Pompe is een van die grootste gebruikers van meganiese seëls. Soos die naam aandui, is meganiese seëls kontak-tipe seëls, onderskei van aërodinamiese of labirint-nie-kontak seëls.Meganiese seëlsword ook gekenmerk as gebalanseerde meganiese seël ofongebalanseerde meganiese seëlDit verwys na watter persentasie van, indien enige, prosesdruk agter die stilstaande seëlvlak kan kom. As die seëlvlak nie teen die draaiende vlak gedruk word nie (soos in 'n stoottipe seël) of prosesvloeistof teen die druk wat verseël moet word nie toegelaat word om agter die seëlvlak te kom nie, sal die prosesdruk die seëlvlak terugblaas en oopblaas. Die seëlontwerper moet alle bedryfstoestande in ag neem om 'n seël met die vereiste sluitkrag te ontwerp, maar nie soveel krag dat die eenheidslading by die dinamiese seëlvlak te veel hitte en slytasie veroorsaak nie. Dit is 'n delikate balans wat pompbetroubaarheid maak of breek.
die dinamiese seëlvlakke deur 'n openingskrag moontlik te maak eerder as die konvensionele manier van
balansering van die sluitkrag, soos hierbo beskryf. Dit elimineer nie die vereiste sluitkrag nie, maar gee die pompontwerper en gebruiker nog 'n knop om te draai deur die ontlas of aflaai van die seëlvlakke toe te laat, terwyl die vereiste sluitkrag gehandhaaf word, wat hitte en slytasie verminder terwyl die moontlike bedryfstoestande vergroot word.
Droë Gasseëls (DGS), wat dikwels in kompressors gebruik word, bied 'n openingskrag by die seëlvlakke. Hierdie krag word geskep deur 'n aërodinamiese laerbeginsel, waar fyn pompgroewe help om gas van die hoëdrukproseskant van die seël, in die gaping en oor die oppervlak van die seël as 'n kontaklose vloeistoffilmlager aan te moedig.
Die aërodinamiese laeropeningskrag van 'n droë gasseëlvlak. Die helling van die lyn is verteenwoordigend van die styfheid by 'n gaping. Let daarop dat die gaping in mikron is.
Dieselfde verskynsel kom voor in die hidrodinamiese olielaers wat die meeste groot sentrifugale kompressors en pomprotors ondersteun en word gesien in rotordinamiese eksentrisiteitsplotte wat deur Bently getoon word. Hierdie effek bied 'n stabiele terugslag en is 'n belangrike element in die sukses van hidrodinamiese olielaers en DGS. Meganiese seëls het nie die fyn pompgroewe wat in 'n aërodinamiese DGS-vlak gevind kan word nie. Daar mag dalk 'n manier wees om ekstern onder druk staande gaslaerbeginsels te gebruik om die sluitkrag van die ... te ontlas.meganiese seëlvlaks.
Kwalitatiewe grafieke van vloeistoffilm-laerparameters teenoor laereksentrisiteitsverhouding. Styfheid, K, en demping, D, is minimaal wanneer die laer in die middel van die laer is. Soos die laer die laeroppervlak nader, neem styfheid en demping dramaties toe.
Ekstern onder druk staande aerostatiese gaslaers gebruik 'n bron van onder druk staande gas, terwyl dinamiese laers die relatiewe beweging tussen die oppervlaktes gebruik om gapingdruk te genereer. Die ekstern onder druk staande tegnologie het ten minste twee fundamentele voordele. Eerstens kan die onder druk staande gas direk tussen die seëlvlakke op 'n beheerde wyse ingespuit word, eerder as om die gas in die seëlgaping aan te moedig met vlak pompgroewe wat beweging vereis. Dit maak dit moontlik om die seëlvlakke te skei voordat rotasie begin. Selfs al word die vlakke saamgepers, sal hulle oopspring vir nulwrywing-begin en -stop wanneer druk direk tussen hulle ingespuit word. Boonop, as die seël warm loop, is dit moontlik om met eksterne druk die druk na die oppervlak van die seël te verhoog. Die gaping sal dan proporsioneel met druk toeneem, maar die hitte van skuif sal op 'n kubusfunksie van die gaping val. Dit gee die operateur 'n nuwe vermoë om teen hittegenerering te hef.
Daar is nog 'n voordeel in kompressors, naamlik dat daar geen vloei oor die oppervlak is soos in 'n DGS nie. In plaas daarvan is die hoogste druk tussen die seëlvlakke, en die eksterne druk sal in die atmosfeer vloei of in die een kant uitlaat en in die kompressor van die ander kant af. Dit verhoog betroubaarheid deur die proses uit die gaping te hou. In pompe is dit dalk nie 'n voordeel nie, aangesien dit ongewens kan wees om 'n saampersbare gas in 'n pomp te forseer. Samepersbare gasse binne-in pompe kan kavitasie- of lugslagprobleme veroorsaak. Dit sou egter interessant wees om 'n nie-kontak- of wrywingvrye seël vir pompe te hê sonder die nadeel van gasvloei in die pompproses. Kan dit moontlik wees om 'n ekstern onder druk staande gaslager met nul vloei te hê?
Vergoeding
Alle laers wat uitwendig onder druk staan, het een of ander vorm van kompensasie. Kompensasie is 'n vorm van beperking wat druk terughou. Die mees algemene vorm van kompensasie is die gebruik van openinge, maar daar is ook groef-, trap- en poreuse kompensasietegnieke. Kompensasie stel laers of seëlvlakke in staat om naby mekaar te loop sonder om aan mekaar te raak, want hoe nader hulle kom, hoe hoër word die gasdruk tussen hulle, wat die vlakke van mekaar afstoot.
As voorbeeld, onder 'n plat opening gekompenseerde gaslager (Beeld 3), die gemiddelde
Die druk in die gaping sal gelyk wees aan die totale las op die laer gedeel deur die oppervlakte van die laervlak, dit is eenheidslading. As hierdie brongasdruk 60 pond per vierkante duim (psi) is en die oppervlak het 10 vierkante duim oppervlakte en daar 300 pond las is, sal daar 'n gemiddelde van 30 psi in die laergaping wees. Tipies sal die gaping ongeveer 0.0003 duim wees, en omdat die gaping so klein is, sal die vloei slegs ongeveer 0.2 standaard kubieke voet per minuut (scfm) wees. Omdat daar 'n openingsbeperker net voor die gaping is wat die druk in reserwe hou, as die las tot 400 pond toeneem, word die laergaping verminder tot ongeveer 0.0002 duim, wat die vloei deur die gaping met 0.1 scfm beperk. Hierdie toename in die tweede beperking gee die openingsbeperker genoeg vloei om die gemiddelde druk in die gaping tot 40 psi te laat toeneem en die verhoogde las te ondersteun.
Hierdie is 'n deursnee-syaansig van 'n tipiese lugopeninglager wat in 'n koördinaatmeetmasjien (CMM) gevind word. As 'n pneumatiese stelsel as 'n "gekompenseerde laer" beskou moet word, moet dit 'n beperking stroomop van die laergapingbeperking hê.
Opening teenoor Poreuse Kompensasie
Openingkompensasie is die mees gebruikte vorm van kompensasie. 'n Tipiese opening mag 'n gatdeursnee van 0,010 duim hê, maar aangesien dit 'n paar vierkante duim area voed, voed dit 'n paar ordegroottes meer area as homself, dus kan die snelheid van die gas hoog wees. Dikwels word openinge presies uit robyne of saffiere gesny om erosie van die openinggrootte en dus veranderinge in die werkverrigting van die laer te vermy. Nog 'n probleem is dat by gapings onder 0,0002 duim, die area rondom die opening die vloei na die res van die vlak begin verstik, waarna ineenstorting van die gasfilm plaasvind. Dieselfde gebeur by oplig, aangesien slegs die area van die opening en enige groewe beskikbaar is om oplig te begin. Dit is een van die hoofredes waarom ekstern onder druk geplaasde laers nie in seëlplanne gesien word nie.
Dit is nie die geval vir die poreuse gekompenseerde laer nie, maar die styfheid bly
neem toe soos die las toeneem en die gaping verminder word, net soos die geval met DGS (Beeld 1) en
hidrodinamiese olielagers. In die geval van poreuse laers wat uitwendig onder druk geplaas word, sal die laer in 'n gebalanseerde kragmodus wees wanneer die insetdruk maal die area gelyk is aan die totale las op die laer. Dit is 'n interessante tribologiese geval aangesien daar geen hefkrag of lugspleet is nie. Daar sal geen vloei wees nie, maar die hidrostatiese krag van die lugdruk teen die teenoppervlak onder die vlak van die laer ontlas steeds die totale las en lei tot 'n wrywingskoëffisiënt van byna nul - selfs al is die vlakke steeds in kontak.
Byvoorbeeld, as 'n grafietseëlvlak 'n oppervlakte van 10 vierkante duim en 1 000 pond sluitkrag het en die grafiet 'n wrywingskoëffisiënt van 0.1 het, sal dit 100 pond krag benodig om beweging te begin. Maar met 'n eksterne drukbron van 100 psi wat deur die poreuse grafiet na sy oppervlak gevoer word, sal daar in wese geen krag nodig wees om beweging te begin nie. Dit is ten spyte van die feit dat daar steeds 1 000 pond sluitkrag is wat die twee vlakke saamdruk en dat die vlakke in fisiese kontak is.
'n Klas gewone laermateriale soos: grafiet, koolstof en keramiek soos alumina en silikonkarbiede wat bekend is aan die turbo-industrieë en natuurlik poreus is, sodat hulle as ekstern onder druk geplaasde laers gebruik kan word wat nie-kontakbare vloeistoffilmlaers is. Daar is 'n hibriede funksie waar eksterne druk gebruik word om die kontakdruk of die sluitkrag van die seël te ontlas van die tribologie wat in die kontak-seëlvlakke plaasvind. Dit laat die pompoperateur toe om iets buite die pomp aan te pas om probleemtoepassings en hoërspoedbedrywighede te hanteer terwyl meganiese seëls gebruik word.
Hierdie beginsel geld ook vir borsels, kommutators, opwekkers of enige kontakgeleier wat gebruik kan word om data of elektriese strome op of van roterende voorwerpe te neem. Namate rotors vinniger draai en uitloop toeneem, kan dit moeilik wees om hierdie toestelle in kontak met die as te hou, en dit is dikwels nodig om die veerdruk wat hulle teen die as hou, te verhoog. Ongelukkig, veral in die geval van hoëspoedwerking, lei hierdie toename in kontakkrag ook tot meer hitte en slytasie. Dieselfde hibriede beginsel wat op meganiese seëlvlakke toegepas word, kan ook hier toegepas word, waar fisiese kontak benodig word vir elektriese geleidingsvermoë tussen die stilstaande en roterende dele. Die eksterne druk kan soos die druk van 'n hidrouliese silinder gebruik word om die wrywing by die dinamiese koppelvlak te verminder terwyl die veerkrag of sluitkrag wat nodig is om die borsel of seëlvlak in kontak met die roterende as te hou, steeds verhoog word.
Plasingstyd: 21 Okt-2023