pompat janë një nga përdoruesit më të mëdhenj të vulave mekanike. Siç sugjeron emri, vulat mekanike janë vula të tipit kontakti, të diferencuara nga vulat pa kontakt aerodinamike ose labirintike.Vula mekanikekarakterizohen edhe si vulë mekanike e balancuar osevulë mekanike e pabalancuar. Kjo i referohet përqindjes, nëse ka, presioni i procesit mund të vijë prapa faqes së palëvizshme të vulës. Nëse faqja e vulës nuk shtyhet kundër faqes rrotulluese (si në një vulë të tipit shtytës) ose lëngu i procesit në presionin që duhet të mbyllet nuk lejohet të shkojë pas faqes së vulës, presioni i procesit do të fryjë mbrapsht faqen e vulës. dhe të hapur. Projektuesi i vulës duhet të marrë parasysh të gjitha kushtet e funksionimit për të projektuar një vulë me forcën e nevojshme mbyllëse, por jo aq shumë sa që ngarkimi i njësisë në faqen dinamike të vulës të krijojë shumë nxehtësi dhe konsumim. Ky është një ekuilibër delikat që bën ose prish besueshmërinë e pompës.
vula dinamike përballet duke mundësuar një forcë hapëse në vend të mënyrës konvencionale të
duke balancuar forcën e mbylljes, siç përshkruhet më sipër. Nuk eliminon forcën e nevojshme të mbylljes, por i jep projektuesit dhe përdoruesit e pompës një çelës tjetër për t'u rrotulluar duke lejuar çpeshimin ose shkarkimin e faqeve të vulës, duke ruajtur forcën e nevojshme mbyllëse, duke reduktuar kështu nxehtësinë dhe konsumimin duke zgjeruar kushtet e mundshme të funksionimit.
Mbulesa me gaz të thatë (DGS), të përdorura shpesh në kompresorë, sigurojnë një forcë hapëse në faqet e vulës. Kjo forcë krijohet nga një parim mbajtës aerodinamik, ku brazdat e pompimit të imët ndihmojnë në nxitjen e gazit nga ana e procesit me presion të lartë të guarnicionit, në boshllëk dhe në të gjithë faqen e vulës si një kushinet filmi lëngu pa kontakt.
Forca e hapjes së kushinetave aerodinamike të një mbulesë të thatë gazi. Pjerrësia e vijës është përfaqësuese e ngurtësisë në një hendek. Vini re se hendeku është në mikronë.
I njëjti fenomen ndodh në kushinetat hidrodinamike të vajit që mbështesin shumicën e kompresorëve të mëdhenj centrifugale dhe rotorëve të pompës dhe shihet në grafikët e ekscentricitetit dinamik të rotorit të treguara nga Bently Ky efekt siguron një ndalesë të qëndrueshme prapa dhe është një element i rëndësishëm në suksesin e kushinetave hidrodinamike të vajit dhe DGS. . Guarnicionet mekanike nuk kanë brazda të holla pompimi që mund të gjenden në një faqe aerodinamike DGS. Mund të ketë një mënyrë për të përdorur parimet e mbajtjes së gazit nën presion të jashtëm për të hequr peshën e forcës së mbylljes ngafytyra e vulës mekanikes.
Komplotet cilësore të parametrave që mbajnë filmin e lëngut kundrejt raportit të ekscentricitetit të ditarit. Ngurtësia, K dhe amortizimi D, janë minimale kur ditari është në qendër të kushinetës. Ndërsa ditari i afrohet sipërfaqes mbajtëse, ngurtësia dhe amortizimi rriten në mënyrë dramatike.
Kushinetat e gazit aerostatik me presion të jashtëm përdorin një burim gazi nën presion, ndërsa kushinetat dinamike përdorin lëvizjen relative midis sipërfaqeve për të gjeneruar presion të hendekut. Teknologjia me presion të jashtëm ka të paktën dy përparësi themelore. Së pari, gazi nën presion mund të injektohet drejtpërdrejt midis faqeve të vulës në një mënyrë të kontrolluar në vend që të inkurajojë gazin në hendekun e vulosjes me gropa të cekëta pompimi që kërkojnë lëvizje. Kjo mundëson ndarjen e faqeve të vulës përpara se të fillojë rrotullimi. Edhe nëse fytyrat janë shtrënguar së bashku, ato do të hapen për fillimin dhe ndalimin e fërkimit zero kur presioni injektohet drejtpërdrejt midis tyre. Përveç kësaj, nëse guarnicioni është i nxehtë, është e mundur që me presion të jashtëm të rritet presioni në faqen e vulës. Hendeku atëherë do të rritej proporcionalisht me presionin, por nxehtësia nga prerja do të binte në një funksion kub të hendekut. Kjo i jep operatorit një aftësi të re për të shfrytëzuar fuqinë kundër gjenerimit të nxehtësisë.
Ekziston një avantazh tjetër në kompresorët në atë që nuk ka rrjedhje në të gjithë fytyrën siç ka në një DGS. Në vend të kësaj, presioni më i lartë është midis faqeve të vulës dhe presioni i jashtëm do të rrjedhë në atmosferë ose do të ajroset në njërën anë dhe në kompresor nga ana tjetër. Kjo rrit besueshmërinë duke e mbajtur procesin jashtë hendekut. Në pompa, kjo mund të mos jetë një avantazh, pasi mund të jetë e padëshirueshme të detyrosh një gaz të ngjeshshëm në një pompë. Gazrat e ngjeshshëm brenda pompave mund të shkaktojnë kavitacion ose probleme me çekiçin e ajrit. Do të ishte interesante, megjithatë, të kishim një vulë pa kontakt ose pa fërkim për pompat pa disavantazhin e rrjedhjes së gazit në procesin e pompës. A mund të jetë e mundur të ketë një kushinet gazi nën presion të jashtëm me rrjedhje zero?
Kompensimi
Të gjitha kushinetat me presion të jashtëm kanë një lloj kompensimi. Kompensimi është një formë kufizimi që mban presionin në rezervë. Forma më e zakonshme e kompensimit është përdorimi i vrimave, por ka edhe teknika të kompensimit me groove, hap dhe poroz. Kompensimi mundëson që kushinetat ose fytyrat e vulosjes të kalojnë afër njëri-tjetrit pa u prekur, sepse sa më afër afrohen, aq më i lartë rritet presioni i gazit midis tyre, duke i larguar fytyrat larg.
Si shembull, nën një vrimë të sheshtë mbajtëse gazi të kompensuar (Imazhi 3), mesatarja
presioni në hendek do të jetë i barabartë me ngarkesën totale në kushinetë të ndarë me sipërfaqen e fytyrës, kjo është ngarkesa e njësisë. Nëse ky presion i gazit të burimit është 60 paund për inç katror (psi) dhe fytyra ka 10 inç katror sipërfaqe dhe ka 300 paund ngarkesë, do të ketë një mesatare prej 30 psi në hendekun mbajtës. Në mënyrë tipike, hendeku do të ishte rreth 0,0003 inç, dhe për shkak se hendeku është kaq i vogël, rrjedha do të ishte vetëm rreth 0,2 këmbë kub standarde në minutë (scfm). Për shkak se ekziston një kufizues i hapjes pak përpara se hendeku që mban presionin në rezervë, nëse ngarkesa rritet në 400 paund, hendeku mbajtës zvogëlohet në rreth 0,0002 inç, duke kufizuar rrjedhën përmes hendekut poshtë 0,1 scfm. Kjo rritje në kufizimin e dytë i jep kufizuesit të hapjes rrjedhje të mjaftueshme për të lejuar që presioni mesatar në hendek të rritet në 40 psi dhe të mbështesë ngarkesën e rritur.
Kjo është një pamje anësore e prerë e një kushineti tipik ajri me vrimë që gjendet në një makinë matëse të koordinatave (CMM). Nëse një sistem pneumatik do të konsiderohet një "kushet i kompensuar", ai duhet të ketë një kufizim në rrjedhën e sipërme të kufizimit të hendekut mbajtës.
Orifice vs Kompensimi poroz
Kompensimi i grykës është forma më e përdorur e kompensimit Një vrimë tipike mund të ketë një diametër vrime prej 0,010 inç, por duke qenë se ushqen disa inç katror të zonës, ajo ushqen disa renditje të madhësisë më shumë sipërfaqe se ajo vetë, kështu që shpejtësia e gazit mund të jetë i lartë. Shpesh, vrimat priten saktësisht nga rubinët ose safirët për të shmangur erozionin e madhësisë së grykës dhe kështu ndryshimet në performancën e kushinetës. Një çështje tjetër është se në boshllëqet nën 0,0002 inç, zona rreth grykës fillon të mbysë rrjedhën në pjesën tjetër të fytyrës, në të cilën pikë ndodh kolapsi i filmit të gazit. E njëjta gjë ndodh me ngritjen, pasi vetëm zona e vrima dhe çdo brazdë janë të disponueshme për të nisur ngritjen. Kjo është një nga arsyet kryesore që kushinetat me presion të jashtëm nuk shihen në planet e vulave.
Ky nuk është rasti për kushinetën e kompensuar poroz, përkundrazi ngurtësia vazhdon
rritet me rritjen e ngarkesës dhe zvogëlimin e hendekut, ashtu si rasti me DGS (Imazhi 1) dhe
kushinetat hidrodinamike të vajit. Në rastin e kushinetave poroze me presion të jashtëm, kushinetat do të jenë në modalitetin e forcës së balancuar kur presioni i hyrjes shumëfishohet sipërfaqja e barabartë me ngarkesën totale në kushinetë. Ky është një rast interesant tribologjik pasi ka zero ashensor ose boshllëk ajri. Do të ketë rrjedhje zero, por forca hidrostatike e presionit të ajrit kundër sipërfaqes së kundërt nën faqen e kushinetës ende nuk peshon ngarkesën totale dhe rezulton në një koeficient afërsisht zero të fërkimit - edhe pse faqet janë ende në kontakt.
Për shembull, nëse një mbulesë grafiti ka një sipërfaqe prej 10 inç katror dhe 1000 paund forcë mbyllëse dhe grafiti ka një koeficient fërkimi prej 0.1, do të kërkonte 100 paund forcë për të filluar lëvizjen. Por me një burim presioni të jashtëm prej 100 psi të bartur përmes grafitit poroz në faqen e tij, në thelb do të kërkohet zero forcë për të nisur lëvizjen. Kjo përkundër faktit se ka ende 1000 paund forcë mbyllëse që i shtrëngon të dy fytyrat së bashku dhe se fytyrat janë në kontakt fizik.
Një klasë e materialeve mbajtëse të thjeshta si: grafiti, karbonet dhe qeramika si alumini dhe karbidet e silikonit që janë të njohura për industritë turbo dhe janë natyralisht poroze, kështu që mund të përdoren si kushineta me presion të jashtëm që janë kushineta filmike me lëng pa kontakt. Ekziston një funksion hibrid ku presioni i jashtëm përdoret për të hequr peshën e presionit të kontaktit ose forcën e mbylljes së vulës nga tribologjia që ndodh në faqet e vulës kontaktuese. Kjo i lejon operatorit të pompës të rregullojë diçka jashtë pompës për t'u marrë me aplikacionet problematike dhe operacionet me shpejtësi më të lartë gjatë përdorimit të vulave mekanike.
Ky parim zbatohet gjithashtu për furçat, komutatorët, ngacmuesit ose çdo përcjellës kontakti që mund të përdoret për të marrë të dhëna ose rryma elektrike në ose fikur objekte rrotulluese. Ndërsa rotorët rrotullohen më shpejt dhe shtohen shtesat, mund të jetë e vështirë t'i mbani këto pajisje në kontakt me boshtin dhe shpesh është e nevojshme të rritet presioni i sustës duke i mbajtur ato në bosht. Fatkeqësisht, veçanërisht në rastin e funksionimit me shpejtësi të lartë, kjo rritje e forcës së kontaktit rezulton gjithashtu në më shumë nxehtësi dhe konsumim. I njëjti parim hibrid i aplikuar për faqet e vulës mekanike të përshkruar më sipër mund të zbatohet gjithashtu këtu, ku kërkohet kontakt fizik për përçueshmëri elektrike midis pjesëve të palëvizshme dhe rrotulluese. Presioni i jashtëm mund të përdoret si presioni nga një cilindër hidraulik për të reduktuar fërkimin në ndërfaqen dinamike duke rritur ende forcën e sustës ose forcën e mbylljes që kërkohet për të mbajtur furçën ose fytyrën e vulës në kontakt me boshtin rrotullues.
Koha e postimit: Tetor-21-2023