Zalo QR
Zalo QR
5. Quy định chung
5.1. Đơn vị chịu trách nhiệm
Trừ trường hợp được quy định, nhà cung cấp bơm phải có đơn vị chịu trách nhiệm cho hệ thống làm kín nếu hệ thống làm kín được mua như một phần của hệ thống bơm. Nếu không được mua như một phần của hệ thống bơm, nhà cung cấp cụm làm kín phải có đơn vị chịu trách nhiệm cho hệ thống làm kín. Nhà cung cấp có đơn vị chịu trách nhiệm phải đảm bảo rằng tất cả các nhà cung cấp phụ tuân thủ các yêu cầu của tiêu chuẩn này. Phụ lục E định rõ trách nhiệm phân chia của bơm và nhà cung cấp cụm làm kín.
5.2. Các kích thước
Khách hàng xác định xem dữ liệu, bản vẽ, các phụ tùng (bao gồm có cả các chi tiết lắp xiết), và thiết bị được cấp theo tiêu chuẩn này phải sử dụng đơn vị theo SI hay đơn vị theo US.
6. Yêu cầu thiết kế
6.1. Yêu cầu thiết kế chung (tất cả các loại)
6.1.1. Thông tin chung
6.1.1.1. Tất cả các cụm làm kín cơ khí, không quan tâm đến kiểu hoặc cấu trúc phải là thiết kế dạng hộp không có các ống lót móc vào.
TCVN 7633 (ISO 13709) yêu cầu bơm được thiết kế để có thể tháo rời cụm làm kín không làm ảnh hưởng đến bộ dẫn động. Nếu bơm đang được cải tiến mà không phải là kết cấu rút ra sau, cần phải được kiểm tra xác nhận rằng khoảng trống đầu trục (mặt trục) có thích hợp không.
CHÚ THÍCH: Chi tiết mềm dẻo quay được lựa chọn là chi tiết tiêu chuẩn cho các cụm làm kín có cơ cấu đẩy vì nó cho phép sử dụng một cụm làm kín nhỏ hơn.
6.1.1.4. Hộp làm kín phải lắp một cơ cấu điều chỉnh (ví dụ như tấm điều chỉnh) đủ vững để tạo cho cụm có thể được đẩy hoặc kéo trong quá trình lắp, điều chỉnh hoặc tháo rời rô to mà không làm truyền tải trọng hướng kính hoặc dọc trục đến bề mặt làm kín.
6.1.1.5. Chi tiết mềm dẻo tĩnh phải được cấp nếu tốc độ bề mặt của mặt làm kín tại đường kính trung bình của mặt làm kín vượt quá 23 m/s (4500 ft/m in).
CHÚ THÍCH: Khi tốc độ tăng, chi tiết mềm dẻo của cụm làm kín chuyển động với tốc độ tương đối nhanh hơn để giữ cho các mặt làm kín được đóng lại. Tại tốc độ rất cao (và đối với cụm làm kín có các kích thước lớn), lực cần để giữ các mặt được làm kín trở nên lớn đến nỗi chúng ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ của cụm làm kín.
Cần phải lưu ý khi yêu cầu các chi tiết mềm dẻo tĩnh nếu:
- đường kính cân bằng vượt quá 15 mm (4,5 in) (xem 6.1.1.7);
- có sự biến dạng của vỏ bơm hoặc tấm nắp đệm và sự chệch hàng do tải trọng ống, biến dạng nhiệt, biến dạng áp suất....;
- tính vuông góc của bề mặt lắp trong buồng làm kín với trục là không tốt, và bị trầm trọng thêm bởi tốc độ quay cao; hoặc
- yêu cầu về độ lệch bề mặt buồng làm kín được mô tả ở 6.1.2.13 không được đáp ứng (như được thấy với một số thiết kế bơm nhiều tầng, trục mảnh).
6.1.1.6. Tiêu chuẩn này không đề cập đến thiết kế các chi tiết tổ hợp của các cụm làm kín cơ khí; tuy nhiên, thiết kế và vật liệu các chi tiết tổ hợp phải phù hợp với điều kiện hoạt động cụ thể. Áp suất làm việc lớn nhất cho phép phải thích hợp với tất cả các chi tiết có được đề cập trong định nghĩa của vỏ bơm.
CHÚ THÍCH: Thông thường các cụm làm kín không được tính đến khi xem xét áp suất làm việc lớn nhất cho phép của bơm trong đó chúng được lắp:.
6.1.1.7. Nhà sản xuất cụm làm kín sẽ thiết kế các bề mặt làm kín và mức ổn định làm kín để giảm nhỏ nhất nhiệt phát ra ở mặt làm kín phù hợp với mục tiêu về tuổi thọ tối ưu được đề cập trong 4.2 và yêu cầu giới hạn phát thải. Điểm đo mức ổn định làm kín được nêu trong Hình 10.
 |
|
|
a) Cụm làm kín có áp suất cao hơn tại đường kính ngoài |
b) Cụm làm kín có áp suất cao hơn tại đường kính trong |
Hình 10 - Điểm đo tỉ số cân bằng
Đối với các cụm làm kín được nén tại đường kính ngoài, tỉ số cân bằng của cụm làm kín, B, được xác định bằng công thức được đơn giản hóa:
B =
trong đó:
Do là đường kính ngoài của mặt làm kín;
Di là đường kính trong của mặt làm kín;
Db là đường kính cân bằng của cụm làm kín.
Đối với các cụm làm kín được nén tại đường kính trong, mức ổn định làm kín được xác định bằng công thức:
B =
trong đó:
Do là đường kính ngoài của mặt làm kín;
Di là đường kính trong của mặt làm kín;
Db là đường kính cân bằng của cụm làm kín.
Đường kính cân bằng thay đổi theo thiết kế cụm làm kín, nhưng với các đệm kín có cơ cấu đẩy bằng lò xo dưới áp lực đường kính ngoài, thông thường đường kính cân bằng là đường kính của bề mặt tiếp xúc trượt của đường kính trong của vòng đệm kín O; đối với các cụm làm kín có cơ cấu đấy bằng lò xo dưới áp lực đường kính trong; đường kính cân bằng thường là đường kính của bề mặt tiếp xúc trượt của đường kính ngoài của vòng đệm kín động lực học O; đối với các cụm làm kín loại hộp xếp bằng kim loại kết cấu hàn, đường kính cân bằng thường là đường kính trung bình của các hộp xếp, nhưng điều này có thể thay đổi theo áp lực.
Việc điều chỉnh nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng trong việc thành công của cụm làm kín cơ khí. Mỗi cụm làm kín đều phát ra nhiệt tại các mặt làm kín. Trong một số trường hợp, việc ngấm nhiệt từ chất lỏng được bơm cũng phải được điều chỉnh. Nhiệt ngấm là nhiệt được dịch chuyển từ bơm và chất lỏng được bơm đến chất lỏng trong buồng làm kín. Ví dụ, nếu chất lỏng cụ thể phải duy trì ở nhiệt độ 60 °C (140 °F) để đạt được giới hạn áp suất bay hơi thỏa mãn và nhiệt độ vận hành của bơm là 146 °C (295 °F), nhiệt có thể được truyền qua vỏ bơm vào trong buồng làm kín. Tổ hợp tải trọng nhiệt (được tạo ra do ngấm và bề mặt) phải được giải phóng bằng giải phóng nhiệt chất lỏng làm mất chức năng. Phụ lục F cung cấp hướng dẫn tính toán sự ngấm nhiệt và nhiệt được tạo ra do cụm làm kín.
CHÚ THÍCH 1: Tải trọng nhiệt tính được cho phép định cỡ hệ thống làm mát, xác định được mô men khởi động và mô men làm việc, xác định được giải phóng nhiệt giá trị giải phóng nhiệt và giới hạn điểm sôi. Thông thường, tốc độ giải phóng nhiệt làm kín dựa vào sự tăng nhiệt độ lớn nhất cho phép là 5 °C (10 °F) có tính đến toàn bộ nhiệt lượng vào. Một số cấu trúc buồng làm kín ví dụ như các hộp có lỗ côn và lỗ bít có các xem xét khác.
CHÚ THÍCH 2: Mô men khởi động, công suất làm kín và nhiệt phát ra khi làm kín có thể là những vấn đề đáng kể cho các bộ dẫn động bơm nhỏ, các cụm làm kín tại hoặc trên đường kính cân bằng và giới hạn áp lực của tiêu chuẩn này, và cho những cụm làm kín Cấu trúc 3.
6.1.1.8. Cụm làm kín được cấp phải đáp ứng khả năng xoay thông thường và dịch chuyển nhỏ theo hướng trục giữa rô to và stato.
CHÚ THÍCH: Dịch chuyển hướng trục lớn nhất liên quan đặc biệt đến các bơm nhiều tầng nóng. Trong quá trình khởi động, thường xảy ra một lượng tăng nhiệt lớn gây ra cho giữa trục và vỏ bơm. Sự tăng nhiệt này có thể vượt quá khả năng của một số cụm làm kín. Dịch chuyển hướng trục cũng liên quan đến một số thiết kế bơm đứng mà bơm này dựa vào ổ trục động cơ để định vị ổ chặn (nghĩa là bơm nối tiếp nhau không có thân ổ đỡ và các bơm có hộp đứng). Trong một số điều kiện, áp của chất lỏng công tác có thể tạo ra áp lực đẩy ngược lên. Dịch chuyển hướng trục của trục chỉ được giới hạn bởi phao hướng trục của ổ trục động cơ trong những trường hợp này.
6.1.1.9. Bề mặt làm kín của vòng đệm kín O bao gồm các rãnh và lỗ phải có độ nhám bề mặt lớn nhất (Ra) là 1,6 mm (63 m in) đối với các vòng đệm kín tĩnh O và 0,8 mm (32 m in) đối với bề mặt mà trên đó các vòng đệm kín động lực học O trượt lên. Các lỗ sẽ có bán kính nhỏ nhất là 3 mm (0,12 in) hoặc góc vát nhỏ nhất 1,5 mm (0,06 in) đối với các vòng đệm kín O và góc vát nhỏ nhất 2 mm (0,08 in) đối với các vòng đệm kín động lực học O. Góc vát có giá trị lớn nhất là 30 °.
6.1.1.10. Các rãnh của vòng đệm kín O phải có kích cỡ để thích ứng với các vòng đệm kín O bị flo hóa.
CHÚ THÍCH: Một số vật liệu đàn hồi bị flo hóa có sự giãn nở nhiệt lớn hơn hầu hết các vật liệu vòng đệm kín O khác, ví dụ như: Vật liệu đàn hồi flo hóa. Việc sử dụng vật liệu đàn hồi bị flo hóa trong rãnh được thiết kế cho vật liệu đàn hồi flo hóa sẽ làm hỏng vòng đệm kín O. Mặt khác, các vòng đệm kín O bằng vật liệu đàn hồi flo hóa vận hành đúng trong rãnh bị flo hóa lớn hơn. Việc lựa chọn các rãnh rộng hơn làm tiêu chuẩn sẽ loại trừ được các vấn đề do vòng đệm kín O hỏng và giảm số lượng các phụ tùng cần thiết. Cần chú ý rằng hao tổn giãn nở nhiệt trong các vòng đệm kín O bị flo hóa thường bị nhầm với hao tổn do phình vòng đệm kín O gây ra bởi hóa chất.
6.1.1.11. Đối với điều kiện làm việc trong chân không, toàn bộ các tổ hợp làm kín phải được thiết kế với mục đích giữ chặt các tổ hợp làm kín để ngăn chúng không bị tuột ra khỏi vị trí (xem Hình 11). Việc thiết kế cụm làm kín phải thích hợp với sự làm kín dưới điều kiện chân không khi bơm không vận hành (xem 6.1.2.14).
CHÚ DẪN:
1 Đặc điểm giữ chặt như được yêu cầu trong 6.1.1.11.
Hình 11 - Giữ chắc chắn các tổ hợp làm kín trong phục vụ trong điều kiện chân không
6.1.2. Buồng làm kín và nắp bít kín
6.1.2.1. Các nắp bít kín phải được cung cấp bởi nhà sản xuất cụm làm kín.
6.1.2.2. Trừ trường hợp được quy định, các buồng làm kín phải được cung cấp bởi nhà sản xuất bơm.
6.1.2.3. Các buồng làm kín được chia làm ba loại: truyền thống, được lắp ngoài hoặc lắp trong. Các buồng làm kín không phải yêu cầu thích ứng với cách làm kín. Hình 12 đưa ra ba kiểu khoang làm kín.
 |
||
|
a) Truyền thống |
b) Được lắp ngoài |
c) Được lắp trong |
Hình 12 - Các kiểu buồng làm kín
6.1.2.4. Buồng làm kín tiêu chuẩn là kiểu truyền thống (buồng hình trụ, đúc liền với vỏ bơm được nhà sản xuất bơm cung cấp).
Các cụm làm kín Loại 1 phải được thiết kế để có thể lắp vừa vỏ đã định cỡ tại ISO 3069 Kiểu C hoặc bởi ASME B73.1 và ASME B73.2.
Các cụm làm kín Loại 2 và Loại 3 phải được thiết kế để có thể lắp vừa vỏ đã định cỡ tại TCVN 7633 (ISO 13709).
Các thiết kế buồng làm kín sử dụng tất cả các đặc trưng thiết kế của tiêu chuẩn này phải thể hiện ở độ tin cậy và sự tiêu chuẩn hóa chung các chi tiết. Khe hở hướng kính được giảm đi yêu cầu người sử dụng phải lưu ý tới các sơ đồ dòng chức năng và các yêu cầu về kết cấu đối với các cụm làm kín không phù hợp.
Độ tin cậy của cụm làm kín cơ khí chịu ảnh hưởng bởi khe hở hướng kính giữa các chi tiết quay của nó và lỗ buồng làm kín. Việc đáp ứng các yêu cầu về khe hở hướng kính nhỏ nhất của cụm làm kín trong tiêu chuẩn này là đặc biệt quan trọng khi làm kín trong điều kiện khó khăn, ví dụ như trong các trường hợp làm kín cho chất lỏng chứa nhiều hạt rắn hoặc trong những trường hợp bề mặt làm kín có nhiệt độ cao. Các thiết kế buồng làm kín khác trong các bơm hóa chất công nghiệp ví dụ như trường hợp buồng làm kín có đường kính lớn hoặc buồng làm kín có dạng hình côn có lưu lượng thay đổi, có thể bỏ qua sơ đồ dòng chức năng hoặc cải thiện các tính năng nhờ vào thiết kế buồng làm kín.
Người ta cũng mong muốn là đa số các cụm làm kín Loại 1 phải phù hợp với các bơm thuộc ISO 2858, ASME B73.1 và ASME B73.2, và đa số các cụm làm kín Loại 2 và Loại 3 phải được lắp theo những ứng dụng trong TCVN 7633 (ISO 13709). Tuy nhiên có thể nhận thấy rằng các cụm làm kín Loại 1 có thể được lắp trong những ứng dụng của TCVN 7633 (ISO 13709), và Các cụm làm kín Loại 2 và loại 3, trong các hệ nhất định, có thể được lắp trong các bơm thuộc ISO 2858, ASME B73.1 và ASME B73.2. Cần chú ý thật cẩn thận đến việc áp dụng các loại làm kín đúng với các kiểu bơm và các môi trường làm việc của bơm mà ở đó chúng không được quy định phải áp dụng.
Xem lại: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 4
Xem tiếp: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 6
