pumpiloj estas unu el la plej grandaj uzantoj de mekanikaj fermiloj.Kiel la nomo indikas, mekanikaj sigeloj estas kontakt-specaj sigeloj, diferencitaj de aerdinamikaj aŭ labirintaj ne-kontaktaj fokoj.Mekanikaj stampojestas ankaŭ karakterizitaj kiel ekvilibra mekanika sigelo aŭmalekvilibra mekanika sigelo.Ĉi tio rilatas al kia procento de, se entute, proceza premo povas veni malantaŭ la senmova sigelvizaĝo.Se la sigelvizaĝo ne estas puŝita kontraŭ la turnadvizaĝo (kiel en puŝ-speca sigelo) aŭ proceslikvaĵo ĉe la premo kiu devas esti sigelita ne rajtas ricevi malantaŭ la sigelvizaĝo, la procezpremo krevigus la sigelvizaĝon reen. kaj malfermita.La sigeldizajnisto devas pripensi ĉiujn funkciigadkondiĉojn por dizajni sigelon kun la bezonata fermforto sed ne tiom da forto ke la unuoŝarĝado ĉe la dinamika sigelvizaĝo kreas tro multe da varmeco kaj eluziĝo.Ĉi tio estas delikata ekvilibro, kiu faras aŭ rompas pumpilfidindecon.
la dinamika sigelo alfrontas ebligante malfermforton prefere ol la konvencia maniero de
ekvilibrigante la fermforton, kiel priskribite supre.Ĝi ne eliminas la necesan fermforton sed donas al la pumpildizajnisto kaj uzanto alian tenilon por turni permesante malpezigon aŭ malŝarĝon de la sigelvizaĝoj, konservante la bezonatan fermforton, tiel reduktante varmecon kaj eluziĝon dum larĝigo de la eblaj funkciigadkondiĉoj.
Sekaj Gasaj Sigeloj (DGS), ofte uzita en kompresoroj, disponigas malfermaĵforton ĉe la sigelvizaĝoj.Tiu forto estas kreita per aerdinamika portaprincipo, kie fajnaj pumpkaneloj helpas instigi gason de la altprema procezflanko de la sigelo, en la interspacon kaj trans la vizaĝon de la sigelo kiel ne-kontakta fluida filmlagro.
La aerdinamika porta malferma forto de seka gasa sigelo vizaĝo.La deklivo de la linio estas reprezentanto de la rigideco ĉe interspaco.Notu, ke la interspaco estas en mikronoj.
La sama fenomeno okazas en la hidrodinamikaj oleaj lagroj kiuj subtenas plej grandajn centrifugajn kompresorojn kaj pumprotorojn kaj vidiĝas en rotor-dinamikaj ekscentrecaj intrigoj montritaj de Bently Ĉi tiu efiko disponigas stabilan malantaŭan halton kaj estas grava elemento en la sukceso de hidrodinamikaj oleaj lagroj kaj DGS. .Mekanikaj sigeloj ne havas la bonajn pumpkanelojn kiuj povus esti trovitaj en aerdinamika DGS-vizaĝo.Povas ekzisti maniero uzi ekstere premizitajn gasajn portantajn principojn por malpezigi la fermforton de lamekanika sigelvizaĝos.
Kvalitaj intrigoj de fluid-filmaj portantaj parametroj kontraŭ ĵurnala ekscentrecproporcio.Rigideco, K, kaj malseketigado, D, estas minimumaj kiam la ĵurnalo estas en la centro de la lagro.Ĉar la ĵurnalo alproksimiĝas al la portanta surfaco, rigideco kaj malseketigado pliiĝas draste.
Ekstere premizitaj aerostatikaj gaslagroj utiligas fonton de premizita gaso, dum dinamikaj lagroj uzas la relativan moviĝon inter la surfacoj por generi interspacpremon.La ekstere premita teknologio havas almenaŭ du fundamentajn avantaĝojn.Unue, la premizita gaso povas esti injektita rekte inter la sigelvizaĝoj en kontrolita modo prefere ol instigado de la gaso en la sigelinterspacon kun malprofundaj pumpkaneloj kiuj postulas moviĝon.Ĉi tio ebligas apartigi la sigelvizaĝojn antaŭ ol rotacio komenciĝas.Eĉ se la vizaĝoj estas kunpremitaj, ili malfermiĝas por nul frotado komenciĝas kaj ĉesas kiam premo estas injektita rekte inter ili.Aldone, se la sigelo varmegas, eblas per ekstera premo pliigi la premon al la vizaĝo de la sigelo.La interspaco tiam pliiĝus proporcie kun premo, sed la varmeco de tondo falus sur kuba funkcio de la interspaco.Ĉi tio donas al la funkciigisto novan kapablon utiligi kontraŭ varmogenerado.
Ekzistas alia avantaĝo en kompresoroj en tio ke ekzistas neniu fluo trans la vizaĝo kiel ekzistas en DGS.Anstataŭe, la plej alta premo estas inter la sigelvizaĝoj, kaj la ekstera premo fluos en la atmosferon aŭ elfluos en unu flankon kaj en la kompresoron de la alia flanko.Ĉi tio pliigas fidindecon tenante la procezon ekster la interspaco.En pumpiloj tio eble ne estas avantaĝo ĉar povas esti nedezirinde devigi kunpremeblan gason en pumpilon.Kunpremeblaj gasoj ene de pumpiloj povas kaŭzi kavitacion aŭ aermartelproblemojn.Estus interese, tamen, havi senkontaktan aŭ senfrikcion sigelon por pumpiloj sen la malavantaĝo de gasfluo en la pumpilprocezon.Ĉu eblus havi ekstere premizitan gaslagron kun nula fluo?
Kompenso
Ĉiuj ekstere premigitaj lagroj havas ian kompenson.Kompenso estas formo de limigo, kiu retenas premon en rezervo.La plej ofta formo de kompenso estas la uzo de orifoj, sed ekzistas ankaŭ kanelo, paŝo kaj poraj kompensteknikoj.Kompenso ebligas al lagroj aŭ sigelvizaĝoj kuniri proksime sen tuŝi, ĉar ju pli ili alproksimiĝas, des pli alta la gaspremo inter ili fariĝas, forpuŝante la vizaĝojn dise.
Ekzemple, sub plata orificio kompensita gaso lagro (Bildo 3), la mezumo
premo en la breĉo egalos la totalan ŝarĝon sur la lagro dividita per la vizaĝareo, ĉi tio estas unuoŝarĝo.Se ĉi tiu fonta gaspremo estas 60 funtoj je kvadratcolo (psi) kaj la vizaĝo havas 10 kvadratcolojn da areo kaj ekzistas 300 funtoj da ŝarĝo, estos mezumo de 30 psio en la portanta breĉo.Tipe, la interspaco estus proksimume 0.0003 coloj, kaj ĉar la interspaco estas tiel malgranda, la fluo estus nur proksimume 0.2 normaj kubaj piedoj je minuto (scfm).Ĉar ekzistas orificiolimigilo ĵus antaŭ la interspaco tenanta premon reen en rezervo, se la ŝarĝo pliiĝas al 400 funtoj la portanta breĉo estas reduktita al proksimume 0.0002 coloj, limigante fluon tra la interspaco malsupren 0.1 scfm.Ĉi tiu pliiĝo en la dua limigo donas al la orificio-limigilo sufiĉe da fluo por permesi al la meza premo en la interspaco pliiĝi al 40 psio kaj subteni la pliigitan ŝarĝon.
Tio estas tranĉita flanka vido de tipa orificia aerlagro trovita en koordinata mezurmaŝino (CMM).Se pneŭmatika sistemo estas konsiderata "kompensita lagro" ĝi devas havi restrikton kontraŭflue de la ladinterspaclimigo.
Orifico kontraŭ Pora Kompenso
Orificiokompenso estas la plej vaste uzata formo de kompenso Tipa orifico povas havi truan diametron de .010 coloj, sed ĉar ĝi nutras kelkajn kvadratajn colojn da areo, ĝi nutras plurajn grandordojn pli da areo ol si mem, do la rapideco. de la gaso povas esti alta.Ofte, orificioj estas precize tranĉitaj de rubenoj aŭ safiroj por eviti erozion de la orificiograndeco kaj tiel ŝanĝojn en la agado de la lagro.Alia afero estas ke ĉe interspacoj sub 0.0002 coloj, la areo ĉirkaŭ la orifico komencas sufoki la fluon al la resto de la vizaĝo, ĉe kiu punkto kolapso de la gasfilmo okazas. La sama okazas ĉe levo for, ĉar nur la areo de la orifico kaj iuj kaneloj estas disponeblaj por komenci leviĝon.Ĉi tio estas unu el la ĉefaj kialoj, pro kiuj ekstere premigitaj lagroj ne vidiĝas en sigelplanoj.
Ĉi tio ne estas la kazo por la pora kompensita lagro, anstataŭe la rigideco daŭras
pliiĝas kiel ŝarĝo pliiĝas kaj la breĉo estas reduktita, same kiel la kazo kun DGS (Bildo 1) kaj
hidrodinamikaj oleaj lagroj.En la kazo de ekstere premizitaj poraj lagroj, la lagro estos en ekvilibra fortreĝimo kiam eniga premo tempoj la areo egalas la totalan ŝarĝon sur la lagro.Ĉi tio estas interesa tribologia kazo ĉar estas nula levo aŭ aerinterspaco.Ekzistos nul fluo, sed la hidrostatika forto de la aerpremo kontraŭ la kontraŭsurfaco sub la vizaĝo de la lagro daŭre malpezigas la totalŝarĝon kaj rezultigas preskaŭ nulan frikciokoeficienton - kvankam la vizaĝoj daŭre estas en kontakto.
Ekzemple, se grafita sigelvizaĝo havas areon de 10 kvadrataj coloj kaj 1,000 funtojn da fermforto kaj la grafito havas frikciokoeficienton de 0.1, ĝi postulus 100 funtojn da forto por iniciati moviĝon.Sed kun ekstera premfonto de 100 psio portita tra la pora grafito al ĝia vizaĝo, ekzistus esence nul forto postulata por iniciati moviĝon.Ĉi tio estas malgraŭ la fakto ke ekzistas ankoraŭ 1,000 funtoj da fermforto kunpremanta la du vizaĝojn kune kaj ke la vizaĝoj estas en fizika kontakto.
Klaso de ebenaĵaj materialoj kiel ekzemple: grafito, karbonoj kaj ceramikaĵo kiel ekzemple alumino kaj silicio-karbidoj kiuj estas konataj al la turboindustrioj kaj estas nature poraj tiel ili povas esti utiligitaj kiel ekstere premizitaj lagroj kiuj estas ne-kontaktaj fluidfilmaj lagroj.Ekzistas hibrida funkcio kie ekstera premo kutimas malpezigi la kontaktopremon aŭ la fermforton de la sigelo de la tribologio kiu okazas en la kontaktfokaj vizaĝoj.Ĉi tio permesas al la pumpilfunkciigisto ion alĝustigi ekster la pumpilo por trakti problemajn aplikojn kaj pli altajn rapidajn operaciojn dum uzado de mekanikaj sigeloj.
Ĉi tiu principo ankaŭ validas por brosoj, komutililoj, ekscitiloj, aŭ iu ajn kontaktkonduktilo, kiu povas esti uzata por preni datumojn aŭ elektrajn kurentojn sur aŭ for rotaciantaj objektoj.Ĉar rotoroj turniĝas pli rapide kaj elĉerpiĝas pliiĝoj, povas esti malfacile konservi ĉi tiujn aparatojn en kontakto kun la ŝafto, kaj estas ofte necese pliigi la printempan premon tenantan ilin kontraŭ la ŝafto.Bedaŭrinde, precipe en la kazo de altrapida operacio, ĉi tiu pliiĝo de kontaktoforto ankaŭ rezultigas pli da varmo kaj eluziĝo.La sama hibrida principo aplikita al mekanikaj sigelvizaĝoj priskribitaj supre ankaŭ povas esti aplikita ĉi tie, kie fizika kontakto estas postulata por elektra kondukteco inter la senmovaj kaj rotaciaj partoj.La ekstera premo povas esti uzita kiel la premo de hidraŭlika cilindro por redukti la frikcion ĉe la dinamika interfaco dum daŭre pliigante la printempan forton aŭ fermoforton postulatan por konservi la broson aŭ sigelvizaĝon en kontakto kun la rotacia ŝafto.
Afiŝtempo: Oct-21-2023