Dasar Pompa Sentrifugal: Segel Mekanik Pembilasan Internal dan Pembilasan Eksternal
Evolusi dari segel pengepakan menjadi segel mekanis
Impeler pompa dipasang pada poros pompa yang melewati rumah pompa atau volute. Tanpa segel pompa, bagian poros yang "basah" yang berongga ke dalam volute dapat menjadi sumber kebocoran yang terus-menerus.
Lebih dari seratus tahun yang lalu, sebagian besar pompa mengandalkan pengepakan untuk mencegah kebocoran pompa sekaligus membiarkan poros berputar bebas. Jenis pengepakan atau segel pengepakan ini awalnya membentuk suatu area di dalam pompa, yang dikenal sebagai kotak isian, tempat pengepakan didorong atau diisi. Pompa berteknologi lama ini disebut "struktur kotak isian". Lima puluh tahun yang lalu, teknologinya ditingkatkan, dan segel pengepakan terdiri dari beberapa simpul benang jalinan dan pengisi grafit yang melingkari poros dan ditempatkan di "kotak isian" lama. Pengisi ini ditekan dengan kuat oleh kelenjar pengepakan untuk mencegah air sistem merembes keluar dari rumah pompa.
Karena gesekan antara packing dan poros menghasilkan banyak panas, maka packing seal memerlukan banyak pelumasan. Pelumasan ini dilakukan dengan air sistem, yang mengalir keluar dari sisi outlet pompa, mengalir melalui packing, dan kemudian mengalir keluar dari pompa. Hal ini menghasilkan sistem "terbuka", yaitu sistem yang digunakan secara rutin dan menyebabkan kebocoran air siram. Diperlukan "kebocoran" air dan menetes keluar dari pompa dengan kecepatan sekitar satu tetes per detik. Tentu saja air ini harus diganti dengan air tambahan, yang berarti memasukkan lebih banyak udara ke dalam sistem, sehingga meningkatkan korosi.
Selain itu, segel pengepakan harus disetel secara teratur dengan mengencangkan kelenjar secara manual untuk menjaga jumlah pelumasan yang tepat, yang menyebabkan keausan berlebihan pada komponen. Jenis segel ini merupakan standar pada sebagian besar pompa industri beberapa dekade yang lalu dan masih digunakan hingga saat ini dalam beberapa aplikasi industri.
Segel mekanis kini menjadi standar pada pompa HVAC. Segel mekanis tidak mengalami kebocoran apa pun, melainkan pegas terintegrasi yang memberikan tekanan pada dua permukaan penyegelan yang sangat halus untuk menutup pompa. Bahkan pesaing pompa B&G, yang desain volute pompa lamanya memiliki kotak isian eksternal, dimodifikasi untuk dilengkapi segel mekanis. Itu sebabnya dalam sistem HVAC saat ini, ada dua jenis segel mekanis pompa - satu dirancang untuk pompa lama dengan saluran siram eksternal, dan yang lainnya untuk segel siram internal yang meniru desain B&G.
Segel mekanis untuk pembilasan eksternal dan mengapa harus dihindari
Segel siram eksternal bekerja sama dengan segel mekanis lainnya, tetapi dirancang untuk dipasang di ruang kering rumah pompa/volute, sama seperti segel pengepakan yang lama. Akibatnya memerlukan pelumasan eksternal untuk mencegah panas berlebih akibat gesekan antara poros dengan komponen seal yang berputar dan diam. Pelumasan ini disediakan oleh tabung tipe kapiler yang mengalirkan air dari saluran keluar pompa ke segel mekanis, sehingga menjadikan sistem tersebut sistem tertutup dibandingkan dengan segel pengepakan yang dilumasi secara eksternal. Desain ini memiliki tiga kelemahan.
Hal pertama yang harus diperhatikan adalah ukuran pipa pembilasan. Pipa-pipa ini biasanya berupa pipa tembaga berukuran 1/4 inci atau 3/8 inci. Jika air mulai menumpuk sedimen di saluran atau jika ada kerusakan di saluran, hal ini dapat membatasi aliran siram. Mengurangi laju aliran akan memperpendek masa pakai seal dibandingkan dengan laju aliran yang dirancang oleh pabrikan.
Permasalahan kedua juga terkait dengan kualitas air. Permukaan penyegelan adalah permukaan yang sangat halus. Kerikil (partikel padat) apa pun di antara permukaan perapat akan menimbulkan korosi pada permukaan perapat, yang dapat menyebabkan kegagalan dini atau kebocoran pada perapat.
Masalah ketiga adalah jumlah air untuk membilas segel untuk mengurangi penumpukan panas akibat gesekan. Laju aliran tergantung pada perbedaan tekanan antara saluran masuk dan saluran keluar serta hilangnya gesekan pada pipa. Pabrikan merancang ukuran pipa dan laju aliran agar sesuai dengan yang dibutuhkan oleh pompa. Apa yang terjadi jika kita memasang penggerak kecepatan variabel pada pompa? Tekanan hisap dalam sistem tertutup tetap konstan, namun tekanan pelepasan turun. Laju aliran bervariasi dengan akar kuadrat perbedaan tekanan, dan laju aliran pembilasan juga menurun. Ini mungkin bukan masalah besar dalam sistem air dingin, namun dapat memperpendek umur segel dalam sistem pemanas.
Profil di bawah menunjukkan pipa-pipa ini di kedua sisi segel mekanis eksternal yang khas (pompa hisap ganda terbuka tengah). Perhatikan bahwa mereka langsung masuk ke kotak isian yang dilengkapi segel.
Segel mekanis pembilasan internal dan kelebihannya
Seperti segel mekanis siram eksternal, segel mekanis siram internal mencegah air mengalir keluar dari rumah pompa sekaligus memungkinkan poros pompa berputar bebas. Namun, desain segel mekanis siram internal lebih kompleks dan andal.
Segel mekanis internal terletak lebih dekat ke impeler pompa dan akan terisi air saat dihidupkan. Akibatnya, mereka pada dasarnya terendam dalam air sistem, terkena sekitar 25% cairan pompa. Hal ini berharga karena: 1) tidak memerlukan pelumasan dan pemipaan eksternal; 2) Laju aliran air di sekitar segel lebih tinggi, yang dapat memberikan efek pembilasan yang lebih baik, sehingga memperpanjang masa pakai segel.
Dalam segel siram eksternal, pipa mengalirkan semua cairan siram yang diperlukan langsung pada segel dengan laju aliran yang sangat tinggi. Segel siram internal pada dasarnya direndam dalam bak mandi berisi air. Mengapa hal ini memperpanjang umur segel? Bayangkan Anda sedang membersihkan salah satu barang pecah belah milik nenek Anda di wastafel, dan kualitas air yang digunakan untuk membersihkannya sangat buruk - ada banyak pasir di dalam air. Apakah Anda menggunakan semprotan berkecepatan tinggi untuk membersihkannya, atau merendamnya di wastafel dan memutarnya perlahan dengan handuk? Sama seperti porselen, segel mekanis sentrifugal mahal untuk diganti dan sering terkena air yang mengandung banyak partikel.
Meskipun pompa dengan desain segel siram eksternal masih tersedia saat ini, kami menyarankan Anda menentukan dan memerlukan pompa dengan segel mekanis siram internal untuk sistem HVAC hidraulik Anda, baik pompa tersebut baru dipasang atau menggantikan pompa segel eksternal yang sudah ada. Segel siram internal memerlukan lebih sedikit perawatan dan membantu memperpanjang umur pompa.
