Pompalar mekanik salmastraların en büyük kullanıcılarından biridir. Adından da anlaşılacağı gibi mekanik salmastralar, aerodinamik veya labirent temassız keçelerden farklı olan temaslı tip salmastralardır.Mekanik contalaraynı zamanda dengeli mekanik salmastra veyadengesiz mekanik salmastra. Bu, sabit conta yüzeyinin arkasında proses basıncının (varsa) yüzde kaçının gelebileceğini ifade eder. Salmastra yüzeyi dönen yüzeye doğru itilmezse (itici tip contada olduğu gibi) veya sızdırmaz hale getirilmesi gereken basınçtaki proses sıvısının conta yüzeyinin arkasına geçmesine izin verilmezse, proses basıncı conta yüzeyini geriye doğru fırlatacaktır. ve açık. Conta tasarımcısının, gerekli kapatma kuvvetine sahip bir conta tasarlamak için tüm çalışma koşullarını dikkate alması gerekir, ancak dinamik conta yüzeyindeki ünite yükünün çok fazla ısı ve aşınma yaratmasına neden olacak kadar fazla kuvvet olmamalıdır. Bu, pompanın güvenilirliğini sağlayan veya bozan hassas bir dengedir.
Geleneksel yöntem yerine bir açma kuvveti sağlayarak dinamik conta yüzleri
yukarıda anlatıldığı gibi kapatma kuvvetinin dengelenmesi. Gerekli kapatma kuvvetini ortadan kaldırmaz ancak pompa tasarımcısına ve kullanıcıya salmastra yüzlerinin ağırlığının hafifletilmesine veya boşaltılmasına izin vererek gerekli kapatma kuvvetini korurken başka bir düğme çevirme olanağı verir, böylece olası çalışma koşullarını genişletirken ısı ve aşınmayı azaltır.
Kuru Gaz Keçeleri (DGS)Sıklıkla kompresörlerde kullanılan conta yüzeylerinde açma kuvveti sağlar. Bu kuvvet, ince pompalama oluklarının, gazı contanın yüksek basınçlı proses tarafından boşluğa ve contanın yüzü boyunca temassız bir sıvı film yatağı olarak teşvik etmesine yardımcı olan aerodinamik yatak prensibi tarafından yaratılır.
Kuru gaz conta yüzünün aerodinamik yatak açma kuvveti. Çizginin eğimi bir boşluktaki sertliği temsil eder. Boşluğun mikron cinsinden olduğuna dikkat edin.
Aynı olay çoğu büyük santrifüj kompresörü ve pompa rotorunu destekleyen hidrodinamik yağ yataklarında da meydana gelir ve Bently tarafından gösterilen rotor dinamik eksantriklik grafiklerinde de görülür. Bu etki stabil bir geri durdurma sağlar ve hidrodinamik yağlı yatakların ve DGS'nin başarısında önemli bir unsurdur. . Mekanik salmastralar, aerodinamik DGS yüzeyinde bulunabilecek ince pompalama oluklarına sahip değildir. Kapama kuvvetinin ağırlığını azaltmak için dışarıdan basınçlı gaz taşıma prensiplerini kullanmanın bir yolu olabilir.mekanik salmastra yüzüs.
Akışkan film yatağı parametreleri ile muylunun dışmerkezlik oranının nitel grafikleri. Muylu yatağın merkezinde olduğunda sertlik (K) ve sönüm (D) minimumdur. Muylu yatak yüzeyine yaklaştıkça sertlik ve sönüm önemli ölçüde artar.
Dışarıdan basınçlı aerostatik gaz yatakları, basınçlı bir gaz kaynağı kullanırken dinamik yataklar, boşluk basıncı oluşturmak için yüzeyler arasındaki bağıl hareketi kullanır. Dışarıdan basınçlandırılmış teknolojinin en az iki temel avantajı vardır. İlk olarak, basınçlı gaz, gazı hareket gerektiren sığ pompalama olukları ile conta boşluğuna teşvik etmek yerine, kontrollü bir şekilde conta yüzleri arasına doğrudan enjekte edilebilir. Bu, dönüş başlamadan önce conta yüzlerinin ayrılmasını sağlar. Yüzler birbirine sıkılmış olsa bile, sıfır sürtünmeyle açılacak ve aralarına doğrudan basınç uygulandığında duracaklardır. Ayrıca conta ısınıyorsa, dış basınçla contanın yüzeyine uygulanan basıncı artırmak mümkündür. Bu durumda boşluk basınçla orantılı olarak artacaktır, ancak kesmeden kaynaklanan ısı aralığın küp fonksiyonuna düşecektir. Bu, operatöre ısı oluşumuna karşı yeni bir avantaj sağlar.
Kompresörlerin bir diğer avantajı da DGS'de olduğu gibi yüzeyden akış olmamasıdır. Bunun yerine, en yüksek basınç conta yüzleri arasındadır ve dış basınç atmosfere akacak veya bir taraftan kompresöre diğer taraftan ise havalanacaktır. Bu, süreci boşluktan uzak tutarak güvenilirliği artırır. Pompalarda sıkıştırılabilir bir gazın pompaya zorlanması istenmeyeceğinden bu bir avantaj olmayabilir. Pompaların içindeki sıkıştırılabilir gazlar kavitasyona veya hava darbesi sorunlarına neden olabilir. Bununla birlikte, pompa prosesine gaz akışının dezavantajı olmaksızın pompalar için temassız veya sürtünmesiz bir contaya sahip olmak ilginç olacaktır. Sıfır akışlı, dışarıdan basınçlı bir gaz yatağına sahip olmak mümkün olabilir mi?
Tazminat
Dışarıdan basınç uygulanan tüm yatakların bir çeşit telafisi vardır. Tazminat, baskıyı yedekte tutan bir kısıtlama biçimidir. En yaygın dengeleme biçimi, deliklerin kullanılmasıdır ancak oluk, basamak ve gözenekli dengeleme teknikleri de vardır. Telafi, yatakların veya conta yüzlerinin birbirine dokunmadan birbirine yakın hareket etmesini sağlar, çünkü yaklaştıkça aralarındaki gaz basıncı artar ve yüzleri birbirinden uzaklaştırır.
Örnek olarak düz orifis kompanzasyonlu bir gaz yatağında (Resim 3), ortalama
boşluktaki basınç, rulman üzerindeki toplam yükün yüzey alanına bölünmesine eşit olacaktır; bu, birim yüklemedir. Bu kaynak gaz basıncı inç kare başına 60 pound (psi) ise ve yüzey 10 inç kare alana sahipse ve 300 pound yük varsa, yatak boşluğunda ortalama 30 psi olacaktır. Tipik olarak boşluk yaklaşık 0,0003 inç olacaktır ve boşluk çok küçük olduğundan akış yalnızca dakikada yaklaşık 0,2 standart fit küp (scfm) olacaktır. Boşluğun hemen önünde basıncı yedekte tutan bir delik kısıtlayıcı bulunduğundan, yük 400 pound'a çıkarsa yatak boşluğu yaklaşık 0,0002 inç'e düşürülür, bu da boşluktan akışı 0,1 scfm'ye kadar kısıtlar. İkinci kısıtlamadaki bu artış, açıklık kısıtlayıcıya, boşluktaki ortalama basıncın 40 psi'ye yükselmesine ve artan yükü desteklemesine izin verecek yeterli akışı sağlar.
Bu, bir koordinat ölçüm makinesinde (CMM) bulunan tipik bir delikli hava yatağının kesit yandan görünüşüdür. Pnömatik bir sistemin "telafi edilmiş yatak" olarak kabul edilmesi durumunda, yatak boşluğu kısıtlamasının yukarısında bir kısıtlamaya sahip olması gerekir.
Orifis ve Gözenekli Kompanzasyon
Delik telafisi, telafinin en yaygın kullanılan biçimidir Tipik bir deliğin delik çapı 0,010 inç olabilir, ancak birkaç inç karelik alanı beslediği için kendisinden birkaç kat daha fazla alanı besler, dolayısıyla hız gaz miktarı yüksek olabilir. Çoğu zaman, delik boyutunun aşınmasını ve dolayısıyla yatağın performansındaki değişiklikleri önlemek için delikler yakut veya safirden hassas bir şekilde kesilir. Diğer bir sorun ise 0,0002 inç'in altındaki boşluklarda, deliğin etrafındaki alanın yüzün geri kalanına giden akışı engellemeye başlamasıdır, bu noktada gaz filminin çökmesi meydana gelir. Aynı durum, yalnızca havalanma sırasında meydana gelir. Kaldırmayı başlatmak için delik ve herhangi bir oluk mevcuttur. Bu, dışarıdan basınçlı rulmanların conta planlarında görülmemesinin ana nedenlerinden biridir.
Gözenekli telafi edilmiş yatak için durum böyle değildir; bunun yerine sertlik artmaya devam eder.
DGS'de olduğu gibi yük arttıkça artar ve boşluk azalır (Resim 1) ve
hidrodinamik yağ yatakları. Dışarıdan basınçlı gözenekli rulmanlar durumunda, giriş basıncı çarpı alan, rulman üzerindeki toplam yüke eşit olduğunda rulman dengeli kuvvet modunda olacaktır. Sıfır kaldırma veya hava boşluğu olduğundan bu ilginç bir tribolojik durumdur. Sıfır akış olacaktır, ancak hava basıncının yatağın yüzeyinin altındaki karşı yüzeye uyguladığı hidrostatik kuvvet yine de toplam yükü hafifletir ve yüzler hala temas halinde olsa bile sıfıra yakın bir sürtünme katsayısıyla sonuçlanır.
Örneğin, bir grafit conta yüzeyi 10 inç karelik bir alana ve 1.000 poundluk bir kapanma kuvvetine sahipse ve grafitin sürtünme katsayısı 0,1 ise, hareketi başlatmak için 100 poundluk bir kuvvete ihtiyaç duyacaktır. Ancak gözenekli grafitin içinden yüzüne doğru yönlendirilen 100 psi'lik bir harici basınç kaynağıyla, hareketi başlatmak için esasen sıfır kuvvet gerekli olacaktır. Bu, iki yüzü birbirine sıkıştıran hala 1000 poundluk bir kapatma kuvvetinin mevcut olmasına ve yüzlerin fiziksel temas halinde olmasına rağmen böyledir.
Turbo endüstrileri tarafından bilinen ve doğal olarak gözenekli olan, temassız sıvı film yatakları olan harici basınçlı yataklar olarak kullanılabilen grafit, karbonlar ve alümina ve silisyum karbürler gibi seramikler gibi kaymalı yatak malzemeleri sınıfı. Temas eden salmastra yüzeylerinde meydana gelen tribolojiden temas basıncını veya keçenin kapanma kuvvetini hafifletmek için harici basıncın kullanıldığı hibrit bir fonksiyon vardır. Bu, pompa operatörünün, mekanik salmastralar kullanılırken sorunlu uygulamalarla ve daha yüksek hızlı işlemlerle başa çıkmak için pompanın dışında bir şeyler ayarlamasına olanak tanır.
Bu prensip aynı zamanda fırçalar, komütatörler, uyarıcılar veya dönen nesnelere veri veya elektrik akımı almak için kullanılabilecek herhangi bir kontak iletkeni için de geçerlidir. Rotorlar daha hızlı döndükçe ve salgıları arttıkça, bu cihazları mil ile temas halinde tutmak zor olabilir ve genellikle onları mile karşı tutan yay basıncını arttırmak gerekir. Ne yazık ki özellikle yüksek hızlı çalışma durumunda temas kuvvetindeki bu artış aynı zamanda daha fazla ısınma ve aşınmaya da neden olur. Yukarıda açıklanan mekanik salmastra yüzeylerine uygulanan aynı hibrit prensip, sabit ve dönen parçalar arasındaki elektrik iletkenliği için fiziksel temasın gerekli olduğu durumlarda burada da uygulanabilir. Dış basınç, dinamik arayüzdeki sürtünmeyi azaltmak için hidrolik silindirden gelen basınç gibi kullanılabilirken, fırça veya conta yüzeyini dönen şaftla temas halinde tutmak için gereken yay kuvvetini veya kapatma kuvvetini artırmaya devam eder.
Gönderim zamanı: 21 Ekim 2023