Phớt cơ khí được phân loại như thế nào?

Phớt cơ khí đóng vai trò quan trọng trong chức năng và tuổi thọ của thiết bị quay, đóng vai trò là nền tảng để chứa chất lỏng bên trong các hệ thống mà trục quay đi qua vỏ cố định. Được công nhận về hiệu quả ngăn ngừa rò rỉ, phớt cơ khí là một phần không thể thiếu của nhiều ứng dụng công nghiệp, từ máy bơm đến máy trộn. Việc phân loại chúng rất tinh tế, phụ thuộc vào nhiều thông số, bao gồm đặc điểm thiết kế, vật liệu sử dụng và điều kiện vận hành, v.v. Bài viết này đi sâu vào sự phức tạp của việc phân loại phớt cơ khí, cung cấp sự phân biệt rõ ràng giữa các loại hiện có và làm sáng tỏ cách mỗi loại phù hợp với các chức năng cụ thể. Đối với các kỹ sư và chuyên gia trong ngành muốn hiểu sâu hơn về các thành phần này hoặc đối với những người lựa chọn phớt phù hợp với nhu cầu của mình, việc khám phá lĩnh vực này sẽ là điều vô cùng cần thiết. Hãy cùng chúng tôi khám phá thế giới phức tạp của phớt cơ khí khi chúng ta tìm hiểu các phân loại đa dạng của chúng và ý nghĩa của từng loại đối với hoạt động công nghiệp.

Phân loại theo tính năng thiết kế

Phớt cơ khí loại đẩy

Phớt cơ khí là thành phần quan trọng trong nhiều thiết bị công nghiệp, đảm bảo việc chứa chất lỏng và ngăn ngừa rò rỉ. Một loại phớt cơ khí quan trọng trong số này là phớt cơ khí loại đẩy. Loại phớt này được đặc trưng bởi khả năng duy trì tiếp xúc với bề mặt phớt thông qua một bộ phận làm kín thứ cấp động, thường là vòng chữ O hoặc vòng chữ V. Điểm khác biệt giữa phớt loại đẩy và các loại khác là tính chất thích ứng của chúng; chúng bù trừ sự mài mòn và lệch trục trong quá trình vận hành bằng cách 'đẩy' phớt thứ cấp dọc theo trục hoặc ống lót để duy trì tính toàn vẹn của phớt.

Một trong những ưu điểm của chúng là khả năng điều chỉnh theo độ mài mòn bề mặt và sự thay đổi áp suất buồng đệm mà không làm giảm hiệu quả. Khả năng điều chỉnh này giúp chúng phù hợp với các ứng dụng thường xuyên có những thay đổi như vậy, giúp tăng tuổi thọ và độ tin cậy của thiết bị.

Tuy nhiên, một hạn chế cố hữu là trong điều kiện áp suất cao, có nguy cơ phớt thứ cấp có thể bị đẩy vào khe hở giữa trục và các bộ phận cố định của vỏ bơm nếu không được thiết kế hoặc hỗ trợ đúng cách.

Do đó, phớt cơ khí loại đẩy mang lại sự cân bằng giữa khả năng thích ứng và độ bền trong các ứng dụng vừa phải nhưng cần cân nhắc cẩn thận trong các tình huống áp suất cao để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn liên tục.

Phớt cơ khí loại không đẩy

Phớt cơ khí loại không đẩy là một loại giải pháp làm kín riêng biệt, hoạt động mà không cần sử dụng các bộ phận làm kín thứ cấp động chuyển động dọc trục hoặc ống lót để duy trì tiếp xúc với bề mặt phớt. Các phớt này được thiết kế để bù đắp cho bất kỳ sự mài mòn và lệch trục nào thông qua tính linh hoạt vốn có trong thiết kế của chúng, thường bao gồm các thành phần như ống thổi hoặc các cấu trúc đàn hồi khác.

Trong phớt không đẩy, tính toàn vẹn của phớt được duy trì nhờ độ đàn hồi của cụm ống thổi thay vì cơ chế bên ngoài đẩy các mặt phớt lại với nhau. Đặc điểm này cho phép phớt điều chỉnh hiệu quả độ rơ và độ lệch tâm mà không truyền tải quá mức lên các mặt phớt, mang lại độ kín nhất quán và đáng tin cậy hơn trong các điều kiện vận hành khác nhau.

Những loại phớt này đặc biệt hữu ích trong những trường hợp cần giảm thiểu ma sát và mài mòn vì không có vòng đệm động nào gây kẹt hoặc mài mòn trục hoặc ống lót. Chúng cũng mang lại lợi thế đáng kể trong việc tránh nhiễm bẩn vì không dễ bị kẹt mảnh vụn giữa các bộ phận chuyển động, điều này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ tinh khiết cao.

Việc không có cơ cấu đẩy khiến loại phớt cơ khí này trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng tốc độ cao và ứng dụng liên quan đến chất lỏng ăn mòn hoặc nhiệt độ cao, vốn có thể làm hỏng các vòng đệm chữ O hoặc các chi tiết hình nêm truyền thống. Khả năng phục hồi cấu trúc trước các điều kiện khắc nghiệt khiến phớt cơ khí loại không đẩy trở nên không thể thiếu trong nhiều hoạt động công nghiệp hiện đại.

Con dấu cân bằng

Trong lĩnh vực phớt cơ khí, phớt cân bằng nổi bật với khả năng phân bổ lực thủy lực đồng đều trên các bề mặt phớt. Không giống như phớt không cân bằng, thường chịu tải trọng bề mặt lớn hơn và do đó chỉ có thể chịu được các biến thiên áp suất hạn chế, phớt cơ khí cân bằng được thiết kế đặc biệt để quản lý áp suất cao một cách hiệu quả. Điều này đạt được bằng cách thay đổi hình dạng hoặc hình học của phớt sao cho áp suất được cân bằng ở cả hai mặt của bề mặt tiếp xúc.

Sự cân bằng này giảm thiểu biến dạng do áp suất gây ra trên bề mặt phớt, do đó kéo dài tuổi thọ của phớt bằng cách giảm thiểu sinh nhiệt và mài mòn quá mức. Nó cũng cho phép phạm vi hoạt động rộng hơn cho nhiệt độ và áp suất chất lỏng. Do đó, phớt cơ khí cân bằng thường đáng tin cậy và linh hoạt hơn trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Chúng được lựa chọn dựa trên khả năng chịu được các chuyển động dọc trục và hướng tâm đáng kể trong thiết bị bơm, đồng thời duy trì hiệu suất làm kín hoàn hảo.

Khi thảo luận về chủ đề này, rõ ràng là việc lựa chọn giữa loại cân bằng và không cân bằng phụ thuộc phần lớn vào các đặc điểm ứng dụng, bao gồm giới hạn áp suất, đặc tính chất lỏng và các ràng buộc cơ học. Phớt cân bằng hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt, nơi độ tin cậy dưới ứng suất nhiệt và áp suất đáng kể không chỉ được ưu tiên mà còn thiết yếu cho sự thành công trong vận hành.

Phớt không cân bằng

Phớt cơ khí không cân bằng là một thiết kế cơ bản, trong đó các mặt phớt tiếp xúc với toàn bộ áp suất của bơm hoặc thiết bị mà chúng bảo vệ. Phớt này hoạt động bằng cách cho phép một mặt, thường được gắn vào trục quay, ép vào một mặt cố định bằng cơ cấu lò xo tạo lực để duy trì tiếp xúc. Áp suất trong hệ thống góp phần tạo nên lực này, nhưng cũng có thể gây hại nếu vượt quá một số giới hạn nhất định; áp suất quá mức có thể gây biến dạng hoặc mài mòn quá mức trên các mặt phớt.

Đặc điểm chính của phớt không cân bằng là lực đóng tăng tỷ lệ thuận với áp suất chất lỏng. Mặc dù hiệu quả trong các ứng dụng áp suất thấp, phớt không cân bằng có những hạn chế nhất định – khi hoạt động trong điều kiện áp suất cao, chúng có thể gặp phải các vấn đề về độ tin cậy do rò rỉ tăng và tuổi thọ hoạt động giảm so với các thiết kế khác.

Ứng dụng lý tưởng của phớt cơ khí không cân bằng thường nằm trong môi trường có áp suất vừa phải và không dao động mạnh. Nhờ thiết kế đơn giản và hiệu quả về chi phí, phớt cơ khí không cân bằng vẫn được ưa chuộng trong nhiều ngành công nghiệp, đáp ứng nhu cầu làm kín máy móc hàng ngày. Khi lựa chọn phớt cơ khí không cân bằng, cần cân nhắc kỹ lưỡng các điều kiện vận hành như áp suất, nhiệt độ và bản chất của chất lỏng được làm kín để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ tối ưu.

Phân loại theo sự sắp xếp và cấu hình

Phớt cơ khí đơn (tác động)

Trong lĩnh vực giải pháp niêm phong công nghiệp,phớt cơ khí đơnlà một thành phần quan trọng được thiết kế để ngăn chặn rò rỉ chất lỏng từ các thiết bị quay như máy bơm và máy trộn. Loại phớt này thường được gọi là phớt cơ khí 'tác động đơn' hoặc đơn giản là phớt cơ khí 'đơn', do thiết kế của nó bao gồm một mặt phớt duy nhất.

Đặc điểm chính của phớt cơ khí đơn là chúng có một mặt cố định và một mặt quay. Các mặt này được ép lại với nhau bằng lò xo — một lò xo đơn hoặc nhiều lò xo nhỏ — và tạo thành giao diện làm kín chính, ngăn chất lỏng thoát ra qua khu vực trục bơm.

Phớt cơ khí đơn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng mà chất lỏng quy trình không quá mạnh hoặc nguy hiểm. Chúng hoạt động tốt trong điều kiện ít đòi hỏi khắt khe hơn và là một lựa chọn tiết kiệm cho các yêu cầu làm kín, đảm bảo độ tin cậy với nhu cầu bảo trì tối thiểu.

Việc lựa chọn vật liệu cho cả hai mặt là rất quan trọng để đảm bảo tính tương thích với môi trường xử lý, tuổi thọ và hiệu quả. Các vật liệu phổ biến bao gồm carbon, gốm, silicon carbide và vonfram carbide, cùng nhiều loại khác. Các thành phần bịt kín thứ cấp thường bao gồm các chất đàn hồi như NBR, EPDM, Viton® hoặc PTFE được sử dụng trong nhiều cấu hình khác nhau để phù hợp với các điều kiện vận hành khác nhau.

Hơn nữa, loại phớt này có quy trình lắp đặt đơn giản. Nhờ thiết kế đơn giản so với các loại phớt đa lớp phức tạp hơn, phớt cơ khí đơn cần ít không gian hơn trong vỏ thiết bị; tính nhỏ gọn này có thể có lợi khi lắp đặt lại thiết bị cũ hoặc trong điều kiện hạn chế về không gian.

Tuy nhiên, vì phớt đơn chỉ cung cấp một lớp chắn giữa chất lỏng trong quy trình và khí quyển mà không có hệ thống đệm nào nên chúng có thể không phù hợp với các ứng dụng có rủi ro cao liên quan đến chất lỏng độc hại hoặc có phản ứng cao, khi đó các biện pháp an toàn bổ sung trở nên bắt buộc.

Vẫn phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt nhờ hiệu quả về chi phí và khả năng vận hành phù hợp cho nhiều ứng dụng tiêu chuẩn; phớt cơ khí tác động đơn là một giải pháp cơ bản trong nhiều quy trình kỹ thuật. Với việc lựa chọn phù hợp với các điều kiện cụ thể và tuân thủ các quy trình bảo trì phù hợp theo thời gian — các cơ chế làm kín này có thể mang lại khả năng vận hành đáng tin cậy đồng thời giảm thiểu rủi ro liên quan đến rò rỉ chất lỏng.

Phớt cơ khí tác động kép

Phớt cơ khí tác động kép, còn được gọi là phớt cơ khí kép hoặc phớt cơ khí song song, được thiết kế để xử lý các ứng dụng bịt kín đòi hỏi khắt khe mà phớt đơn không đáp ứng được. Chúng cung cấp thêm một lớp bảo vệ chống rò rỉ và thường được sử dụng trong các quy trình liên quan đến chất lỏng nguy hiểm, độc hại hoặc đắt tiền, đòi hỏi việc ngăn chặn là rất quan trọng.

Các phớt này bao gồm hai mặt phớt được đặt đối lưng hoặc đối diện, tùy thuộc vào chức năng và yêu cầu thiết kế. Khoảng cách giữa hai mặt phớt thường được bôi trơn và kiểm soát bằng hệ thống chất lỏng đệm hoặc chất lỏng chắn. Chất lỏng này có thể được điều áp hoặc không điều áp tùy theo nhu cầu ứng dụng và hoạt động như một chất bôi trơn đồng thời đóng vai trò như một lớp chống rò rỉ khác.

Ưu điểm của phớt cơ khí kép là khả năng ngăn chặn chất lỏng trong quy trình thoát ra môi trường. Trong trường hợp phớt chính bị hỏng, phớt phụ sẽ tiếp quản việc giữ kín cho đến khi việc bảo trì được tiến hành. Hơn nữa, loại phớt này có thể hoạt động trong điều kiện chênh lệch áp suất cực lớn và ít bị ảnh hưởng bởi rung động và độ lệch trục so với phớt đơn.

Phớt cơ khí kép đòi hỏi các hệ thống phụ trợ phức tạp hơn để kiểm soát môi trường giữa hai phớt, chẳng hạn như bình chứa, bơm, bộ trao đổi nhiệt, và thường là công tắc mức hoặc đồng hồ đo nếu sử dụng chất lỏng chắn. Thiết kế của chúng cho phép xử lý các tình huống có mức độ an toàn cao hơn, nhưng đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về quy trình lắp đặt và thực hành bảo trì. Bất chấp sự phức tạp này, độ tin cậy của phớt cơ khí kép trong điều kiện khắc nghiệt khiến chúng trở nên không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như chế biến hóa chất, sản xuất dầu khí và sản xuất dược phẩm.

Phân loại theo loại máy móc

Phớt màng cao su

Phớt màng cao su là một loại phớt cơ khí riêng biệt, được phân loại theo loại máy móc mà chúng được thiết kế. Loại phớt này chủ yếu được sử dụng ở những nơi có điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp, lý tưởng cho các ứng dụng bịt kín chất lỏng thông thường và không gây ăn mòn.

Đặc điểm chính phân biệt phớt màng cao su với các loại khác là chúng sử dụng màng đàn hồi – thường được làm từ cao su hoặc vật liệu tương tự cao su – cho phép linh hoạt và bù trừ các sai số như độ lệch giữa các mặt phớt hoặc độ mòn. Màng đàn hồi này được gắn vào bộ phận quay của cụm lắp ráp và di chuyển theo trục để duy trì tiếp xúc với mặt cố định, tạo ra một lớp đệm động mà không cần dùng đến các cơ chế phức tạp.

Nhờ tính đơn giản và độ đàn hồi, phớt màng cao su phù hợp với những tình huống mà các loại phớt khác bị cản trở bởi chuyển động hoặc biến dạng bên trong máy móc. Khả năng thích ứng với các bất thường của phớt không chỉ đảm bảo tính toàn vẹn của phớt mà còn cải thiện tuổi thọ và độ tin cậy. Thường được sử dụng trong máy bơm, máy nén và thiết bị quay, loại phớt này dễ dàng lắp đặt và bảo trì, góp phần tăng thêm tính ứng dụng thực tế của chúng.

Cần lưu ý rằng mặc dù những đặc điểm này làm cho gioăng cao su trở nên đa năng, phạm vi ứng dụng của chúng vẫn bị hạn chế bởi các đặc tính của chất đàn hồi được sử dụng. Các yếu tố như khả năng tương thích hóa học, độ cứng, khả năng chịu nhiệt và lão hóa trong các điều kiện môi trường khác nhau là những yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả và tuổi thọ của gioăng cao su.

Tóm lại, phớt màng cao su cung cấp giải pháp chức năng phù hợp với các ứng dụng máy móc cụ thể, trong đó khả năng thích ứng với các thay đổi đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì độ kín hiệu quả chống rò rỉ chất lỏng đồng thời bảo vệ hiệu suất thiết bị.

Phớt ống thổi cao su

Phớt ống cao su là một loại phớt cơ khí dùng để chứa chất lỏng bên trong các thiết bị quay, chẳng hạn như máy bơm và máy trộn. Loại phớt này được trang bị một ống cao su đàn hồi, mang lại sự linh hoạt để thích ứng với độ lệch trục, độ võng và độ rơ đầu mút. Nguyên lý thiết kế của phớt cơ khí ống cao su xoay quanh việc sử dụng ống vừa như một lò xo để duy trì tiếp xúc bề mặt, vừa như một bộ phận làm kín động.

Tính linh hoạt vốn có của ống thổi bù trừ cho các biến thiên chuyển động dọc trục mà không gây áp lực quá mức lên bề mặt phớt, điều này rất quan trọng để duy trì tính toàn vẹn của bề mặt phớt trong quá trình vận hành. Hơn nữa, loại phớt này loại bỏ nhu cầu sử dụng lò xo bên ngoài, vốn có thể bị tắc nghẽn do tạp chất trong quá trình vận hành; do đó, chúng đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng liên quan đến bùn hoặc chất lỏng có chứa các hạt rắn.

Về độ bền, phớt cao su dạng ống thổi có khả năng chống chịu đáng khen ngợi với nhiều loại hóa chất nhờ khả năng tương thích với nhiều loại vật liệu đàn hồi. Do đó, khi lựa chọn phớt cao su dạng ống thổi cho các ứng dụng cụ thể, điều bắt buộc là phải xem xét cả khả năng tương thích hóa chất và nhiệt độ vận hành.

Thiết kế đơn giản của chúng thường bao gồm ít bộ phận hơn so với các loại phớt cơ khí khác, giúp giảm thiểu hư hỏng do lỗi lắp ráp hoặc điều kiện vận hành phức tạp. Sự đơn giản này cũng góp phần mang lại sự dễ dàng lắp đặt và tiết kiệm chi phí vì không có nhiều bộ phận phức tạp đòi hỏi sự căn chỉnh hoặc điều chỉnh chính xác.

Tóm lại, phớt cao su dạng ống thổi nổi bật với chức năng linh hoạt và hiệu suất mạnh mẽ trong nhiều điều kiện khác nhau liên quan đến các vấn đề lệch trục hoặc chất lỏng chứa nhiều hạt. Khả năng xử lý các động lực vận hành khác nhau mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy của phớt khiến chúng trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng công nghiệp đòi hỏi các giải pháp ngăn chặn chất lỏng hiệu quả.

Phớt gắn vòng chữ O

Phớt lắp vòng chữ O là một loại phớt cơ khí sử dụng vòng chữ O làm bộ phận làm kín chính. Vòng chữ O này thường được lắp trên đường kính ngoài của phớt và được thiết kế để tạo ra lực làm kín cần thiết bằng cách tiếp xúc giữa hai bộ phận. Loại phớt này phổ biến trong nhiều loại máy móc có áp suất từ trung bình đến cao, và phải có khả năng chịu được nhiều môi trường hóa chất và nhiệt độ khác nhau.

Vòng đệm chữ O trong các loại phớt này có thể được sản xuất từ nhiều loại vật liệu đàn hồi khác nhau, chẳng hạn như nitrile, silicone hoặc fluoroelastomer, mỗi loại được lựa chọn dựa trên khả năng tương thích với chất lỏng được bịt kín và điều kiện vận hành. Sự đa dạng trong lựa chọn vật liệu cho vòng đệm chữ O cho phép tạo ra các giải pháp tùy chỉnh phù hợp với các yêu cầu công nghiệp cụ thể.

Trong ứng dụng, phớt O-Ring gắn trên trục mang lại nhiều lợi ích hơn so với các loại phớt khác. Chúng thường dễ lắp đặt hơn nhờ thiết kế đơn giản. Khả năng bịt kín hiệu quả được tạo nên bởi vòng chữ O đàn hồi, phù hợp với các khuyết tật bề mặt, mang lại hiệu suất đáng tin cậy ngay cả dưới áp suất và nhiệt độ thay đổi. Tính chất động của phớt O-Ring gắn trên trục khiến chúng phù hợp với các ứng dụng trục quay có thể xảy ra chuyển động dọc trục.

Chúng thường được sử dụng trong máy bơm, máy trộn, máy khuấy, máy nén và các thiết bị khác có không gian xuyên tâm hạn chế nhưng vẫn cần hiệu suất làm kín đáng tin cậy. Quy trình bảo trì thường bao gồm việc thay thế trực tiếp các vòng đệm chữ O bị mòn, góp phần vào sự phổ biến của chúng trong việc duy trì hiệu quả vận hành và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động tại các cơ sở phụ thuộc vào hoạt động liên tục của máy móc.

Nhìn chung, phân loại phớt cơ khí này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chứa chất lỏng và ngăn ngừa rò rỉ có thể gây ra tổn thất kinh tế cũng như nguy cơ tiềm ẩn về an toàn trong các ngành công nghiệp chế biến.

Tóm lại

Trong thế giới phức tạp của phớt cơ khí, chúng tôi đã khám phá vô số phân loại, mỗi loại được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu làm kín và điều kiện vận hành cụ thể. Từ sự đơn giản của phớt hộp mực đến độ bền chắc của phớt máy trộn và máy khuấy, từ độ chính xác của phớt cân bằng đến độ bền bỉ của phớt không cân bằng, và từ cấu hình đơn đến đôi, quá trình nghiên cứu của chúng tôi đã cho thấy có một loại phớt phù hợp với nhịp đập của mọi loại máy móc.

Dù ứng dụng đa dạng đến đâu, phớt cơ khí vẫn được ví như những lính gác chống rò rỉ, bảo vệ cả máy móc lẫn môi trường bằng sức mạnh bền bỉ được thiết kế đặc biệt. Dù chịu áp lực cực lớn hay chịu tác động của các chất ăn mòn, những phớt cơ khí này chứng minh rằng việc phân loại không chỉ đơn thuần là phân loại mà còn là việc kết hợp cơ bắp với nhiệm vụ.

Nếu máy móc là huyết mạch của hoạt động sản xuất, thì việc lựa chọn đúng loại phớt cơ khí là vô cùng quan trọng để duy trì hiệu suất và độ bền của chúng. Hãy bảo vệ tính toàn vẹn của thiết bị bằng một lớp vỏ bọc được thiết kế riêng — hãy chọn loại phớt cơ khí đáp ứng trực tiếp nhu cầu của bạn.