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 seël.Dit verwys na watter persentasie van, indien enige, prosesdruk agter die stilstaande seëlvlak kan voorkom.As die seëlvlak nie teen die draaivlak gedruk word nie (soos in 'n stoottipe seël) of prosesvloeistof by die druk wat verseël moet word nie toegelaat word om agter die seëlvlak te kom nie, sal die prosesdruk die seëlvlak terugblaas en oop.Die seëlontwerper moet alle bedryfstoestande oorweeg om 'n seël te ontwerp met die vereiste sluitingskrag, maar nie soveel krag dat die eenheidlading by die dinamiese seëlvlak te veel hitte en slytasie skep nie.Dit is 'n delikate balans wat pompbetroubaarheid maak of breek.
die dinamiese seël gesigte deur 'n opening krag eerder as die konvensionele manier van moontlik te maak
balanseer die sluitingskrag, soos hierbo beskryf.Dit skakel nie die vereiste sluitingskrag uit nie, maar gee die pompontwerper en gebruiker nog 'n knop om te draai deur ontgewig of aflaai van die seëlvlakke toe te laat, terwyl die nodige sluitingskrag gehandhaaf word, en sodoende hitte en slytasie verminder terwyl die moontlike bedryfstoestande vergroot word.
Droëgasseëls (DGS), wat dikwels in kompressors gebruik word, verskaf 'n openingskrag by die seëlvlakke.Hierdie krag word geskep deur 'n aërodinamiese laerbeginsel, waar fyn pompgroewe gas help aanmoedig vanaf die hoëdrukproseskant van die seël, in die gaping en oor die gesig van die seël as 'n nie-kontak vloeistoffilmlaer.
Die aërodinamiese laer-openingskrag van 'n droë gasseëlvlak.Die helling van die lyn is verteenwoordigend van die styfheid by 'n gaping.Let daarop dat die gaping in mikrons is.
Dieselfde verskynsel kom voor in die hidrodinamiese olielaers wat die meeste groot sentrifugale kompressors en pomprotors ondersteun en word gesien in rotordinamiese eksentrisiteitsdiagramme getoon deur Bently. Hierdie effek verskaf 'n stabiele terugstop 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 kan 'n manier wees om uitwendige gasdraende beginsels te gebruik om die sluitingskrag van diemeganiese seël gesigs.
Kwalitatiewe plotte van vloeistof-film dra parameters teenoor joernaal eksentrisiteit verhouding.Styfheid, K, en demping, D, is minimum wanneer die joernaal in die middel van die laer is.Soos die joernaal die draagoppervlak nader, neem styfheid en demping dramaties toe.
Eksterne aerostatiese gaslaers gebruik 'n bron van drukgas, terwyl dinamiese laers die relatiewe beweging tussen die oppervlaktes gebruik om gapingsdruk te genereer.Die eksterne druktegnologie het ten minste twee fundamentele voordele.Eerstens kan die gas onder druk 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 is die gesigte saamgedraai, sal hulle oopspring vir geen wrywing begin en stop wanneer druk direk tussen hulle ingespuit word.Daarbenewens, as die seël warm loop, is dit moontlik met eksterne druk om die druk na die gesig van die seël te verhoog.Die gaping sal dan proporsioneel toeneem met druk, maar die hitte van skuif sal op 'n kubusfunksie van die gaping val.Dit gee die operateur 'n nuwe vermoë om teen hitte-opwekking te hef.
Daar is nog 'n voordeel in kompressors deurdat daar geen vloei oor die gesig is soos daar in 'n DGS is 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 en in die kompressor van die ander kant af vloei.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 in te dwing.Samedrukbare gasse binne-in pompe kan kavitasie- of lughamerprobleme veroorsaak.Dit sal 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 uitwendige drukgaslaer met geen vloei te hê nie?
Vergoeding
Alle laers wat ekstern onder druk is, het 'n soort kompensasie.Vergoeding is 'n vorm van beperking wat druk terughou in reserwe.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 te raak, want hoe nader hulle kom, hoe hoër word die gasdruk tussen hulle, wat die gesigte uitmekaar stoot.
As 'n voorbeeld, onder 'n plat opening gekompenseerde gaslaer (prent 3), die gemiddelde
druk in die gaping sal gelyk wees aan die totale las op die laer gedeel deur die gesigsarea, dit is eenheidlading.As hierdie brongasdruk 60 pond per vierkante duim (psi) is en die gesig het 10 vierkante duim oppervlakte en daar is 300 pond las, sal daar 'n gemiddeld 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 openingbeperker net voor die gaping is wat druk terughou in reserwe, as die las tot 400 pond toeneem, word die dragaping tot ongeveer 0,0002 duim verminder, wat vloei deur die gaping tot 0,1 scfm beperk.Hierdie toename in die tweede beperking gee die opening beperker genoeg vloei om die gemiddelde druk in die gaping te laat toeneem tot 40 psi en die verhoogde las te ondersteun.
Dit is 'n weggesnyde syaansig van 'n tipiese opening luglaer 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 laerspleetbeperking hê.
Opening vs. Poreuse vergoeding
Orifice kompensasie is die mees gebruikte vorm van kompensasie 'n Tipiese opening kan 'n gat deursnee van 0,010 duim hê, maar aangesien dit 'n paar vierkante duim oppervlakte voed, voed dit verskeie ordes van grootte meer area as homself, dus die snelheid van die gas hoog kan wees.Dikwels word openinge presies van robyne of saffiere gesny om erosie van die openinggrootte en dus veranderinge in die werkverrigting van die laer te voorkom.Nog 'n probleem is dat by gapings onder 0,0002 duim, die area rondom die opening begin om die vloei na die res van die gesig te verstik, op watter punt ineenstorting van die gasfilm plaasvind. Dieselfde vind plaas by oplig, aangesien slegs die area van die opening en enige groewe is beskikbaar om opheffing te begin.Dit is een van die hoofredes waarom laers met eksterne druk nie in seëlplanne gesien word nie.
Dit is nie die geval vir die poreuse gekompenseerde laer nie, in plaas daarvan gaan die styfheid voort
verhoog namate las toeneem en die gaping verminder word, net soos die geval met DGS (prent 1) en
hidrodinamiese olie laers.In die geval van poreuse laers wat ekstern onder druk is, sal die laer in 'n gebalanseerde kragmodus wees wanneer insetdruk keer die area gelyk is aan die totale las op die laer.Dit is 'n interessante tribologiese geval aangesien daar geen hysbak of luggaping is nie.Daar sal geen vloei wees nie, maar die hidrostatiese krag van die lugdruk teen die teenoppervlak onder die vlak van die laer weeg steeds die totale las en lei tot 'n byna nul-wrywingskoëffisiënt - al is die vlakke nog in kontak.
Byvoorbeeld, as 'n grafiet seëlvlak '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 gesig 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 toemaakkrag is wat die twee gesigte saamdruk en dat die gesigte in fisieke kontak is.
'n Klas gewone draermateriaal soos: grafiet, koolstof en keramiek soos alumina en silikonkarbiede wat aan die turbo-industrie bekend is en natuurlik poreus is, sodat hulle as eksterne druklaers gebruik kan word wat nie-kontak vloeistoffilmlaers is.Daar is 'n hibriede funksie waar eksterne druk gebruik word om die kontakdruk of die sluitingskrag van die seël van die tribologie wat aan die gang is in die kontakseëlvlakke te ontweeg.Dit laat die pompoperateur iets buite die pomp aanpas om probleemtoepassings en hoërspoed-operasies te hanteer terwyl meganiese seëls gebruik word.
Hierdie beginsel is ook van toepassing op borsels, kommutators, opwekkers of enige kontakgeleiers wat gebruik kan word om data of elektriese strome op of van roterende voorwerpe af te neem.Aangesien rotors vinniger draai en toeneem, kan dit moeilik wees om hierdie toestelle in kontak met die as te hou, en dit is dikwels nodig om die veerdruk te verhoog wat hulle teen die as hou.Ongelukkig, veral in die geval van hoëspoedwerking, lei hierdie toename in kontakkrag ook tot meer hitte en slytasie.Dieselfde hibriede beginsel wat toegepas word op meganiese seëlvlakke wat hierbo beskryf word, kan ook hier toegepas word, waar fisiese kontak vereis word vir elektriese geleiding 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 sluitingskrag steeds verhoog word wat nodig is om die borsel of seëlvlak in kontak met die roterende as te hou.
Postyd: 21 Oktober 2023