Pam merupakan salah satu pengguna terbesar pengedap mekanikal. Seperti namanya, pengedap mekanikal ialah pengedap jenis sentuh, dibezakan daripada pengedap aerodinamik atau pengedap bukan sentuh labirin.Meterai mekanikaljuga dicirikan sebagai meterai mekanikal yang seimbang ataumeterai mekanikal yang tidak seimbangIni merujuk kepada peratusan, jika ada, tekanan proses yang boleh datang di belakang permukaan pengedap pegun. Jika permukaan pengedap tidak ditolak ke permukaan berputar (seperti dalam pengedap jenis penolak) atau bendalir proses pada tekanan yang perlu dimeteraikan tidak dibenarkan sampai ke belakang permukaan pengedap, tekanan proses akan meniup permukaan pengedap ke belakang dan terbuka. Pereka pengedap perlu mempertimbangkan semua keadaan operasi untuk mereka bentuk pengedap dengan daya penutupan yang diperlukan tetapi tidak begitu banyak daya sehingga beban unit pada permukaan pengedap dinamik menghasilkan terlalu banyak haba dan haus. Ini adalah keseimbangan halus yang menentukan atau memutuskan kebolehpercayaan pam.
kedap dinamik menghadap dengan membolehkan daya pembukaan dan bukannya cara konvensional
mengimbangi daya penutupan, seperti yang diterangkan di atas. Ia tidak menghapuskan daya penutupan yang diperlukan tetapi memberi pereka pam dan pengguna satu lagi tombol untuk dipusingkan dengan membenarkan pemberat atau pemunggahan permukaan pengedap, sambil mengekalkan daya penutupan yang diperlukan, sekali gus mengurangkan haba dan haus sambil meluaskan kemungkinan keadaan operasi.
Pengedap Gas Kering (DGS), sering digunakan dalam pemampat, memberikan daya bukaan pada permukaan pengedap. Daya ini dicipta oleh prinsip galas aerodinamik, di mana alur pam halus membantu menggalakkan gas dari bahagian proses tekanan tinggi pengedap, ke dalam jurang dan merentasi permukaan pengedap sebagai galas filem bendalir tanpa sentuhan.
Daya bukaan galas aerodinamik bagi permukaan pengedap gas kering. Cerun garisan tersebut mewakili kekakuan pada celah. Perhatikan bahawa celah tersebut adalah dalam mikron.
Fenomena yang sama berlaku pada galas minyak hidrodinamik yang menyokong kebanyakan pemampat emparan besar dan rotor pam dan dilihat dalam plot kesipian dinamik rotor yang ditunjukkan oleh Bently. Kesan ini memberikan hentian belakang yang stabil dan merupakan elemen penting dalam kejayaan galas minyak hidrodinamik dan DGS. Pengedap mekanikal tidak mempunyai alur pam halus yang mungkin terdapat pada permukaan DGS aerodinamik. Mungkin terdapat cara untuk menggunakan prinsip galas gas bertekanan luaran untuk mengurangkan daya penutupan daripadamuka meterai mekanikals.
Plot kualitatif parameter galas filem bendalir berbanding nisbah kesipian jurnal. Kekakuan, K, dan redaman, D, adalah minimum apabila jurnal berada di tengah galas. Apabila jurnal menghampiri permukaan galas, kekakuan dan redaman meningkat secara mendadak.
Galas gas aerostatik bertekanan luaran menggunakan sumber gas bertekanan, manakala galas dinamik menggunakan gerakan relatif antara permukaan untuk menghasilkan tekanan jurang. Teknologi bertekanan luaran mempunyai sekurang-kurangnya dua kelebihan asas. Pertama, gas bertekanan boleh disuntik terus di antara permukaan pengedap dengan cara terkawal dan bukannya menggalakkan gas ke dalam jurang pengedap dengan alur pam cetek yang memerlukan gerakan. Ini membolehkan pemisahan permukaan pengedap sebelum putaran bermula. Walaupun permukaan dilipat bersama, ia akan terbuka untuk permulaan geseran sifar dan berhenti apabila tekanan disuntik terus di antara mereka. Selain itu, jika pengedap sedang panas, adalah mungkin dengan tekanan luaran untuk meningkatkan tekanan ke permukaan pengedap. Jurang kemudiannya akan meningkat secara berkadaran dengan tekanan, tetapi haba daripada ricih akan jatuh pada fungsi kiub jurang. Ini memberikan pengendali keupayaan baharu untuk memanfaatkan penjanaan haba.
Terdapat satu lagi kelebihan dalam pemampat kerana tiada aliran merentasi permukaan seperti yang terdapat dalam DGS. Sebaliknya, tekanan tertinggi adalah di antara permukaan pengedap, dan tekanan luaran akan mengalir ke atmosfera atau bolong ke satu sisi dan ke dalam pemampat dari sisi yang lain. Ini meningkatkan kebolehpercayaan dengan memastikan proses berada di luar jurang. Dalam pam, ini mungkin bukan satu kelebihan kerana memaksa gas boleh mampat ke dalam pam adalah tidak diingini. Gas boleh mampat di dalam pam boleh menyebabkan masalah peronggaan atau tukul udara. Walau bagaimanapun, adalah menarik untuk mempunyai pengedap tanpa sentuhan atau bebas geseran untuk pam tanpa kelemahan aliran gas ke dalam proses pam. Bolehkah galas gas bertekanan luaran dengan aliran sifar?
Pampasan
Semua galas bertekanan luaran mempunyai beberapa jenis pampasan. Pampasan ialah satu bentuk sekatan yang menahan tekanan dalam simpanan. Bentuk pampasan yang paling biasa ialah penggunaan orifis, tetapi terdapat juga teknik pampasan alur, langkah dan berliang. Pampasan membolehkan galas atau permukaan pengedap berjalan rapat antara satu sama lain tanpa bersentuhan, kerana semakin dekat, semakin tinggi tekanan gas di antara mereka, menolak permukaan tersebut terpisah.
Sebagai contoh, di bawah galas gas berkompensasi orifis rata (Imej 3), purata
Tekanan dalam jurang akan sama dengan jumlah beban pada galas dibahagikan dengan luas permukaan, ini adalah beban unit. Jika tekanan gas sumber ini ialah 60 paun setiap inci persegi (psi) dan permukaan mempunyai luas 10 inci persegi dan terdapat 300 paun beban, akan terdapat purata 30 psi dalam jurang galas. Biasanya, jurang itu kira-kira 0.0003 inci, dan kerana jurang itu sangat kecil, aliran hanya kira-kira 0.2 kaki padu standard seminit (scfm). Oleh kerana terdapat penyekat orifis sebelum jurang yang menahan tekanan kembali dalam simpanan, jika beban meningkat kepada 400 paun, jurang galas dikurangkan kepada kira-kira 0.0002 inci, menyekat aliran melalui jurang ke bawah 0.1 scfm. Peningkatan dalam sekatan kedua ini memberikan penyekat orifis aliran yang mencukupi untuk membolehkan tekanan purata dalam jurang meningkat kepada 40 psi dan menyokong beban yang meningkat.
Ini ialah pandangan sisi potongan galas udara orifis biasa yang terdapat dalam mesin pengukur koordinat (CMM). Jika sistem pneumatik dianggap sebagai "galas terpampas", ia perlu mempunyai sekatan di hulu sekatan jurang galas.
Pampasan Orifis vs. Berliang
Pampasan orifis adalah bentuk pampasan yang paling banyak digunakan. Orifis biasa mungkin mempunyai diameter lubang .010 inci, tetapi memandangkan ia membekalkan beberapa inci persegi kawasan, ia membekalkan beberapa peringkat magnitud lebih banyak kawasan daripada dirinya sendiri, jadi halaju gas boleh menjadi tinggi. Selalunya, orifis dipotong dengan tepat daripada delima atau nilam untuk mengelakkan hakisan saiz orifis dan seterusnya perubahan dalam prestasi galas. Satu lagi isu ialah pada jurang di bawah 0.0002 inci, kawasan di sekitar orifis mula menyekat aliran ke seluruh permukaan, di mana keruntuhan filem gas berlaku. Perkara yang sama berlaku semasa pengangkatan, kerana hanya kawasan orifis dan sebarang alur yang tersedia untuk memulakan pengangkatan. Ini adalah salah satu sebab utama galas bertekanan luaran tidak dilihat dalam pelan pengedap.
Ini tidak berlaku untuk galas pampasan berliang, sebaliknya kekakuan terus meningkat
meningkat apabila beban meningkat dan jurang berkurangan, sama seperti kes dengan DGS (Imej 1) dan
galas minyak hidrodinamik. Dalam kes galas berliang bertekanan luaran, galas akan berada dalam mod daya seimbang apabila tekanan input darab luasnya sama dengan jumlah beban pada galas. Ini adalah kes tribologi yang menarik kerana terdapat sifar angkat atau jurang udara. Akan ada aliran sifar, tetapi daya hidrostatik tekanan udara terhadap permukaan balas di bawah permukaan galas masih melepaskan jumlah beban dan menghasilkan pekali geseran hampir sifar—walaupun permukaan masih bersentuhan.
Contohnya, jika permukaan pengedap grafit mempunyai luas 10 inci persegi dan 1,000 paun daya penutupan dan grafit mempunyai pekali geseran 0.1, ia memerlukan 100 paun daya untuk memulakan gerakan. Tetapi dengan sumber tekanan luaran 100 psi yang dialihkan melalui grafit berliang ke permukaannya, pada dasarnya tidak ada daya yang diperlukan untuk memulakan gerakan. Ini walaupun pada hakikatnya masih terdapat 1,000 paun daya penutupan yang menekan kedua-dua permukaan bersama-sama dan permukaan tersebut bersentuhan fizikal.
Satu kelas bahan galas biasa seperti: grafit, karbon dan seramik seperti alumina dan silikon-karbida yang dikenali oleh industri turbo dan secara semula jadi berliang supaya ia boleh digunakan sebagai galas bertekanan luaran yang merupakan galas filem bendalir tidak bersentuhan. Terdapat fungsi hibrid di mana tekanan luaran digunakan untuk mengurangkan tekanan sentuhan atau daya penutupan pengedap daripada tribologi yang berlaku di permukaan pengedap bersentuhan. Ini membolehkan pengendali pam melaraskan sesuatu di luar pam untuk menangani aplikasi masalah dan operasi berkelajuan tinggi semasa menggunakan pengedap mekanikal.
Prinsip ini juga terpakai kepada berus, komutator, penguja atau mana-mana konduktor sentuhan yang boleh digunakan untuk mengambil data atau arus elektrik pada atau mematikan objek berputar. Apabila rotor berputar lebih pantas dan kehabisan kuasa meningkat, adalah sukar untuk memastikan peranti ini bersentuhan dengan aci, dan selalunya perlu meningkatkan tekanan spring yang menahannya pada aci. Malangnya, terutamanya dalam kes operasi berkelajuan tinggi, peningkatan daya sentuhan ini juga mengakibatkan lebih banyak haba dan haus. Prinsip hibrid yang sama yang digunakan pada permukaan pengedap mekanikal yang diterangkan di atas juga boleh digunakan di sini, di mana sentuhan fizikal diperlukan untuk kekonduksian elektrik antara bahagian pegun dan berputar. Tekanan luaran boleh digunakan seperti tekanan daripada silinder hidraulik untuk mengurangkan geseran pada antara muka dinamik sambil masih meningkatkan daya spring atau daya penutupan yang diperlukan untuk memastikan permukaan berus atau pengedap bersentuhan dengan aci berputar.
Masa siaran: 21 Okt-2023