Phớt Cơ Khí

Phớt Cơ Khí Là Gì ?

Phớt cơ khí là gì - Phớt máy bơm là gì hay Mechanical seal là gì, chúng được gọi là Phớt cơ khí hay Phốt cơ khí, Phốt trà, Phớt bơm thì chúng đều là một và có tên tiếng anh là Mechanical seal. Nó là 1 thiết bị làm kín được sử dụng trong hầu hết cổ trụ của các loại máy bơm, máy trộn, hay máy khuấy, máy nén áp suất và những thiết bị quay cần làm kín...

- Phốt cơ khí là một thiết bị kiểm soát rò rỉ. Được sử dụng hoặc kết hợp các hệ thống và cơ chế và để kiểm soát áp suất. Và cũng để ngăn chặn sự nhiễm bẩn. Hệ thống máy bơm nước là một ví dụ hoàn hảo về việc sữ dụng phớt cơ khí trong việc ngăn chăn rò rỉ.

- Phốt cơ khí không phải là một thiết bị quá phức tạp. Phớt cơ khí bao gồm chủ yếu là mặt chà làm kín quay và với một cơ chế dẫn động quay với tốc độ như trục máy bơm. Mặt chà làm kín tĩnh gắn với trục quay và được giữ lại bằng cách sử dụng một miếng đệm hoặc trong một số model bơm có tích hợp vòng chắn dầu.

- Lắp đặt lực căng trong phớt cơ khí bằng lò xo uốn hoặc kim loại đảm bảo mặt chà quay chắc chắn chống lại mặt chống tĩnh điện ngăn ngừa, loại trừ ô nhiễm và rò rỉ, cả khi máy bơm không hoạt động và khi trục bơm quay. Vòng đệm tĩnh điện làm kín , miếng đệm hoặc vòng đệm đàn hồi được bố trí có mục đich để hoàn thành việc lắp ráp làm kín.

__________________________________________

Lịch Sử Sáng Chế Phớt Cơ Khí

- Phớt cơ khí được Schoenherr (1965) cho thấy các bằng sáng chế từ năm 1913 và 1919 có các đặc điểm của phớt cơ khí hiện đại. Phốt cơ khí thành công về mặt thương mại đầu tiên sử dụng trên máy bơm ly tâm có lẽ được sản xuất bởi bộ phận Cameron của Công ty Ingersoll-Rand vào khoảng năm 1928

- Nhu cầu phát triển công nghiệp ngày càng nhanh, đòi hỏi phải có sự hoàn hảo trong hệ thống vận hành & các sản phẩm đi kèm theo. Bởi vậy, phốt cơ khí đã ra đời và phát triển tới tận ngày nay 

__________________________________________

Những Bộ Phận Tạo Thành Phớt Cơ Khí

Thiết bị làm kín được chia ra 2 loại: Đó là làm kín tĩnh và làm kín động, Phớt cơ khí cũng vậy sẽ có 2 phần, chúng tôi xin được giới thiệu cụ thể như sau.

- Phần tĩnh hay còn gọi ( Static sealing) là bộ phận được gắn trong hốc (guồng) của buồng bơm

  + Phần còn lại cao su hay ( o-ring ) , nó làm kín phần tĩnh ( seat ) và làm kín trục phần quay ( rotary,)

  + O-ring là một phần của phốt cơ khí có chức năng như một rào cản chất lỏng, thường đứng yên và không xoay,  vật liệu phổ biến làm O-ring gồm Nitrile, Silicone, EPDM và VITON.

  + Vật liệu cấu tạo nên phần quay ,tĩnh ,hay o-ring có rất nhiều dãy vật liệu khác nhau để đáp ứng nhu cầu bơm các ứng dụng như hóa chất, chất lỏng có tính chất,nhiệt độ khác nhau.

- Phần quay ( Rotary Sealing ) là bộ phần được lắp vào trục và quay theo trục

   + Phần lò xo ( Spring ) thường được gắn trên phần quay ( rotary ) lò xo có nhiệm vụ đẩy ( nén ) phần quay áp sát vào phần tĩnh với một lực tiêu chuẩn làm cho chất lỏng không bị lọt ra ngoài khi máy hoạt động 

- Phớt cơ khí gồm có 2 mặt trà, một mặt quay gắn theo trục và một mặt được gắn tĩnh trên thiết bị. Ngoài ra còn có lò xo để tạo lực ép hai mặt chà với nhau để làm kín. Vật liệu của mặt chà thường được làm từ cacbua silic, cacbua vonfram và carbon là những vật liệu phổ biến nhất, ngoài ra các vật liệu khác được lựa chọn tuy theo điều kiện như nhiệt độ, môi chất, áp suất làm việc… và các ứng dụng khác nhau để lựa chọn vật liệu.

__________________________________________

Phớt Cơ Khí Cấu Tạo Gồm Những Gì ?

A. O-Ring ( Cao su Nitrile, Cao su Silicone, Cao su EPDM và Cao su VITON )

B. Mặt chà tĩnh ( Cacbon )

C. Mặt chà động ( gốm. Gốm, cacbua silic, cacbua vonfram và cacbon )

D. Vỏ bọc trục

E. Vòng tựa

F. Vòng đẩy

G. Lò xo

H. Ống lót ngoài

I. Khóa chặn (Retainer)

__________________________________________

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG PHỚT CƠ KHÍ

Như phần cấu tạo Phớt cơ khí ở trên thì chúng ta cũng đã cơ bản hình dung ra cách thức hoạt động của Phớt bơm là như nào.

Nguyên lý phớt máy bơm đó là "hoạt động theo nguyên tắc làm kín trục quay như Dây tết chèn . Nó bao gồm chủ yếu là mặt chà làm kín quay và với một cơ chế dẫn động quay với tốc độ như trục bơm.

Với phân tích đơn giản,

Phốt cơ khí (phốt làm kín) bao gồm hai vòng, bề mặt vòng phần đứng yên làm bằng vật liệu mềm Carbon, bề mặt của vòng phần quay làm bằng kim loại cứng Carbide, lò xo của phần này sẽ tác động lực ép vào phần đứng yên, phần quay cố định với trục và quay cùng trục khi làm việc.

Sự làm kín lưu chất đạt được khi hai bề mặt của phần quay và đứng yên tiếp xúc tốt với nhau theo một phương thức đặc biệt . Các bề mặt làm kín có một độ phẳng cực cao với hàng loạt các rãnh xoắn ốc trên phần đứng yên.

__________________________________________

SỰ KHÁC NHAU GIỮA PHỚT CƠ KHÍ ĐƠN VÀ PHỚT CƠ KHÍ KÉP

Các phốt cơ khí là các Thiết bị làm kín các các máy móc giữa các bộ phận quay (trục) và các bộ phận cố định (vỏ máy bơm) và là một bộ phận không thể tách rời của máy bơm máy nén khí, máy khuấy, máy tạo chân không...

PHỚT CƠ KHÍ ĐƠN

Một Phớt cơ khí duy nhất bao gồm hai bề mặt rất phẳng được ép với nhau bởi một mùa xuân và trượt với nhau. Giữa hai bề mặt này là một màng chất lỏng được tạo ra bởi sản phẩm được bơm. Bộ phim chất lỏng này ngăn cản con dấu cơ khí chạm vào vòng cố định. Sự vắng mặt của màng chất lỏng này (hoạt động khô của máy bơm) dẫn đến nhiệt ma sát và phá hủy hoàn toàn lớp vỏ cơ khí.

 

Phớt cơ khí có xu hướng rò rỉ hơi từ phía áp suất cao đến phía áp suất thấp. Chất lỏng này bôi trơn các con dấu mặt và hấp thụ nhiệt sinh ra từ ma sát liên quan, mà vượt qua các con dấu phải đối mặt như một chất lỏng và bốc hơi vào khí quyển. Vì vậy, đó là thực tế phổ biến để sử dụng một con dấu cơ khí duy nhất nếu sản phẩm bơm có ít hoặc không có rủi ro đối với môi trường.

__________________________________________

PHỚT CƠ KHÍ KÉP

 Một Phớt cơ khí kép bao gồm hai con dấu sắp xếp trong một loạt. Bên trong hoặc “con dấu chính” giữ sản phẩm chứa trong vỏ máy bơm. Phía ngoài, hoặc "con dấu thứ cấp" ngăn chặn chất lỏng tuôn ra rò rỉ vào khí quyển.

Hai Phớt cơ khí được cung cấp trong hai sự sắp xếp:
Quay lại
Hai vòng đệm xoay được sắp xếp cách xa nhau. Màng bôi trơn được tạo ra bởi chất lỏng rào cản. Sự sắp xếp này thường được tìm thấy trong ngành công nghiệp hóa chất. Trong trường hợp rò rỉ, chất lỏng rào cản thâm nhập vào sản phẩm.

Mặt đối mặt
Khuôn mặt Phớt quay được nạp lò xo được sắp xếp mặt đối mặt và trượt từ hướng ngược lại đến một hoặc hai phần con dấu cố định. Đây là một lựa chọn phổ biến cho ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là cho các sản phẩm có xu hướng dính. Trong trường hợp rò rỉ, chất lỏng rào cản thâm nhập vào sản phẩm. Nếu sản phẩm được coi là “nóng”, chất lỏng cản trở hoạt động như một tác nhân làm mát cho phốt cơ khí.

PHÂN LOẠI PHỚT BƠM

Có nhiều cách để phân loại phớt bơm ta có thể phân loại như sau: Phớt máy bơm theo hãng, Phớt máy bơm công nghiệp, Phớt máy bơm gia đình, Phớt cơ khí, Phớt chịu dầu,  Phớt chịu nhiệt, Phớt chịu hóa chất, Phớt cho máy khuấy, Phớt đặc chủng, Gioăng chịu nhiệt

Phớt máy bơm-Phớt cơ khí theo kết cấu

  • Phớt lò xo cân bằng - Balanced Mechanical seals
  • Phớt lo xo không cân bằng - Unbalanced Mechanical seals
  • Phớt cơ khí đơn lò xo -Single Spring Mechanical seals.
  • Phớt đa lo xo - Multi Spring Mechanical seals
  • Phớt lò xo sóng - Wave Spring Mechanical seals.
  • Phớt lò xo côn - Conica Mechanical seals
  • Phớt cơ khí đôi, phớt hai đầu - Double Mechanical Seal
  • Phớt đơn - Single Mechanical seals.
  • Phớt 2 mặt chà - Double face mechanical seal
  • Phớt ủng cao su - Rubber bellow mechanical seal
  • Phớt lò xo đẩy - Fushed Mechanical seals
  • Phớt cơ khí sử dụng gioăng cao su - Oring Mechanical Seals
  • (Elastomer bellow mechanical seal)
  • (Metal bellow mechanical seal)
  • (PTFE Bellow Seals)

Phớt cơ khí-phớt máy bơm theo hãng sử dụng

  • Phớt máy bơm Pentax
  • Phớt bơm Ebara
  • Phớt máy bơm Teco.
  • Phốt bơm Tsurumi
  • Phốt bơm Imo
  • Phốt bơm nước Wilo
  • Phớt máy bơm Teral
  • Phớt máy bơm nước Matral
  • Phớt bơm KSB
  • Phớt bơm Shinmaywa
  • Phớt máy bơm Grundfos trục đứng, trục ngang
  • Phớt bơm nước Sundyne 
  • Phớt máy bơm ABS/Sulzer

Vật liệu chế tạo phớt máy bơm

  • Ceramic,
  • Carbon,
  • NBR,
  • Viton,
  • Sic,
  • Ssic
  • SS304, SS316

Phớt bơm theo ứng dụng:

  • Phớt bơm chịu nhiệt
  • Phớt bơm chịu hoá chất
  • Phớt bơm chịu dầu
  • Phớt bơm dầu nóng, phớt chắn dầu chịu nhiệt, vòng chắn dầu, phốt chặn dầu
  • Phớt bơm ngành giấy và bột giấy
  • Phớt bơm ngành dệt nhuộm
  • Phớt bơm chìm
  • Phớt máy bơm trục đứng
  • Phớt máy bơm trục nằm ngang  
  • Phớt máy khuấy
  • Phớt máy bơm nước công nghiệp
  • Phớt máy nén khí

Phớt bơm theo hãng sản xuất:

  • Phớt máy bơm Vulcan
  • Phớt máy bơm nước công nghiệp Eagle Burgmann
  • Phớt bơm nước Flex a seal
  • Phớt máy bơm hãng Roten, Uniten
  • Phớt máy bơm John Crane
  • Phốt bơm nước AES seal
  • Phớt bơm Flowerse
  • Phớt bơm  Fluiten
  • Phớt bơm Roplan
  • Phớt bơm MTU

NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG PHỚT BƠM

  • Máy bơm hoạt động không đúng với thông số của nhà sản xuất, các yêu tố thông số bao gồm nhiệt độ của lưu chất, đặc tính của lưu chất, tính chất ăn mòn của lưu chất.
    • Ví dụ: Máy bơm nước trục đứng được thiết kế để luân chuyển chất với nhiệt độ 40 độ C, nhưng thiết bị hoạt động vớ lưu chất đến 60 độ C sẽ gây ra hư hỏng phốt cơ khí
    • Khi hoạt động quá thông số cho phép, tuổi thọ của thiết bị, nhất là phốt cơ khí sẽ bị ảnh hưởng, gây hư hỏng ngoài ý muốn
  • Phốt bơm bị hỏng do chạy khô, phớt cơ khí máy bơm làm kín bằng 2 mặt chà cơ khí tiếp xúc với nhau với vận tốc gần 3000 vòng/phút, máy bơm nước được làm mát bằng dầu hoặc bằng nước tùy theo thiết kế và công nghệ của nhà sản xuất, khi không có dầu hoặc nước làm mát thì vị trí tiếp xúc giữa 2 mặt chà sẽ rất nóng dẫn tới gioăng, seal vv.. bị nóng chảy do nhiệt, từ đó phớt cơ khí sẽ bị vỡ do dãn nở nhiệt quá mức cho phép.
  • Hư hòng phớt máy bơm do vật liệu tiếp xúc cơ khí bị mòn, vì chi tiết này là loại vật tư hao mòn theo thời gian làm việc, hiện tại, vật liệu Sic/Sic/Viton rất bền, phốt cơ khí cấu tạo từ vật liệu này sẽ có tuổi thọ cao nhất hiện nay.
  • Không bảo trì và vệ sinh phớt bơm định kỳ: Phốt bơm nước có thể sẽ bị đóng cặn do dầu nhớt hoặc có bụi bẩn do sử dụng lâu ngày, nên thường xuyên tháo rời, kiểm tra và vệ sinh cho phớt bơm, và cần tra dầu mỡ cho cốt đúng cách để máy bơm nước luôn hoạt động trong điều kiện tốt nhất.

Kết luận: có nhiều kiểu phớt với nhiều thông số khác nhau nên khi quý khách hàng có nhu cầu vui lòng liên hệ để chúng tôi có thể tư vấn sản phẩm đáp ứng đúng nhu cầu thực tế.

HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN PHỚT CƠ KHÍ

Chất lỏng: Việc xác định chính xác chất lỏng cần xử lý là bước đầu tiên trong việc lựa chọn phớt bơm. Các bộ phận kim loại phải chống ăn mòn, thường là thép, đồng, thép không gỉ hoặc Hastelloy. Các mặt chà của phớt máy bơm cũng phải chống ăn mòn và mài mòn. Cacbon (Ca), Ceramic (Cer), Cacbua silic (SiC) hoặc cacbua vonfram (WC) có thể được xem xét. Các gioăng làm kín : NBR, EPDM, Viton và Teflon là được sử dụng phổ biến tùy thuộc vào từng loại chất lỏng mà lựa chọn phù hợp
Áp suất: Loại phớt máy bơm thích hợp, cân bằng hay không cân bằng, dựa trên lực ép lên phớt bơm và kích thước phớt bơm.
Nhiệt độ: Một phần quyết định việc sử dụng các thành viên làm kín. Vật liệu phải được lựa chọn để xử lý nhiệt độ chất lỏng.
Đặc tính của chất lỏng: Chất lỏng mài mòn tạo ra sự mài mòn quá mức và tuổi thọ phớt ngắn. Phớt kép hoặc chất lỏng trong suốt xả ra từ nguồn bên ngoài cho phép sử dụng phớt bơm cơ học trên những chất lỏng khó thấm này. Đối với các phớt bơm cân bằng hydrocacbon nhẹ thường được sử dụng để có tuổi thọ cao hơn mặc dù áp suất thấp.
Mối quan tâm về độ tin cậy và chất thải: Loại phớt bơm và cách bố trí được lựa chọn phải đáp ứng độ tin cậy và tiêu chuẩn chất thải mong muốn.

 

CÁCH THAY PHỚT BƠM NHANH NHẤT

Phốt cơ khí Loại có phương pháp lắp đặt phốt cơ khí, các loại máy khác nhau khác nhau, nhưng hầu hết tất cả các yếu tố cần thiết đều có cùng cách lắp đặt, quy trình lắp đặt và các biện pháp phòng ngừa như sau:

(1) để xác định kích thước cài đặt

Cài đặt, phải là hướng dẫn sử dụng sản phẩm hoặc kích thước mẫu để đảm bảo lắp đặt yên lò xo.

(2) Đệm không được có gờ, ổ trục ở tình trạng tốt; phớt, buồng làm kín trục, ống đệm phải sạch. Để giảm ma sát, các bộ phận làm kín trục cơ khí được lắp đặt được phủ một lớp dầu mỏng để bôi trơn, có tính đến khả năng tương thích của vòng đệm chữ O bằng cao su, nếu không phải là dầu, có thể tráng bằng nước xà phòng. òng chống tĩnh điện gắn nổi không có cấu tạo, chưa tra dầu, vào ruột đệm nên khô.

(3) Vòng cố định đầu tiên được gắn trên trục cùng với đệm, cẩn thận để không va chạm với trục, sau đó vào thành phần vòng. Hoặc vít bộ lò xo ghế lái nên siết đều nhiều lần.

Gland không cố định trước tay để đẩy vòng bù để nén dọc trục, tự động nhả sau khi vòng bù có thể nảy mà không có dây, và sau đó siết chặt các bu lông đệm đều.

Một vài lưu ý nhỏ:

Đối với bơm chìm nước thải cần phải đổ dầu cho buồng phớt (lượng dầu được ghi trong hướng dẫn của từng hãng bơm, loại bơm). Đối với phớt cơ khí loại đôi, đơn lắp ngoài cần chú kết nối ống nước làm mát (chất làm mát bên ngoài) đủ áp, lưu lượng phù hợp.

Bơm chạy khô ngoài việc buồng bơm bị nóng, bơm có thể bị rung. Nguyên nhân chạy khô là một trong những tác nhân làm phớt hỏng nhanh nhất, khi chạy khô bề mặt tiếp xúc giữa phần tĩnh và phần động sinh nhiệt nếu bơm chạy tốc độ cao thì nhiệt càng nên nhanh , nhiệt độ có thể vượt ngưỡng nhiệt độ cho phép của vật liệu => làm cho phần tĩnh hoặc phần động biến dạng ( xước hoặc vỡ ). Khi mà có chất lỏng bơm sẽ lọt qua khe vỡ hoặc xước, chất lỏng sẽ bị chảy ra ngoài môi trường qua trục bơm.

 

ỨNG DỤNG PHỚT CƠ KHÍ

Là một thiết bị làm kín, phốt cơ khí hoạt động đáng tin cậy, ngăn chặn rò rỉ, tuổi thọ cao, dễ lắp đặt sử dụng, vận hành nhẹ nhàng với ma sát thấp, phốt cơ khí được áp dụng rộng rãi trong các máy bơm, máy nén, máy xay, quay tháp, máy ly tâm và máy lọc và thiết bị công nghệ khác.

Công nghiệp Cao su, Công nghiệp dệt may, Công nghiệp hóa chất, Công nghiệp hóa dầu, Lọc hóa dầu, Luyện thép, Xi măng, Xây dựng…

 

ƯU ĐIỂM PHỚT CƠ KHÍ

So với kiểu dùng Dây tết chèn thì phớt cơ khí có các ưu điểm sau:

  Phớt cơ khí đơn: Phớt có ưu điểm là tốc độ quay cao, áp suất cao, rò rỉ thấp, độ an toàn cao, thời gian bảo trì lâu
  Phớt cơ khí đôi: Phớt cơ khí đôi cũng có những đặc điểm của phớt cơ khí đơn nhưng bền hơn, rò rỉ ít hơn
  Phớt dầu: Có ưu điểm là giá thành rẻ. Thích hợp để bơm các chất lỏng có độ nhớt cao như dầu DO, diesel….
  Phớt Tepflon: Ưu điểm là thích hợp để bơm các chất có tính ăn mòn cao, chịu được chất lỏng có nhiệt độ cao. 
  Phớt tút: Có ưu điểm là giá thành rẻ, thích hợp bơm các chất có độ đậm đặc cao như dầu DO, diesel…. 

 

VẬT LIỆU LÀM PHỚT CƠ KHÍ

+ Mặt chà phải chống ăn mòn, vì vậy thường sử dụng Vật liệu là: Carbon, Ceramic, Ni-resist, 17-4, Silicon Carbide, Tungsten Carbide, GFPTFE , hay Teflon và một số mặt chà làm bằng chất liệu phủ sơn. 
+ Oring thường là Buna, EPR, Viton và PTFE.
+ Lò xo làm bằng thép không gỉ, Monel hoặc Hastelloy.

+ Mặt chà phớt cơ khí làm bằng Ceramic 99.5%: Đây là loại oxit nhôm có tính cứng tuyệt vời, có thể chịu được trong hầu hết các môi trường hóa chất khác nhau, như kiềm, axit, dầu.. Tuy nhiên nó không chịu nhiệt tốt như vật liệu Ni- resist hay 17-4 và nó cũng dễ vỡ nếu làm rơi trên nền cứng

+ Mặt chà phớt cơ khí làm bằng Silicon Carbide có độ cứng cao và chiu được sự bôi trơn tốt. 

+ Mặt chà phớt cơ khí làm bằng Tungsten Carbide cũng là vật liệu rất thông dụng của mặt chà phốt cơ khí, nó có độ cứng tương tự như Silicone carbide, tuy nhiên nó nặng hơn, điều này giúp cho ta phân biệt giữa hai loại vật liệu. Mặt chà Tungsten Carbide ứng dụng tốt trong môi trường áp suất cao, mặt chà phớt có thể được đánh bóng và dùng lại

+ Mặt chà phớt cơ khí làm bằng Ni-resist: đây là một dạng thép không gỉ, được pha thêm Nickel để làm giảm ma sát trong quá trình  hoạt động của phần quay phốt cơ khí, thường ứng dụng tốt trong các máy bơm nước ngọt.

+ Mặt chà phớt cơ khí làm bằng GF PTFE ( Graphite Filled PTFE) hay thường hay gọi là Teflon,  vật liệu mặt chà này chịu được hóa chất, tuy nhiên người ta phải  thêm thủy tinh giúp tăng độ cứng và mài mòn cơ học cho mặt chà phớt

Zalo
Hotline