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 khác nhau, từ máy bơm đến máy trộn. Phân loại của chúng rất tinh tế, phụ thuộc vào nhiều thông số bao gồm các đặc điểm thiết kế, vật liệu được sử dụng và điều kiện vận hành, chỉ kể đến một vài ví dụ. Bài viết này đi sâu vào sự phức tạp của phân loại phớt cơ khí, cung cấp sự phân biệt rõ ràng giữa các loại có sẵn 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 loại phớt phù hợp với nhu cầu của mình, việc khám phá lĩnh vực này sẽ chứng minh là điều không thể thiếu. Hãy cùng chúng tôi khám phá thế giới phức tạp của phớt cơ khí khi chúng ta tìm hiểu qua các phân loại khác nhau 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 chính trong các loại phớt này là phớt cơ khí loại đẩy. Các loại phớt này được đặc trưng bởi khả năng duy trì tiếp xúc với các mặt phớt thông qua một thành phần làm kín thứ cấp động, thường là vòng chữ O hoặc vòng chữ V. Điểm khác biệt giữa phớt loại đẩy với các loại khác là bản chất thích ứng của chúng; chúng bù đắp cho sự hao mòn và mất cân bằng 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 mòn mặt và sự thay đổi áp suất buồng đệm mà không làm giảm hiệu quả. Khả năng điều chỉnh này làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng mà những thay đổi như vậy là phổ biến, nâng cao 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 sử dụng các thành phần làm kín thứ cấp động di chuyển theo trục dọc theo trục hoặc ống lót để duy trì tiếp xúc mặt phớt. Các phớt này được thiết kế để bù đắp cho bất kỳ sự hao mòn và sai lệch nào thông qua tính linh hoạt vốn có của 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. Tính năng này cho phép chúng điều chỉnh hiệu quả độ rơ và độ lệch cuối mà không truyền tải quá nhiều tải trọng lên các mặt phớt, tạo ra một phớt nhất quán và đáng tin cậy hơn trong các điều kiện vận hành khác nhau.

Các loại phớt này đặc biệt có lợi trong những tình huống mà việc giảm thiểu ma sát và mài mòn là rất quan trọng vì không có vòng đệm động nào gây ra khả năng treo hoặc mài mòn trên trục hoặc ống lót. Chúng cũng mang lại những lợi thế đáng kể về mặt tránh ô nhiễm vì chúng không dễ dàng giữ lại các mảnh vụn giữa các bộ phận chuyển động, điều này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp mà độ tinh khiết là ưu tiên hàng đầu.

Việc không có cơ chế đẩy khiến loại phớt cơ khí này trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng tốc độ cao và các ứng dụng liên quan đến chất lỏng ăn mòn hoặc nhiệt độ cao có thể làm hỏng các vòng đệm chữ O hoặc các thành phần nêm truyền thống hơn. 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 tiên tiến của chúng trong việc phân bổ đều lực thủy lực trên các mặt phớt. Không giống như phớt không cân bằng, có xu hướng chịu tải trọng mặt cao hơn và do đó chỉ có thể xử lý các biến thể 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 theo cách cho phép nó cân bằng áp suất ở cả hai bên của giao diện phớt.

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

Khi thảo luận về chủ đề này, rõ ràng là việc lựa chọn giữa các loại cân bằng và không cân bằng phụ thuộc phần lớn vào các thông số cụ thể của ứng dụng bao gồm giới hạn áp suất, đặc điểm chất lỏng và các ràng buộc cơ học. Các phớt cân bằng thực hiện công việc mẫu mực trong các môi trường khắc nghiệt, nơi độ tin cậy dưới ứng suất nhiệt và áp suất đáng kể không chỉ được ưa chuộng mà còn cần thiết cho sự thành công trong vận hành.

Con dấu 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 máy bơm hoặc thiết bị mà chúng bảo vệ. Các phớt này hoạt động bằng cách cho phép một mặt, thường được gắn vào trục quay, ép vào một mặt cố định có cơ cấu lò xo tác dụng lực để duy trì tiếp xúc. Áp suất trong hệ thống góp phần tạo ra lực này nhưng cũng có thể trở nên bất lợi 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 theo tỷ lệ với áp suất chất lỏng. Mặc dù hiệu quả trong các ứng dụng áp suất thấp hơn, 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.

Các ứng dụng lý tưởng cho phớt cơ khí không cân bằng thường được tìm thấy trong môi trường có áp suất vừa phải và không dao động nhiều. Do thiết kế đơn giản hơn và hiệu quả về chi phí, chúng vẫn phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau cho nhiều nhu cầu làm kín máy móc hàng ngày. Khi chỉ định phớt không cân bằng, phải cân nhắc cẩn thận đến 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 có một kết hợp mặt phớt.

Một 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 bịt 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 trong quy trình không quá mạnh hoặc nguy hiểm. Chúng hoạt động tốt trong điều kiện ít đòi hỏi hơn và cung cấp một lựa chọn kinh tế cho các yêu cầu về phớt, đảm bảo độ tin cậy với nhu cầu bảo trì tối thiểu.

Việc lựa chọn vật liệu cho cả hai mặt là điều cần thiết để tương thích với phương tiện được xử lý, tuổi thọ và hiệu quả. Các vật liệu phổ biến bao gồm carbon, gốm, silicon carbide và vonfram carbide, trong số những vật liệu 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 dịch vụ khác nhau.

Hơn nữa, loại phớt này cung cấp các quy trình lắp đặt đơn giản. Do thiết kế đơn giản so với các cách sắp xếp nhiều phớt 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 các thiết lập có hạn chế về không gian.

Tuy nhiên, vì phớt đơn chỉ cung cấp một rào cản giữa chất lỏng trong quy trình và khí quyển mà không có bất kỳ 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 do thường có hiệu quả về chi phí và khả năng hoạt động phù hợp cho nhiều ứng dụng tiêu chuẩn; phớt cơ khí đơn (tác động) đại diện cho một giải pháp cơ bản trong nhiều quy trình kỹ thuật. Với việc lựa chọn phù hợp với các điều kiện cụ thể và các biện pháp bảo trì phù hợp được tuân thủ nhất quán theo thời gian — các cơ chế bịt kín này có thể cung cấp hoạt động đáng tin cậy trong khi 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 khi phớt đơn không đủ. 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, trong đó việc ngăn chặn là rất quan trọng.

Các phớt này bao gồm hai mặt phớt được đặt quay lưng vào nhau hoặc theo hướng đối diện, tùy thuộc vào chức năng và yêu cầu thiết kế của chúng. Khoảng cách giữa hai bộ 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 nén hoặc không nén tùy theo nhu cầu ứng dụng và hoạt động như một chất bôi trơn đồng thời đóng vai trò là một lớp ngăn rò rỉ khác.

Ưu điểm của phớt cơ khí kép là khả năng ngăn chất lỏng trong quy trình thoát ra môi trường. Trong trường hợp phớt chính bị hỏng, phớt thứ cấp sẽ tiếp quản để duy trì sự ngăn chặn cho đến khi có thể tiến hành bảo trì. Hơn nữa, các 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 chúng xử lý các tình huống có mối quan tâm cao hơn về an toàn nhưng đòi hỏi phải hiểu rõ 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 riêng biệt trong phân loại phớt cơ khí theo loại máy móc mà chúng được thiết kế cho. Các phớt này chủ yếu được sử dụng ở những nơi có điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng bịt kín chất lỏng nói chung 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 giống cao su – cho phép linh hoạt và bù đắp cho các sai số như độ lệch giữa các mặt phớt hoặc độ mòn. Màng linh hoạt này được gắn vào phần quay của cụm lắp ráp và di chuyển theo trục để duy trì tiếp xúc với mặt cố định tạo ra một lớp phớt 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 sẽ bị cản trở do chuyển động hoặc biến dạng bên trong máy móc. Khả năng thích ứng với các điểm không đồng đều của chúng không chỉ đảm bảo tính toàn vẹn của phớt được cải thiện mà còn cải thiện tuổi thọ và độ tin cậy. Thường thấy trong máy bơm, máy nén và thiết bị quay, các phớt này dễ lắp đặt và bảo trì, đồng thời tăng thêm tính hấp dẫn thực tế của chúng.

Người ta phải cân nhắc rằng trong khi những đặc điểm này làm cho phớt màng 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 biến số như khả năng tương thích hóa học, độ cứng, dung sai nhiệt độ và lão hóa trong các điều kiện môi trường khác nhau là những yếu tố quyết định quan trọng đối với hiệu quả và tuổi thọ của các phớt này.

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 có chức năng chứa chất lỏng bên trong thiết bị quay, chẳng hạn như máy bơm và máy trộn. Các phớt này kết hợp một bộ phận ống cao su đàn hồi cung cấp tính linh hoạt để thích ứng với sự sai lệch trục, độ lệch và độ rơ ở đầu. 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 với mặt và vừa như một thành phần làm kín động.

Tính linh hoạt vốn có của ống thổi bù đắp cho các biến thể trong chuyển động trục mà không gây ra ứng suất 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, các phớt này loại bỏ nhu cầu sử dụng lò xo bên ngoài có thể bị tắc nghẽn do chất gây ô nhiễm chất lỏng trong quy trình; do đó, chúng đặc biệt có lợi trong các ứng dụng liên quan đến bùn hoặc chất lỏng có các hạt rắn.

Khi nói đến độ bền, phớt cao su có khả năng chống chịu đáng khen ngợi với nhiều loại hóa chất do khả năng tương thích với nhiều loại vật liệu đàn hồi. Do đó, khi lựa chọn phớt cao su cho các ứng dụng cụ thể, điều bắt buộc là phải cân nhắc cả khả năng tương thích hóa chất và nhiệt độ hoạt động.

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

Tóm lại, phớt cao su dạng ống thổi nổi bật với chức năng thích ứng và hiệu suất mạnh mẽ trong nhiều bối cảnh khác nhau liên quan đến các vấn đề sai lệch hoặc chất lỏng chứa nhiều hạt. Khả năng giải quyết các động lực vận hành khác nhau mà không làm giảm độ tin cậy của phớt khiến chúng trở thành lựa chọn mẫu mực trong nhiều ứng dụng công nghiệp đòi hỏi các giải pháp ngăn chứa chất lỏng hiệu quả.

Phớt lắp vòng chữ O

Phớt lắp vòng chữ O là loại phớt cơ khí sử dụng vòng chữ O làm thành phần làm kín chính. Vòng chữ O này thường được lắp trên đường kính ngoài của phớt và được thiết kế để cung cấp lực làm kín cần thiết bằng cách giao thoa giữa hai thành phần. Các phớt này phổ biến trong nhiều loại máy móc có áp suất từ ​​trung bình đến cao và chúng 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 các điều kiện vận hành. Tính linh hoạt của việc lựa chọn vật liệu cho vòng đệm chữ O cho phép có các giải pháp tùy chỉnh phù hợp với các yêu cầu công nghiệp cụ thể.

Trong ứng dụng, phớt O-Ring Mounted cung cấp một số lợi ích so với các loại phớt khác. Chúng thường dễ lắp đặt hơn do thiết kế đơn giản. Khả năng bịt kín hiệu quả được cung cấp bởi vòng chữ O đàn hồi phù hợp tốt với các khuyết tật bề mặt, mang lại hiệu suất đáng tin cậy ngay cả dưới áp suất và nhiệt độ thay đổi. Bản chất động của phớt O-Ring Mounted khiến chúng phù hợp với các ứng dụng trục quay nơi 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 khi không gian hướng tâm bị hạn chế nhưng hiệu suất bịt kín đáng tin cậy là cần thiết. Các 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 hoạt động và giảm thiểu thời gian chết trong các cơ sở phụ thuộc vào hoạt động máy móc liên tục.

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 an toàn tiềm ẩn trong các ngành công nghiệp chế biến.

Kết luận

Trong thế giới phức tạp của phớt cơ khí, chúng tôi đã đi qua một mê cung các phân loại, mỗi loại được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về phớt và điều kiện vận hành cụ thể. Từ sự đơn giản của phớt hộp mực đến độ bền của phớt máy trộn và máy khuấy, từ độ chính xác của phớt cân bằng đến độ bền của phớt không cân bằng và từ cấu hình đơn đến đôi, quá trình khám phá của chúng tôi đã tiết lộ rằng có một loại phớt phù hợp với nhịp đập của mọi máy móc.

Cũng đa dạng như các ứng dụng mà chúng phục vụ, phớt cơ khí đóng vai trò như lính canh chống rò rỉ, bảo vệ cả máy móc và môi trường bằng sức mạnh được thiết kế của chúng. Cho dù chịu áp lực rất lớn hay chịu tác động của các chất ăn mòn, những phớt này chứng minh rằng phân loại không chỉ đơn thuần là phân loại mà là về việc kết hợp cơ bắp với nhiệm vụ.

Nếu máy móc là mạch máu của hoạt động của bạn, thì việc lựa chọn đúng loại phớt là bắt buộc để duy trì sức khỏe và hiệu quả của chúng. Bảo vệ tính toàn vẹn của thiết bị bằng lớp giáp được thiết kế riêng — hãy chọn loại phớt cơ khí đáp ứng trực tiếp nhu cầu của bạn.