search

کاهش هدر رفت آب به کمک سیستم آب بندی گریز از مرکز (اکسپلر) پمپ های اسلاری افقی رای صنعت (سری OHM وWHA)


آب یکی از مهم ترین منابع طبیعی برای فعالیت های معدنی به شمار می آید. پمپ ها یکی از پرمصرف ترین تجهیزات معدنی در مصرف آب هستند. روزانه ده ها هزار لیتر آب در روز توسط پمپ های اسلاری در معادن مصرف می شود. با وجود هدر رفت آب در پمپ ها به خصوص در آب بندهاꓸ همچنان استفاده از آب بندهای سنتی گلند مرسوم است و معمولا آب بندهای گریز از مرکز(Centrifugal Seal) معمولا با وجود مزایای فراوان نادیده گرفته می شوند.
آب بندهای گریز از مرکز (اکسپلر)، با کاهش چشمگیر هزینه های عملیاتی، آب های تمیز را برای سایر مصارف ضروری آزاد و کیفیت عملکردی پروژه را بالا می برند.
در بیشتر معادن ایران، تامین آب گلند مناسب به دلیل نیاز به طی کردن مسافت طولانی در انتقال آب و نیازهای رقابتی در منطقه از قبیل کشاورزی و مسکونی می تواند هزینه های زیادی را بر معدن تحمیل نماید. علاوه بر آن، این شرایط می تواند در پیچیده سازی فرایند تایید و بهره برداری معادن نقش به سزایی داشته باشد.
استفاده از آب بندهای گریز از مرکز علاوه بر صرفه جویی در مصرف حجم بالای آب، نیاز به زیرساخت های گسترده و پیچیده را جهت تامین حجم آی پمپ های معادن از بین می برد. به این ترتیب قیمت تمام شده پمپ های دارای آب بندی گریز از مرکز رای صنعت (سری OHM و WHA) به علت کاهش هزینه های سرمایه گذاری و تامین تجهیزات، تعمیرات حذف هدر رفت آب را به شدت کاهش می دهد.
در بسیاری از فرایندها، جلوگیری از بازگشت آب به اسلاری به علت هزینه های جدا سازی بعد از آن، الزامی می باشد. آب بندی های مرسوم گلند به اضافه شدن حجم بسیار بالای آب تمیز به اسلاری پایبندند؛ در حالیکه آب بندی های گریز از مرکز از این روش پیروی نمی کنند.

 آب بندی های گریز از مرکز چگونه کار می کنند؟
آب بندی های گریز از مرکز، آب بندی های دینامیکی هستند که در زمان چرخش شفت پمپ عمل کرده و در صورت ثابت ماندن شفت بی اثر می مانند. در این هنگام، سیستم آب بندی ثانویه به وسیله نخ پکینگ وظیفه آب بندی را انجام میدهد. 
 آب بندی گریز از مرکز از یک اکسپلر(Expeller) و یک دیسک پره ای (Vaned disk) متصل به شفت تشکیل شده است که چندان با ایمپلر تفاوتی ندارد. اکسپلر در پشت ایمپلر قرار گرفته و توسط یک دیواره (اکسپلر رینگ) از محفظه اصلی پمپ (ولوت) جدا شده است. تا زمانی که پمپ در بیش از حداقل سرعت فعالیت دارد، اکسپلر به صورت هیدرولیک توسط چرخش همزمان با ایمپلر، شفت را آب بندی می نماید که موجب شکل گیری گرادیان فشار منفی در محفظه پشتی می شود که اسلاری را از آب بندی شفت دور و به سوی ولوت پمپ هدایت می نماید. نمای برش خورده آب بندی اکسپلر بر روی شفت در شکل زیر مشاهده می شود. 
 
 نمای برش خورده از آب بند اکسپلر بر روی شافت پمپ

یکی از مهم ترین ملاحظات برای آب بندی های گریز از مرکز ، انتخاب مناسب مواد ضد سایش است. بخش داخلی آب بندی در تماس با اسلاری می باشد. آب بندی پمپ های رای صنعت از مواد مختلفی تهیه شده تا برای کاربردهای مختلف مناسب باشد. از جمله مقاوم ترین متریال ها با درصد بالای کروم که بهترین دوام و شرایط عملیاتی را برای پمپ رقم می زند.
یکی از نوآوری های اخیر ما، نسل جدید آب بندی های گریز از مرکز می باشد. قطر بیشتر این نوع آب بندی باعث افزایش اختلاف فشار ایجاد شده در حین عملیات می گردد که این اختلاف فشار علاوه بر امکان اجازه آب بندی بهتر به پمپ های بزرگتر اجازه آب بندی موثرتر نیز می دهد و مصرف آب را به حداقل می رساند.
مقایسه بین انواع آب بندهای شفت 



چه زمانی نباید از آب بندی سانتریفیوژی استفاده کنیم؟

با اینکه آب بندی های گریز از مرکز برای اکثر شرایط در معادن، به صرفه تر و بهینه هستند، استثناهایی وجود دارند که در آن ها استفاده از آب بندی گلند یا مکانیکال سیل، مناسب تر می باشد.
آب بندی های گریز از مرکز وابسته به سرعت دوران شفت هستند و تنها زمانی کار می کنند که در حال تولید فشاری بالاتر از ایمپلر  باشند. بدین ترتیب، برای شرایط عملیاتی با سرعت، هد نهایی و فشار ساکشن متغیر، مناسب نیستند. پمپ های فیلتر پرس، پمپ های آبگیر که کنترل مخازن مختلف را بر عهده دارند و پمپ هایی که به صورت مداوم روشن و خاموش می شوند، با روش آب بندی داینامیک ناسازگاری دارند.
به طور مشابه، بدلیل خطرات نشت در زمانی که شفت ساکن است، آب بندی های سانتریفیوژی نیازمند پکینگ و روغن کاری های خاصی هستند که برای انتقال مواد خطرناک نامناسب می باشند.

محاسبه هزینه های آب گلند
هزینه های مربوط به استفاده از آب برای شستشوی گلند یک پمپ اسلاری می تواند به دو بخش هزینه تامین و هزینه حذف تقسیم شود. هزینه تامین به نوع، اندازه و نوع گلند آن بستگی دارد و هزینه حذف به نحوه خاص پروسه و سیال اسلاری بستگی دارد.
با استفاده از فرمول های قرارداده شده در این مقاله، می توان میزان تقریبی هزینه استفاده از آب گلند را محاسبه نمود.

 SGm =گراویته مخصوص مخلوط اسلاری 
H= مجموع هد بدست آمده از پمپ (m اسلاری)
 Qg=دبی آب گلند 
Ce = واحد فشار بار
ho = مجموع تایم کاری 
Cgw = هزینه تامین آب
Crw = هزینه حذف آب