מהו אטם גל משאבה? גרמניה בריטניה, ארה"ב, פולין

מה זה אחותם פיר משאבה?
אטמי פיר מונעים בריחת נוזל מפיר מסתובב או חוזר. זה חשוב לכל המשאבות ובמקרה של משאבות צנטריפוגליות יהיו זמינות מספר אפשרויות איטום: אריזה, אטמי שפתיים וכל סוגי האטמים המכניים – יחיד, כפול וטנדם כולל אטמי מחסנית. משאבות עקירה חיובית סיבובית כמו משאבות גלגלי שיניים ומשאבות שבשבת זמינות עם סידורי אריזה, שפתיים ואטימה מכנית. משאבות הדדיות מציבות בעיות איטום שונות ובדרך כלל מסתמכות על אטמי שפתיים או אריזה. עיצובים מסוימים, כגון משאבות הנעה מגנטיות, משאבות דיאפרגמה או משאבות פריסטלטיות, אינם דורשים אטמי פיר. משאבות אלה המכונות 'חסרות אטימה' כוללות אטמים נייחים למניעת דליפת נוזלים.

מהם הסוגים העיקריים של אטמי גל משאבה?
אֲרִיזָה
אריזה (הידועה גם כאריזת פיר או אריזה של בלוטות) מורכבת מחומר רך, אשר לרוב קלוע או נוצר לטבעות. זה נלחץ לתוך תא מסביב לציר ההינע הנקרא תיבת המלית כדי ליצור אטימה (איור 1). בדרך כלל, הדחיסה מופעלת צירית על האריזה, אך היא יכולה להיות מיושמת גם בצורה רדיאלית על ידי תווך הידראולי.

באופן מסורתי, האריזה הייתה עשויה מעור, חבל או פשתן, אך כיום מורכבת בדרך כלל מחומרים אינרטיים כגון PTFE מורחב, גרפיט דחוס ואלסטומרים מגורעים. האריזה חסכונית ונפוצה לנוזלים סמיכים וקשים לאטימה כמו שרפים, זפת או דבקים. עם זאת, זוהי שיטת איטום גרועה לנוזלים דקים, במיוחד בלחצים גבוהים יותר. האריזה נכשלת לעתים רחוקות באופן קטסטרופלי, וניתן להחליף אותה במהירות במהלך כיבויים מתוזמנים.

אטמי אריזה דורשים שימון כדי למנוע הצטברות של חום חיכוך. זה מסופק בדרך כלל על ידי הנוזל הנשאב עצמו אשר נוטה לדלוף מעט דרך חומר האריזה. זה יכול להיות מבולגן ובמקרה של נוזלים מאכלים, דליקים או רעילים הוא לרוב לא מקובל. במקרים אלה ניתן למרוח חומר סיכה חיצוני בטוח. האריזה אינה מתאימה לאיטום משאבות המשמשות לנוזלים המכילים חלקיקים שוחקים. מוצקים עלולים להיטמע בחומר האריזה וזה עלול לגרום נזק לפיר המשאבה או לקיר הארגז.

אטמי שפתיים
אטמי שפתיים, הידועים גם כאטמי פיר רדיאלי, הם פשוט אלמנטים אלסטומריים עגולים המוחזקים במקומם כנגד ציר ההינע על ידי בית חיצוני קשיח (איור 2). האיטום נובע ממגע החיכוך בין ה'שפה' לפיר ולעיתים זה מחוזק בקפיץ. אטמי שפתיים נפוצים בכל התעשייה ההידראולית וניתן למצוא אותם במשאבות, מנועים הידראוליים ומפעילים. לעתים קרובות הם מספקים אטם משני, גיבוי למערכות איטום אחרות כגון אטמים מכניים אטמי שפתיים מוגבלים בדרך כלל ללחצים נמוכים והם גם גרועים לנוזלים דקים שאינם משמנים. מערכות איטום שפתיים מרובות יושמו בהצלחה נגד מגוון של נוזלים צמיגים שאינם שוחקים. אטמי שפתיים אינם מתאימים לשימוש עם נוזלים שוחקים או נוזלים המכילים מוצקים מכיוון שהם רגישים לבלאי וכל נזק קל עלול להוביל לכישלון.

אטמים מכניים
אטמים מכניים מורכבים למעשה מזוג אחד או יותר של פנים שטוחות אופטית, מלוטשות מאוד, אחת נייחת במארז ואחת מסתובבת, המחוברת לציר ההינע (איור 3). הפנים דורשות שימון, או על ידי הנוזל הנשאב עצמו או על ידי נוזל מחסום. למעשה, פני החותם נמצאים במגע רק כאשר המשאבה במנוחה. במהלך השימוש, נוזל הסיכה מספק סרט דק והידרודינמי בין פני האיטום הנגדיים, מפחית בלאי ומסייע לפיזור חום.

אטמים מכניים יכולים להתמודד עם מגוון רחב של נוזלים, צמיגות, לחצים וטמפרטורות. עם זאת, אין להפעיל אטם מכני יבש. יתרון מרכזי של מערכות איטום מכניות הוא שציר ההינע והמעטפת אינם חלק ממנגנון האיטום (כפי שקורה עם אריזה ושפתיים) ולכן אינם נתונים לבלאי.

אטמים כפולים
אטמים כפולים משתמשים בשני אטמים מכניים הממוקמים גב אל גב (איור 4). ניתן ללחוץ הידראולית על החלל הפנימי של שני הקבוצות של פנים האיטום עם נוזל מחסום כך שהסרט על פני האיטום הדרוש לשימון יהיה נוזל המחסום ולא המדיום הנשאב. נוזל המחסום חייב להיות תואם גם למדיום הנשאב. אטמים כפולים מורכבים יותר לתפעול בגלל הצורך בלחץ והם משמשים בדרך כלל רק כאשר יש צורך להגן על כוח אדם, רכיבים חיצוניים והסביבה מסביב מפני נוזלים מסוכנים, רעילים או דליקים.

חותמות טנדם
אטמים טנדם דומים לאטמים כפולים, אך שתי הקבוצות של אטמים מכניים פונים לאותו כיוון ולא גב אל גב. רק האיטום בצד המוצר מסתובב בנוזל הנשאב אך חלחול על פני איטום בסופו של דבר מזהם את חומר סיכה המחסום. יש לכך השלכות על אטם הצד האטמוספרי והסביבה הסובבת.

אטמי מחסנית
אטם מחסנית הוא חבילה מורכבת מראש של רכיבי אטם מכאניים. בניית מחסנית מבטלת בעיות התקנה כמו הצורך למדוד ולקבוע את דחיסת הקפיץ. פנים החותם מוגנים גם מפני נזק במהלך ההתקנה. בתכנון, אטם מחסנית יכול להיות תצורה בודדת, כפולה או טנדם הכלול בתוך בלוטה ובנוי על שרוול.

אטמי מחסום גז.
אלו הם מושבים כפולים בסגנון מחסנית עם פרצופים המיועדים ללחץ באמצעות גז אינרטי כמחסום, המחליף את נוזל הסיכה המסורתי. ניתן להפריד את פני החותם או להחזיק אותם במגע רופף במהלך הפעולה על ידי התאמת לחץ הגז. כמות קטנה של גז עלולה לברוח למוצר ולאטמוספירה.

תַקצִיר
אטמי פיר מונעים בריחת נוזל מהפיר המסתובב או ההולך של המשאבה. לעתים קרובות יהיו מספר אפשרויות אטימה זמינות: אריזה, אטמי שפתיים וסוגים שונים של אטמים מכניים - יחיד, כפול וטנדם כולל אטמי מחסנית.