पंप शाफ्ट सील क्या है? जर्मनी, यूके, यूएसए, पोलैंड

क्या है एकपंप शाफ्ट सील?
शाफ्ट सील घूमने वाले या आगे-पीछे चलने वाले शाफ्ट से तरल पदार्थ के रिसाव को रोकती हैं। यह सभी पंपों के लिए महत्वपूर्ण है और सेंट्रीफ्यूगल पंपों के मामले में कई सीलिंग विकल्प उपलब्ध होते हैं: पैकिंग, लिप सील और सभी प्रकार की मैकेनिकल सील – सिंगल, डबल और टैन्डम, जिनमें कार्ट्रिज सील भी शामिल हैं। गियर पंप और वेन पंप जैसे रोटरी पॉजिटिव डिस्प्लेसमेंट पंप पैकिंग, लिप और मैकेनिकल सील व्यवस्थाओं के साथ उपलब्ध हैं। आगे-पीछे चलने वाले पंपों में अलग तरह की सीलिंग समस्याएं होती हैं और वे आमतौर पर लिप सील या पैकिंग पर निर्भर करते हैं। कुछ डिज़ाइन, जैसे मैग्नेटिक ड्राइव पंप, डायाफ्राम पंप या पेरिस्टाल्टिक पंप, में शाफ्ट सील की आवश्यकता नहीं होती है। इन तथाकथित 'सीललेस' पंपों में तरल रिसाव को रोकने के लिए स्थिर सील लगी होती हैं।

पंप शाफ्ट सील के मुख्य प्रकार क्या हैं?
पैकिंग
पैकिंग (जिसे शाफ्ट पैकिंग या ग्लैंड पैकिंग भी कहा जाता है) एक नरम पदार्थ से बनी होती है, जिसे अक्सर गूंथा या छल्ले के आकार में ढाला जाता है। इसे ड्राइव शाफ्ट के चारों ओर बने एक कक्ष में दबाया जाता है जिसे स्टफिंग बॉक्स कहा जाता है, ताकि सील बन सके (चित्र 1)। सामान्यतः, पैकिंग पर अक्षीय रूप से संपीड़न लगाया जाता है, लेकिन इसे हाइड्रोलिक माध्यम द्वारा त्रिज्या के अनुसार भी लगाया जा सकता है।

परंपरागत रूप से, पैकिंग चमड़े, रस्सी या सन से बनाई जाती थी, लेकिन अब आमतौर पर इसमें विस्तारित पीटीएफई, संपीड़ित ग्रेफाइट और दानेदार इलास्टोमर जैसे अक्रिय पदार्थ होते हैं। पैकिंग किफायती है और आमतौर पर रेजिन, टार या चिपकने वाले पदार्थों जैसे गाढ़े, सील करने में मुश्किल तरल पदार्थों के लिए उपयोग की जाती है। हालांकि, यह पतले तरल पदार्थों, विशेष रूप से उच्च दबाव पर, के लिए एक खराब सीलिंग विधि है। पैकिंग में गंभीर खराबी बहुत कम होती है, और निर्धारित शटडाउन के दौरान इसे जल्दी से बदला जा सकता है।

पैकिंग सील में घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा को रोकने के लिए चिकनाई आवश्यक होती है। यह चिकनाई आमतौर पर पंप किए गए तरल पदार्थ द्वारा ही प्रदान की जाती है, जो पैकिंग सामग्री से थोड़ा-थोड़ा रिसता रहता है। इससे गंदगी हो सकती है और संक्षारक, ज्वलनशील या विषैले तरल पदार्थों के मामले में यह अक्सर अस्वीकार्य होता है। ऐसे मामलों में, एक सुरक्षित बाहरी स्नेहक का उपयोग किया जा सकता है। पैकिंग उन पंपों को सील करने के लिए उपयुक्त नहीं है जिनका उपयोग अपघर्षक कणों वाले तरल पदार्थों के लिए किया जाता है। ठोस कण पैकिंग सामग्री में फंस सकते हैं और इससे पंप शाफ्ट या स्टफिंग बॉक्स की दीवार को नुकसान हो सकता है।

होंठों की सील
लिप सील, जिन्हें रेडियल शाफ्ट सील भी कहा जाता है, सरल शब्दों में कहें तो गोलाकार लोचदार तत्व होते हैं जिन्हें एक कठोर बाहरी आवरण (चित्र 2) द्वारा ड्राइव शाफ्ट पर स्थिर रखा जाता है। सील 'लिप' और शाफ्ट के बीच घर्षण संपर्क से बनती है और इसे अक्सर स्प्रिंग द्वारा सुदृढ़ किया जाता है। लिप सील हाइड्रोलिक उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं और पंप, हाइड्रोलिक मोटर और एक्चुएटर में पाई जाती हैं। ये अक्सर अन्य सीलिंग प्रणालियों, जैसे कि यांत्रिक सील, के लिए द्वितीयक, बैकअप सील का काम करती हैं। लिप सील आमतौर पर कम दबाव के लिए ही उपयुक्त होती हैं और पतले, गैर-चिकनाई वाले तरल पदार्थों के लिए भी उपयुक्त नहीं होती हैं। विभिन्न प्रकार के चिपचिपे, गैर-अपघर्षक तरल पदार्थों के विरुद्ध कई लिप सील प्रणालियों का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। लिप सील किसी भी अपघर्षक तरल पदार्थ या ठोस पदार्थ युक्त द्रव के साथ उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं क्योंकि ये घिसाव के प्रति संवेदनशील होती हैं और थोड़ी सी भी क्षति विफलता का कारण बन सकती है।

मैकेनिकल सील
मैकेनिकल सील में मुख्य रूप से एक या एक से अधिक जोड़ी ऑप्टिकली फ्लैट, अत्यधिक पॉलिश की हुई सतहें होती हैं, जिनमें से एक हाउसिंग में स्थिर रहती है और दूसरी ड्राइव शाफ्ट से जुड़ी हुई घूमती है (चित्र 3)। इन सतहों को लुब्रिकेशन की आवश्यकता होती है, या तो पंप किए गए तरल पदार्थ द्वारा या किसी अवरोधक तरल पदार्थ द्वारा। वास्तव में, सील की सतहें केवल तभी संपर्क में आती हैं जब पंप स्थिर अवस्था में होता है। उपयोग के दौरान, लुब्रिकेटिंग तरल पदार्थ विपरीत सील सतहों के बीच एक पतली, हाइड्रोडायनामिक परत बनाता है, जिससे घिसाव कम होता है और ऊष्मा का अपव्यय होता है।

मैकेनिकल सील विभिन्न प्रकार के तरल पदार्थों, श्यानता, दबाव और तापमान को संभाल सकती हैं। हालांकि, मैकेनिकल सील को बिना तरल पदार्थ के नहीं चलाना चाहिए। मैकेनिकल सील सिस्टम का एक प्रमुख लाभ यह है कि ड्राइव शाफ्ट और केसिंग सीलिंग तंत्र का हिस्सा नहीं होते (जैसा कि पैकिंग और लिप सील के मामले में होता है) और इसलिए उनमें घिसावट नहीं होती।

डबल सील
डबल सील में दो यांत्रिक सीलें आमने-सामने लगी होती हैं (चित्र 4)। सील सतहों के दोनों सेटों के भीतर के स्थान को हाइड्रोलिक रूप से अवरोधक तरल से दबावित किया जा सकता है ताकि चिकनाई के लिए आवश्यक सील सतहों पर बनने वाली परत अवरोधक तरल हो, न कि पंप किया जा रहा माध्यम। अवरोधक तरल पंप किए जा रहे माध्यम के अनुकूल भी होना चाहिए। दबाव की आवश्यकता के कारण डबल सीलों का संचालन अधिक जटिल होता है और इनका उपयोग आमतौर पर तभी किया जाता है जब कर्मियों, बाहरी घटकों और आसपास के वातावरण को खतरनाक, विषैले या ज्वलनशील तरल पदार्थों से बचाना आवश्यक हो।

टैंडम सील
टैंडम सील डबल सील के समान होती हैं, लेकिन इनमें यांत्रिक सीलों के दोनों सेट आमने-सामने होने के बजाय एक ही दिशा में लगे होते हैं। पंप किए गए द्रव में केवल उत्पाद की ओर वाली सील ही घूमती है, लेकिन सील सतहों के बीच रिसाव से अंततः अवरोधक स्नेहक दूषित हो जाता है। इसका असर वायुमंडलीय सील और आसपास के वातावरण पर पड़ता है।

कारतूस सील
कार्ट्रिज सील, मैकेनिकल सील घटकों का एक पूर्व-संगठित पैकेज होता है। कार्ट्रिज संरचना से इंस्टॉलेशन संबंधी समस्याएं जैसे स्प्रिंग कम्प्रेशन को मापने और सेट करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। इंस्टॉलेशन के दौरान सील की सतहें क्षति से भी सुरक्षित रहती हैं। डिज़ाइन में, कार्ट्रिज सील एक सिंगल, डबल या टैन्डम कॉन्फ़िगरेशन में हो सकती है, जो एक ग्लैंड के भीतर समाहित होती है और एक स्लीव पर निर्मित होती है।

गैस अवरोधक सील।
ये कार्ट्रिज-शैली की दोहरी सीटें हैं जिनके मुखों को एक अक्रिय गैस का उपयोग करके दबावित किया जाता है, जो पारंपरिक चिकनाई तरल के स्थान पर अवरोधक का काम करती है। गैस के दबाव को समायोजित करके संचालन के दौरान सील के मुखों को अलग किया जा सकता है या ढीले संपर्क में रखा जा सकता है। थोड़ी मात्रा में गैस उत्पाद और वातावरण में निकल सकती है।

सारांश
शाफ्ट सील पंप के घूमने वाले या आगे-पीछे चलने वाले शाफ्ट से तरल पदार्थ के रिसाव को रोकते हैं। अक्सर कई प्रकार के सीलिंग विकल्प उपलब्ध होते हैं: पैकिंग, लिप सील और विभिन्न प्रकार के यांत्रिक सील – सिंगल, डबल और टैंडम, जिनमें कार्ट्रिज सील भी शामिल हैं।