بسته بندی غده: چیست، چرا استفاده می شود و چگونه کار می کند

پکینگ گلند چیست؟

چرا استفاده می شود؟

چه کاری انجام می دهد؟

بسته بندی غده یک ماده آب‌بندی نرم و قابل تراکم است - بافته شده، پیچ خورده یا به صورت حلقه‌های طناب مانند - که در جعبه پرکننده پمپ، شیر یا شفت چرخان بسته‌بندی می‌شود تا از نشت مایع در طول شفت به اتمسفر جلوگیری کند. به این دلیل استفاده می شود که آب بندی قابل تنظیم و قابل سرویس دهی را فراهم می کند که حرکت شفت، ناهماهنگی و ناقص بودن سطح را بدون نیاز به قطعات ماشینکاری دقیق در خود جای می دهد. کاری که انجام می دهد این است که یک مانع کنترل شده ایجاد می کند: مواد بسته بندی که توسط یک دنبال کننده غده فشرده می شود، به شدت با سطح شفت و سوراخ جعبه پرکننده مطابقت دارد و نشت را به یک چکه کنترل شده کاهش می دهد که بسته بندی را روان می کند و عمر آن را طولانی می کند.

بسته بندی غده چیست - ساخت و ساز و مفهوم اصلی

بسته بندی گلند بر اساس یک اصل مکانیکی ساده عمل می کند: یک ماده منعطف و قابل تغییر شکل که به صورت شعاعی در برابر شفت چرخان یا رفت و برگشتی فشرده می شود، یک رابط آب بندی ایجاد می کند که خروج سیال را محدود می کند. اصطلاح "غده" به مجموعه مکانیکی اشاره دارد - جعبه پر کردن، حلقه های بسته بندی داخل آن، و دنبال کننده غده (مهره غده یا صفحه غده) که بسته بندی را فشرده می کند. اصطلاح "بسته بندی" به خود ماده آب بندی اشاره دارد.

مکانیسم آب بندی به شرح زیر عمل می کند: هنگامی که فالوور غده سفت می شود، نیروی فشاری محوری را به پشته حلقه های بسته بندی اعمال می کند. از آنجایی که مواد بسته‌بندی نرم‌تر از شفت و دیواره جعبه پرکننده است، این فشرده‌سازی محوری باعث می‌شود که بسته‌بندی به صورت شعاعی به سمت داخل (در مقابل شفت) و به سمت خارج (در مقابل سوراخ) منبسط شود و یک تماس آب‌بندی روی تمام سطوح به طور همزمان ایجاد کند. ویژگی کلیدی که بسته بندی غده را از سایر روش های آب بندی متمایز می کند، آن است طراحی نشت کنترل شده - بسته بندی غده ای که به درستی تنظیم شده باشد، نشت صفر را به دست نمی آورد. درعوض، طوری تنظیم می‌شود که میزان قطره‌ای کوچک و عمدی داشته باشد که گرما را از رابط بسته‌بندی و شفت دور می‌کند و یک فیلم روان‌کننده نازک بین الیاف بسته‌بندی و سطح محور چرخان حفظ می‌کند.

نرخ قطره پذیرفته شده برای بسته بندی غده پمپ گریز از مرکز به درستی تنظیم شده است 40-60 قطره در دقیقه - تقریباً 3 تا 5 میلی لیتر در دقیقه - که برای خنک سازی و روانکاری بدون ایجاد نشتی بیهوده یا مشکل ساز برای محیط زیست کافی است. اگر یک غده تا قطره صفر سفت شود، بسته بندی داغ می شود، سطح شفت به سرعت ساییده می شود و خود بسته بندی در عرض چند ساعت پس از کار، کربن می شود و سخت می شود.

چرا از بسته بندی گلند استفاده می شود - کاربردها و مزایا

بسته بندی گلند علیرغم توسعه فن آوری های آب بندی پیچیده تر (مکانیکی آب بند، مهر و موم لبه، مهر و موم دخمه پرپیچ و خم) همچنان مورد استفاده گسترده قرار می گیرد زیرا مزایای عملی خاصی را در کاربردهای خاص ارائه می دهد که فناوری های جدیدتر تکرار نمی شوند:

قابلیت تنظیم میدان: بسته بندی غده can be re-adjusted and re-tensioned while the equipment is in service simply by tightening the gland nuts — no shutdown, no disassembly, no specialised tools. This is a critical advantage in continuous-process industries (chemical plants, power stations, water treatment facilities) where planned shutdowns are infrequent and emergency stops are costly.

تحمل برای خروج شفت و ناهماهنگی: مهر و موم های مکانیکی نیاز به متمرکز بودن محور در داخل دارند 0.05-0.13 میلی متر کل تخلیه نشان داده شده (TIR) برای عملکرد صحیح. بسته بندی غده ریزش را تحمل می کند 0.25-0.50 میلی متر یا بیشتر ، آن را برای تجهیزات قدیمی با یاتاقان های فرسوده، پمپ های کشاورزی، تجهیزات آبیاری و ماشین آلات صنعتی که در آن تراز شفت دقیق حفظ نمی شود، مناسب می کند. تعویض مهر و موم های مکانیکی در شفت های نامرتب منجر به شکست سریع درزگیر می شود - بسته بندی غده به سادگی با حرکت شفت تنظیم می شود.

مناسب برای سرویس دوغاب ساینده: صفحات آب بند مکانیکی نمی توانند ذرات ساینده سخت بین سطوح آب بند را بدون سایش سریع صورت تحمل کنند. در پمپ های دوغاب که با باطله های معدنی، خمیر کاغذ، ماسه یا دوغاب سنگ کار می کنند، بسته بندی غده ای - به ویژه بسته بندی آغشته به PTFE با حلقه فانوس و تامین آب فلاش - روش استاندارد آب بندی باقی می ماند. مواد بسته بندی در سرویس فرسوده می شوند اما به راحتی بدون نصب دقیق تعویض می شوند.

هزینه اولیه کم و جایگزینی ساده: مجموعه ای از حلقه های بسته بندی غده برای یک پمپ گریز از مرکز استاندارد هزینه دارد 5 تا 50 پوند بسته به جنس و اندازه آب بندی مکانیکی برای همان پمپ هزینه دارد 50-500 پوند یا بیشتر برای پمپ های آبیاری کوچک، پمپ های آب قابل حمل و کاربردهای صنعتی کم کار، تفاوت هزینه سرمایه انتخاب بسته بندی غده را توجیه می کند. تعویض نیازی به تجهیزات لپینگ، ابزارهای بازرسی صورت مهر و موم، و هیچ جابجایی دقیقی ندارد - یک تکنسین تعمیر و نگهداری آموزش دیده می تواند جعبه پرکننده پمپ را در کمتر از 30 دقیقه دوباره بسته بندی کند.

قابلیت دمای بالا و فشار بالا: برخی از مواد بسته بندی غدد - بافته های آغشته به گرافیت، حلقه های منبسط شده با گرافیت خالص - به طور مداوم در دماهای تا حداکثر کار می کنند. 650 درجه سانتی گراد و فشار بالای 300 بار در کاربردهای میل سوپاپ هیچ ماده مهر و موم مکانیکی الاستومری با این محدوده مطابقت ندارد. دریچه‌های بخار با دمای بالا، شیرهای دروازه‌ای با فشار بالا و بسته‌بندی دریچه‌های نیروگاه هسته‌ای به بسته‌بندی غده گرافیتی به عنوان تنها راه‌حل عملی آب‌بندی در شرایط خدمات شدید متکی هستند.

غده بسته بندی چه می کند - عملکرد مکانیکی توضیح داده شده است

غده بسته بندی (مجموعه، نه فقط مواد) چهار عملکرد همزمان را انجام می دهد که با هم سیستم آب بندی را در طول عمر عملیاتی تجهیزات حفظ می کند:

حلقه های بسته بندی را فشرده می کند: دنبال کننده غده - یک حلقه فلنج دار یا مهره رزوه ای که در برابر حلقه بالایی پشته بسته بندی قرار می گیرد - فشرده سازی محوری قابل تنظیم را روی بسته بندی اعمال می کند. این فشرده سازی منبع نیروی آب بندی شعاعی است. همانطور که بسته بندی در طول زمان فرسوده می شود و فشرده می شود، دنبال کننده غده به طور دوره ای پیشرفته می شود (مهره های غده سفت می شود) تا فشار آب بندی صحیح را حفظ کند. فالوور غده باید سفت شود با افزایش کوچک (1/6 تا 1/4 دور) 15 تا 20 دقیقه بین تنظیمات برای توزیع مجدد بسته بندی و تثبیت میزان چکه فاصله بین تنظیمات.
یک مسیر نشتی کنترل شده را حفظ می کند: جعبه پرکننده با عمق و قطر سوراخ خاصی طراحی شده است که تعداد و اندازه حلقه های بسته بندی را تعیین می کند. هندسه جعبه پر کردن - همراه با محدوده سفر دنبال کننده غده - نسبت تراکم قابل دستیابی با بسته بندی نصب شده را کنترل می کند. یک جعبه پرکننده که اجازه می‌دهد تا دنباله‌دار غده سفت شود تا زمانی که با سوراخ همسطح شود یا وارد آن شود، بیش از حد فشرده می‌شود. سپس بسته بندی بار شعاعی بیش از حد را حمل می کند، شفت را گرم می کند و عمر بسته بندی را با سرعتی تسریع می کند.
در صورت لزوم، حلقه فانوس (حلقه خاموش) را در خود جای می دهد: در پمپ‌هایی که سیالات داغ، مایعات فرار یا دوغاب‌های ساینده را جابجا می‌کنند، یک حلقه فانوس - یک حلقه فاصله‌دار شیاردار یا شیاردار - بین حلقه‌های بسته‌بندی قرار می‌گیرد تا به یک سیال خارجی (آب شستشو یا سیال کوئنچ) اجازه تزریق به مرکز پشته بسته‌بندی را بدهد. این تزریق پکینگ را خنک می کند، سیال روان کننده تمیزی را به رابط شفت ارائه می دهد و - در کاربردهای دوغابی - از مهاجرت سیال فرآیند ساینده به ناحیه بسته بندی از سمت پمپ جلوگیری می کند. حلقه فانوس باید با درگاه تزریق سیال خارجی در دیواره جعبه پرکن هم تراز باشد، که نیاز به نصب حلقه بسته بندی در یک توالی خاص دارد.
یک سطح سایش کنترل شده برای شفت فراهم می کند: آستین شفت - یک آستین استوانه‌ای سخت که بر روی محور پمپ در ناحیه جعبه پرکننده نصب می‌شود - یک سطح سایش قابل تعویض برای بسته‌بندی فراهم می‌کند. هنگامی که بسته بندی به درستی تنظیم شود، سایش آستین شفت تدریجی و قابل پیش بینی است. آستین شفت که تحت بسته بندی صحیح غده کار می کند معمولاً دوام می آورد 12000-25000 ساعت کار قبل از نیاز به تعویض آستین های شفت به طور قابل توجهی ارزان تر از جایگزینی خود شفت هستند، به همین دلیل است که طرح آستین های تجدید پذیر به طور جهانی در ساخت پمپ های صنعتی استفاده می شود.

انواع و انتخاب مواد بسته بندی غده

عملکرد نصب بسته بندی غده در درجه اول توسط مواد انتخاب شده برای شرایط خدمات تعیین می شود. انتخاب مواد بسته بندی نادرست علت اصلی شکست زودرس بسته بندی، سایش آستین شفت و نشت بیش از حد در کاربردهای پمپ صنعتی است.

بسته بندی غده material types with temperature, pressure, and application data — verify against manufacturer datasheets for specific service conditions
مواد	حداکثر دما (درجه سانتیگراد)	حداکثر فشار (بار)	سازگاری سیالات	استفاده اولیه
PTFE (بکر یا پر)	260	200	مقاومت شیمیایی تقریباً جهانی	پمپ های شیمیایی، شیرآلات، فرآوری مواد غذایی
گرافیت منبسط شده (تشکیل شده از طریق قالب)	650 (اکسید کننده)، 3000 (بی اثر)	300	بخار، آب گرم، هیدروکربن ها	شیرهای بخار، تولید برق، پالایشگاه
بافته شده آغشته به گرافیت	450	250	بخار، آب، هیدروکربن ها، اسیدهای ملایم	پمپ و شیرآلات صنعتی سرویس عمومی
الیاف اکریلیک (آغشته به PTFE)	120	30	آب، آب دریا، مواد شیمیایی ملایم	تاسیسات دریایی، آبیاری، آب
آرامید / کولار (حلقه های گوشه ای)	280	150	دوغاب ساینده، اسیدها	پمپ های دوغاب، معدن، کارخانه های کاغذ
فیبر کربن بافته شده	400	200	هیدروکربن، آب گرم، بخار	پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه
GFO (الیاف گور روی قیطان)	280	100	خدمات شیمیایی گسترده، ساینده	پمپ صنعتی و فرآیندی همه کاره

برای اکثر کاربردهای عمومی پمپ های صنعتی که آب، آب خنک کننده یا سیالات فرآیند سبک زیر 120 درجه سانتیگراد را مدیریت می کنند، بسته بندی اکریلیک بافته شده آغشته به PTFE یا بسته بندی PTFE خالص استاندارد مقرون به صرفه ای است. برای کاربردهای شیر بخار - سخت‌ترین خدمات از نظر دما و بالاترین پیامد نشت - حلقه‌های گرافیتی منبسط شده با قالب معیار صنعت هستند که توسط سازندگان شیرها از جمله Flowserve، Crane و Velan به عنوان مواد بسته‌بندی اولیه برای دریچه‌های بخار کلاس 600 و بالاتر مشخص شده‌اند.

نحوه نصب صحیح پکینگ گلند

نصب نادرست بسته بندی باعث خرابی بسته بندی و آسیب آستین شفت بیشتر از خطاهای انتخاب مواد بسته بندی می شود. دنباله نصب زیر برای جعبه های پرکننده پمپ گریز از مرکز اعمال می شود و عملکرد استاندارد صنعت را نشان می دهد:

بسته بندی قدیمی را به طور کامل حذف کنید: از یک قلاب بسته بندی یا استخراج کننده برای جدا کردن همه حلقه های بسته بندی قدیمی به صورت جداگانه استفاده کنید. هرگز حلقه های جزئی را در جعبه پر نگذارید - بسته بندی فشرده شده سفت می شود و یک پشتی سخت ایجاد می کند که باعث می شود بسته بندی جدید به طور ناهموار بارگیری شود و نقاط داغ روی شفت ایجاد شود. سوراخ جعبه پر کردن و آستین شفت را کاملاً تمیز کنید. هر گونه زباله یا باقیمانده سخت شده باعث سایش زودرس نصب جدید می شود.
حلقه های جدید را به طول دقیق اندازه گیری و برش دهید: یک نوار از مواد بسته بندی را یک بار دور شفت با قطر مناسب بپیچید، برش دهید تا اتصال لب به لب ایجاد شود. شکاف صفر (همپوشانی نیست). حلقه ها را با چشم یا با شمارش پیچ ها از سیم پیچ جدا نکنید - خطای طول بیش از 3٪ باعث ایجاد شکاف (مسیر نشتی) یا همپوشانی (غلظت فشار موضعی که شفت را قطع می کند) می شود. در صورت غیرقابل دسترس بودن شفت، از سنبه ای به قطر آستین شفت برای برش استفاده کنید.
حلقه ها را یکی یکی با مفاصل تکان دهنده نصب کنید: هر حلقه را به صورت جداگانه وارد کنید، قبل از قرار دادن حلقه بعدی، آن را با یک بوش شکاف یا ابزار کوبشی محکم در پایین جعبه پرکننده قرار دهید. مفصل لب به لب هر حلقه را تکان دهید 90 درجه از حلقه قبلی (برای یک مجموعه چهار حلقه: مفاصل در موقعیت های ساعت 12، 3، 6 و 9). اتصالات تکان دهنده از ایجاد مسیر نشتی مستقیم از طریق پشته بسته بندی جلوگیری می کند.
حلقه فانوس را به درستی قرار دهید: در جایی که یک حلقه فانوس مشخص شده است، ابتدا تعداد صحیح حلقه های بسته بندی را پشت آن (به سمت پروانه پمپ) و سپس حلقه فانوس و سپس حلقه های باقیمانده را نصب کنید. قبل از اینکه حلقه فانوس را محکم کنید، اطمینان حاصل کنید که حلقه فانوس بر روی درگاه فلاش در دیواره جعبه پرکن قرار دارد - حلقه فانوس نامرتب جریان آب شستشو را مسدود می کند و باعث می شود بسته بندی داخلی خشک شود و بیش از حد گرم شود.
فالوور غده را تا انگشت به اضافه یک صاف سفت کنید: در مونتاژ اولیه، مهره های غده را به اندازه انگشتان محکم ببندید و سپس با یک مهره صاف جلو بروید (تقریباً 1/6 دور). پمپ را راه اندازی کنید و میزان چکه را مشاهده کنید. اجازه دهید 15-20 دقیقه کارکرد برای اینکه بسته بندی در رختخواب قرار گیرد و میزان چکه قبل از انجام هر گونه تنظیم تثبیت شود. میزان قطره هدف 40-60 قطره در دقیقه است. اگر میزان چکه بیش از حد است، مهره های غده را 1/6 دور جلو ببرید و 15 دقیقه دیگر صبر کنید. قطره صفر را سفت نکنید - قطره صفر به این معنی است که بسته بندی در تماس کامل و بدون روغن کاری است و بلافاصله گرما ایجاد می کند و فرسوده می شود.

بسته بندی غده در مقابل مهر و موم مکانیکی - انتخاب راه حل آب بندی مناسب

انتخاب بین بسته بندی غده و مهر و موم مکانیکی یک مقایسه کیفیت نیست - یک تطبیق کاربردی است. هر فناوری دارای یک پوشش عملکرد تعریف شده و مجموعه ای از شرایط است که در آن راه حل ترجیحی است. ماتریس تصمیم گیری زیر عوامل کلیدی را خلاصه می کند:

بسته بندی غده versus mechanical seal comparison by key selection criteria
عامل	Gland Packing	مهر و موم مکانیکی
تحمل خروج شفت	ارتفاع - تا 0.5 میلی متر TIR	کم - حداکثر 0.05-0.13 میلی متر TIR
نشت به جو	چکه کنترل شده (3-5 میلی لیتر در دقیقه)	نزدیک به صفر (زیر 0.1 میلی لیتر در ساعت)
هزینه اولیه	کم (5 تا 50 پوند در هر مجموعه)	متوسط به بالا (50 تا 1000 پوند)
مهارت تعمیر و نگهداری مورد نیاز است	کم - قابل تنظیم در سرویس	متوسط - به مهارت دست زدن به صورت مهر و موم نیاز دارد
خدمات دوغاب ساینده	مناسب با آب شستشو	مشکل ساز - سایش صورت تسریع شده است
دریچه های دما / فشار بالا	ترجیحی (بسته بندی گرافیت)	برای میل سوپاپ قابل استفاده نیست
مایعات خطرناک / سمی	توصیه نمی شود - قطره تا تخلیه لازم است	ترجیح داده شده - انتشار نزدیک به صفر
از دست دادن توان در اثر اصطکاک	بالاتر - 1-3٪ از قدرت شفت	کمتر - 0.1-0.5٪ از قدرت شفت

در کاربردهایی که شامل ترکیبات آلی سمی، سرطان‌زا یا فرار می‌شوند - جایی که هرگونه نشت اتمسفر بر اساس مقررات زیست‌محیطی مانند دستورالعمل انتشارات صنعتی اتحادیه اروپا یا الزامات EPA LDAR (تشخیص و تعمیر نشت) ایالات متحده غیرقابل قبول است - مهر و موم مکانیکی یا کاسه نمد اجباری است و بسته‌بندی غده‌ای جایگزین آن نیست. در همه کاربردهای دیگر، انتخاب به عوامل عملی بالا بستگی دارد تا ترجیح عمومی برای یک فناوری بر دیگری.