Anelli di usura laterali di aspirazione e anelli di usura posteriori
Prima di procedere, vale la pena ricordare che esistono fondamentalmente due tipi di anelli di usura: gli anelli di usura sul lato di aspirazione e gli anelli di usura posteriori, ognuno dei quali ha il proprio scopo.
Gli anelli di usura lato aspirazione sono progettati per limitare il flusso di pompaggio dal lato di mandata della girante a pressione più alta al lato di aspirazione a pressione più bassa. Un gioco eccessivo di questi anelli può comportare un aumento del flusso attraverso il lato di aspirazione e una perdita volumetrica di efficienza.
Gli anelli di usura posteriori, quando presenti, lavorano in tandem con i fori di bilanciamento che passano attraverso l'occhiello di aspirazione per abbassare la pressione di aspirazione dietro la girante e all'interno degli anelli di usura posteriori (vedi Figura 1), limitando la forza di spinta assiale. Giochi eccessivi degli anelli di usura posteriori possono causare forze di spinta assiali elevate che possono danneggiare il cuscinetto reggispinta.
Immagine 1. Anello di usura posteriore e fori di bilanciamento per limitare la spinta assiale
Giranti aperte e chiuse
Le pompe con giranti di tipo chiuso includeranno un anello di usura dell'involucro ed eventualmente un anello di usura della girante che è montato sul diametro esterno (OD) dell'occhiello di aspirazione della girante, entrambi anelli di usura sul lato di aspirazione. Queste giranti possono anche avere anelli di usura posteriori che controllano la spinta assiale.
Le pompe con giranti di tipo aperto generalmente non hanno anelli di usura degli occhielli di aspirazione, ma spesso hanno anelli di usura posteriori.
Immagine 2. Anello di usura posteriore e fori di bilanciamento per limitare la spinta assiale
Usura giochi dell'anello e velocità specifiche
I giochi dell'anello di usura sono più critici per alcuni tipi di giranti rispetto ad altri. La differenza riguarda la relazione tra le caratteristiche di prevalenza e portata della pompa, che sono descritte dalla "velocità specifica" del suo design. Si noti che la velocità specifica non è la velocità di rotazione della pompa ma semplicemente un rapporto tra flusso e prevalenza.
Le giranti a velocità specifica più elevata (a destra nell'immagine 3) producono un flusso elevato ma una prevalenza ridotta. Le giranti a bassa velocità specifica (a sinistra nell'immagine 3) producono una prevalenza maggiore a una portata relativa inferiore.
Immagine 3. La velocità specifica è correlata a prevalenza/flusso.
I giochi dell'anello di usura sono più critici per le giranti a bassa velocità specifica rispetto a quelle con velocità specifica elevata. Poiché queste giranti hanno differenziali di pressione maggiori, qualsiasi perdita attraverso gli anelli di usura rappresenterà una percentuale maggiore del flusso totale rispetto alle giranti ad alta velocità specifica.
Guida al gioco dell'anello di usura
Le tolleranze del produttore sono sempre la guida migliore per valutare i giochi degli anelli di usura rilevati e per montare gli anelli di usura di ricambio. Quando queste non sono disponibili, le seguenti linee guida funzionano bene per le comuni pompe per servizi idrici (acqua municipale, acque reflue, applicazioni HVAC, ecc.) e si applicano sia al lato di aspirazione che al gioco dell'anello di usura posteriore.
Un'altra alternativa è consultare la tabella dei giochi interni minimi di funzionamento nella norma API 610 (API STD 610/ISO 13709). Come illustrato dall'esempio nell'immagine 4, i valori nel grafico API 610 sono molto vicini alle linee guida generali fornite per i nuovi anelli di usura forniti.
Il grafico API 610 fornisce valori per i diametri degli anelli di usura da 2 pollici a 26 pollici (da 50 millimetri (mm) a 650 mm) con 28 incrementi.
Immagine 4. Confronto dei valori del grafico delle distanze di funzionamento interne minime API 610
La tabella API 610 fornisce le distanze minime, non massime, per le pompe utilizzate nelle applicazioni di lavorazione del petrolio. Le distanze minime sono specificate poiché distanze più strette rischierebbero il contatto tra i componenti rotanti e fissi, causando probabilmente un guasto catastrofico della macchina.
Pertanto, quando si montano nuovi anelli di usura e le tolleranze del produttore non sono disponibili, i valori del grafico API forniscono una buona linea guida.
Si noti che i giochi dell'anello di usura sono sempre specificati nelle misurazioni diametrali, ovvero la differenza tra il diametro interno (ID) dell'anello stazionario e il DE dell'anello rotante. Ciò significa che il gioco di corsa effettivo è la metà del gioco diametrale.
La guida fornita sopra può essere utile per progettare anelli di usura sostitutivi quando le tolleranze del produttore non sono disponibili. Può anche essere utile per valutare le autorizzazioni ricevute e decidere se è necessaria la sostituzione. Alcuni produttori consigliano di sostituire gli anelli di usura quando i giochi sono aumentati del 40 percento del gioco originale specificato. Questa raccomandazione è valida per le pompe nelle comuni applicazioni dei servizi idrici e per le giranti nella gamma a portata mista di velocità specifica.
Come descritto sopra, le pompe con giranti a bassa velocità specifica dovrebbero essere mantenute a giochi più ristretti, mentre le pompe con giranti ad alta velocità specifica hanno più spazio di manovra.
Conclusione
Il corretto gioco dell'anello di usura è una preoccupazione fondamentale per garantire un funzionamento efficiente e affidabile della pompa. La guida qui fornita dovrebbe aiutare gli utenti delle pompe e i fornitori di servizi a raggiungere tali obiettivi.
Linee guida generali per i nuovi anelli di usura
· Generale – fino a 5 pollici di diametro 0,010 + 0,002 per pollice di diametro
· Generale: da 5 a 10 pollici di diametro 0,015 + 0,001 per pollice di diametro
· Per i materiali di grippaggio, aggiungere 0,005 pollici