Сорғылар механикалық тығыздағыштарды ең көп пайдаланушылардың бірі болып табылады. Атауынан көрініп тұрғандай, механикалық тығыздағыштар аэродинамикалық немесе лабиринтті байланыссыз тығыздағыштардан ерекшеленетін контактілі тығыздағыштар болып табылады.Механикалық тығыздағыштарсонымен қатар теңгерімді механикалық тығыздағыш ретінде сипатталады немесетеңгерімсіз механикалық тығыздағышБұл стационарлық тығыздағыш бетінің артында қандай пайыздық процесс қысымы пайда болатынын, егер бар болса, көрсетеді. Егер тығыздағыш беті айналмалы бетке итерілмесе (итергіш типті тығыздағыштағыдай) немесе тығыздалуы қажет қысымдағы процесс сұйықтығының тығыздағыш бетінің артына өтуіне жол берілмесе, процесс қысымы тығыздағыш бетін артқа үрлеп, ашылады. Тығыздағыш дизайнері қажетті жабу күші бар, бірақ динамикалық тығыздағыш бетіндегі құрылғының жүктелуі тым көп жылу мен тозу тудыратындай күшке ие емес тығыздағышты жобалау үшін барлық жұмыс жағдайларын ескеруі керек. Бұл сорғының сенімділігін арттыратын немесе бұзатын нәзік тепе-теңдік.
динамикалық тығыздағыштың беттері дәстүрлі әдіспен емес, ашылу күшін қосу арқылы
жоғарыда сипатталғандай, жабу күшін теңестіреді. Бұл қажетті жабу күшін жоймайды, бірақ сорғы дизайнері мен пайдаланушысына тығыздағыш беттерінің салмағын азайтуға немесе түсіруге мүмкіндік беру арқылы басқа тұтқаны бұруға мүмкіндік береді, сонымен қатар қажетті жабу күшін сақтайды, осылайша жылу мен тозуды азайтады, сонымен бірге жұмыс жағдайларын кеңейтеді.
Құрғақ газ тығыздағыштары (DGS)компрессорларда жиі қолданылатын, тығыздағыш беттерінде ашылу күшін қамтамасыз етеді. Бұл күш аэродинамикалық мойынтірек принципімен жасалады, мұнда ұсақ айдау ойықтары тығыздағыштың жоғары қысымды өңдеу жағынан газдың саңылауға және тығыздағыштың беті арқылы жанаспайтын сұйықтық пленкалы мойынтірек ретінде ағуына көмектеседі.
Құрғақ газ тығыздағышының аэродинамикалық мойынтірек ашу күші. Сызықтың көлбеуі саңылаудың қаттылығын көрсетеді. Саңылаудың микронмен өлшенетінін ескеріңіз.
Дәл осындай құбылыс көптеген ірі центрифугалық компрессорлар мен сорғы роторларын қолдайтын гидродинамикалық май мойынтіректерінде де кездеседі және Bently көрсеткен ротордың динамикалық эксцентриситет графиктерінде байқалады. Бұл әсер тұрақты артқы тоқтауды қамтамасыз етеді және гидродинамикалық май мойынтіректері мен DGS табысының маңызды элементі болып табылады. Механикалық тығыздағыштарда аэродинамикалық DGS бетінде кездесетін ұсақ айдау ойықтары жоқ. Жабылу күшін салмақтау үшін сыртқы қысымды газ мойынтірек принциптерін пайдаланудың бір жолы болуы мүмкін.механикалық тығыздағыш бетіs.
Сұйықтық-қабықшалы мойынтірек параметрлерінің мойынтірек эксцентриситетінің қатынасына қатысты сапалық графиктері. Қаттылық, K және демпферлеу, D, мойынтірек мойынтіректің ортасында болған кезде минималды болады. Мойынтірек мойынтірек бетіне жақындаған сайын қаттылық пен демпферлеу күрт артады.
Сыртқы қысымды аэростатикалық газ мойынтіректері қысымды газ көзін пайдаланады, ал динамикалық мойынтіректер саңылау қысымын жасау үшін беттер арасындағы салыстырмалы қозғалысты пайдаланады. Сыртқы қысымды технологияның кем дегенде екі негізгі артықшылығы бар. Біріншіден, қысымды газ қозғалысты қажет ететін таяз сорғы ойықтарымен тығыздағыш саңылауына газды енгізудің орнына, тығыздағыш беттерінің арасына бақыланатын түрде тікелей айдалуы мүмкін. Бұл айналу басталғанға дейін тығыздағыш беттерін бөлуге мүмкіндік береді. Беттер бір-біріне бұралған болса да, олар нөлдік үйкеліс үшін ашылады және қысым олардың арасына тікелей енгізілгенде тоқтайды. Сонымен қатар, егер тығыздағыш ыстық болса, сыртқы қысыммен тығыздағыш бетіне қысымды арттыруға болады. Сонда саңылау қысымға пропорционалды түрде артады, бірақ ығысудан пайда болатын жылу саңылаудың текше функциясына түседі. Бұл операторға жылудың пайда болуына қарсы тұрудың жаңа мүмкіндігін береді.
Компрессорлардың тағы бір артықшылығы бар, себебі DGS-тегідей бет арқылы ағын болмайды. Оның орнына, ең жоғары қысым тығыздағыш беттер арасында болады, ал сыртқы қысым атмосфераға ағады немесе бір жағынан компрессорға, екінші жағынан ауа жібереді. Бұл процесті саңылаудан аулақ ұстау арқылы сенімділікті арттырады. Сорғыларда бұл артықшылық болмауы мүмкін, себебі сығылатын газды сорғыға мәжбүрлеу жағымсыз болуы мүмкін. Сорғылардың ішіндегі сығылатын газдар кавитация немесе ауа балғасы мәселелерін тудыруы мүмкін. Дегенмен, сорғы процесіне газ ағынының кемшілігінсіз сорғылар үшін жанаспайтын немесе үйкеліссіз тығыздағыштың болуы қызықты болар еді. Нөлдік ағыны бар сыртқы қысымды газ мойынтірегіне ие болу мүмкін бе?
Өтемақы
Сыртқы қысыммен жұмыс істейтін барлық мойынтіректер қандай да бір компенсацияға ие. Компенсация - қысымды резервте ұстап тұратын шектеу түрі. Компенсацияның ең көп таралған түрі - саңылауларды пайдалану, бірақ сонымен қатар ойық, сатылы және кеуекті компенсация әдістері де бар. Компенсация мойынтіректер немесе тығыздағыш беттерінің бір-біріне тимей жақын орналасуына мүмкіндік береді, себебі олар неғұрлым жақындаса, олардың арасындағы газ қысымы соғұрлым жоғары болады, бұл беттерді бір-бірінен алыстатады.
Мысал ретінде, жалпақ саңылаумен компенсацияланған газ мойынтірегінің астында (3-сурет), орташа
Саңылаудағы қысым мойынтірекке түсетін жалпы жүктемені бет ауданына бөлуге тең болады, бұл бірлік жүктеме. Егер бұл бастапқы газ қысымы шаршы дюймге 60 фунт (psi) болса және беттің ауданы 10 шаршы дюйм болса және 300 фунт жүк болса, мойынтірек саңылауында орта есеппен 30 psi болады. Әдетте, саңылау шамамен 0,0003 дюймді құрайды, ал саңылау өте аз болғандықтан, ағын минутына шамамен 0,2 стандартты текше фут (scfm) болады. Саңылаудың алдында қысымды резервте ұстап тұратын саңылау шектегіші болғандықтан, егер жүктеме 400 фунтқа дейін артса, мойынтірек саңылауы шамамен 0,0002 дюймге дейін азаяды, бұл саңылау арқылы ағынды 0,1 scfm-ге дейін шектейді. Екінші шектеудің бұл ұлғаюы саңылау шектегішіне саңылаудағы орташа қысымның 40 psi-ге дейін артуына және артқан жүктемені қолдауға мүмкіндік беретін жеткілікті ағын береді.
Бұл координаталық өлшеу машинасында (КӨМ) кездесетін типтік саңылау ауа мойынтірегінің бүйірлік көрінісі. Егер пневматикалық жүйе «компенсацияланған мойынтірек» деп саналса, оның мойынтірек саңылауының шектеуінен жоғары шектеуі болуы керек.
Саңылау және кеуекті компенсация
Саңылау компенсациясы - ең кең таралған компенсация түрі. Әдеттегі саңылаудың тесік диаметрі 0,010 дюйм болуы мүмкін, бірақ ол бірнеше шаршы дюйм аумақты қоректендіретіндіктен, өзінен бірнеше есе көп аумақты қоректендіреді, сондықтан газдың жылдамдығы жоғары болуы мүмкін. Көбінесе саңылаулар саңылау өлшемінің эрозиясын және мойынтіректің жұмысындағы өзгерістерді болдырмау үшін лағыл немесе сапфирден дәл кесіледі. Тағы бір мәселе, 0,0002 дюймнен төмен саңылауларда саңылаудың айналасындағы аймақ ағынды беттің қалған бөлігіне тұншықтыра бастайды, сол кезде газ қабықшасының құлауы орын алады. Дәл солай көтерілу кезінде де болады, себебі көтеруді бастау үшін тек саңылаудың ауданы және кез келген ойықтар қолжетімді. Бұл тығыздағыш жоспарларында сыртқы қысымды мойынтіректер көрінбеуінің негізгі себептерінің бірі.
Кеуекті компенсацияланған мойынтірекке қатысты бұлай емес, керісінше қаттылық жалғасады
жүктеме артқан сайын артады және саңылау азаяды, дәл DGS жағдайындағыдай (1-сурет) және
гидродинамикалық майлы мойынтіректер. Сыртқы қысымды кеуекті мойынтіректер жағдайында, кіріс қысымының ауданға көбейтіндісі мойынтірекке түсетін жалпы жүктемеге тең болған кезде мойынтірек теңгерімді күш режимінде болады. Бұл қызықты трибологиялық жағдай, себебі көтеру немесе ауа саңылауы нөлге тең. Нөлдік ағын болады, бірақ мойынтіректің бетінің астындағы қарсы бетке ауа қысымының гидростатикалық күші жалпы жүктемені әлі де жеңілдетеді және беттер әлі де жанасып тұрса да, үйкеліс коэффициентін нөлге жуық етеді.
Мысалы, егер графит тығыздағышының бетінің ауданы 10 шаршы дюйм және 1000 фунт жабылу күші болса және графиттің үйкеліс коэффициенті 0,1 болса, қозғалысты бастау үшін 100 фунт күш қажет болады. Бірақ кеуекті графит арқылы оның бетіне 100 psi сыртқы қысым көзі өткізілгенде, қозғалысты бастау үшін іс жүзінде нөлдік күш қажет болады. Бұл екі бетті бір-біріне қысатын 1000 фунт жабылу күші әлі де бар екеніне және беттер физикалық жанасқанына қарамастан.
Турбо индустриясына белгілі графит, көміртектер және керамика, мысалы, алюминий оксиді және кремний карбидтері сияқты қарапайым мойынтірек материалдарының класы, сондықтан оларды жанаспайтын сұйық пленкалы мойынтіректер болып табылатын сыртқы қысымды мойынтіректер ретінде пайдалануға болады. Гибридті функция бар, онда сыртқы қысым жанаспайтын тығыздағыш беттерінде болып жатқан трибологиядан жанаспа қысымын немесе тығыздағыштың жабылу күшін азайту үшін қолданылады. Бұл сорғы операторына механикалық тығыздағыштарды пайдалану кезінде проблемалы қолданбалар мен жоғары жылдамдықты операцияларды шешу үшін сорғының сыртында бірдеңені реттеуге мүмкіндік береді.
Бұл принцип щеткаларға, коллекторларға, қоздырғыштарға немесе айналмалы нысандардан деректерді немесе электр тогын алу немесе ажырату үшін пайдаланылуы мүмкін кез келген жанасу өткізгішіне де қатысты. Роторлар жылдамырақ айналатындықтан және заряды артатындықтан, бұл құрылғыларды білікпен жанасуда ұстау қиын болуы мүмкін және оларды білікке ұстап тұратын серіппе қысымын арттыру қажет болады. Өкінішке орай, әсіресе жоғары жылдамдықты жұмыс жағдайында жанасу күшінің бұл артуы жылу мен тозудың артуына әкеледі. Жоғарыда сипатталған механикалық тығыздағыш беттеріне қолданылатын сол гибридті принципті мұнда да қолдануға болады, мұнда қозғалмайтын және айналмалы бөліктер арасындағы электр өткізгіштігі үшін физикалық жанасу қажет. Сыртқы қысымды гидравликалық цилиндрден шығатын қысым сияқты динамикалық интерфейстегі үйкелісті азайту үшін пайдалануға болады, сонымен бірге щетканы немесе тығыздағыш бетін айналмалы білікпен жанасу үшін қажетті серіппе күшін немесе жабу күшін арттырады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 21 қазан