompa de circulație a fluidului de barieră corespunzătoare ar trebui să asigure:

• Flux stabil și previzibil

• Presiune diferențială suficientă

• Compatibilitate cu fluidul de barieră

• Capacitate adecvată de temperatură și vâscozitate

• Risc scăzut de scurgere

• Funcționare continuă de încredere

• Controlul adecvat al motorului și al vitezei

• Compatibilitate cu sistemul de suport al etanșării selectat

Pentru Planul API 54 , în care este utilizat un sistem de barieră-fluid sub presiune extern, poate fi luată în considerare o pompă volumetrică, cum ar fi o pompă cu angrenaje cu antrenare magnetică, atunci când debitul și presiunea necesare se încadrează în anvelopa sa de funcționare.

Pentru Planul API 53C , acumulatorul cu piston menține presiunea fluidului de barieră, iar mecanismul de circulație este de obicei integrat în sistemul de etanșare. Prin urmare, o pompă de circulație externă nu trebuie tratată ca o cerință inerentă a Planului 53C. Proiectul final ar trebui să urmeze aranjamentul de conducte al producătorului specific de etanșare.

1. Ce este un sistem de circulație a fluidului cu barieră?

Într-o etanșare mecanică dublă presurizată, spațiul dintre fețele de etanșare interioară și exterioară este umplut cu un lichid de barieră curat.

Fluidul de barieră este menținut la o presiune mai mare decât presiunea din partea procesului, astfel încât gradientul de presiune ajută la prevenirea pătrunderii fluidului de proces în camera fluidului de barieră.

Un sistem complet barieră-fluid poate include:

• Barieră-rezervor de lichid

• Sursă de presiune sau acumulator

• Pompa de circulatie

• Schimbător de căldură

• Transmițător de presiune

• Monitorizarea temperaturii

• Monitorizarea debitului

• Filtre

• Supape

• Conducte și fitinguri

Configurația exactă depinde de aranjamentul etanșării mecanice și de planul de conducte API.

API 682 identifică Planul 53C ca un sistem cu piston-acumulator pentru etanșări duble presurizate, în timp ce Plan 54 utilizează un sistem barieră-fluid presurizat alimentat extern. Planul 54 poate varia de la un aranjament de circulație extern relativ simplu la un sistem mai mare de susținere a etanșării.

2. Planul 53C vs. Planul 54: Care este diferența?

Înțelegerea diferenței este importantă înainte de a selecta pompa de circulație.

Planul API 53C

Planul 53C folosește un acumulator cu piston pentru a menține presiunea în sistemul barieră-fluid.

O conexiune de referință din camera de etanșare permite sistemului să urmărească modificările presiunii procesului. Pistonul separă mediul de presurizare de fluidul de barieră.

În aranjamentele tipice Plan 53C, circulația barieră-fluid este indusă de un inel de pompare integrat în ansamblul etanșării mecanice.

Planul 53C poate fi util atunci când:

• Presiunea camerei de etanșare variază în timpul funcționării

• Este necesară o etanșare dublă presurizată

• Presiunea fluidului de barieră trebuie să urmărească presiunea procesului

• Antrenarea gazelor în fluidul de barieră trebuie controlată

• Un sistem extern de circulație continuă nu este arhitectura preferată

John Crane identifică Planul 53C ca un aranjament piston-acumulator în care o linie de referință urmărește presiunea camerei de etanșare, iar un inel de pompare induce circulația barieră-fluid.

Planul 53C necesită întotdeauna o pompă de circulație externă?

Nu.

Aceasta este o distincție importantă.

O pompă externă poate fi utilizată într-un anumit sistem proiectat, dar nu este ceea ce definește în mod fundamental Planul 53C. Acumulatorul cu piston și aranjamentul de urmărire a presiunii sunt caracteristicile definitorii.

Planul API 54

Planul 54 utilizează un sistem de barieră-fluid extern presurizat pentru a furniza lichid de barieră curat unei etanșări mecanice duale.

Spre deosebire de Planul 53C, circulația este asigurată de un sistem extern.

În funcție de aplicație, sistemul Plan 54 poate include:

• Pompa de circulatie externa

• Rezervor

• Schimbător de căldură

• Echipamente de control al presiunii

• Controlul fluxului

• Instrumentaţie

Planul 54 este de obicei luat în considerare pentru aplicațiile solicitante în care sunt necesare circulația controlată a fluidului de barieră, îndepărtarea căldurii sau mai multe etanșări care împart un sistem de sprijin. Este, de asemenea, utilizat pentru aplicații care implică fluide periculoase, sarcini termice mari și alte condiții de etanșare solicitante.

Acest lucru face din pompa de circulație o componentă importantă a multor sisteme Plan 54.

3. Ce provocări trebuie să facă față pompa de circulație?

Pompa dintr-un sistem barieră-fluid cu etanșare mecanică poate funcționa în condiții care sunt foarte diferite de circulația obișnuită a apei.

3.1 Scurgerile trebuie reduse la minimum

Fluidele de barieră pot include:

• Lubrifianti sintetici

• Uleiuri minerale sau albe

• Uleiuri compatibile cu procesele

• NMP și alte lichide specifice aplicației

• Alte fluide de barieră special formulate

O etanșare dinamică convențională a arborelui introduce o cale potențială de scurgere.

O pompă cu antrenare magnetică transferă cuplul prin cuplaj magnetic, permițând ca camera de pompare să fie separată de motor fără o etanșare convențională a arborelui rotativ.

Acest lucru poate reduce semnificativ riscul de scurgere asociat cu o etanșare dinamică convențională a arborelui.

Cu toate acestea, acționarea magnetică nu înseamnă că întregul sistem este automat fără scurgeri . Inelele O, conexiunile statice, fitingurile, îmbinările corpului pompei și condițiile de funcționare trebuie încă proiectate corespunzător.

3.2 Fluidele de barieră pot avea o gamă largă de vâscozități

Fluidele de barieră nu se limitează la lichide asemănătoare apei cu vâscozitate scăzută.

În funcție de aplicație, inginerii pot întâlni fluide cu vâscozitate relativ scăzută, precum și uleiuri lubrifiante și alte lichide cu vâscozitate mai mare.

Vâscozitatea afectează:

• Eficiența pompei

• Alunecare internă

• Cuplul motorului

• Performanță de pornire

• Generare de căldură

• Viteza necesară

O pompă cu angrenaje cu deplasare pozitivă poate fi avantajoasă atunci când este necesar un debit stabil pe un domeniu de viscozitate relativ larg.

Cu toate acestea, vascozitatea reală de funcționare la temperaturile cele mai scăzute și cele mai ridicate trebuie furnizată în timpul selectării pompei.

3.3 Funcționarea continuă necesită stabilitate pe termen lung

Sistemele de susținere a etanșării mecanice pot funcționa continuu pentru perioade îndelungate.

Prin urmare, pompa de circulație trebuie evaluată pentru:

• Viteza de functionare continua

• Temperatura motorului

• Uzura rulmentului si angrenajului

• Curățenia fluidă

• Condiții de lubrifiere

• Frecvența de pornire și oprire

• Presiunea reală de funcționare

• Durata de viață estimată

În loc să compare pompele numai după prețul de achiziție, inginerii ar trebui să evalueze costul ciclului de viață , inclusiv întreținerea, timpul de nefuncționare, consumul de energie, frecvența de înlocuire și consecințele defecțiunii sistemului de suport de etanșare.

3.4 Stabilitatea presiunii contează

Scopul unui sistem barieră-fluid nu este pur și simplu să circule lichidul.

Trebuie să mențină relația de presiune necesară în jurul etanșării mecanice duale.

Fluctuația excesivă a debitului sau presiunea instabilă pot afecta condițiile termice și de lubrifiere din jurul fețelor de etanșare.

Din acest motiv, pompa de circulație trebuie selectată în funcție de punctul real de funcționare , inclusiv:

Debit necesar + presiune diferențială + rezistență sistemului

O pompă care asigură un debit nominal ridicat, dar nu poate menține presiunea necesară, nu este neapărat o pompă potrivită.

3.5 Captarea aerului și condițiile de funcționare uscată necesită atenție

Pornirea, modificările nivelului rezervorului, întreținerea, aerisirea necorespunzătoare sau antrenarea gazului pot introduce aer într-o buclă de circulație.

Prin urmare, o pompă poate întâlni condiții care diferă de funcționarea normală cu lichid.

Acest lucru nu înseamnă că fiecare aplicație necesită o pompă anunțată ca „funcțional în uscat”.

În schimb, inginerii ar trebui să determine:

• Poate pătrunde aer în admisia pompei?

• Pompa este mereu inundată?

• Ce se întâmplă în timpul pornirii?

• Rezervorul conține gaz antrenat?

• Cât timp ar putea funcționa pompa cu lichid insuficient?

• Este necesară autoamorsarea?

• Ce capacitate de funcționare uscată a fost validată pentru modelul selectat?

Capacitatea de funcționare în uscat este dependentă de model și configurație și nu ar trebui să fie niciodată generalizată pentru o serie întreagă de pompe.

4. Compararea tipurilor de pompe pentru circulația fluidului de barieră

Diferite tehnologii de pompare au caracteristici diferite.

Pentru circulația fluidului de barieră cu debit mic până la mediu , o pompă cu angrenaj magnetic poate fi o opțiune atractivă atunci când sistemul acordă prioritate compactității, debitului controlat cu deplasare pozitivă și riscului redus de scurgere dinamică a etanșării arborelui.

Cu toate acestea, ar trebui să fie evaluată în raport cu cerințele complete ale sistemului, mai degrabă decât selectată pur și simplu pentru că este o pompă cu angrenaje.

5. De ce să luați în considerare o pompă cu angrenaje micro magnetice?

Seria NP de la Suofu combină pomparea cu angrenaje cu deplasare pozitivă cu antrenarea magnetică.

Principalele caracteristici relevante pentru circulația fluidului de barieră includ:

Acționare magnetică

Cuplajul magnetic transferă cuplul motorului către mecanismul de pompare fără o etanșare dinamică convențională a arborelui.

Acest lucru poate ajuta la reducerea unei căi comune de scurgere și la izolarea motorului de fluidul pompat.

Flux cu deplasare pozitivă

Mecanismul angrenajului asigură o deplasare definită pe rotație.

Acest lucru permite reglarea debitului prin viteza pompei și face ca pompa să fie potrivită pentru aplicații care necesită o circulație controlată cu debit mic și mediu.

Construcție compactă

Formatul de micropompa poate simplifica integrarea în:

• Patine de susținere a etanșării mecanice

• Compact Plan 54 de unitati

• Sisteme de lubrifiere

• Echipamente de proces

• Sisteme suport pentru mixer și agitator

• Module barieră-fluid personalizate

Opțiuni flexibile pentru motor și control

În funcție de configurația pompei, pompele din seria Suofu NP pot fi asociate cu diferite tehnologii de motor, inclusiv:

• Motoare DC fără perii

• Motoare ecranate

• motoare de curent alternativ

• Unități cu frecvență variabilă

• Servomotoare

• Configurații de motor rezistente la explozie, acolo unde este cazul

Motorul trebuie selectat împreună cu debitul necesar, presiunea, intervalul de viteză și cerințele pentru zonele periculoase.

6. Seria Suofu NP pentru circulația fluidului de barieră

Seria NP de la Suofu acoperă o gamă largă de debit, permițând inginerilor să selecteze diferite dimensiuni de pompe în funcție de rata de circulație necesară.

Acestea sunt intervale de flux de produse-familie mai degrabă decât puncte de funcționare garantate. Debitul real depinde de viteză, presiune diferențială, vâscozitate, temperatură, configurație a motorului și alte condiții de aplicare. Informațiile curente despre produse de la Suofu listează NP51 cu până la 6 L/min, NP60 cu până la 10,5 L/min, NP98 cu până la 55 L/min și NP106 cu până la 65 L/min.

7. Cum să selectați o pompă de fluid cu barieră de etanșare mecanică

Un proces practic de selecție poate fi redus la șapte verificări cheie.

Verificarea 1: Determinați debitul necesar

Mai întâi determină:

• Debit minim

• Debit normal

• Debit maxim

• Viteza de circulație necesară

• Funcționare continuă sau intermitentă

Nu selectați pompa numai din volumul rezervorului.

Viteza de circulație necesară trebuie determinată din cerințele producătorului de etanșare, sarcina termică, cerințele de control al temperaturii și proiectarea sistemului.

Verificarea 2: Determinați presiunea diferențială

Calculați presiunea pe care pompa trebuie să o depășească.

Luați în considerare:

• Presiunea sistemului de susținere a etanșării

• Rezistența conductelor

• Scăderea presiunii la schimbătorul de căldură

• Căderea de presiune a filtrului

• Supape

• Fitinguri

• Altitudinea

• Marja de presiune necesară

Pompa selectată trebuie să funcționeze simultan la debitul necesar și la presiunea diferențială.

Verificarea 3: Confirmați compatibilitatea cu fluidul de barieră

Furnizați numele exact al fluidului și compoziția, acolo unde este posibil.

Verifica:

• Compatibilitate chimică

• Viscozitate

• Densitate

• Lubricitate

• Temperatură

• Compatibilitate cu sigiliul

• Compatibilitate cu inele O

• Compatibilitate cu materialul umezit

Etanșările statice, cum ar fi inelele O, pot necesita diferiți elastomeri, în funcție de fluid și temperatură.

Verificarea 4: Evaluați temperatura

Specifica:

• Temperatura minimă a fluidului

• Temperatura normală a fluidului

• Temperatura maximă a fluidului

• Temperatura mediului ambiant

Schimbările de temperatură pot afecta vâscozitatea, materialele de etanșare, jocul pompei, sarcina motorului și presiunea fluidului de barieră.

Verificarea 5: Evaluați aerul și riscul de funcționare uscată

Întrebați:

Ce se întâmplă dacă admisia pompei conține temporar aer?

Dacă răspunsul este „pompa trebuie să continue să funcționeze”, atunci funcționarea uscată și capacitatea de autoamorsare devin parametri importanți de selecție.

Cu toate acestea, aceste capacități ar trebui verificate pentru configurația exactă a pompei , nu presupusă din familia generală de pompe.

Verificarea 6: Selectați motorul și metoda de control

Pentru o aplicație cu debit fix, un motor cu viteză fixă ​​poate fi suficient.

Pentru condiții variabile de funcționare, luați în considerare:

• Controlul vitezei BLDC

• Control analogic 0–5 V

• PWM

• motor AC

• VFD

• Control servo

Dacă echipamentul este instalat într-o zonă periculoasă, certificarea împotriva exploziilor a motorului și cerințele pentru zonele periculoase ale întregului sistem trebuie verificate separat.

Verificarea 7: Verificați sistemul complet

Înainte de finalizarea pompei, verificați:

Pompă → Conducte → Rezervor → Schimbător de căldură → Etanșare mecanică → Instrumente

Pompa de circulație nu trebuie evaluată ca o componentă izolată.

Întregul circuit barieră-fluid trebuie să îndeplinească cerințele de presiune, temperatură, debit, siguranță și monitorizare.

8. Aplicații tipice

Reactoare și agitatoare chimice

Pentru reactoarele și agitatoarele care manipulează fluide periculoase sau toxice, poate fi utilizată o etanșare mecanică dublă pentru a îmbunătăți izolarea.

Un sistem Plan 54 poate folosi o pompă de circulație externă pentru a furniza fluid de barieră curat și presurizat etanșării.

Pentru agitatoarele cu viteză mică, unde circulația integrată cu etanșare poate fi limitată, un sistem de circulație proiectat extern poate fi deosebit de relevant.

API 682 Plan 54 este utilizat în mod special cu lichid de barieră sub presiune furnizat extern și este aplicabil echipamentelor solicitante, inclusiv mixere și agitatoare.

Echipamente de slefuire si frezare

Echipamentele de măcinare și măcinare pot implica:

• Materiale de proces abrazive

• Viteze mari de rotație

• Generare de căldură

• Fluide de proces contaminate

Un sistem barieră-fluid proiectat corespunzător poate ajuta la menținerea mediului de etanșare mecanică.

Pompa de circulație trebuie selectată în funcție de proprietățile actuale de barieră-fluid și de cerințele de îndepărtare a căldurii.

Pompe pentru procese chimice

Pompele pentru procese chimice pot manipula fluide periculoase, corozive, volatile sau toxice.

O etanșare mecanică dublă combinată cu un sistem de suport barieră adecvat poate oferi un strat de izolare suplimentar.

O pompă compactă cu angrenaj magnetic poate fi luată în considerare acolo unde debitul și presiunea de lichid de barieră necesare se încadrează în intervalul de performanță al pompei.

Renovarea echipamentelor existente

O pompă de circulație a lichidului de barieră poate fi, de asemenea, selectată atunci când se modernizează un sistem existent de suport de etanșare.

Obiectivele tipice de modernizare includ:

• Înlocuirea unei pompe care necesită întreținere ridicată

• Reducerea riscului de scurgere dinamică a etanșării arborelui

• Îmbunătățirea stabilității fluxului

• Reducerea amprentei echipamentului

• Sprijinirea debitului variabil

• Îmbunătățirea integrării cu sistemele de monitorizare și control

Înainte de a înlocui pompa originală, inginerii ar trebui să compare punctul real de funcționare, mai degrabă decât să selecteze o înlocuire numai în funcție de debitul nominal.

9. Ce informații ar trebui să furnizați producătorului pompei?

Atunci când solicitați o recomandare de pompă, furnizarea de date complete de funcționare poate accelera semnificativ selecția de inginerie.

Cu cât datele de funcționare sunt mai complete, cu atât pompa poate fi adaptată mai precis la sistemul de suport al etanșării mecanice.

10. De ce Suofu pentru soluții personalizate pentru pompe de fluide cu barieră?

O pompă de circulație a fluidului de barieră este adesea integrată într-un pachet de echipamente mai mare decât utilizată ca produs independent.

Suofu poate personaliza configurațiile pompelor în funcție de cerințele aplicației, cum ar fi:

• Debitul

• Presiune diferențială

• Puterea motorului

• Voltaj

• Viteză

• Metoda de control al vitezei

• Configurare port

• Materiale de pompare

• Cerințe de instalare

Seria NP acoperă, de asemenea, o gamă largă de capacități de debit, de la circulație de precizie cu debit mic până la manipularea fluidelor industriale cu debit mai mare.

Pentru OEM și integratori de sisteme de etanșare, procesul de selecție poate urma:

Analiza aplicației → Selecția pompei → Testarea probelor → Validarea sistemului → Producția în masă

Această abordare ajută la asigurarea că pompa este selectată în funcție de punctul real de funcționare, mai degrabă decât pe baza specificațiilor nominale.

Întrebări frecvente

Ce este o pompă de circulație a fluidului de barieră?

O pompă de circulație a fluidului de barieră circulă fluidul de barieră curat prin spațiul dintre garnituri într-un sistem de etanșare mecanică dublu presurizat. Poate face parte dintr-un sistem extern de susținere a sigiliului, cum ar fi API Plan 54.

Care este diferența dintre Planul 53C și Planul 54?

Planul 53C folosește un acumulator cu piston pentru a presuriza fluidul de barieră și a urmări modificările presiunii din camera de etanșare, cu circulația indusă de obicei de un inel de pompare. Planul 54 utilizează un sistem de barieră-fluid presurizat extern, care poate include o pompă de circulație externă.

Planul 53C necesită o pompă de circulație externă?

Nu neapărat. Planul 53C este în mod fundamental un aranjament piston-acumulator de susținere a presiunii, iar circulația este de obicei indusă de inelul de pompare al etanșării mecanice. O pompă externă poate fi inclusă într-un anumit sistem proiectat, dar nu este inerentă definiției Planului 53C.

Este o pompă cu angrenaje magnetice potrivită pentru Plan 54?

Poate fi potrivit pentru sistemele Plan 54 selectate atunci când debitul, presiunea diferențială, temperatura, vâscozitatea, compatibilitatea materialului și configurația motorului îndeplinesc cerințele sistemului.

De ce să folosiți o pompă cu antrenare magnetică pentru lichidul de barieră?

O pompă cu antrenare magnetică transmite cuplul fără o etanșare dinamică convențională a arborelui prin carcasa pompei. Acest lucru poate reduce riscul de scurgere asociat cu o etanșare a arborelui rotativ și poate fi util atunci când reținerea fluidului este importantă.

Poate o pompă cu angrenaje să facă față fluidelor de barieră cu vâscozitate ridicată?

Pompele cu angrenaje cu deplasare pozitivă sunt în general potrivite pentru multe aplicații cu fluide vâscoase. Cu toate acestea, creșterea vâscozității crește, de asemenea, cerințele de cuplu motor și afectează condițiile de pornire și de funcționare. Prin urmare, pompa trebuie selectată utilizând intervalul real de viscozitate.

Poate funcționa o pompă de lichid de barieră?

Capacitatea de funcționare în uscat depinde de model și configurație. Unele configurații de pompe pot tolera condiții limitate de funcționare uscată, în timp ce altele necesită lubrifiere lichidă continuă. Limitele exacte de funcționare trebuie confirmate pentru pompa selectată.

Cum aleg pompa de circulație cu etanșare mecanică potrivită?

Începeți cu șapte parametri:

Debit → Presiune diferențială → Fluid → Vâscozitate → Temperatura → Condiție admisie → Motor/Control

Apoi verificați curba completă de performanță a pompei și compatibilitatea cu sistemul de suport al etanșării mecanice.

Concluzie

Fiabilitatea unui sistem dublu de etanșare mecanică depinde nu numai de etanșarea mecanică în sine, ci și de proiectarea și stabilitatea de funcționare a sistemului său de suport barieră-fluid..

Pentru API 53C , inginerii ar trebui să înțeleagă rolul acumulatorului cu piston și mecanismul de circulație integrat cu etanșare. Pentru Planul API 54 , sistemul de circulație extern – inclusiv pompa – devine o parte critică a menținerii debitului, presiunii, temperaturii și curățeniei necesare pentru lichidul de barieră.

O Pompa cu angrenaje micro magnetice poate fi luată în considerare pentru aplicații selectate cu barieră cu debit mic și mediu, unde construcția compactă, debitul cu deplasare pozitivă, riscul redus de scurgere dinamică a etanșării arborelui și controlul flexibil al motorului sunt valoroase.

Pompa corectă ar trebui să fie selectată în cele din urmă din toate condițiile de funcționare:

Lichid de barieră + Debit + Presiune diferențială + Temperatura + Vâscozitate + Condiție de admisie + Cerințe de funcționare continuă

Pentru o soluție personalizată de circulație a lichidului de barieră, furnizați Suofu cerințele de debit, presiune, fluid, temperatură, vâscozitate și motor/control necesare. Echipa de ingineri poate evalua apoi configurația adecvată din seria NP și curba de performanță pentru aplicația dvs.

Notă: Acest articol oferă informații generale de inginerie și nu înlocuiește cerințele de aplicare ale producătorului de sigilii, specificațiile de proiect API 682 sau procedurile de siguranță specifice locației. Selecția finală a pompei și a sistemului de susținere a etanșării trebuie validată în raport cu condițiile reale de funcționare și standardele aplicabile.