産業機械の分野では、回転機器やポンプの完全性を確保することが最も重要です。メカニカルシールは、漏れを防ぎ、流体を封じ込めることで、この完全性を維持する上で重要な部品です。この専門分野には、主にシングルシールとダブルシールの2つの構成があります。ダブルメカニカルシールそれぞれの種類には独自の利点があり、特定の運用ニーズに対応します。この記事では、これら2つのシーリングソリューションの違いを詳しく説明し、それぞれの機能、用途、メリットを概説します。
何ですかシングルメカニカルシール?
単一のメカニカルシールは、回転部分と固定シール面回転シール面は回転軸に取り付けられ、固定シール面はポンプハウジングに固定されています。これら2つのシール面はスプリング機構によって押し付けられ、シャフトに沿った流体の漏れを防ぐための密閉構造を形成します。
これらのシール面に使用される主な材料は様々ですが、一般的にはシリコンカーバイド、タングステンカーバイド、セラミック、カーボンなどが挙げられます。これらは、プロセス流体の特性や、温度、圧力、耐薬品性などの動作条件に基づいて選定されます。さらに、シール面間には通常、ポンプ流体の潤滑膜が形成され、摩耗を最小限に抑えます。これは、長寿命化に不可欠な要素です。
シングルメカニカルシールは、漏れのリスクが重大な安全上の問題や環境問題を引き起こさない用途で一般的に採用されています。シンプルな設計のため、複雑なシールソリューションに比べて設置が容易で、初期コストも抑えられます。これらのシールのメンテナンスには、通常の摩耗による故障を防ぐため、定期的な点検と所定の間隔での交換が必要です。
シール機構の要求がそれほど厳しくない環境、つまり腐食性や危険な流体が存在しない環境では、シングルメカニカルシールが効率的なシーリングソリューションメンテナンスの手間を省きながら、機器のライフサイクルを延長します。
機能の説明
主要コンポーネント回転シール面（シャフト上）、固定シール面（ポンプハウジング上）
材質：炭化ケイ素、炭化タングステン、セラミック、カーボン
機構 バネ仕掛けで面が押し合わされる
シールインターフェース面間の流体膜
一般的な用途 漏洩によるリスクが最小限である危険性の低い流体/プロセス
利点 シンプルなデザイン、設置の容易さ、低コスト
メンテナンス要件 定期点検、一定間隔での交換
シングルスプリングメカニカルシール e1705135534757
ダブルメカニカルシールとは何ですか？
ダブルメカニカルシールは、2つのシールが直列に配置されており、ダブルカートリッジメカニカルシールとも呼ばれます。この設計により、シール対象流体の封じ込め性能が向上します。ダブルシールは、製品の漏洩が環境や人命に危険を及ぼす可能性がある用途、プロセス流体が高価で保存が必要な場合、あるいは液体の取り扱いが難しく、大気との接触により結晶化または固化する可能性がある用途で一般的に使用されます。
これらのメカニカルシールは通常、内側シールと外側シールから構成されています。内側シールは製品をポンプハウジング内に保持し、外側シールは安全性と信頼性を高めるためのバックアップバリアとして機能します。ダブルシールの場合、両者の間に緩衝液が必要となることが多く、この緩衝液は潤滑剤としてだけでなく、摩擦熱を低減する冷却剤としても機能し、両方のシールの寿命を延ばします。
バッファ流体には、非加圧状態（バリア流体）と加圧状態の2つの構成があります。加圧システムでは、内側のシールが破損しても、メンテナンスが行われるまで外側のシールが封じ込めを維持するため、直ちに漏れが発生することはありません。このバリア流体を定期的に監視することで、シールの性能と寿命を予測することができます。
機能の説明
紛争高度封じ込めソリューション
デザイン 2つのシールを連続して配置
用途 危険な環境、高価な液体の保存、扱いにくい液体の取り扱い
利点：安全性の向上、漏れの可能性の低減、寿命の延長の可能性
バッファ液要件 非加圧（バリア液）または加圧可能
安全性 故障後に漏れが発生する前にメンテナンス作業を行う時間を確保します
ダブルメカニカルシール 500×500 1
ダブルメカニカルシールの種類
ダブルメカニカルシール構成は、シングルメカニカルシールよりも厳しいシール要件に対応するように設計されています。これらの構成には、バックツーバック、フェイスツーフェイス、タンデム配置があり、それぞれ異なる構成と動作を備えています。
1.背中合わせのダブルメカニカルシール
バックツーバックダブルメカニカルシールは、2つのシングルシールを背中合わせに配置した構造です。このタイプのシールは、シール間にバリア流体システムを設け、潤滑と摩擦による熱の除去を行う特定の用途向けに設計されています。
背中合わせの配置では、内側のシールはシール対象製品と同等の圧力条件下で作動し、外側のシールには外部から高圧のバリア流体が供給されます。これにより、両方のシール面に常に正圧がかかり、プロセス流体が周囲環境に漏れるのを防ぎます。
バックツーバックシール設計は、逆圧が懸念されるシステムや、ドライランニング状態を回避するために一定の潤滑膜を維持することが不可欠なシステムにメリットをもたらします。特に高圧用途に適しており、シーリングシステムの信頼性と長寿命を保証します。また、堅牢な設計により、予期せぬシステム圧力の逆転に対しても、単一のメカニカルシールの完全性を損なう可能性のあるさらなる安全性を提供します。
タンデムシールとも呼ばれる対面式ダブルメカニカルシール構造は、2つの対向するシール面が、内側シールと外側シールのそれぞれの平面で互いに接触するように配置され、設計されています。このタイプのシールシステムは、シール間の流体を制御する必要があり、漏れが発生した場合に潜在的に危険となる可能性のある中圧アプリケーションで特に効果的です。
フェイスツーフェイスダブルメカニカルシールを使用する最大のメリットの一つは、プロセス流体の環境への漏洩を防止できることです。2つの平面シールの間に、プロセス流体よりも低い圧力で緩衝液またはバリア流体を介したバリアを形成することで、漏洩はこの領域へと流れ、外部への放出を回避します。
この構成により、バリア流体の状態を監視できます。これはメンテナンスに不可欠であり、長期にわたる信頼性を確保します。潜在的なリーク経路は、圧力差に応じて外部（大気側）または内部（プロセス側）のいずれかに向かうため、オペレーターは他のシール構成よりも容易にリークを検出できます。
もう一つの利点は、摩耗寿命に関係しています。これらのタイプのシールは、プロセス流体内に存在する粒子が相対的な位置関係によりシール面に与える悪影響が少なく、また、バッファ流体の存在によりそれほど過酷な条件下でも動作するため、寿命が長くなることがよくあります。
3.タンデムダブルメカニカルシール
タンデムシール、または対面式ダブルメカニカルシールは、2つのメカニカルシールを直列に並べたシール構成です。このシステムは、シングルシールに比べて優れた信頼性と封じ込め性能を提供します。プライマリシールはシール対象物に最も近い位置に配置され、漏れに対する主要なバリアとして機能します。セカンダリシールはプライマリシールの背後に配置され、追加の安全対策として機能します。
タンデムシール内の各シールは独立して作動するため、一次シールに不具合が発生した場合でも、二次シールが流体を封じ込めます。タンデムシールでは、多くの場合、両シールの間にプロセス流体よりも圧力の低いバッファ流体が組み込まれています。このバッファ流体は潤滑剤と冷却剤の両方の役割を果たし、シール面の熱と摩耗を軽減します。
タンデムダブルメカニカルシールの最適な性能を維持するには、周囲の環境を適切に制御するための適切なサポートシステムが不可欠です。外部ソースがバッファ流体の温度と圧力を制御し、監視システムがシールの性能を追跡することで、問題発生時に事前に対処します。
タンデム構成は冗長性を高め、危険または毒性のある流体に伴うリスクを軽減することで、運用安全性を向上させます。プライマリシールの故障時に信頼性の高いバックアップを備えることで、ダブルメカニカルシールは要求の厳しい用途でも効果的に機能し、流出を最小限に抑え、厳しい環境基準への適合を保証します。
シングルメカニカルシールとダブルメカニカルシールの違い
シングルメカニカルシールとダブルメカニカルシールの区別は、様々な産業用途におけるシール選定において重要な考慮事項です。シングルメカニカルシールは、互いに摺動する2つの平面で構成され、片方は機器の筐体に固定され、もう片方は回転軸に取り付けられ、流体膜によって潤滑されます。このタイプのシールは、漏れの懸念が少ない用途、または中程度の漏れであれば対応可能な用途で一般的に使用されます。
一方、ダブルメカニカルシールは、2組のシールが連動して作動することで、漏れに対する保護レベルをさらに高めます。この設計には、内側シールと外側シールのアセンブリが含まれています。内側シールは製品をポンプまたはミキサー内に保持し、外側シールは外部からの汚染物質の侵入を防ぎ、また、プライマリシールから漏れる可能性のある流体を封じ込めます。ダブルメカニカルシールは、危険物質、毒性物質、高圧物質、または滅菌媒体を扱う状況で好まれます。これは、環境汚染や曝露のリスクを低減することで、より高い信頼性と安全性を提供するためです。
注目すべき重要な点は、ダブルメカニカルシールには、バッファ流体システムやバリア流体システムなど、より複雑な補助サポートシステムが必要であることです。この構成は、シールの各セクション間の圧力差を維持し、プロセス条件に応じて必要に応じて冷却または加熱を行うのに役立ちます。
結論は
結論として、シングルメカニカルシールとダブルメカニカルシールのどちらを選択するかは、シールする流体の性質、環境への配慮、メンテナンス要件など、いくつかの要因に左右される重要な選択です。シングルシールは一般的に費用対効果が高く、メンテナンスも容易です。一方、ダブルシールは、危険物質や腐食性の高い流体を取り扱う際に、作業員と環境の両方に対する保護を強化します。
投稿日時: 2024年1月18日