пумпите се едни од најголемите корисници на механички заптивки.Како што сугерира името, механичките заптивки се заптивки од контактен тип, кои се разликуваат од аеродинамичните или лавиринтските бесконтактни заптивки.Механички заптивкисе карактеризираат и како балансирана механичка заптивка илинеизбалансирана механичка заптивка.Ова се однесува на колкав процент од, доколку има, процесен притисок може да дојде зад неподвижната површина на заптивката.Ако заптивката не се турка на лицето што се врти (како во заптивка од типот на туркање) или ако процесната течност под притисок што треба да се запечати не е дозволено да дојде зад заптивката, притисокот на процесот ќе го разнесе лицето на заптивката назад. и отворени.Дизајнерот на заптивките треба да ги земе предвид сите работни услови за да дизајнира заптивка со потребната сила на затворање, но не толку сила што единицата што се вчитува на динамичната површина на заптивката создава премногу топлина и абење.Ова е деликатна рамнотежа што ја прави или нарушува доверливоста на пумпата.
динамичната заптивка се соочува со овозможување сила на отворање наместо конвенционалниот начин на
балансирање на силата на затворање, како што е опишано погоре.Не ја елиминира потребната сила на затворање, туку му дава на дизајнерот на пумпата и на корисникот уште едно копче за вртење со тоа што дозволува нетеживање или растоварување на пломбите, притоа одржувајќи ја потребната сила на затворање, со што се намалува топлината и абењето додека се прошируваат можните работни услови.
Заптивки за сув гас (DGS), кои често се користат во компресорите, обезбедуваат сила за отворање на лицата на заптивката.Оваа сила е создадена од принципот на аеродинамичен лежиште, каде што фините жлебови за пумпање помагаат да се поттикне гасот од страната на процесот на висок притисок на заптивката, во јазот и преку лицето на заптивката како лежиште без контакт со течност.
Аеродинамична сила на отворање на лежиштето на сува гасна заптивка.Наклонот на линијата е репрезент на вкочанетоста на јазот.Забележете дека јазот е во микрони.
Истиот феномен се јавува кај хидродинамичките лежишта за масло кои ги поддржуваат повеќето големи центрифугални компресори и ротори на пумпата и се гледа на графиците на динамичката ексцентричност на роторот прикажани од Bently Овој ефект обезбедува стабилно застанување назад и е важен елемент во успехот на хидродинамичките лежишта за масло и DGS .Механичките заптивки немаат фини жлебови за пумпање што може да се најдат во аеродинамичното лице на DGS.Може да има начин да се користат принципи на лежиште на гас под надворешен притисок за да се отстрани силата на затворање одмеханичко лице за заптивкаs.
Квалитативни графики на параметри на лого на флуиден филм наспроти односот на ексцентричност на дневникот.Вкочанетоста, K и амортизацијата, D, се минимални кога дневникот е во центарот на лежиштето.Како што дневникот се приближува до површината на лежиштето, вкочанетоста и амортизацијата драстично се зголемуваат.
Лежиштата за аеростатски гас под надворешно под притисок користат извор на гас под притисок, додека динамичните лежишта го користат релативното движење помеѓу површините за да генерираат притисок на јазот.Технологијата под надворешен притисок има најмалку две основни предности.Прво, гасот под притисок може да се инјектира директно помеѓу заптивките на контролиран начин наместо да го поттикнува гасот во јазот за заптивка со плитки жлебови за пумпање кои бараат движење.Ова овозможува одвојување на лицата на заптивката пред да започне ротацијата.Дури и ако лицата се истиснати заедно, тие ќе се отворат за да започне нула триење и да престане кога ќе се вбризгува притисок директно меѓу нив.Дополнително, ако заптивката работи жешко, можно е со надворешен притисок да се зголеми притисокот на лицето на заптивката.Јазот тогаш ќе се зголеми пропорционално со притисокот, но топлината од смолкнување ќе падне на коцка во функција на јазот.Ова му дава на операторот нова способност да се потпора против производството на топлина.
Постои уште една предност кај компресорите во тоа што нема проток низ лицето како што има во DGS.Наместо тоа, највисокиот притисок е помеѓу страните на заптивката, а надворешниот притисок ќе тече во атмосферата или ќе се испушти на едната страна и во компресорот од другата страна.Ова ја зголемува доверливоста со тоа што го држи процесот надвор од јазот.Кај пумпите ова можеби не е предност бидејќи може да биде непожелно да се натера компресивниот гас во пумпата.Компресибилните гасови во внатрешноста на пумпите може да предизвикаат кавитација или проблеми со воздушниот чекан.Сепак, би било интересно да се има заптивка без контакт или без триење за пумпите без недостаток на проток на гас во процесот на пумпата.Дали е можно да има надворешно лежиште за гас под притисок со нула проток?
Надомест
Сите лежишта под надворешен притисок имаат некаков вид на компензација.Компензацијата е форма на ограничување што го задржува притисокот во резерва.Најчеста форма на компензација е употребата на отвори, но има и техники на жлеб, чекор и порозна компензација.Компензацијата им овозможува на лежиштата или заптивките да се движат блиску една до друга без да се допираат, бидејќи колку поблиску се доближуваат, толку е поголем притисокот на гасот меѓу нив, со што се оддалечуваат лицата.
Како пример, под рамен отвор со компензирано лежиште за гас (слика 3), просекот
притисокот во јазот ќе биде еднаков на вкупното оптоварување на лежиштето поделено со површината на лицето, ова е оптоварување на единицата.Ако овој изворен притисок на гасот е 60 фунти по квадратен инч (psi) и лицето има површина од 10 квадратни инчи и има 300 фунти оптоварување, ќе има просечно 30 psi во јазот на лежиштето.Вообичаено, јазот би бил околу 0,0003 инчи, а бидејќи јазот е толку мал, протокот би бил само околу 0,2 стандардни кубни стапки во минута (scfm).Бидејќи има ограничувач на отворот непосредно пред јазот кој го задржува притисокот во резерва, ако товарот се зголеми на 400 фунти, јазот на лежиштето се намалува на околу 0,0002 инчи, ограничувајќи го протокот низ јазот надолу за 0,1 scfm.Ова зголемување на второто ограничување му дава доволно проток на ограничувачот на отворот за да овозможи просечниот притисок во јазот да се зголеми на 40 psi и да го поддржи зголеменото оптоварување.
Ова е отсечен страничен поглед на типично воздушно лежиште кое се наоѓа во машина за мерење координати (CMM).Ако пневматскиот систем треба да се смета за „компензирано лежиште“, тој треба да има ограничување нагоре од ограничувањето на јазот на лежиштето.
Отвор наспроти порозна компензација
Компензацијата на отворот е најшироко користена форма на компензација Типичен отвор може да има дијаметар на дупка од 0,010 инчи, но бидејќи напојува неколку квадратни инчи површина, дава неколку реда на големина повеќе површина од себе, така што брзината на гасот може да биде висока.Честопати, отворите се прецизно исечени од рубини или сафири за да се избегне ерозија на големината на отворот и така промените во работата на лежиштето.Друг проблем е тоа што на празнини под 0,0002 инчи, областа околу отворот почнува да го задушува протокот кон остатокот од лицето, во тој момент се јавува колапс на гасната фолија. Истото се случува при подигнување, бидејќи само областа на отворот и сите жлебови се достапни за иницирање на подигање.Ова е една од главните причини зошто лежиштата под надворешен притисок не се гледаат во плановите за заптивки.
Ова не е случај за порозното компензирано лежиште, наместо тоа, вкочанетоста продолжува
се зголемува како што се зголемува оптоварувањето и јазот се намалува, исто како што е случајот со DGS (Слика 1) и
хидродинамички лежишта за масло.Во случај на порозни лежишта под надворешен притисок, лежиштето ќе биде во режим на избалансирана сила кога влезниот притисок повеќе од површината е еднаков на вкупното оптоварување на лежиштето.Ова е интересен триболошки случај бидејќи има нула подигање или воздушен јаз.Ќе има нула проток, но хидростатската сила на воздушниот притисок врз површината на бројачот под лицето на лежиштето сè уште го отежнува вкупниот товар и резултира со коефициент на триење речиси нула - иако лицата се сè уште во контакт.
На пример, ако лицето на пломбата од графит има површина од 10 квадратни инчи и 1.000 фунти сила на затворање, а графитот има коефициент на триење од 0,1, ќе бара 100 фунти сила за да започне движење.Но, со надворешен извор на притисок од 100 psi пренесен низ порозниот графит до неговото лице, во суштина би била потребна нула сила за да се започне движење.Ова е и покрај фактот дека сè уште има 1.000 фунти сила на затворање што ги стега двете лица заедно и дека лицата се во физички контакт.
Класа на обични материјали за лежиште како што се: графит, јаглерод и керамика како што се алумина и силициум-карбиди кои се познати во турбо-индустриите и се природно порозни, така што може да се користат како лежишта под надворешно притисок кои се лежишта на флуиди без контакт.Постои хибридна функција каде што се користи надворешен притисок за да се ослободи од тежината на контактниот притисок или силата на затворање на заптивката од трибологијата што се одвива во контактните лица на заптивката.Ова му овозможува на операторот на пумпата да прилагоди нешто надвор од пумпата за да се справи со проблематичните апликации и операциите со поголема брзина додека користи механички заптивки.
Овој принцип се однесува и на четки, комутатори, возбудувачи или било кој контакт спроводник што може да се користи за преземање податоци или електрични струи на или исклучување на ротирачки објекти.Бидејќи роторите се вртат побрзо и се зголемуваат, може да биде тешко овие уреди да се држат во контакт со вратилото и често е неопходно да се зголеми притисокот на пружината што ги држи до вратилото.За жал, особено во случај на работа со голема брзина, ова зголемување на контактната сила, исто така, резултира со поголема топлина и абење.Истиот хибриден принцип применет на механичките заптивки опишани погоре може да се примени и овде, каде што е потребен физички контакт за електрична спроводливост помеѓу неподвижните и ротирачките делови.Надворешниот притисок може да се користи како притисокот од хидрауличниот цилиндар за да се намали триењето на динамичкиот меѓусебен дел, додека се уште се зголемува силата на пружината или силата на затворање што е потребна за да се задржи четката или заптивката во контакт со ротирачкото вратило.
Време на објавување: 21-10-2023 година