Mae pympiau ymhlith y defnyddwyr mwyaf o seliau mecanyddol. Fel mae'r enw'n awgrymu, seliau math cyswllt yw seliau mecanyddol, sy'n wahanol i seliau aerodynamig neu seliau labyrinth di-gyswllt.Seliau mecanyddolfe'u nodweddir hefyd fel sêl fecanyddol gytbwys neusêl fecanyddol anghytbwysMae hyn yn cyfeirio at ba ganran o bwysau proses, os o gwbl, all ddod o gwmpas y tu ôl i wyneb y sêl llonydd. Os na chaiff wyneb y sêl ei wthio yn erbyn yr wyneb troelli (fel mewn sêl math gwthiwr) neu os na chaniateir i hylif proses ar y pwysau y mae angen ei selio fynd y tu ôl i wyneb y sêl, byddai pwysau'r broses yn chwythu wyneb y sêl yn ôl ac yn agor. Mae angen i ddylunydd y sêl ystyried yr holl amodau gweithredu i ddylunio sêl gyda'r grym cau angenrheidiol ond nid cymaint o rym fel bod llwyth yr uned ar wyneb y sêl ddeinamig yn creu gormod o wres a gwisgo. Mae hwn yn gydbwysedd cain sy'n gwneud neu'n torri dibynadwyedd pwmp.
wynebau sêl deinamig trwy alluogi grym agoriadol yn hytrach na'r ffordd gonfensiynol o
cydbwyso'r grym cau, fel y disgrifiwyd uchod. Nid yw'n dileu'r grym cau angenrheidiol ond mae'n rhoi bwlyn arall i'r dylunydd pwmp a'r defnyddiwr ei droi trwy ganiatáu dadbwysau neu ddadlwytho wynebau'r sêl, gan gynnal y grym cau sydd ei angen, a thrwy hynny leihau gwres a gwisgo wrth ehangu'r amodau gweithredu posibl.
Seliau Nwy Sych (DGS), a ddefnyddir yn aml mewn cywasgwyr, yn darparu grym agoriadol ar wynebau'r sêl. Mae'r grym hwn yn cael ei greu gan egwyddor beryn aerodynamig, lle mae rhigolau pwmpio mân yn helpu i annog nwy o ochr broses pwysedd uchel y sêl, i'r bwlch ac ar draws wyneb y sêl fel beryn ffilm hylif digyswllt.
Grym agoriadol beryn aerodynamig wyneb sêl nwy sych. Mae llethr y llinell yn gynrychioliadol o'r anystwythder mewn bwlch. Sylwch fod y bwlch mewn micronau.
Mae'r un ffenomen yn digwydd yn y berynnau olew hydrodynamig sy'n cynnal y rhan fwyaf o gywasgwyr allgyrchol mawr a rotorau pwmp ac fe'i gwelir mewn plotiau ecsentrigrwydd deinamig rotor a ddangosir gan Bently. Mae'r effaith hon yn darparu ataliad cefn sefydlog ac mae'n elfen bwysig yn llwyddiant berynnau olew hydrodynamig a DGS. Nid oes gan seliau mecanyddol y rhigolau pwmpio mân a allai fod i'w cael mewn wyneb DGS aerodynamig. Efallai bod ffordd o ddefnyddio egwyddorion berynnau nwy dan bwysau allanol i ddadbwyso'r grym cau o'rwyneb sêl fecanyddols.
Plotiau ansoddol o baramedrau beryn ffilm-hylif yn erbyn cymhareb ecsentrigrwydd y cyfnodolyn. Mae anystwythder, K, a dampio, D, yn isaf pan fydd y cyfnodolyn yng nghanol y beryn. Wrth i'r cyfnodolyn agosáu at wyneb y beryn, mae anystwythder a dampio yn cynyddu'n sylweddol.
Mae berynnau nwy aerostatig dan bwysau allanol yn defnyddio ffynhonnell nwy dan bwysau, tra bod berynnau deinamig yn defnyddio'r symudiad cymharol rhwng yr arwynebau i gynhyrchu pwysau bwlch. Mae gan y dechnoleg dan bwysau allanol o leiaf ddau fantais sylfaenol. Yn gyntaf, gellir chwistrellu'r nwy dan bwysau yn uniongyrchol rhwng wynebau'r sêl mewn modd rheoledig yn hytrach na chymell y nwy i mewn i fwlch y sêl gyda rhigolau pwmpio bas sydd angen symudiad. Mae hyn yn galluogi gwahanu wynebau'r sêl cyn i gylchdroi ddechrau. Hyd yn oed os yw'r wynebau wedi'u gwasgu at ei gilydd, byddant yn agor ar gyfer cychwyniadau a stopiau ffrithiant sero pan chwistrellir pwysau'n uniongyrchol rhyngddynt. Yn ogystal, os yw'r sêl yn rhedeg yn boeth, mae'n bosibl gyda phwysau allanol i gynyddu'r pwysau i wyneb y sêl. Yna byddai'r bwlch yn cynyddu'n gymesur â phwysau, ond byddai'r gwres o'r cneifio yn disgyn ar swyddogaeth giwb o'r bwlch. Mae hyn yn rhoi gallu newydd i'r gweithredwr i ddefnyddio gwres yn erbyn cynhyrchu gwres.
Mae mantais arall mewn cywasgwyr gan nad oes llif ar draws yr wyneb fel sydd mewn DGS. Yn lle hynny, mae'r pwysau uchaf rhwng wynebau'r sêl, a bydd y pwysau allanol yn llifo i'r atmosffer neu'n awyru i un ochr ac i'r cywasgydd o'r ochr arall. Mae hyn yn cynyddu dibynadwyedd trwy gadw'r broses allan o'r bwlch. Mewn pympiau efallai nad yw hyn yn fantais gan y gall fod yn annymunol gorfodi nwy cywasgadwy i mewn i bwmp. Gall nwyon cywasgadwy y tu mewn i bympiau achosi problemau ceudod neu forthwyl aer. Byddai'n ddiddorol, serch hynny, cael sêl nad yw'n cysylltu neu'n rhydd o ffrithiant ar gyfer pympiau heb anfantais llif nwy i broses y pwmp. A allai fod yn bosibl cael dwyn nwy dan bwysau allanol gyda llif sero?
Iawndal
Mae gan bob beryn sydd dan bwysau allanol ryw fath o iawndal. Mae iawndal yn fath o gyfyngiad sy'n cadw pwysau wrth gefn. Y math mwyaf cyffredin o iawndal yw defnyddio tyllau, ond mae yna hefyd dechnegau iawndal rhigol, cam a mandyllog. Mae iawndal yn galluogi berynnau neu wynebau sêl i redeg yn agos at ei gilydd heb gyffwrdd, oherwydd po agosaf y maent yn mynd, yr uchaf yw'r pwysau nwy rhyngddynt, gan wrthyrru'r wynebau oddi wrth ei gilydd.
Fel enghraifft, o dan dwyn nwy wedi'i ddigolledu ag agoriad gwastad (Delwedd 3), y cyfartaledd
Bydd y pwysau yn y bwlch yn hafal i gyfanswm y llwyth ar y beryn wedi'i rannu ag arwynebedd yr wyneb, dyma lwyth uned. Os yw pwysau'r nwy ffynhonnell hwn yn 60 pwys y fodfedd sgwâr (psi) a bod gan yr wyneb 10 modfedd sgwâr o arwynebedd a bod 300 pwys o lwyth, bydd cyfartaledd o 30 psi yn y bwlch beryn. Yn nodweddiadol, byddai'r bwlch tua 0.0003 modfedd, ac oherwydd bod y bwlch mor fach, dim ond tua 0.2 troedfedd ciwbig safonol y funud (scfm) fyddai'r llif. Gan fod cyfyngwr agoriad ychydig cyn y bwlch yn dal y pwysau yn ôl wrth gefn, os yw'r llwyth yn cynyddu i 400 pwys, mae'r bwlch beryn yn cael ei leihau i tua 0.0002 modfedd, gan gyfyngu ar y llif trwy'r bwlch i lawr 0.1 scfm. Mae'r cynnydd hwn yn yr ail gyfyngiad yn rhoi digon o lif i'r cyfyngwr agoriad i ganiatáu i'r pwysau cyfartalog yn y bwlch gynyddu i 40 psi a chefnogi'r llwyth cynyddol.
Dyma olygfa ochr wedi'i thorri i ffwrdd o beryn aer agoriadol nodweddiadol a geir mewn peiriant mesur cyfesurynnau (CMM). Os yw system niwmatig i'w hystyried yn "beryn wedi'i ddigolledu" mae angen iddi gael cyfyngiad i fyny'r afon o gyfyngiad bwlch y beryn.
Iawndal Twll yn erbyn Iawndal Mandyllog
Iawndal twll yw'r math o iawndal a ddefnyddir amlaf. Gall twll nodweddiadol fod â diamedr twll o .010 modfedd, ond gan ei fod yn bwydo ychydig fodfeddi sgwâr o arwynebedd, mae'n bwydo sawl trefn maint yn fwy o arwynebedd nag ef ei hun, felly gall cyflymder y nwy fod yn uchel. Yn aml, mae twll yn cael ei dorri'n fanwl gywir o rwbedi neu saffirau i osgoi erydiad maint yr twll ac felly newidiadau ym mherfformiad y beryn. Mater arall yw, mewn bylchau islaw 0.0002 modfedd, bod yr ardal o amgylch yr twll yn dechrau tagu'r llif i weddill yr wyneb, ac ar yr adeg honno mae cwymp y ffilm nwy yn digwydd. Mae'r un peth yn digwydd wrth godi, gan mai dim ond arwynebedd yr twll ac unrhyw rigolau sydd ar gael i gychwyn codi. Dyma un o'r prif resymau pam na welir berynnau dan bwysau allanol mewn cynlluniau sêl.
Nid yw hyn yn wir am y beryn mandyllog wedi'i ddigolledu, yn lle hynny mae'r anystwythder yn parhau i
cynyddu wrth i'r llwyth gynyddu a'r bwlch gael ei leihau, yn union fel yn achos DGS (Delwedd 1) a
Bearings olew hydrodynamig. Yn achos Bearings mandyllog sydd wedi'u pwyso'n allanol, bydd y beryn mewn modd grym cytbwys pan fydd pwysau mewnbwn wedi'i luosi â'r arwynebedd yn hafal i gyfanswm y llwyth ar y beryn. Mae hwn yn achos tribolegol diddorol gan nad oes unrhyw godiad na bwlch aer. Ni fydd unrhyw lif, ond mae grym hydrostatig y pwysau aer yn erbyn yr wyneb gwrth o dan wyneb y beryn yn dal i ddadbwyso'r cyfanswm llwyth ac yn arwain at gyfernod ffrithiant bron yn sero—er bod yr wynebau'n dal i fod mewn cysylltiad.
Er enghraifft, os oes gan wyneb sêl graffit arwynebedd o 10 modfedd sgwâr a 1,000 pwys o rym cau a bod gan y graffit gyfernod ffrithiant o 0.1, byddai angen 100 pwys o rym i gychwyn symudiad. Ond gyda ffynhonnell pwysau allanol o 100 psi yn cael ei gludo trwy'r graffit mandyllog i'w wyneb, ni fyddai angen unrhyw rym i gychwyn symudiad. Mae hyn er gwaethaf y ffaith bod 1,000 pwys o rym cau o hyd yn gwasgu'r ddau wyneb at ei gilydd a bod yr wynebau mewn cysylltiad corfforol.
Dosbarth o ddeunyddiau berynnau plaen fel: graffit, carbonau a cherameg fel alwmina a charbidau silicon sy'n adnabyddus i'r diwydiannau turbo ac sy'n naturiol fandyllog fel y gellir eu defnyddio fel berynnau dan bwysau allanol sy'n berynnau ffilm hylif nad ydynt yn cysylltu. Mae swyddogaeth hybrid lle defnyddir pwysau allanol i ddadbwyso'r pwysau cyswllt neu rym cau'r sêl o'r triboleg sy'n digwydd yn wynebau'r sêl sy'n cysylltu. Mae hyn yn caniatáu i weithredwr y pwmp addasu rhywbeth y tu allan i'r pwmp i ddelio â chymwysiadau problemus a gweithrediadau cyflymder uwch wrth ddefnyddio seliau mecanyddol.
Mae'r egwyddor hon hefyd yn berthnasol i frwsys, cymudwyr, cyffrowyr, neu unrhyw ddargludydd cyswllt y gellir ei ddefnyddio i gymryd data neu geryntau trydanol ar neu oddi ar wrthrychau sy'n cylchdroi. Wrth i rotorau droelli'n gyflymach a rhedeg allan gynyddu, gall fod yn anodd cadw'r dyfeisiau hyn mewn cysylltiad â'r siafft, ac yn aml mae angen cynyddu pwysau'r gwanwyn sy'n eu dal yn erbyn y siafft. Yn anffodus, yn enwedig yn achos gweithrediad cyflym, mae'r cynnydd hwn mewn grym cyswllt hefyd yn arwain at fwy o wres a gwisgo. Gellir cymhwyso'r un egwyddor hybrid a gymhwysir i wynebau sêl fecanyddol a ddisgrifir uchod yma hefyd, lle mae angen cyswllt corfforol ar gyfer dargludedd trydanol rhwng y rhannau llonydd a chylchdroi. Gellir defnyddio'r pwysau allanol fel y pwysau o silindr hydrolig i leihau'r ffrithiant ar y rhyngwyneb deinamig tra'n dal i gynyddu grym y gwanwyn neu'r grym cau sydd ei angen i gadw'r brwsh neu wyneb y sêl mewn cysylltiad â'r siafft gylchdroi.
Amser postio: Hydref-21-2023