Pompa centrifuga Basic: tenuta meccanica con lavaggio interno e lavaggio esterno
Evoluzione dalla tenuta a baderna alla tenuta meccanica
La girante della pompa è montata su un albero della pompa che passa attraverso il corpo della pompa o la voluta. Senza una guarnizione della pompa, la parte cava "umida" dell'albero nella voluta può essere fonte di perdite persistenti.
Più di cento anni fa, la maggior parte delle pompe si affidava alla baderna per evitare perdite della pompa e consentire all'albero di ruotare liberamente. Questo tipo di baderna o guarnizione di tenuta forma inizialmente un'area all'interno della pompa, nota come premistoppa, nella quale la baderna viene spinta o riempita. Queste pompe di vecchia tecnologia sono chiamate "strutture premistoppa". Cinquant'anni fa, la tecnologia fu migliorata e la guarnizione della guarnizione consisteva in diversi anelli di filo intrecciato e riempitivo di grafite che circondavano l'albero e si trovavano nel vecchio "premistoppa". Questi riempitivi vengono premuti saldamente dal premistoppa per impedire all'acqua del sistema di fuoriuscire dall'alloggiamento della pompa.
Poiché l'attrito tra la baderna e l'albero genera molto calore, la tenuta della baderna richiede molta lubrificazione. Questa lubrificazione viene effettuata dall'acqua del sistema, che fuoriesce dal lato di uscita della pompa, attraversa la guarnizione e quindi viene drenata dalla pompa. Ciò si traduce in un sistema "aperto", cioè che viene utilizzato regolarmente e perde acqua di scarico. È necessaria una "perdita" d'acqua che gocciola dalla pompa ad una velocità di circa una goccia al secondo. Naturalmente quest'acqua dovrà essere sostituita con acqua supplementare, il che significa introdurre più aria nell'impianto, aumentando così la corrosione.
Inoltre, la tenuta della baderna deve essere regolata regolarmente serrando manualmente il premistoppa per mantenere la corretta quantità di lubrificazione, il che provoca un'eccessiva usura delle parti. Questo tipo di tenuta era standard sulla maggior parte delle pompe industriali decenni fa ed è ancora utilizzata oggi in alcune applicazioni industriali.
Le tenute meccaniche sono ora standard sulle pompe HVAC. La tenuta meccanica non presenta alcun tipo di perdita, ma una molla integrata fornisce pressione contro due superfici di tenuta altamente lucidate per sigillare la pompa. Anche i concorrenti delle pompe B&G, i cui vecchi modelli a voluta della pompa avevano premistoppa esterni, sono stati modificati per includere tenute meccaniche. Ecco perché negli attuali sistemi HVAC esistono due tipi di tenute meccaniche per pompe: uno progettato per le pompe più vecchie con una linea di lavaggio esterna e l'altro per le tenute di lavaggio interne modellate sul design di B&G.
Tenute meccaniche per flussaggio esterno e perché dovrebbero essere evitate
La tenuta a livello esterna funziona in modo simile ad altre tenute meccaniche, ma è progettata per essere installata nello spazio asciutto del corpo/voluta della pompa, proprio come la vecchia tenuta a baderna. Di conseguenza, richiedono una lubrificazione esterna per evitare il surriscaldamento dovuto all'attrito tra l'albero e i componenti rotanti e stazionari della tenuta. Questa lubrificazione è fornita da un tubo di tipo capillare che trasporta l'acqua dall'uscita della pompa alla tenuta meccanica, rendendo così il sistema un sistema chiuso rispetto ad una tenuta a baderna lubrificata esternamente. Questo design presenta tre svantaggi.
La prima cosa da considerare è la dimensione del tubo di scarico. Questi tubi sono solitamente tubi di rame da 1/4 di pollice o 3/8 di pollice. Se l'acqua inizia ad accumulare sedimenti nella linea o se la linea presenta danni sul campo, ciò può limitare il flusso di scarico. La riduzione della portata ridurrà la durata della guarnizione rispetto alla portata progettata dal produttore.
Anche il secondo problema è legato alla qualità dell’acqua. La superficie di tenuta è una superficie altamente lucida. Qualsiasi ghiaia (particelle solide) tra la superficie di tenuta corroderà la superficie di tenuta, il che può portare a guasti prematuri o perdite della tenuta.
Il terzo problema è la quantità di acqua necessaria per lavare la guarnizione per ridurre l'accumulo di calore causato dall'attrito. La portata dipende dalla differenza di pressione tra ingresso e uscita e dalla perdita di attrito del tubo. Il produttore ha progettato le dimensioni del tubo e la portata in modo che corrispondano a quelle richieste dalla pompa. Cosa succede quando installiamo un azionamento a velocità variabile sulla pompa? La pressione di aspirazione in un sistema chiuso rimane abbastanza costante, ma la pressione di scarico diminuisce. La portata varia con la radice quadrata della differenza di pressione e diminuisce anche la portata di lavaggio. Questo potrebbe non essere un grosso problema in un sistema ad acqua refrigerata, ma può ridurre la durata delle guarnizioni in un sistema di riscaldamento.
Il profilo sottostante mostra questi tubi su entrambi i lati di una tipica tenuta meccanica esterna (una pompa a doppia aspirazione aperta al centro). Da notare che vanno direttamente nel premistoppa dotato di guarnizione.
Tenuta meccanica a flussaggio interno e suoi vantaggi
Come la tenuta meccanica a livello esterno, la tenuta meccanica a livello interno impedisce all'acqua di fuoriuscire dal corpo della pompa consentendo allo stesso tempo all'albero della pompa di ruotare liberamente. Tuttavia, il design della tenuta meccanica a filo interno è più complesso e affidabile.
La tenuta meccanica interna si trova più vicino alla girante della pompa e si riempirà d'acqua una volta avviata. Di conseguenza, sono essenzialmente immersi nell'acqua del sistema, esposti a circa il 25% del fluido della pompa. Ciò è prezioso perché: 1) non sono necessarie lubrificazione e tubazioni esterne; 2) La portata dell'acqua attorno alla guarnizione è maggiore, il che può fornire un migliore effetto di lavaggio, prolungando così la durata della guarnizione.
In una tenuta a filo esterna, il tubo fa circolare tutto il liquido di flussaggio richiesto direttamente sulla tenuta a una portata molto elevata. La guarnizione di scarico interna è essenzialmente immersa in una vasca piena d'acqua. Perché questo prolunga la vita del sigillo? Immagina di pulire uno dei raffinati pezzi di porcellana di tua nonna nel lavandino e che la qualità dell'acqua utilizzata per pulirlo sia pessima: c'è molta sabbia nell'acqua. Usi uno spray ad alta velocità per pulirlo o lo immergi nel lavandino e lo agiti delicatamente con un asciugamano? Proprio come la porcellana, le tenute meccaniche centrifughe sono costose da sostituire e sono spesso esposte all'acqua che contiene molte particelle.
Anche se le pompe con tenuta meccanica a livello esterno sono ancora disponibili oggi, ti consigliamo di specificare e richiedere una pompa con tenuta meccanica a livello interno per il tuo sistema HVAC idraulico, sia che la pompa sia stata installata di recente o che sostituisca una pompa con tenuta esterna esistente. La tenuta a livello interna richiede meno manutenzione e aiuta a prolungare la durata della pompa.
