मिक्सर बनाम पंप मैकेनिकल सील्स: जर्मनी, यूके, यूएसए, इटली, ग्रीस, यूएसए

कई प्रकार के उपकरण ऐसे होते हैं जिनमें स्थिर आवरण से गुजरने वाले घूर्णनशील शाफ्ट को सील करना आवश्यक होता है। इसके दो सामान्य उदाहरण पंप और मिक्सर (या एजिटेटर) हैं। जबकि मूल बातें
विभिन्न उपकरणों को सील करने के सिद्धांत समान हैं, फिर भी कुछ अंतर हैं जिनके लिए अलग-अलग समाधानों की आवश्यकता होती है। इस गलतफहमी के कारण कई विवाद उत्पन्न हुए हैं, जैसे कि अमेरिकन पेट्रोलियम इंस्टीट्यूट का हवाला देना।
मिक्सर के लिए सील निर्दिष्ट करते समय (API) 682 (एक पंप मैकेनिकल सील मानक) का पालन किया जाता है। पंप और मिक्सर के लिए मैकेनिकल सील पर विचार करते समय, दोनों श्रेणियों के बीच कुछ स्पष्ट अंतर हैं। उदाहरण के लिए, ओवरहंग पंपों में इम्पेलर से रेडियल बेयरिंग तक की दूरी (आमतौर पर इंच में मापी जाती है) एक सामान्य टॉप एंट्री मिक्सर (आमतौर पर फीट में मापी जाती है) की तुलना में कम होती है।
इस लंबी असमर्थ दूरी के कारण पंपों की तुलना में कम स्थिर प्लेटफॉर्म बनता है, जिसमें रेडियल रनआउट, लंबवत मिसअलाइनमेंट और एक्सेंट्रिसिटी अधिक होती है। उपकरण के बढ़े हुए रनआउट से मैकेनिकल सील के डिजाइन में कुछ चुनौतियां उत्पन्न होती हैं। यदि शाफ्ट का विक्षेपण पूरी तरह से रेडियल हो तो क्या होगा? इस स्थिति के लिए सील का डिजाइन घूर्णनशील और स्थिर घटकों के बीच क्लीयरेंस बढ़ाकर और सील फेस रनिंग सतहों को चौड़ा करके आसानी से किया जा सकता है। जैसा कि अनुमान था, मामला इतना सरल नहीं है। मिक्सर शाफ्ट पर जहां भी इम्पेलर स्थित हों, उन पर लगने वाला पार्श्व भार एक विक्षेपण उत्पन्न करता है जो सील से होते हुए शाफ्ट के पहले सपोर्ट बिंदु—गियरबॉक्स रेडियल बेयरिंग—तक पहुंचता है। शाफ्ट के विक्षेपण और पेंडुलम गति के कारण, विक्षेपण एक रेखीय फलन नहीं है।

इसमें एक रेडियल और एक एंगुलर घटक होता है जो सील पर लंबवत मिसअलाइनमेंट पैदा करता है और मैकेनिकल सील के लिए समस्याएँ उत्पन्न कर सकता है। शाफ्ट और शाफ्ट लोडिंग की प्रमुख विशेषताओं की जानकारी होने पर विक्षेपण की गणना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, API 682 के अनुसार, पंप के सील फेस पर शाफ्ट का रेडियल विक्षेपण सबसे गंभीर परिस्थितियों में भी 0.002 इंच टोटल इंडिकेटेड रीडिंग (TIR) ​​के बराबर या उससे कम होना चाहिए। टॉप एंट्री मिक्सर पर सामान्य रेंज 0.03 से 0.150 इंच TIR के बीच होती है। अत्यधिक शाफ्ट विक्षेपण के कारण मैकेनिकल सील में होने वाली समस्याओं में सील घटकों का अधिक घिसाव, घूर्णनशील घटकों का स्थिर घटकों से संपर्क करके उन्हें नुकसान पहुँचाना, डायनामिक O-रिंग का रोलिंग और पिंचिंग (जिससे O-रिंग की स्पाइरल विफलता या फेस हैंग अप हो सकता है) शामिल हैं। इन सभी से सील का जीवनकाल कम हो सकता है। मिक्सर में अंतर्निहित अत्यधिक गति के कारण, मैकेनिकल सील समान सील की तुलना में अधिक रिसाव प्रदर्शित कर सकती हैं।पंप सीलजिसकी वजह से, अगर बारीकी से निगरानी न की जाए तो सील अनावश्यक रूप से खिंच सकती है और/या समय से पहले ही खराब हो सकती है।

उपकरण निर्माताओं के साथ मिलकर काम करने और उपकरण के डिज़ाइन को समझने से कई बार सील कार्ट्रिज में रोलिंग एलिमेंट बेयरिंग लगाकर सील सतहों पर कोणीयता को सीमित किया जा सकता है और इन समस्याओं को कम किया जा सकता है। सही प्रकार की बेयरिंग का उपयोग करना और संभावित बेयरिंग लोड को पूरी तरह से समझना आवश्यक है, अन्यथा समस्या और भी गंभीर हो सकती है या बेयरिंग लगाने से एक नई समस्या भी उत्पन्न हो सकती है। सील विक्रेताओं को उचित डिज़ाइन सुनिश्चित करने के लिए OEM और बेयरिंग निर्माताओं के साथ मिलकर काम करना चाहिए।

मिक्सर सील अनुप्रयोग आमतौर पर कम गति (5 से 300 रोटेशन प्रति मिनट [rpm]) वाले होते हैं और अवरोधक तरल को ठंडा रखने के लिए कुछ पारंपरिक तरीकों का उपयोग नहीं कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, दोहरी सील के लिए प्लान 53A में, अवरोधक तरल का परिसंचरण एक आंतरिक पंपिंग सुविधा जैसे कि अक्षीय पंपिंग स्क्रू द्वारा प्रदान किया जाता है। चुनौती यह है कि पंपिंग सुविधा प्रवाह उत्पन्न करने के लिए उपकरण की गति पर निर्भर करती है और सामान्य मिश्रण गति उपयोगी प्रवाह दर उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त नहीं होती है। अच्छी बात यह है कि सील सतह से उत्पन्न गर्मी आमतौर पर अवरोधक तरल के तापमान में वृद्धि का कारण नहीं होती है।मिक्सर सीलप्रक्रिया के दौरान उत्पन्न ऊष्मा के कारण बैरियर द्रव का तापमान बढ़ जाता है और सील के निचले हिस्से, जैसे कि सील के फलक और इलास्टोमर, उच्च तापमान के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं। सील के निचले हिस्से, जैसे कि सील के फलक और ओ-रिंग, प्रक्रिया के निकट होने के कारण अधिक संवेदनशील होते हैं। सील के फलकों को सीधे ऊष्मा से क्षति नहीं पहुँचती, बल्कि निचले फलकों पर बैरियर द्रव की कम श्यानता और इसलिए उसकी कम चिकनाई के कारण क्षति पहुँचती है। अपर्याप्त चिकनाई के कारण संपर्क से फलकों को क्षति पहुँचती है। बैरियर द्रव के तापमान को कम रखने और सील घटकों की सुरक्षा के लिए सील कार्ट्रिज में अन्य डिज़ाइन विशेषताएँ शामिल की जा सकती हैं।

मिक्सर के लिए मैकेनिकल सील को आंतरिक कूलिंग कॉइल या जैकेट के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है जो बैरियर फ्लूइड के सीधे संपर्क में होते हैं। ये विशेषताएं एक बंद लूप, कम दबाव, कम प्रवाह प्रणाली हैं जिसमें ठंडा पानी प्रवाहित होता है और एक अभिन्न हीट एक्सचेंजर के रूप में कार्य करता है। एक अन्य विधि सील कार्ट्रिज में निचले सील घटकों और उपकरण माउंटिंग सतह के बीच कूलिंग स्पूल का उपयोग करना है। कूलिंग स्पूल एक गुहा है जिससे कम दबाव वाला ठंडा पानी प्रवाहित हो सकता है, जिससे सील और बर्तन के बीच एक इन्सुलेटिंग अवरोध बनता है और ऊष्मा अवशोषण सीमित होता है। ठीक से डिज़ाइन किया गया कूलिंग स्पूल अत्यधिक तापमान को रोक सकता है जिससे क्षति हो सकती है।सील चेहरेऔर इलास्टोमर्स। प्रक्रिया से उत्पन्न ऊष्मा के कारण बैरियर द्रव का तापमान बढ़ जाता है।

इन दो डिज़ाइन विशेषताओं का उपयोग यांत्रिक सील पर तापमान को नियंत्रित करने में सहायता के लिए संयुक्त रूप से या अलग-अलग किया जा सकता है। अक्सर, मिक्सर के लिए यांत्रिक सील API 682, चौथे संस्करण श्रेणी 1 के अनुरूप निर्दिष्ट की जाती हैं, भले ही ये मशीनें कार्यात्मक रूप से, आयामी रूप से और/या यांत्रिक रूप से API 610/682 में उल्लिखित डिज़ाइन आवश्यकताओं का अनुपालन न करती हों। इसका कारण यह हो सकता है कि अंतिम उपयोगकर्ता API 682 को सील विनिर्देश के रूप में जानते हैं और उससे सहज महसूस करते हैं, जबकि वे कुछ ऐसे उद्योग विनिर्देशों से अवगत नहीं होते जो इन मशीनों/सीलों के लिए अधिक उपयुक्त हैं। प्रोसेस इंडस्ट्री प्रैक्टिसेज (PIP) और ड्यूश इंस्टीट्यूट फर नॉर्मुंग (DIN) दो उद्योग मानक हैं जो इस प्रकार की सीलों के लिए अधिक उपयुक्त हैं—DIN 28138/28154 मानक यूरोप में मिक्सर OEM के लिए लंबे समय से निर्दिष्ट हैं, और PIP RESM003 का उपयोग मिक्सिंग उपकरणों पर यांत्रिक सीलों के लिए एक विनिर्देश आवश्यकता के रूप में किया जाता है। इन विशिष्टताओं के अलावा, कोई सामान्य रूप से प्रचलित उद्योग मानक नहीं हैं, जिसके कारण सील चैम्बर के आयामों, मशीनिंग सहनशीलता, शाफ्ट विक्षेपण, गियरबॉक्स डिजाइन, बेयरिंग व्यवस्था आदि में व्यापक विविधता पाई जाती है, जो एक ओईएम से दूसरे ओईएम में भिन्न होती है।

उपयोगकर्ता का स्थान और उद्योग काफी हद तक यह निर्धारित करेगा कि इनमें से कौन सा विनिर्देश उनकी साइट के लिए सबसे उपयुक्त होगा।मिक्सर मैकेनिकल सीलमिक्सर सील के लिए API 682 निर्दिष्ट करना अनावश्यक अतिरिक्त खर्च और जटिलता हो सकती है। हालांकि API 682-योग्य बेसिक सील को मिक्सर कॉन्फ़िगरेशन में शामिल करना संभव है, लेकिन इस दृष्टिकोण से आमतौर पर API 682 के अनुपालन और मिक्सर अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की उपयुक्तता दोनों में समझौता करना पड़ता है। चित्र 3 में API 682 श्रेणी 1 सील और एक विशिष्ट मिक्सर मैकेनिकल सील के बीच अंतरों की सूची दिखाई गई है।