dælur eru einn stærsti notandi vélrænna þéttinga. Eins og nafnið gefur til kynna eru vélræn innsigli snertiþéttingar, aðgreindar frá loftaflfræðilegum eða völundarhússþéttingum án snertingar.Vélræn innsiglieru einnig einkennist sem jafnvægi vélrænni innsigli eðaójafnvægi vélrænni innsigli. Þetta vísar til þess hversu hátt hlutfall af, ef einhver er, vinnsluþrýstings getur komið á bak við kyrrstæða innsiglisflötinn. Ef innsiglisflötnum er ekki ýtt á móti snúningsflötnum (eins og í innsigli af þrýstigerð) eða vinnsluvökvi við þrýstinginn sem þarf að innsigla er ekki leyft að komast á bak við innsiglisflötinn, myndi vinnsluþrýstingurinn blása innsiglisflötinn aftur og opið. Innsiglishönnuður þarf að huga að öllum rekstrarskilyrðum til að hanna innsigli með nauðsynlegum lokunarkrafti en ekki svo miklum krafti að hleðsla einingarinnar við kraftmikla innsiglisflötinn skapi of mikinn hita og slit. Þetta er viðkvæmt jafnvægi sem gerir eða brýtur áreiðanleika dælunnar.
kraftmikla innsiglið snýr fram með því að virkja opnunarkraft frekar en hefðbundinn hátt
jafnvægi á lokunarkraftinum, eins og lýst er hér að ofan. Það útilokar ekki nauðsynlegan lokunarkraft heldur gefur dæluhönnuðinum og notandanum annan hnapp til að snúa með því að leyfa afvigtun eða affermingu innsiglisflötanna, en viðhalda nauðsynlegum lokunarkrafti, þannig að hita og slit dregur úr um leið og möguleg rekstrarskilyrði víkka.
Dry Gas Seals (DGS), sem oft er notað í þjöppur, veita opnunarkraft á innsiglishliðunum. Þessi kraftur er skapaður af loftaflfræðilegu legureglunni, þar sem fínar dælingarróp hjálpa til við að hvetja til gas frá háþrýstingsferlishlið innsiglisins, inn í bilið og yfir yfirborð innsiglsins sem snertilaus vökvafilmu.
Opnunarkraftur loftaflfræðilegs legu á þurru gasþéttingarhliði. Halli línunnar er dæmigerð fyrir stífleika í bili. Athugið að bilið er í míkronum.
Sama fyrirbæri á sér stað í vatnsafnfræðilegum olíulegum sem styðja flestar stórar miðflóttaþjöppur og dæluþjöppur og sést í dýnamískum sérvitringarreitum sem sýndar eru af Bently. Þessi áhrif veita stöðugt bakstopp og eru mikilvægur þáttur í velgengni vatnsafnfræðilegra olíulaga og DGS. . Vélræn innsigli eru ekki með fínu dælingarrópin sem gætu fundist í loftaflfræðilegu DGS andliti. Það kann að vera leið til að nota utanaðkomandi þrýstingsgaslögunarreglur til að þyngja lokunarkraftinn frávélræn innsiglis.
Eigindlegar söguþræðir vökva-filmu bera færibreytur á móti journal eccentricity hlutfall. Stífleiki, K, og demping, D, eru lágmark þegar tindurinn er í miðju legunnar. Þegar tjaldið nálgast burðarflötinn eykst stífleiki og dempun verulega.
Loftþrýstingslegir með ytri þrýstingi nota uppsprettu fyrir loftþrýstingsgas, en kraftmiklar legur nota hlutfallslega hreyfingu milli yfirborðanna til að mynda bilþrýsting. Tæknin með ytri þrýstingi hefur að minnsta kosti tvo grundvallarkosti. Í fyrsta lagi er hægt að sprauta þrýstigasinu beint á milli innsiglisflötanna á stýrðan hátt frekar en að hvetja gasið inn í innsiglisbilið með grunnum dælingarrópum sem krefjast hreyfingar. Þetta gerir kleift að aðskilja innsiglisflötin áður en snúningur hefst. Jafnvel þó að andlitin séu spennt saman, munu þau opnast fyrir núningsleysi og hætta þegar þrýstingi er sprautað beint á milli þeirra. Að auki, ef innsiglið er heitt, er mögulegt með ytri þrýstingi að auka þrýstinginn á innsiglið. Bilið myndi þá aukast hlutfallslega með þrýstingi, en hitinn frá klippingu myndi falla á teningafall bilsins. Þetta gefur stjórnandanum nýja möguleika til að nýta sér gegn hitamyndun.
Það er annar kostur við þjöppur að það er ekkert flæði yfir andlitið eins og er í DGS. Þess í stað er hæsti þrýstingurinn á milli innsiglishliðanna og ytri þrýstingurinn mun flæða út í andrúmsloftið eða lofta inn í aðra hliðina og inn í þjöppuna frá hinni hliðinni. Þetta eykur áreiðanleika með því að halda ferlinu frá bilinu. Í dælum er þetta kannski ekki kostur þar sem það getur verið óæskilegt að þvinga þrýstanlegu gasi inn í dælu. Þjappanlegar lofttegundir inni í dælum geta valdið kavitation eða vandamálum með lofthamri. Áhugavert væri þó að hafa snertilausa eða núningslausa innsigli fyrir dælur án þess að vera ókostur af gasflæði inn í dæluferlið. Gæti verið hægt að hafa utanaðkomandi gaslager með núllflæði?
Bætur
Allar utanaðkomandi þrýstingslegur legur hafa einhvers konar bætur. Bætur eru form takmarkana sem halda þrýstingi aftur í varasjóði. Algengasta form bóta er notkun opa, en einnig eru til gróp-, þrepa- og porous jöfnunartækni. Jöfnun gerir legum eða innsiglisflötum kleift að hlaupa þétt saman án þess að snerta, því því nær sem þau komast, því hærra verður gasþrýstingurinn á milli þeirra, sem hrekur andlitin í sundur.
Sem dæmi, undir flötu opi bætt gaslager (Mynd 3), meðaltalið
þrýstingur í bilinu mun jafnast á við heildarálag á leguna deilt með flatarmáli andlitsins, þetta er einingahleðsla. Ef þessi uppspretta gasþrýstingur er 60 pund á fertommu (psi) og andlitið hefur 10 fertommu flatarmál og það er 300 pund af álagi, verður að meðaltali 30 psi í legubilinu. Venjulega væri bilið um 0,0003 tommur og vegna þess að bilið er svo lítið væri flæðið aðeins um 0,2 venjuleg rúmfet á mínútu (scfm). Vegna þess að það er optakmörkun rétt fyrir bilið sem heldur þrýstingi aftur í varasjóð, ef álagið eykst í 400 pund minnkar legubilið í um 0,0002 tommur, sem takmarkar flæði í gegnum bilið niður 0,1 scfm. Þessi aukning á annarri takmörkuninni gefur optakmörkuninni nóg flæði til að meðalþrýstingur í bilinu aukist í 40 psi og styður aukið álag.
Þetta er klippt hliðarmynd af dæmigerðu opnaloftlagi sem finnast í hnitamælavél (CMM). Ef litið er á loftkerfi sem „bætt lega“ þarf það að hafa takmörkun fyrir ofan legubilstakmörkunina.
Orifice vs Porous Compensation
Gatuppbót er mest notaða form uppbótar. Dæmigerð op getur verið 0,010 tommur í gat í þvermál, en þar sem hann nærir nokkra fertommu af flatarmáli, nærir hann nokkrum stærðargráðum meira svæði en hann sjálfur, þannig að hraðinn af gasinu getur verið hátt. Oft eru op nákvæmlega skorin úr rúbínum eða safírum til að koma í veg fyrir veðrun á stærðinni og þannig breytingar á afköstum legsins. Annað mál er að við bil undir 0,0002 tommum byrjar svæðið í kringum opið að kæfa flæðið til restarinnar af andlitinu, á þeim tímapunkti hrynur gasfilman. Sama gerist við lyftingu, þar sem aðeins svæðið á op og allar rifur eru tiltækar til að hefja lyftingu. Þetta er ein helsta ástæða þess að legur með ytri þrýstingi sjást ekki í innsiglisáætlunum.
Þetta á ekki við um gljúpa jöfnuðu legan, heldur heldur stífleikinn áfram
aukast eftir því sem álagið eykst og bilið minnkar, alveg eins og er með DGS (Mynd 1) og
vatnsafnfræðilegar olíu legur. Ef um er að ræða gljúpar legur með ytri þrýstingi, verður legurinn í jafnvægiskraftsham þegar inntaksþrýstingur sinnum flatarmálið jafngildir heildarálagi á leguna. Þetta er áhugavert ættbálkamál þar sem það er engin lyfta eða loftbil. Það verður núllflæði, en vatnsstöðukraftur loftþrýstingsins á mótflötinn undir yfirborði legunnar vegur enn heildarálagið og leiðir til næstum núllstuðulls - jafnvel þó flötin séu enn í snertingu.
Til dæmis, ef grafítinnsigli hefur flatarmál 10 fertommu og 1.000 pund af lokunarkrafti og grafítið hefur núningsstuðul upp á 0,1, myndi það þurfa 100 pund af krafti til að hefja hreyfingu. En með utanaðkomandi þrýstingsgjafa upp á 100 psi sem er borinn í gegnum gljúpa grafítið að andliti þess, þyrfti í rauninni enginn kraftur til að hefja hreyfingu. Þetta er þrátt fyrir að enn séu 1.000 pund af lokunarkrafti sem þrýstir andlitunum tveimur saman og að andlitin séu í líkamlegri snertingu.
Flokkur slétt efna eins og: grafít, kolefni og keramik eins og súrál og kísilkarbíð sem eru þekkt í túrbóiðnaðinum og eru náttúrulega gljúp svo hægt er að nota þau sem utanaðkomandi þrýstingslegir sem eru ekki snertandi vökvafilmu. Það er blendingsaðgerð þar sem ytri þrýstingur er notaður til að afþyngja snertiþrýstingi eða lokunarkrafti innsiglisins frá ættbálki sem er í gangi í innsiglisflötunum sem hafa samband. Þetta gerir dælustjóranum kleift að stilla eitthvað fyrir utan dæluna til að takast á við vandamálanotkun og notkun á meiri hraða á meðan vélrænni innsigli er notað.
Þessi regla á einnig við um bursta, commutatora, örva eða hvaða snertileiðara sem hægt er að nota til að taka gögn eða rafstrauma á eða af snúningshlutum. Þar sem snúningur snúist hraðar og tæmist eykst getur verið erfitt að halda þessum tækjum í snertingu við skaftið og oft þarf að auka gormaþrýstinginn sem heldur þeim upp við skaftið. Því miður, sérstaklega þegar um er að ræða háhraða notkun, veldur þessi aukning á snertikrafti einnig meiri hita og slit. Sömu blendingsreglu sem er beitt á vélrænni innsiglisfleti sem lýst er hér að ofan er einnig hægt að beita hér, þar sem líkamleg snerting er nauðsynleg fyrir rafleiðni milli kyrrstæða og snúnings hluta. Hægt er að nota ytri þrýstinginn eins og þrýstinginn frá vökvahylki til að draga úr núningi á kraftmiklu tenginu en samt auka gormakraftinn eða lokunarkraftinn sem þarf til að halda bursta eða innsigli í snertingu við snúningsskaftið.
Birtingartími: 21. október 2023