sūkņi ir vieni no lielākajiem mehānisko blīvējumu lietotājiem. Kā norāda nosaukums, mehāniskās blīves ir kontakta tipa blīves, kas atšķiras no aerodinamiskajām vai labirinta bezkontakta blīvēm.Mehāniskās blīvestiek raksturoti arī kā līdzsvarots mehāniskais blīvējums vainesabalansēts mehāniskais blīvējums. Tas attiecas uz to, cik procentuālā daļa procesa spiediena var rasties aiz stacionārās blīvējuma virsmas, ja tāds ir. Ja blīvējuma virsma netiek piespiesta pret griežamo virsmu (kā stūmēja tipa blīvējuma gadījumā) vai procesa šķidrumam ar spiedienu, kas ir jānoblīvē, nav ļauts nokļūt aiz blīvējuma virsmas, procesa spiediens izpūstu blīvējuma virsmu atpakaļ. un atveriet. Blīvējuma izstrādātājam ir jāņem vērā visi darbības apstākļi, lai izveidotu blīvējumu ar nepieciešamo aizvēršanas spēku, bet ne tik lielu spēku, lai vienības slodze dinamiskajā blīvējuma virsmā radītu pārāk daudz siltuma un nodiluma. Tas ir smalks līdzsvars, kas uzlabo vai sagrauj sūkņa uzticamību.
dinamiskais blīvējums ir vērsts, nodrošinot atvēršanas spēku, nevis parasto veidu
līdzsvarojot aizvēršanas spēku, kā aprakstīts iepriekš. Tas nenovērš nepieciešamo aizvēršanas spēku, bet dod sūkņa izstrādātājam un lietotājam vēl vienu pogu, kas jāpagriež, ļaujot atsvērt vai atslogot blīvējuma virsmas, vienlaikus saglabājot nepieciešamo aizvēršanas spēku, tādējādi samazinot karstumu un nodilumu, vienlaikus paplašinot iespējamos darbības apstākļus.
Sausās gāzes blīves (DGS), ko bieži izmanto kompresoros, nodrošina atvēršanas spēku blīvējuma virsmās. Šo spēku rada aerodinamiskā gultņa princips, kur smalkas sūknēšanas rievas palīdz virzīt gāzi no blīvējuma augstspiediena procesa puses spraugā un pāri blīvējuma virsmai kā bezkontakta šķidruma plēves gultnis.
Sausas gāzes blīvējuma virsmas aerodinamiskais gultņa atvēršanas spēks. Līnijas slīpums raksturo stingrību spraugā. Ņemiet vērā, ka atstarpe ir mikronos.
Tāda pati parādība notiek hidrodinamiskajos eļļas gultņos, kas atbalsta lielāko daļu lielo centrbēdzes kompresoru un sūkņa rotoru, un tas ir redzams rotoru dinamiskās ekscentricitātes diagrammās, ko parāda Bently. Šis efekts nodrošina stabilu atpakaļgaitas aizturi un ir svarīgs elements hidrodinamisko eļļas gultņu un DGS panākumos. . Mehāniskajām blīvēm nav tādu smalku sūknēšanas rievu, kādas varētu būt aerodinamiskajā DGS virsmā. Var būt veids, kā izmantot ārēja spiediena gāzes gultņu principus, lai atsvērtu aizvēršanas spēku nomehāniskā blīvējuma virsmas.
Šķidruma plēves nesošo parametru kvalitatīvie grafiki pret žurnāla ekscentricitātes attiecību. Stingrība K un amortizācija D ir minimāla, ja kakliņa atrodas gultņa centrā. Kad kakliņa tuvojas gultņa virsmai, stīvums un amortizācija ievērojami palielinās.
Ārējā spiediena aerostatiskās gāzes gultņi izmanto spiediena gāzes avotu, savukārt dinamiskie gultņi izmanto relatīvo kustību starp virsmām, lai radītu spraugas spiedienu. Ārēja spiediena tehnoloģijai ir vismaz divas būtiskas priekšrocības. Pirmkārt, spiediena gāzi var ievadīt tieši starp blīvējuma virsmām kontrolētā veidā, nevis iedrošināt gāzi iekļūt blīvējuma spraugā ar seklām sūknēšanas rievām, kurām nepieciešama kustība. Tas ļauj atdalīt blīvējuma virsmas pirms rotācijas sākuma. Pat tad, ja sejas ir saspiestas kopā, tās atvērsies, lai sāktu nulles berzi, un apstāsies, kad starp tām tiek ievadīts spiediens. Turklāt, ja blīvējums ir karsts, ir iespējams ar ārēju spiedienu palielināt spiedienu uz blīvējuma virsmu. Tādā gadījumā sprauga palielinātos proporcionāli spiedienam, bet bīdes radītais siltums kristos uz spraugas kuba funkciju. Tas sniedz operatoram jaunas iespējas, lai novērstu siltuma ražošanu.
Kompresoriem ir vēl viena priekšrocība, jo nav plūsmas pāri virsmai, kā tas ir DGS. Tā vietā augstākais spiediens ir starp blīvējuma virsmām, un ārējais spiediens ieplūdīs atmosfērā vai izplūdīs vienā pusē un kompresorā no otras puses. Tas palielina uzticamību, saglabājot procesu ārpus spraugas. Sūkņos tā var nebūt priekšrocība, jo var nebūt vēlams sūknī ievietot saspiežamu gāzi. Saspiežamas gāzes sūkņu iekšpusē var izraisīt kavitācijas vai gaisa āmura problēmas. Tomēr būtu interesanti, ja sūkņiem būtu bezkontakta vai bezberzes blīvējums bez gāzes ieplūšanas sūkņa procesā. Vai varētu būt ārēja spiediena gāzes gultnis ar nulles plūsmu?
Kompensācija
Visiem ārēja spiediena gultņiem ir sava veida kompensācija. Kompensācija ir ierobežojuma veids, kas saglabā spiedienu rezervē. Visizplatītākais kompensācijas veids ir atveru izmantošana, taču ir arī rievu, pakāpienu un porains kompensācijas paņēmieni. Kompensācija ļauj gultņiem vai blīvējuma virsmām iet cieši kopā, nepieskaroties, jo jo tuvāk tie tuvojas, jo lielāks gāzes spiediens starp tiem, atgrūžot virsmas.
Piemēram, zem plakanas atveres kompensēta gāzes gultņa (3. attēls) vidējais
spiediens spraugā būs vienāds ar kopējo gultņa slodzi, kas dalīta ar virsmas laukumu, tā ir vienības slodze. Ja šī avota gāzes spiediens ir 60 mārciņas uz kvadrātcollu (psi) un virsmai ir 10 kvadrātcollu laukums un slodze ir 300 mārciņas, gultņa spraugā būs vidēji 30 psi. Parasti atstarpe būtu aptuveni 0,0003 collas, un, tā kā atstarpe ir tik maza, plūsma būtu tikai aptuveni 0,2 standarta kubikpēdas minūtē (scfm). Tā kā tieši pirms spraugas ir atveres ierobežotājs, kas saglabā spiedienu rezervē, ja slodze palielinās līdz 400 mārciņām, gultņa sprauga tiek samazināta līdz aptuveni 0,0002 collām, ierobežojot plūsmu caur spraugu uz leju par 0,1 scfm. Šis otrā ierobežojuma palielinājums nodrošina atveres ierobežotājam pietiekamu plūsmu, lai ļautu vidējam spiedienam spraugā palielināties līdz 40 psi un atbalstīt palielināto slodzi.
Šis ir izgriezts sānskats no tipiska gaisa atveres gultņa, kas atrodas koordinātu mērīšanas mašīnā (CMM). Ja pneimatisko sistēmu uzskata par “kompensētu gultni”, tai ir jābūt ierobežojumam pirms gultņa spraugas ierobežojuma.
Atvere pret porainu kompensāciju
Atveres kompensācija ir visplašāk izmantotais kompensācijas veids Tipiskas atveres cauruma diametrs var būt 0,010 collas, taču, tā kā tā baro dažas kvadrātcollas platības, tā baro par vairākām kārtām lielāku laukumu nekā pati, tāpēc ātrums gāzes līmenis var būt augsts. Bieži vien atveres tiek precīzi izgrieztas no rubīniem vai safīriem, lai izvairītos no atveres izmēra erozijas un līdz ar to gultņa veiktspējas izmaiņām. Vēl viena problēma ir tāda, ka pie spraugām, kas ir mazākas par 0,0002 collām, apgabals ap atveri sāk slāpēt plūsmu uz pārējo seju, un šajā brīdī notiek gāzes plēves sabrukšana. Tas pats notiek paceļoties, jo tikai atveres laukums atvere un visas rievas ir pieejamas pacelšanas uzsākšanai. Tas ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc ārēja spiediena gultņi nav redzami blīvējuma plānos.
Tas neattiecas uz porainiem kompensētiem gultņiem, tā vietā stingrība turpinās
palielinās, palielinoties slodzei un samazinot atstarpi, tāpat kā gadījumā ar DGS (1. attēls) un
hidrodinamiskie eļļas gultņi. Ārēja spiediena porainiem gultņiem gultnis būs līdzsvarota spēka režīmā, kad ieejas spiediens reizināts ar laukumu, kas vienāds ar gultņa kopējo slodzi. Šis ir interesants triboloģisks gadījums, jo nav pacēluma vai gaisa spraugas. Plūsma būs nulle, bet gaisa spiediena hidrostatiskais spēks pret pretvirsmu zem gultņa virsmas joprojām atsver kopējo slodzi un rada gandrīz nulles berzes koeficientu, lai gan virsmas joprojām saskaras.
Piemēram, ja grafīta blīvējuma virsmas laukums ir 10 kvadrātcollas un 1000 mārciņas aizvēršanas spēka un grafīta berzes koeficients ir 0,1, kustības uzsākšanai būtu nepieciešams 100 mārciņu spēks. Bet ar ārēju 100 psi spiediena avotu, kas caur poraino grafītu tiek pārnests uz tā virsmu, kustības ierosināšanai būtībā nebūtu vajadzīgs spēks. Tas notiek, neskatoties uz to, ka joprojām ir 1000 mārciņu aizvēršanas spēks, kas saspiež abas sejas kopā un ka sejas ir fiziski saskarē.
Slīdgultņu materiālu klase, piemēram: grafīts, ogleklis un keramika, piemēram, alumīnija oksīds un silīcija karbīdi, kas ir zināmi turboindustrijai un ir dabiski poraini, tāpēc tos var izmantot kā ārēja spiediena gultņus, kas ir bezkontakta šķidruma plēves gultņi. Ir hibrīda funkcija, kurā tiek izmantots ārējais spiediens, lai atsvērtu kontaktspiedienu vai blīvējuma aizvēršanas spēku no triboloģijas, kas notiek saskares blīvējuma virsmās. Tas ļauj sūkņa operatoram kaut ko pielāgot ārpus sūkņa, lai risinātu problēmas un darbības ar lielāku ātrumu, izmantojot mehāniskās blīves.
Šis princips attiecas arī uz sukām, komutatoriem, ierosinātājiem vai jebkuru kontaktvadītāju, ko var izmantot, lai iegūtu datus vai elektrisko strāvu uz rotējošiem objektiem vai izslēgtu tos. Tā kā rotori griežas ātrāk un beidzas, var būt grūti noturēt šīs ierīces saskarē ar vārpstu, un bieži vien ir jāpalielina atsperes spiediens, kas tās notur pret vārpstu. Diemžēl, īpaši liela ātruma darbības gadījumā, šis kontaktspēka pieaugums rada arī lielāku siltumu un nodilumu. To pašu hibrīda principu, kas tiek piemērots iepriekš aprakstītajām mehānisko blīvējumu virsmām, var izmantot arī šeit, kur ir nepieciešams fizisks kontakts elektrovadītspējai starp stacionārajām un rotējošām daļām. Ārējo spiedienu var izmantot tāpat kā hidrauliskā cilindra spiedienu, lai samazinātu berzi dinamiskajā saskarnē, vienlaikus palielinot atsperes spēku vai aizvēršanas spēku, kas nepieciešams, lai suka vai blīvējuma virsma būtu saskarē ar rotējošo vārpstu.
Izsūtīšanas laiks: 2023. gada 21. oktobris