*** مکانیل سیل،سیل مکانیکی،آب بند مکانیکی
بازرگانی آبگرد،تخصصی ترین مرکز مشاوره و تامین و تعمیر انواع پمپ و موتور آلات صنعتی در ایران
آبگرد پمپ| مشاوره تخصصی، انتخاب هوشمندانه

سیل مکانیکی
آب بندی محور (shaft sealing)
بالغ برچندین سال است که نشتی مایعات در امتداد محور پمپ از داخل پوسته با بکارگیری مواد و قطعاتی که مجموعتا بنام پکینگ (Packing) نامیده میشود به حداقل رسانیده شده است.
امروزه نیز علیرغم پیشرفت های روز افزونی که در طراحی پمپهای فرایندی صورت گرفته ولی همواره پکینگها به علت پائین بودن هزینه اولیه و همچنین کاربرد آسان آنها برای اپراتورها در محدوده وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند.
پکینگ (Packing)
پکینگ ها در درون جعبه آب بندی فشرده شده و پس از فشرده شدن بصورت شعاعی منبسط شده و همین باز شدن آنها باعث آب بندی محور پمپ در داخل جعبه آب بندی می گردد.چون بین پکینگ و مجموعه جعبه آب بندی هیچگونه حرکت نسبی وجود ندارد لذا این قطعات به درستی وظیفه خود را انجام می دهند.
اما با توجه به چرخش محور همواره یک مقدار مشخصی اصطکاک برروی سوراخ پکینگ ها که در تماس با محور هستند بوجود می آید و لذا وجود مقداری نشتی که باعث روانکاری و خنک کردن این قسمت گردد؛ همواره ضروری می باشد.
بنابراین لازم است بیان گردد وظیفه پکینگ حذف کامل نشتی از پمپ نبوده و وظیفه اصلی آن محدود کردن میزان نشتی تا میزان ۴۰ تا ۶۰ قطره درهر دقیقه خواهد بود.علیرغم این؛ همواره در محل قرارگیری پکینگ یک مقدار مشخصی سایش بوجود خواهد آمد ولذا لازم است تا دراین منطقه از بوشهای محافظ (protective sleeve) استفاده شود.
جالب است بدانید که بیشترین سایش برروی بوش محافظ معمولا توسط یک یا دو حلقه از پکینگ های بیرونی بوجود می آید که می توان این حلقه ها را در مدت زمان کارکرد مناسب آنها با توقف کوتاه پمپ تعویض نمود.
اگر سیال موجود در پمپ دارای خورندگی باشد آنگاه لازم است تا از یک رینگ فانوسی (Lantern Ring) جهت ورود یکنواخت سیال آب بندی تمیز که جایگزین سیال موجود درپمپ دراین قسمت گردیده استفاده شود.درشکل زیر A نشان دهنده پکینگ وb نشان دهنده رینگ فانوسی می باشد.

سیل مکانیکی پمپ آب

فشار این سیال آب بندی تمیز باید ۱۰ تا ۱۵psi بالاتر از فشار موجود در پشت پروانه در قسمت پائین جعبه آب بندی باشد.این فشار باعث می شود تا سیال آب بندی تمیز باعث خنک کردن و روانکاری مورد نیاز بین محور و پکینگ گردیده و ورود هر مقدار از سیال موجود درپمپ را به ناحیه جعبه آب بندی محدود می سازد.رینگ فانوسی معمولا در قسمتی که به اندازه ۲ تا ۳ حلقه پکینگ از انتهای جعبه آب بندی فاصله دارد قرار داده شده و دراین نقطه گذرگاه ورود سیال آب بندی به آن متصل خواهد شد.
شکل زیر را ببینید.

سیل مکانیکی پمپ

اما در مواردیکه خورندگی سیال موجود در پمپ خیلی زیاد بوده و همچنین وجود مقداری آلودگی در سیال پمپ شده قابل قبول باشد آنگاه می توان رینگ فانوسی را در انتهای محفظه آب بندی قرار دارد. با تغییر موقعیت لاین ورود مواد آب بندی به موقعیت جدید رینگ فانوسی ؛سیال آب بندی با فشار بالا به این رینگ وارد شده و مقداری از آن نیز وارد سیال موجود در پمپ می گردد.
همانگونه که بیان شد چون وجود کمی آلودگی برای محصول پمپ شده مجاز میباشد لذا ورود این مقدار از سیال آب بندی به داخل سیال موجود در پمپ بلامانع است.قرارگیری رینگ فانوسی در این قسمت باعث عدم ورود سیال پمپ شده (که حاوی ذرات ساینده است) به داخل محفظه آب بندی گردیده و نهایتا از صدمات وارده به پکینگ ها جلوگیری می گردد.

سیل مکانیکی پمپ آب

لازم به ذکر است که این سیستم به مقدار بیشتری از سیال آب بندی تمیز احتیاج خواهد داشت و مقدار زیادی از این سیال نیز وارد فرایند پمپاژ خواهد شد.
اگرچه ساختار و جنس مواد تشکیل دهنده پکینگها تغییرات عمده ای درطول سالیان متمادی پیدا کرده انداما این قطعات همواره دارای عیوب ومزایایی بوده اند که به برخی از آنها در زیر اشاره شده است:
مزایا:
۱-این قطعات دارای قیمت ارزانی می باشند.
۲-این قطعات به ندرت باعث بروز خرابی های عمده در پمپها می گردند.
۳-این قطعات را می توان بدون دمونتاژ کردن پمپ تعویض یا تنظیم نمود.
۴-بیشترتعمیرکارهای تجهیزات آشنایی کامل با این نوع قطعات را دارا میباشد.
معایب:
۱-بکارگیری پکینگها باعث کمتر شدن میزان بازدهی پمپ می گردد.
۲-لازمست تادرپریودهای مشخص نسبت به تعویض پکینگها وهمچنین بوش محافظ اقدام کرد.
۳-پکینگها را باید در دوره های زمانی مشخص تنظیم کرد.
۴-تنظیم پکینگها نیاز به تجربه دراین زمینه دارد.
۵-بکارگیری پکینگها مستلزم آنستکه همواره مقداری نشتی وجود داشته باشد.
آب بندهای مکانیکی (Mechanical seals)
امروزه با توجه به مسائل مربوط به محیط زیست و امکان آلودگی محیط بوسیله نشتی حاصله از پکینگها ودر نهایت تجمع مایع حاصل از نشتی در محیط و همچنین با توجه به این که بروز نشتی در مورد یک سیال خطرناک ،بسیار مضر می باشد لذا در بیشتر موارد بجای پکینگها؛از آب بندهای مکانیکی استفاده شده وبکارگیری آنها روز به روز در حال افزایش می باشد.
یک آب بند مکانیکی از دو سطح تخت که در روبروی یکدیگر درحال چرخش میباشد تشکیل می گردد.سطح دوار (Rotating Face) بوسیله محور پمپ محافظت می شود در حالی که سطح ثابت(stationary face) بوسیله روبند یا گلند نگه داشته می شود.چون در این نوع آب بندی همواره یک سطح در حال حرکت بوده و سایر سطوح بصورت ثابت نگه داشته میشوند لذا به این نوع از سیستم آب بندی اصطلاحا آب بندی دینامیکی(Dynamic seal) نیز گفته میشود.
دریک آب بند اولیه همواره از ۴ مسیر امکان بروز نشتی وجود داشته که باید آنها را مد نظر قرار داد.
۱-بین دو سطح آب بندی
۲-بین سطح دوار و محور
۳-بین سطح ثابت و گلند
۴-بین گلند و محفظه آب بندی(stuffing box)
شکل زیر را ببینید:

سیل مکانیکی پمپ آب

موارد نام برده شده در ردیف ۳و۴از آیتم های فوق معمولا آب بندی های استاتیکی هستند زیرا هیچگونه حرکت نسبی بین هردو قسمت آنها وجود ندارد.اینها را غالبا به عنوان سومین آب بند(Tertiary seal)نیز می شناسند و ممکن است یک واشر (gasket) یا یک ا- رینگ(o-ring)که جنس آن منطبق بر سیال موجود در پمپاژ باشد نیز در آنها مورد استفاده قرار بگیرد.
در طرحهای آب بندهای قدیمی؛آب بند ثانویه(second seal) که در زیر سطح دوار قرار داشت به سمت جلو و عقب برروی محور حرکت کرده و این حرکت سبب بوجود آمدن خوردگی و خرابی های نا بهنگام می گردید. امادر طرحهای جدید آب بندی؛آب بند ثانویه ثابت خواهد شدو بنابراین از بروز خوردگی حاصل از سایش و مشکلات مربوط به آن برروی محور جلوگیری گردیده است.
درهنگامیکه پمپ در حالت نرمال کار میکند سطوح ثابت و متحرک بوسیله فشار سیال موجود در محفظه آب بندی بصورت کاملا بسته نگه داشته میشود.در هنگام راه اندازی اولیه ویا توقف پمپ فشار موجود در محفظه آب بندی بوسیله نیروی فنر آب بند مکانیکی زیاد می شود.
تطابق آب بند با نوع سرویس
در حالیکه کار کردن با برخی مایعات آسان می باشد ولی درمورد برخی دیگر این موضوع برعکس بوده و کار کردن با آنها بسیار مشکل است؛لذا ضروریست تا حتی فروشنده آب بند نیز نسبت به فاکتورهایی که در انتخاب آب بند موثر هستند اطلاعات کافی داشته باشد.این فاکتورها شامل موارد ذیل میباشد:
*فشار
*دما
*خوردگی
*سائیدگی
*ویسکوزیته
*تمایل به کریستالی شدن
*سمی بودن(Toxicity)
*سرعت چرخش
*تعدد کارکرد
*تجارب میدانی قبلی
ارزشمند ترین آیتم دربین موارد فوق مربوط به تجربیات قبلی حاصله از کارکرد نمونه ای از آن آب بند می باشد.اگر تاریخچه ای از یک آب بند ویژه که در داخل سرویس مشابه سرویس مورد نظر ودر شرایطی که مشابه شرایط فعلی ما می باشد وجود داشته باشد آنگاه بکار گیری این تاریخچه تجربیات؛ بر سایر فاکتورها ارجحیت خواهد داشت.در نمودار زیر نحوه انتخاب آب بندها نشان داده شده است..

ستفاده کننده نهایی از آب بندهای مکانیکی در صورتی قادر خواهد بود نسبت به تعیین آب بندمکانیکی مورد نیاز خود اقدام کند که اطلاعات کافی و مناسب در ارتباط با این آب بندها وسایر موارد مرتبط با آنها داشته باشد.
در چنین صورتی است که می توان مدل مناسب خود را تعیین و آنرا به تامین کننده پمپ اعلام نمایند.
سطوح آب بندی (the seal faces)
بیشتر آب بندهای مکانیکی دارای یک سطح چرخنده با جنس نرمتر بوده که برروی یک سطح ثابت سخت تر قرار میگیرد.
درطول سالیان متمادی از کربن بعنوان عمومی ترین سطح دوار برروی سطح ثابت از جنس سرامیک استفاده می شد.کاربرد این جنسها هنوز نیز متداول بوده و امروزه با اضافه کردن موادی همچون فولاد ضد زنگ (Stainless steel) ویا حتی سطوح سخت تری نظیر کاربید تنگستن ویا کاربید سیلیکون به آنها باعث کاربرد فزاینده ای در آنها گردیده اند.صرف نظر از نوع جنس بکار رفته بر روی سطح آب بندلازمست تا همواره یک فیلم نازکی از سیال جهت ایجاد مقدار روانکاری در بین سطوح وجود داشته باشد .اما ترکیب نیروی حاصله از فنر و همچنین فشار سیال حاصله از محفظه آب بندی باعث ایجاد نیروی نهایی برروی سطح آب بند می گردد.
اگر این نیروی بسته شدن(closing force) خیلی زیاد باشد باعث کاهش مقدار سیال دربین سطوح می گردد.این نیز خود باعث افزایش در میزان حرارت تولیدی گردیده و نهایتا سایش و خوردگی نابهنگام را برروی سطوح بهمراه خواهد داشت.
اگر این نیرو خیلی کم باشد آنگاه سطوح می توانند به سادگی باز شده و نشتی بروز خواهد کرد.سازندگان آب بندهای مکانیکی همواره سعی می کنندتا با ایجاد سختی مناسب در سطوح آب بند ها، طرحهای خود را بهینه نمایند.
امروزه مقدار تلرانس سخت بودن سطوح در استاندارد مشخص گردیده و مقدار آن ۲باندنورهلیم بوده و بعبارت دیگر مقدار ۲۳٫۲ میلیونیوم اینچ میباشد. Inch)0.0000232)
جهت دستیابی به این دقت،می بایست سطوح آب بندی با صفحات پولیشکاری خاص توسط ماشیهای لپینگ (lapping machines) سنگ زده شوند.
در انتها نیز لازم است تا صافی سطح نهایی بروی یک سطح سخت نوری و با استفاده از یک منبع نور تکرنگ چک گردد.
با توجه به مطالب فوق و حساسیت موجود دراین سطوح بدیهی است که جابجایی این سطوح باید با دقت کافی صورت پذیردو همچنین ضروریست نصب این قطعات کاملا مطابق با دستور العمل نصب ارائه شده توسط سازنده انجام شود.

گزینه های قابل انعطاف آب بند (seal flexibility options)
درصورت وجود هرگونه حرکت محوری ویا شعاعی محور لازم خواهدشد تا فنر(فنرها) مقداری قابلیت انعطاف به منظور حفظ سطوح درحالت بسته شده در همان حالت را دارا باشند.این قابلیت انعطاف اگر چه می تواند تا یک درجه اطمینانی انجام گیرد ولی شرایط مکانیکی پمپ از جمله یک مقدار حداقل برای ضریب لاغر شدگی(نسبت طول به کمترین شعاع چرخش مقطع ستونslenderness ratio )نقش اساسی و مهمی را در قابلیت اطمینان آب بند ایفا می کند.این قابلیت انعطاف آب بند معمولا بوسیله موارد ذیل تامین می گردد:
*یک فنر تکی بزرگ
*یک سری از فنرهای کوچک
*بوسیله قرار گیری یک آکاردئونی (bellows)
درآب بندهای مکانیکی با طرح قدیمی معمولا فنرها بر روی سطح چرخشی بکار میرفتندکه به این نوع آب بند ها اصطلاحا آب بنددواریاچرخشی (Rotary seal) گفته میشد.زیرا در این نوع آب بندها فنرها ویا آکاردئونی به همراه محور می گردند. طرحهای جدیدتر بگونه ای است که فنرها و یا آکاردئونی آب بند بر روی سطح ثابت قرار می گیرد.(stationary face)

اکثر آب بندهایی که امروزه طراحی می شونداز یک فنر تکی بزرگ که در اطراف محور پیچیده شده است استفاده می کنند.این فنر در زمان راه اندازی اولیه و یا توقف پمپ یک نیروی بسیار قوی که تحت عنوان نیروی بسته شدن (closing force) می باشد را ایجاد می کند.
نصب این فنر تکی به چرخش محور در جهت محکم کردن کویل فنر بستگی دارد.
در طرحهای بعدی از مجموعه ای از فنرها که در اطراف محور قرار گرفته اند استفاده شده است.این کار باعث ایجاد نیروی زیادی به سطح آب بند میگردد.
چون فنرهای کوچکتر می توانند آسانتر گیر بکنند لذا در بیشتر آب بندهایی که از این طرح استفاده می شود معمولا فنرها را بطور کامل در بیرون از سیال پمپاژ تعبیه می کنند.عمومی ترین طرح آب بندها در بیشتر موارد بصورت اب بند آکاردئونی فلزی (Metal bellows seal)بوده که از یک سری صفحات فلزی باریک که به یکدیگر جوش داده شده اند تشکیل گردیده است.
این صفحات در کنار یکدیگر تشکیل یک آکاردئونی را داده که از بروز نشتی جلوگیری می کند.این بلوزها باعث میگردند تا نیروی بسته شدن بصورت یکپارچه تر در بین سطح ایجاد گردیده و همچنین باعث حذف آب بندی ثانویه خواهد شد که این نیز به خودی خود باعث میگردد تا صدمات ناشی از خوردگی بصورت اتوماتیک متوقف گردد.
اما نیروی اصلی مربوط به بستن توسط فشار موجود در محفظه آب بندی ایجاد می گردد و نیروی بستن حاصل از فنرها و بلوزها صرفا برای هرگونه حرکت محور ونگه داشتن سطح آب بندی در طول زمان راه اندازی اولیه و توقف پمپ ایجاد میگردد.
آب بندی سایشی (fretting seals)
محور یک پمپ حرکت های شعاعی و محوری را که به علت تلرانسهای مربوط به یاتاقانها ؛ارتعاشات و همچنین بروز انحراف در محور بوجود می آیندرا تحمل خواهد کرد.علاوه براین چون نگه داشتن دو صفحه در حالت توازی مطلق در آب بند مکانیکی نیز مشکل است این خود به دلیل حرکات صفحات بوده که در اثر عوامل زیر بوجود می آید:
*تلرانسهای مربوط به تجهیزات ونصب
*رشد حرارتی
*عدم هم راستایی در محور ویا کرنش لوله(تغییر بعد نسبی)
برای اینکه صفحات آب بند به موازات یکدیگر نگه داشته شوند؛لازم است تا فنرها با توجه به حرکت محور ،آب بند را تنظیم نمایند.
اگر دراین شرایط از یک الاستومر بین سطح دوار و محور استفاده شود؛آنگاه این قطعه برروی محور بسمت جلو ویا عقب میرود.حرکت این قطعه باعث پولیش کاری سطح محور گردیده و در صورت تکرار، این حرکت باعث خواهد شد که پوشش محافظ برروی محور در مقابل اکسیداسیون از روی آن برداشته شود.
برداشته شدن این لایه محافظ از روی محور باعث میگردد که در آن نقطه و برروی محور یک شیار ایجاد شود.این شیار باعث بروز نشتی گردیده و در صورتی که این پدیده تکرار شود آنگاه باید نسبت به تعمیر یا تعویض محور اقدام کرد.
جهت جلوگیری از بروز این مشکل می توان از یک بوش فلزی (sleeve) برروی محور استفاده کرد و این بوش بعنوان فداشونده عمل کرده و پس از بروز ایراد میتوان بجای تعویض محور نسبت به جایگزینی این بوش اقدام نمود. (همانند بوشی که در محفظه آب بندی بکار می رودو قبلا توضیح داده شد)
اما تنها روش مرتفع نمودن ایراد خوردگی ناشی از سایش(fretting corrostion)حذف حالت دینامیکی آب بند میباشد.
امروزه بیشتر سازندگان آب بندهای مکانیکی؛آب بندهای خود را تحت عنوان آب بندهای بدون سایش (non-fretting seals) تولید می کنند که این کار باعث جلوگیری از خوردگی ناشی از سایش در قطعات پمپ می گردد.

آب بندهای بالانس ویا غیر بالنس (Balanced or unbalanced seals)
در بالانس یک آب بندمکانیکی مقدار و بزرگی برآیند نیروی بسته شدن سطوح مشخص میگردد.این بالانس درنیروهای موثر در سطح مقطع آب بند با فشار موجود در محفظه آب بندی ایجاد میگردد.
در یک آب بند غیر بالانس سطح مقطع کامل در قسمت سطح متحرک در معرض فشار محفظه آب بندی قرار گرفته و همین حالت باعث ایجاد نیروی بسته شدن بزرگتری در بین سطوح آب بندی می شود.بعنوان مثال اگر فشار اندازه ۵۰psi برروی قسمت پشت سطح دواربه اندازه ۲ اینچ مربع وارد گرددانگاه نیروی لازم برای بسته نگه داشتن سطوح برابر حاصلضرب ۵۰ در ۲ یعنی ۱۰۰ پوند خواهد بود.
اما ساختار افت فشار در سرتاسر سطوح آب بند کاملا نا شناخته بوده و معمولا آنرا بصورت خطی در نظر می گیرند.بنابراین فشار متوسط دربین سطوح برابر۲۵psi خواهد شدو در نتیجه نیرویی که میخواهد سطوح آب بند را باز کند از حاصل ضرب ۲۵psi در مقدار سطح۲ اینچ مربع حاصل گردیده که مقدار آن برابر ۵۰ پوند میگردد.لذا مقدار بزرگی نیرویی که میخواهد سطوح آب بند را بسته نگه دارد به اندازه ۲ برابر نیرویی است که سعی درباز شدن سطح دارد.بروز چنین شرایطی در آب بند غیر بالانس باعث بروز اثراتی همچون بالا رفتن دمای کارکرد و افزایش نرخ سایش میگردد.این شرایط در هنگامیکه دمای مایع و خورندگی آن زیاد باشد بسیار اثر پذیرتر خواهد بود.
بالانس کردن یک آب بند مکانیکی(بالانس نیرویی) باعث کاهش میزان نیروی بسته شدن گردیده و در نتیجه افزایش عمر آب بند را به همراه خواهد داشت.این نیز بواسطه کاهش سطح مقطع موثر در سطح دوار قابل حصول بوده و می توان بوسیله پله دار کردن محور ویا استفاده از یک بوش به آن دست پیدا کرد.اگرچه ممکن است آب بندهای بالانس شده جوابگوی بسیاری از مسائل و مشکلات دراین زمینه باشند ولی در برخی از سرویسها ممکن است بهتر باشد تا از آب بندهای غیر بالانس استفاده شود.

مثلا در برخی کاربردها که تنها هدف آب بندی یک مایع سرد میباشد؛آنگاه افزایش دمای کارکرد ممکن است از درجه اهمیت کمتری برخوردار باشد.
لذا در اینگونه موارد می توان از آب بندهای غیر بالانس استفاده نمود.صرف نظر از موارد عنوان شده در فوق؛ هنگامی استفاده از یک آب بند بالانس شده پیشنهاد میگردد که فشار درون محفظه آب بندی از۵۰psi فراتر رود.
آب بندهای بیرونی (outside seals)
عمومی ترین موقعیت قرارگیری آب بند ؛ قرار گرفتن آن در درون محفظه آب بندی میباشد.این کار دارای چندین مزیت میباشد:
۱-کنترل دما در ناحیه آب بند را می توان بوسیله یک پوشش(jacket) قرار گرفته برروی محفظه آب بندی مهیا نمود.
۲-می توان بوسیله تزریق یک مایع مناسب تر به درون اتصالات مربوط به شستشو نسبت به عدم نفوذ سیال خورنده ونامناسب موجوددر پمپاژ به درون محفظه آب بندی شده اطمینان حاصل نمود.
۳-سطوح آب بند را میتوان با طراحی اجزای متنوعی که در درون محفظه آب بندی قرارداده می شوند همواره از ذرات جامد به دور داشت.

در یک آب بندبیرونی موقعیت قرارگیری سطح ثابت برعکس گردیده و این سطح بروی قسمت گردنده روی محور در بیرون از گلند محفظه آب بندی قرار می گیرد.
از مزیتهای این طرح می توان به موارد زیر اشاره نمود:
۱-نصب آسان
۲-معمولا ارزان قیمت هستند
۳-این آب بندها امکان کنترل و تمیزکاری مداوم و پیوسته را مقدور میسازد
۴-از این آب بندها میتوان در مواردی که محفظه آب بندی خیلی کوچک است استفاده کرد.
۵-چون موقعیت قرار گیری آب بندها به یاتاقانها نزدیک تر می باشد؛لذا نسبت به مسائل و مشکلات مربوط به انحرافات و خمیدگی محور حساسیت کمتری دارند.
اشکال اصلی این نوع آب بندها این است که؛ نیروی گریز از مرکز باعث پرتاب هرگونه ذرات جامدی از قسمت زیرین آب بندبه درون سطوح آب بندی می گردد.
بنابراین از این نوع آب بند معمولا در مواردی که مایع غیر خورنده و تمیز باشد میتوان استفاده کرد.
آب بندهای دوتکه (Split seals)
در سالهای اخیر یک بخش مهم به آب بندهای بیرونی اضافه گردیده وآن استفاده از آب بندهای دوتکه می باشد.
این آب بندها بین محفظه آب بندی و محفظه یاتاقانها قرار می گیرند.
این مجموعه به گونه ای طراحی گردیده تا هر زمان که نیاز به تعویض آب بند وجود داشت دیگر نیازی به دمونتاژ و باز کردن قطعات پمپ نباشد.نمونه ای از این آب بند در شکل زیر نشان داده شده است.

با توجه به نوع طراحی این نوع آب بندها که تعویض آنها را بسیار ساده کرده است ولی باید توجه داشت که در صورت بروز ایراد ابتدا لازمست تا قبل از تعویض آب بند نسبت به ریشه یابی و بررسی ایراد اقدام کرده وآنگاه اقدام به تعویض آب بند نمود.
آب بندهای کارتریجی (cartridge seals)
در یک آب بند با قطعات منفک از هم(component seals)لازمست که هر قسمت آب بند بصورت مجزا برروی پمپ مونتاژ شود که این نیز به مهارت کافی و زمان لازم جهت انجام این مونتاژ نیاز خواهد داشت.
علاوه براین لازم است تا حداقل موارد زیر بعنوان موارد احتیاطی در هنگام مونتاژ این قطعات برروی پمپ مد نظر قرار بگیرد:
۱-تعیین یک طول کارکرد دقیق
۲-درستی و دقت در مرکز سطح ثابت(Stationary face)
۳-از سطح آب بند محافظت شود
۴-از الاستومرها محافظت شود
در شکل زیر نمونه ای از این آب بندها نشان داده شده است.

هنگامیکه از یک آب بند با قطعات منفک استفاده می شود لازمست تا مراحل نصب آن مطابق با فرایند نصب ارائه شده توسط سازنده وبا حداکثر دقت صورت پذیرد.
استفاده از یک آب بند کارتریجی که قطعات ان بصورت یکپارچه بوده و نیازی به نصب مجزا ندارد اینکار را ساده کرده است.این آب بندها بصورت مجموعه مونتاژ شده کامل و جامعی بوده که کلیه متعلقات و قطعات آب بند ؛گلند و بوش را در یک مجموعه واحد در کنار یکدیگر قرار داده است.
چون در نصب این قبیل آب بندها نیازی به هیچگونه اندازه گیری برای نصب آنها نمیباشد لذا پروسه نصب آنها ساده بوده ودر نتیجه سطح والاستورهای آنها در مقابل صدمات اتفاقی محافظت می شوند.همچنین با توجه به این مزیت زمان سپری شده جهت تعمیرات ویا تعویض آنها نیز به مراتب کم میباشد.
شکل زیرنمونه ای از این آب بندها را نشان می دهد:

آب بندهای کارتریجی در انواع مختلفی در بازار یافت می شوند و این آب بندها می توانند فاکتورهای ریسک پذیر و همچنین ساعات تعمیرات اضافی موجود در آب بندهای با قطعات منفک را حذف نمایند.
آب بندهای دوتایی (Double seals)
ازاین آب بندها هنگامی به جای آب بندهای تکی استفاده می شود که میزان نشتی بسیار کم مدنظر باشد.این آب بندها از دو مجموعه سطوح آب بندی که با هم ترکیب شده اند تشکیل یافته که این کار باعث افزایش محافظت از محیط در مقابل مایع پمپاژ شده میباشد.این آب بندها اغلب در مواردیکه سیال از نوع فرار(Volatile)؛سمی(Toxic)؛سرطانزا(carcinogenic)؛خطرناکودارای خاصیت روانکاری ضعیفی باشد؛مورد استفاده قرار میگیرند.
اب بندهای دوتایی همواره به سه صورت می توانند قراربگیرندواین سه نوع قرارگیری عبارت است از:
۱-پشت به پشت(back to back)
۲-صفحه به صفحه در روبرو(face to face)
۳-پشت سرهم(Tandem)
در تمامی اینموارد، سیستم سیال مانع(Barrier fluid system) جهت نگه داشتن سیال یا گاز در بین صفحات آب بند مورد نیاز می باشد.سیال مانع،سیالی است که از یک منبع خارجی(seal pot) با فشاری بیشتر از فشار محفظه آب بند تامین شده باشد.درواقع سیال مانع(barrier fluid) یک اصطلاح می باشد.باوجود این سیال، سیال فرایندی از محیط اطراف ایزوله شده ودر صورت نشت مکانیکال سیل،سیال مانع که فشار بیشتری دارد مانع از نشت سیال به بیرون شده وسیال مانع داخل پمپ میگردد.کاهش فشار درseal pot معیاری جهت نشت مکانیکال سیل خواهد بود.
اگر سیال از یک منبع خارجی مانند seal pot بافشارکمتر از فشار محفظه اب بند تامین شده باشد آنگاه به آن سیال حائل یاضربه گیرویا سیال بافر(buffer fluid) گفته میشود.این حالت نیز در مکانیکال سیلهای دوبل کاربرد دارد.وظیفه سیال بافر روانکاری وخنک کاری سیل دوم می باشد.
ازجمله مدلهای آب بنددوتایی که هزینه آنها نسبت به سایر آب بندهای مشابه کمتر است آب بندهای پشت به پشت (Back to Back) میباشد.دراین آب بندها صفحات ثابت آب بند در روبروی همدیگر قرار گرفته و همواره باید از یک سیستم دارای سیال مانع که فشار آن تقریبا به اندازه ۲۰psi بالاتر از فشار محفظه آب بندی باشد؛استفاده گردد.
با این وضعیت می توان اطمینان یافت که آب بند درونی در تمامی اوقات بوسیله سیال مانع ، روانکاریی شدهو همچنین در نیروی بستن برروی صفحات آب بند نیز دخیل خواهد بود.
شکل زیر نمونه ای از این آب بندها را نشان داده است:
از جمله آب بندهای پیچیده دراین گروه می توان به آب بندها با صفحات روبروی هم(face to face seals) اشاره کرد.
در این آب بندها موقعیت صفحات گردنده (Rotating face) در نقطه نزدیک به یکدیگر بوده و این صفحات اغلب در قسمتهای مقابل همان صفحه ثابت عمل میکنند.
در این آب بند می توان از سیستم سیال مانع با فشار پائین و یا با فشار بالا استفاده کرد.البته اخیرا این سیستمها به یک سیستم آب بند گازی (Gas seal) که در آن گاز نیتروژن به عنوان یک سیال مانع بی اثر(Inert barrier fluid)می باشد تغییر پیدا کرده اند.گروه سوم از این آب بندها ؛آب بندهای پشت سرهم (Tandem seal) میباشد که در شکل زیرنمونه ای از آن نشان داده شده است:

همانگونه که در شکل نشان داده شده استسطوح دوار اب بند در همان مسیرو به دور از پروانه میباشند.در این وضعیت فشار سیال مانع، بصورت نرمال کمتر از فشار پمپ بوده ودو اب بندجهت عمل نمودن بعنوان یک تجهیز با دو مرحله برای از بین بردن فشار مورد استفاده قرار می گیرند.
کنترلهای محیطی
از جمله شرایط بسیار مهم برای آنکه عملکرد یک آب بند دارای قابلیت اطمینان مناسب باشد آنست که در موقعیتی که آب بند نصب شده، تمامی کنترلهای محیطی در نظر گرفته شود.به عبارت دیگر اگر نسبت لاغری (Slenderness Rate) محور کم و سوراخ محفظه آب بند بزرگ باشد آنگاه آب بند کردن پمپ بدون ایجاد پاره ای از تغییرات بسیار مشکل می باشد.
محفظه آب بندی بسیاری از پمپها مجهز به یک پوسته یا ژاکت(Jacket) بوده که می تواند جهت خنک کاری یک مایع با دمای بالا در داخل محفظه آب بندی بکار رفته ویا در مواردی در محصولاتی که درجه حرارتشان پائین است را می توان بوسیله این ژاکت گرم نمود.
سیستم شستشوی آب بند (seal flush)
درصورت وجود حرارت بیش از حد در داخل محفظه آب بند؛علیرغم وجود ژاکت خنک کاری ممکن است که این حرارت باعث از بین رفتن الاستومرو حتی بروز اعوجاج و پیچیدگی در سایر قطعات آب بند گردیده و در نتیجه باعث بروز خرابی زود هنگام آب بند گردد.همچنین وجود هرگونه ذرات ساینده در مایع پمپاژ شده باعث تسریع در سایش صفحات آب بند شده و می تواند منجر به خرابی زودرس در آینده گردد.در این گونه موارد ممکن است که سیال پمپاژ شده بوسیله یک شستشوی آب بند بصورت رقیق درآمده ویا نهایتا جایگزین گردد؛که این به چند طریق امکان پذیر میباشد.
دریک روش،فلاشینگ توسط یک منبع بیرونی در فشاری بالاتر از فشار محفظه آب بندی صورت می گیرد.در چنین مواردی منبع شستشو بعنوان منبع اصلی روانکاری سطح آب بندی به حساب می آید.این فرایند باعث رقیق شدن مایع گردیده و ذرات ساینده را از داخل سطح آب بندی خارج کرده و آنها را به داخل پوسته پمپ در قسمت پشت پروانه وارد می کند.
در سایر سرویسها از سیال موجود در قسمت خروجی پمپ که دارای فشار بالایی می باشد استفاده کرده و آن را به داخل محفظه آب بندی وارد کرده و این سیال در این قسمت چرخش مجدد(Recirculate)می کند.شکل زیر را ببینید.

دراین سیستم ها؛لازم است که فشار وهمچنین نرخ جریان این سیال به دقت کنترل گردیده تا مطمئن شد که این فشار و نرخ جریان باعث ایجاد سرعت های مضر در اطراف و داخل آب بند نمی گردد.
با توجه به شرایط و ساختار این سیال اغلب لازم خواهد شد تا تغییراتی را در خط چرخش مجدد آن بوجود آورد تا مناسب شرایط داخل محفظه آب بندی گردد.
این تغییرات ممکن است با اضافه شدن آیتمهای ذیل عملی گردد:
*یک اریفیس
*یک مبدل حرارتی
*یک صافی
*یک جدا کننده سیکلونی(cyclone separator)
(وسیله ای است مخروطی که برای جداکردن ذرات جامد درسیال بوسیله نیروی گریز از مرکز مورد استفاده قرار میگیرد.در مواقعی که سیال کثیف بوده ودارای ذرات جامد معلق می باشد ،تماس این ذرات باسطوح مکانیکال سیل باعث آسیب انها می شود.بدین منظور ،قبل از ورود سیال به محفظه آب بندی از این قطعه استفاده میشود.سیکلون، ذرات جامد معلق درسیال راجدا کرده وسیال تمیز به داخل محفظه اب بندی وارد میشود.)
اضافه شدن تجهیزات فوق این اطمینان را ایجاد خواهد کرد تا مایعی کهبه درون آب بند وارد می شود باعث بهبود روانکاری و بهبود درشرایط فشار و دمای موجود در سطح آب بندی می گردد.
فلاشینگ (تمیزکاری) معکوس(Reverse flush)
البته در بیشتر موارد از فلاشینگ معکوس چشم پوشی میگردد.شستشوی معکوس باعث حرکت مایع موجود در محفظه آب بندی به داخل قسمت مکش پمپ می شود.این کار می تواند در خارج کردن گازها از درون محفظه آب بندی و همچنین از بین بردن حرارت ایجاد شده بوسیله سطوح در قسمت آب بندی بسیار موثر باشد.درمواردی که مایع پمپاژ شده از نوع دوغابه ای(slurry) باشد لازمست که لاین مربوط به گردش مجدد مایع از پائین ترین قسمت محفظه آب بندی گرفته شود زیرا این کار در بیرون راندن ذرات ساینده از منطقه آب بندی در هنگام راه اندازی اولیه بسیار موثر می باشد.شکل زیر را ببینید.

خنک کاری آب بند (seal quench)
برخلاف سیستم شستشوی آب بند؛فرایند خنک کاری آب بند به هیچ وجه وارد لاین فرایند نمی گردد.این عملیات جهت زدودن هرگونه نشتی موجود در سطح بیرونی آب بند که تمایل به سفت شدن داشته ومی توانند باعث نشتی غیر واقعی از سطوح آب بند شوند؛طراحی گردیده است.
مایع خنک کاری اغلب جهت حل کردن و شستشوی مواد کریستالی شده در قسمت بیرونی همانند محلولهای اسیدی مورد استفاده قرار می گیرد.
در مواردی که درجه حرارت بسیار بالا باشد از بخار جهت خنک کاری استفاده می کنند.این کار باعث خنک کاری سطوح آب بند گردیده و از باقی ماندن هرگونه نشتی و سفت شدن آنها در منطقه آب بندی جلوگیری می کند.
سیستمهای سیال مانع (Barrier fluid systems)
در انواع مختلف آب بندهای دوتایی لازم است که از سیستمهای سیال مانع استفاده شود.این سیستمها معمولا شامل یک حلقه بسته بیرونی بوده که در درون آنها از یک مایع متفاوت با سیال موجود در فرایند ولی موافق و سازگار با آن استفاده شده است.این سیستم دارای مخزنی میباشد که این مخزن تا آنجا که امکان دارد بایدبه آب بند نزدیک باشد.
طراحی این سیستمها می تواند بسیار متنوع باشد.در برخی از سیستمها از یک رینگ پمپاژ (Pumping Ring) درآب بند استفاده شده است.این قطعه گاهی اوقات بعنوان قطعه ای از آب بند درآب بندهای دوتایی مورد استفاده قرار می گیرد.این قطعه درواقع به سیرکولاسیون بین دو آب بند مکانیکی کمک می کند.درشکل زیر نمونه ای از این قطعه نشان داده شده است.

در سایر سیستمها که درجه حرارت سیال بین دو قسمت حلقه با یکدیگر متفاوت باشد از اثر ترموسیفون استفاده میشود.(thermosyphon effect) استفاده میشود که این خود باعث خواهد شد که یک جریان ممتد در سیستم وجود داشته باشد.(ترموسیفون درواقع یک اثر فیزیکی بوده وبعنوان یک مبدل حرارتی غیرفعال(passive heat exchanger) عمل نموده وتبادل حرارتی در ان بصورت طبیعی صورت میگیرد.در این حالت سیال ،بدون نیاز به پمپ ،درداخل سیستم به چرخش در می اید.ابگرمکن های خورشیدی نمونه ای از این اثر می باشند.)
دراین سیستم معمولا از گرمادهنده ویا سرما دهنده های کمکی به سیال موجود در مخزن فشار استفاده میشود.
هنگامیکه سیستم سیال مانع، برای کار در فشار کمتر از فشار محفظه آب بندی طراحی میشود آنگاه مایع موجود در فرایند پمپاژ، مجموعه سطوح درونی آب بند را روانکاری خواهد کرد.
هرگونه نشتی از درون آب بند به داخل سیستم سیال مانع جاری خواهد شد و این مایع در درون این سیستم یا نگه داری شده ویا خارج میگردد.
دراین سیستم قسمت بیرونی آب بند بوسیله سیال مانع(barrier fluid) در یک فشار کم (تا زمانیکه داخل آب بند دارای مشکل گردد) خنک کاری و روانکاری میشود. زمانیکه داخل آب بند دچار ایراد گردید؛ دراین نقطه سیستم سیال مانع باید بصورت مجزا اجازه بدهد که فشار فرایند ایجاد گردیده وبوسیله سطح بیرونی سیل ،اب بندگردد.
در چنین وضعیتی معمولا یک آلارم یا هشداردهنده صوتی در درون سیستم طراحی گردیده که این آلارم اعلام میکند که شرایط کارکردی سیستم تغییر کرده است.
در سیستمهای سیال مانع، در یک فشار بالا ؛فشار بالاتر موجود در سیستم محافظ سیال باعث ایجاد یک محیط جدید در درون آب بند میگردد.در این وضعیت؛هم قسمت درون آب بند و هم قسمت بیرون آن می تواند بوسیله سیال محافظ روانکاری و خنک کاری گردد.دراین شرایط ؛مقدار اندکی از سیال محافظ از داخل قسمت درونی آب بند وارد فرایند می گردد و به همین دلیل است که باید سیال محافظ با سیال موجود در فرایند سازگار باشد تا ورود آن به درون فرایند مشکل عمده ای ایجاد ننماید.دراین وضعیت نیز باید اخطار و آگاهی لازم به سیستم داده شود.
در راستای حرکت بسوی مرحله ای که این مقدار نشتی و فرار جریان نیز حذف گردیده و به صفر برسد(Zero emissions)،امروزه صنایع مرتبط با آب بندی اقدام به گسترش آب بندی با گاز محافظ کرده اند که دراین سیستم از یک گاز بی اثر مانند نیتروژن بجای مایع مانع استفاده گردیده است.
استفاده از این سیستم مستلزم بکار گرفتن طراحی خاص در سطوح بیرونی آب بند بوده بگونه ای که این سطوح بتوانندقابلیت خود را بدون وجود هرگونه مایع روانکار از دست ندهند.علاوه بر این چون به جای سیال مانع از گاز مانع استفاده شده است لذا می توان اطمینان حاصل کرد که سیال موجود در فرایند تحت هیچ شرایطی آلوده نخواهد شد.برای اینکه سیستم با سیال مانع ویا گاز مانع استفاده شود باید آب بند ویژه مربوط به آنها در نظر گرفته شود وباید درمواقعی که خرابی در درون مجموعه سطوح آب بند بوقوع می پیوندد؛ بوسیله آلارمی سریعا اعلام و اقدامات لازم در جهت مرتفع نمودن آن ایراد صورت پذیرد.
محفظه آب بندی (the seal chamber)
قبل از این؛لقی شعاعی بین محور و محفظه آب بندی در پمپهای فرایندی متوسط که از پکینگ استفاده می کنند به اندازه تفاضل مقدار سوراخ محفظه آب بندی از قطر محور بدست می آمد که البته جهت تعیین مقدار لقی در دو طرف باید این مقدار را بر ۲ تقسیم نمود.
مثلا اگر قطر محور۱ ۵/۸ و قطر سوراخ محفظه آب بندی برابر ۲ ۳/۸باشد؛ آنگاه تفاضل این دو برابر با ۳/۴ می شودو چون این مقدار لقی در دو طرف است لذا باید این مقدار را برابر ۲ تقسیم کنیم که برابر ۳/۸ اینچ میگردد.
هنگامیکه دراین قسمت به جای پکینگ از آب بند مکانیکی استفاده گردد؛آنگاه این حداقل فضای دایره ای موجود برای عملکرد قابل اطمینان آب بند ناکافی می باشد.
بنابراین لقی شعاعی بین محور و سوراخ محفظه آب بندی باید افزایش یافته و حداقل به اندازه ۷/۸ اینچ برسد.ثابت شده است که این فاصله جهت عملکرد یک آب بند مکانیکی از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار میباشد.
با افزایش قطر سوراخ مربوط به محفظه آب بندی ؛ مشکل مربوط به اصطکاک در داخل آب بند حذف میگردد.این وضعیت در جائیکه محور خمیده گردیده و سبب تماس آب بند مکانیکی با سوراخ محفظه آب بندی می گردد بوجود آمده وباعث بروز خرابی زودهنگام آب بند میگردد.همچنین بزرگ تر شدن حجم محفظه آب بندی باعث افزایش مقدار مایع در اطراف آب بند مکانیکی می گردد که این نیز باعث انتقال بیشتر گرمای تولید شده گردیده و به آب بند اجازه میدهد تا دریک محیط خنک تر عمل نماید.
امروزه محفظه های آب بندی با طرحهای متنوعی مورد استفاده قرار میگیرد.در شکل زیر نمونه ای از یک محفظه آب بندی با سوراخ استوانه ای بزرگ نشان داده شده است.

این طرح با طرح محفظه آب بندی اصلی فرق چندانی ندارد و فقط سوراخ آن بزرگتر گردیده و بنابراین مقدار لقیکم وبسته قدیمی آن در قسمت پایین محفظه نگه داشته میشود.این طرح اجازه میدهد که دما یا فشار محفظه آب بندی کنترل شود.البته این طرح همواره باید با یک سیستم شستشو(flush) جهت به حداقل رسانیدن امکان تشکیل حبابهای هوا در محفظه آب بندی مورد استفاده قرار بگیرد.در طرحی دیگر که درآن محفظه دارای سوراخ سرتاسری است((through bore هرگونه تلرانس بسته در قسمت پایین محفظه حذف گردیده و آب بند بطور کامل در قسمت پشت پروانه باز می گردد.شکل زیر نمونه ای از این طرح را نشان میدهد:

در طراحی دیگر از این گروه این سوراخ بصورت مخروطی بوده و این سوراخ مخروطی در داخل محفظه آب بندی با یک زاویه تقریبا ۴ درجه به طرف بیرون پروانه باز می کند.این طرح باعث میگردد که ذرات سنگین تر بطرف دورتر از صفحات آب بند حرکت کرده و بصورت اتوماتیک تخلیه گردند.
پلانهای اب بندی بر اساس استاندارد API 682
در اساس استاندارد API 682 حداقل پلانهای مربوط به اب بندی اشاره گردیده است وسازندگان می توانند پلانهای بیشتری نیز با توجه به نیاز خود وبا رعایت استانداردهای لازم در نظر بگیرند.مهمترین این پلانها به شرح زیر می باشند:
PLAN 01
این پلان بصورت یکپارچه درمحفظه پمپ تعبیه می شود(بدون نیاز به پایپینگ) وچرخش مجدد سیال در ان بصورت از خروجی پمپ به محفظه اب بندی می باشد.از این پلان همواره برای سیالات تمیز استفاده شده وتوصیه گردیده که برای سیالاتی که درتماس با دمای محیط غلیظتر می شوند مورد استفاده قرار بگیرد.در این پلان همواره باید از خط بازچرخش جریان جهت کافی بودن برای انتقال حرارت اطمینان حاصل نمود.این پلان برای پمپهای عمودی پیشنهاد نمی گردد.

PLAN 02
در این پلان محفظه اب بند کاملا بسته است وسیال فلاشینگ نیز هیچگونه بازچرخشی ندارد.این پلان اب بندی قابلیت کاربرد درفشار پائین محفظه اب بندی ودمای پائین فرایندی را دارا می باشد.در این پلان به دلیل عدم حرکت سیال، انتقال حرارت (Heat removal) نداریم وممکن است با گذشت زمان درجه حرارت افزایش یابد.این پلان توانایی کاربرد با محفظه اب بندی مخروطی شکل را هم دارا می باشد.معمولا محفظه اب بندی بوسیله یک jacket گرمایشی احاطه میگردد.این پلان دارای یک اتصال بسته(plug connection) می باشد واین اتصال برای اینستکه اگر در اینده نیازی به خنک کاری سیل باشد ،یک اب خنک از این مجرا به سیل وارد گردد.
در پمپهای افقی که درجه حرارتشان پائین باشد این پلان خیلی مرسوم بوده ومی تواند مورد استفاده قرار بگیرد.همچنین برای سیالات سرد وتمیز با گرمای ویژه بالا مانند آب، ودرپمپهای با سرعت نسبتا پائین مورد استفاده قرار می گیرد.به این پلان همچنین پلان بسته (dead ended) ویا without circulation نیز گفته می شود.لازم به ذکر استکه در این پلان همواره باید دمای سیال را جهت جلوگیری از شعله ور شدن ناگهانی ان کنترل نمود.

PLAN 11
در این پلان بازچرخش سیال اصلی از قسمت خروجی پمپ به سمت محفظه اب بندی صورت گرفته وبوسیله یک اریفیس مقدار جریان ان کنترل میگردد.بطور کلی این پلان برای یک سیال با دمای متوسط که تمیز بوده وقابلیت پلیمر شدن نداشته باشد بسیار مفید می باشد.از جمله ویژگیهای دیگر این پلان انستکه در این پلان از تبخیر سیال بواسطه تامین فشار مثبت بر روی فشار بخار جلوگری میگردد.این پلان بعنوان پیش فرض استاندارد API برای بیشتر اب بندهای تکی مورد استفاده قرار میگیرد.قطر اریفیش در این پلان باید ۳٫۲mm باشد.از این پلان برای سیالاتی که حاوی ذرات جامد وساینده هستند نباید استفاده گردد.لازم به ذکر است که برای حصول اطمینان از جریان مناسب سیال می بایست محدوده بین فشار خروجی وفشار محفظه اب بند کنترل گردد.

PLAN 12
در این پلان، بازچرخش محصول از قسمت خروجی پمپ واز طریق یک صافی Y-type وهمچنین یکعدد اریفیس کنترل جریان به قسمت اب بندی منتقل میگردد.این پلان قابلیت انتقال سیالات الوده را تاحدی دارا می باشد.از این پلان بطور کلی برای سیالات پلیمری که تا حدی نیز الودگی داشته باشند می توان استفاده نمود.لازم به ذکر استکه در این پلان همواره باید اریفیس بعد از صافی قرار بگیرد.با توجه به اینکه قابلیت اطمینان به صافی همواره کم می باشد لذا استفاده از این پلان توصیه نمی گردد.همچنین لازمست تا محاسبات مربوط به بازچرخش جریان انجام گیرد.

PLAN 13
در این پلان ، بازچرخش محصول از قسمت محفظه اب بندی به قسمت مکش پمپ با استفاده از یک اریفیس کنترل جریان صورت می گیرد.از این پلان معمولا در پمپهای عمودی استفاده میگردد.این پلان باعث میگردد که یک vent دائمی برای پمپهای عمودی فراهم گردد.درمواردی که استفاده از پلان ۱۱ به دلیل فاصله کم بین فشار خروجی ومحفظه اب بندی ممکن نباشد می توان از این پلان استفاده نمود.لازمست تا سایز اریفیس به اندازه ۳٫۲mm درنظر گرفته شده وهمواره باید فاصله بین فشار محفظه اب بند وفشار مکش را کنترل نمود.

PLAN 14
این پلان ترکیبی از پلان ۱۱ وپلان ۱۳ می باشد.در این پلان ، بازچرخش محصول از خروجی پمپ به محفظه اب بندی از طریق یک اریفیس کنترل جریان اغاز گردیده وسپس با جریان از محفظه اب بندی به دهانه مکش از طریق یک اریفیس کنترل جریان دیگر خاتمه می یابد.از جمله مشخصات و ویژگیهای این پلان می توان به کاهش فشار در محفظه اب بندی وهمچنین بازچرخش مطمئن جریان ومسیر تخلیه ان اشاره نمود.از این پلان معمولا در پمپهای عمودی وکاربردهایی که شامل هیدروکربنهای سبک می باشند استفاده میگردد.در این پلان باید فاصله بین فشار خروجی وفشار محفظه اب بند وهمچنین فاصله بین فشار مکش پمپ وعلاوه بر ان فشار محفظه نشت بند را تحت کنترل قرار داد.

PLAN 21
این پلان در واقع مدل خنک کاری شده پلان ۱۱ می باشد.در این پلان ،محصول از قسمت خروجی پمپ واز طریق یک اریفیس کنترل جریان شروع شده وپس از عبور از داخل یک مبدل حرارتی وکاهش دمای آن، انگاه به محفظه اب بند وارد میگردد.از جمله ویژگیهای این پلان می توان به کاهش فشار بخارسیال در ان اشاره کرد.همچنین دما (به ویژه در مقایسه با محدودیت های دمایی نشت بند ثانویه) کاهش می یابد.لذا احتمال تشکیل کک وپلیمرکمتر شده ودرنتیجه خاصیت روانکاری افزایش می یابد.از این پلان عمدتا برای سیالات داغی که قابلیت پلیمرشدن نداشته باشند وهمچنین برای مواردی که با دمای بالا(مثلا اب با دمای بالای ۸۰ درجه سانتی گراد،وهیدروکربنهای داغ) می باشند استفاده میگردد.البته این پلان کمتر توسط کاربران مورد استفاده قرار میگیرد وعمدتا پلان ۲۳ را به این پلان ترجیح میدهند.

PLAN 22
در این پلان ،محصول خروجی از پمپ از طریق یک صافی Y-type ویک اریفیس کنترل کننده جریان وهمچنین یک مبدل حرارتی عبور کرده وبه محفظه آب بندی میرسد.از این پلان معمولا برای انتقال سیالات نسبتا الوده در دمای بالا استفاده می شود.در این پلان باید دقت گردد که مبدل حرارتی بعد از اریفیس نصب شود.در این پلان اختلاف بین فشار خروجی پمپ وفشار محفظه اب بندی باید کنترل گردد.همچنین در این پلان احتمال تشکیل رسوب در قسمت ورودی اب به مبدل حرارتی زیاد می باشد.با توجه به اینکه در این پلان از صافی استفاده شده وعدم اطمینان کافی بدلیل امکان بسته شدن ان وجود دارد لذا استفاده از این نوع پلان پیشنهاد نمی گردد.

PLAN 23
در این پلان،بازچرخش محصول از محفظه آب بندی شروع شده وپس از عبور از مبدل حرارتی وکاهش دمای آن، مجددا به محفظه آب بندی بر می گردد. این پلان دارای یک سیستم حلقه بسته بوده واز یک رینگ پمپی جهت بازچرخش سیال استفاده می کند. ازاین پلان بیشتر برای سیالات داغ وتمیز مانند آب خوراک بویلرها وهمچنین هیدروکربنهای داغ مورد استفاده قرار می گیرد.از جمله ویژگیهای ای پلان انستکه هنگامیکه پمپ کار نمی کند انتقال حرارت بوسیله یک سیفون حرارتی صورت میگیرد.همچنین اختلاف بین فشار محفظه اب بند وفشار بخار سیال در محدوده ای قابل قبول نگه داشته می شود.در این پمپها باید دقت گرددکه همواره فاصله افقی بین محفظه آب بندی تا مبدل حرارتی باید در مقدار ۰٫۵ متر باشد.مبدل حرارتی در این پلان باید بالاتر از خط مرکزی پمپ نصب شده باشد.همچنین باید دقت گردد که سیستم پیش از راه اندازی بطور کامل هواگیری گردد.دراین پلان می بایست اتصال خروجی اب بند در نیمه بالایی گلندها قرار داشته باشد. بازدهی این پلان به مراتب بالاتر از پلان ۲۱بوده واحتمال گیر کردن مبدل حرارتی در این پلان کمتر می باشد.

PLAN 31
پلان ۳۱در واقع مدل تغییر یافته پلان ۱۱ می باشدودر واقع اگر به پلان ۱۱ ،یک جداکننده ذرات جامد اضافه کنیم پلان ۳۱بدست می اید.از جمله مزیتهای این پلان انستکه برخلاف صافی یافیلتر،نیازی به تمیزکاری جداکننده ذرات جامد در این پلان نمی باشد.در این پلان ،بازچرخش سیال از قسمت خروجی پمپ با استفاده از یک جداکننده گردابی ،که سیال تمیز را به محفظه آب بندی وذرات جامد را به دهانه مکش پمپ بر میگرداند ،صورت می گیرد.حداقل اختلاف فشار برای اینکه جداککنده ذرات کار خود را به خوبی اجام دهد ۱۵psi می باشد.از این پلان برای سیالاتی که دارای ذرات جامد معلق می باشند استفاده میگردد.استفاده از این پلان برای سیالات شامل ذران با چگالی مخصوص دوبرابر سیال اصلی یابیشتر مجاز می باشد.

PLAN 32
در این پلان ،تزریق یک سیال تمیز یا خنک به درون محفظه اب بندی از یک منبع خارجی صورت میگیرد.از این پلان عمدتا برای سیالات الوده وسیالاتی که قابلیت کاربری در دمای بالا دارند استفاده میگردد.همچنین می توان از این پلان در مواردی که سیالات دارای قابلیت روانکاری ضعیفی بوده وهمچنین سیالاتی که قابلیت پلیمر شدن واکسید کردن داشته باشند نیز استفاده می شود.در این پلان بعلت الوده بودن سیال فرایندی ،سیال فلاشینگ باید با ان سازگار باشد.تامین سیال از طرف منبع خارجی بایستی بصورت کاملا پیوسته ومطمئن صورت گیرد.(حتی در هنگام راه اندازی واز سرویس خارج کردن پمپ).در این پلان باید سیال فلاشینگ با دقت انتخاب شود تا درهنگام ورود به محفظه اب بندی،تبخیر نشود.در این پلان اگر تعمیر ونگهداری از ان بصورت صحیح ومناسب بعمل اید انگاه این نوع پلان بهترین نوع اب بندی های تکی خواهد بود.فشار منبع خارجی باید حداقل ۱۵psig بالاتر از حداکثر فشار محفظه اب بندی قرار داشته باشد.

PLAN 41
این پلان در واقع ترکیبی از پلانهای ۲۱و ۳۱ می باشد.در این پلان بازچرخش محصول از قسمت خروجی پمپ اغاز شده واز طریق جداکننده گردابی وهمچنین مبدل حرارتی به محفظه اب بندی میرسد.از این پلان عمدتا در سرویسهای داغ که سیال ،حاوی ذرات معلق جامد می باشد استفاده می شود.در این پلان ،ذرات جامد به همراه سیال فرایندی از ان جدا می شوند واین ذرات جدا شده به قسمت دهانه مکش پمپ برگشت داده می شوند.حداقل اختلاف فشار در جداکننده برا اینکه کارکرد مطلوبی داشته باشد باید ۱۵ psig باشد.از این پلان همواره باید در سرویسهایی استفاده کرد که چگالی مخصوص ذرات جامد حداقل دوبرابر بیشتر از چگالی مخصوص سیال فرایندی است.در این پلان ،اختلاف دما برای اسیب نرسیدن به اب بند ثانویه رعایت گردیده واحتمال تشکیل کک وپلیمری شدن کاهش یافته وهمچنین خاصیت روانکاری بهبود می یابد.

PLAN 52
در این پلان،از یک مخزن بیرونی برای تامین سیال بافر(buffer) برای قسمت سیل بیرونی در قسمتی که سیستم دوگانه اب بندی تحت فشار نیست استفاده می شود. این پلان،برای سیالاتی که رقیق شدن انها مجاز نبوده ولی خطری در نشت انها بصورت رقیق شده به فضای ازاد نمی باشد مورد استفاده قرار می گیرد.همچنین این پلان برای سیالات تمیز ،غیرپلیمری،با فشار بخار بالاتر ویا حتی پائین تر از فشار بخار سیال بافر استفاده می شود.در این پلان بایستی پیش از شروع به کار سیستم باید به طرز صحیحی هواگیری شود.همچنین به منظور حصول اطمینان از گزدش جریان ،باید دمای ورودی وخروجی کنترل گردد.لازمست تا یک اریفیس محدود کننده جریان در مسیر خط ونت، برای نگهداشتن فشار برای تخلیه به خط خروجی در نظر گرفته شود.در داخل مخزن بیرونی از کویلهای خنک کاری برای زدودن حرارت از سیال بافر استفاده می شود.باید دقت گردد که هیچگاه نباید درحالی که سطح سیال مخزن اب بند در پائین ترین حالت خود است سیستم شروع بکار کند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
مقایسه