বল ভারসাম্য যান্ত্রিক সীল একটি নতুন উপায়

পাম্পগুলি যান্ত্রিক সীলগুলির বৃহত্তম ব্যবহারকারীদের মধ্যে একটি। নামটি থেকে বোঝা যায়, যান্ত্রিক সীলগুলি হল যোগাযোগ-ধরনের সীল, যা এরোডাইনামিক বা গোলকধাঁধা অ-যোগাযোগ সীল থেকে আলাদা।যান্ত্রিক সীলএছাড়াও সুষম যান্ত্রিক সীল বা হিসাবে চিহ্নিত করা হয়ভারসাম্যহীন যান্ত্রিক সীল. এটি নির্দেশ করে কত শতাংশ, যদি থাকে, স্থির সীলমুখের পিছনে প্রক্রিয়া চাপ আসতে পারে। যদি সিলের মুখটি ঘূর্ণায়মান মুখের (যেমন একটি পুশার-টাইপ সিলের মতো) বা প্রসেস ফ্লুইডের উপর চাপ দেওয়া না হয় যে চাপে সিল করা প্রয়োজন তা সিল মুখের পিছনে যেতে দেওয়া হয় না, প্রক্রিয়া চাপ সীলের মুখটিকে পিছনে ফেলে দেবে। এবং খোলা সীল ডিজাইনারকে প্রয়োজনীয় ক্লোজিং ফোর্স সহ একটি সিল ডিজাইন করার জন্য সমস্ত অপারেটিং শর্ত বিবেচনা করতে হবে তবে এত বেশি বল নয় যে গতিশীল সীলমুখে ইউনিট লোড করা খুব বেশি তাপ এবং পরিধানের সৃষ্টি করে। এটি একটি সূক্ষ্ম ভারসাম্য যা পাম্পের নির্ভরযোগ্যতা তৈরি করে বা ভেঙে দেয়।

প্রথাগত উপায়ের পরিবর্তে একটি খোলার শক্তি সক্রিয় করে গতিশীল সীলমুখী
ক্লোজিং ফোর্সের ভারসাম্য বজায় রাখা, যেমন উপরে বর্ণিত হয়েছে। এটি প্রয়োজনীয় ক্লোজিং ফোর্সকে বাদ দেয় না কিন্তু পাম্প ডিজাইনার এবং ব্যবহারকারীকে সীলের মুখের ওজন কম বা আনলোড করার অনুমতি দিয়ে, প্রয়োজনীয় ক্লোজিং ফোর্স বজায় রেখে ঘুরতে দেয়, এইভাবে সম্ভাব্য অপারেটিং অবস্থাকে প্রশস্ত করার সময় তাপ এবং পরিধান হ্রাস করে।

শুকনো গ্যাস সিল (DGS), প্রায়ই কম্প্রেসার ব্যবহার করা হয়, সীল মুখে একটি খোলার শক্তি প্রদান. এই বলটি একটি এয়ারোডাইনামিক বিয়ারিং নীতির দ্বারা তৈরি করা হয়েছে, যেখানে সূক্ষ্ম পাম্পিং গ্রুভগুলি সীলের উচ্চ-চাপ প্রক্রিয়ার দিক থেকে, ফাঁকে এবং একটি অ-সংযোগ তরল ফিল্ম বিয়ারিং হিসাবে সীলের মুখ জুড়ে গ্যাসকে উত্সাহিত করতে সহায়তা করে।

একটি শুষ্ক গ্যাস সীল মুখের এরোডাইনামিক ভারবহন খোলার বল. লাইনের ঢাল একটি ফাঁকে দৃঢ়তার প্রতিনিধিত্ব করে। মনে রাখবেন যে ফাঁকটি মাইক্রোনে রয়েছে।
হাইড্রোডাইনামিক অয়েল বিয়ারিং-এ একই ঘটনা ঘটে যা বেশিরভাগ বড় সেন্ট্রিফিউগাল কম্প্রেসার এবং পাম্প রোটারকে সমর্থন করে এবং বেন্টলি দ্বারা দেখানো রটার ডাইনামিক এক্সেন্ট্রিসিটি প্লটে দেখা যায় এই প্রভাবটি একটি স্থিতিশীল ব্যাক স্টপ প্রদান করে এবং হাইড্রোডাইনামিক অয়েল বিয়ারিং এবং ডিজিএসের সাফল্যের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। . যান্ত্রিক সীলগুলিতে সূক্ষ্ম পাম্পিং খাঁজ নেই যা একটি এয়ারোডাইনামিক ডিজিএস মুখে পাওয়া যেতে পারে। ক্লোজিং ফোর্সের ওজন কমানোর জন্য বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত গ্যাস ভারবহন নীতিগুলি ব্যবহার করার একটি উপায় থাকতে পারেযান্ত্রিক সীল মুখs.

তরল-ফিল্ম ভারবহন পরামিতি বনাম জার্নাল উদ্বেগ অনুপাতের গুণগত প্লট। যখন জার্নাল বিয়ারিংয়ের কেন্দ্রে থাকে তখন কঠোরতা, কে, এবং ড্যাম্পিং, ডি, সর্বনিম্ন হয়। জার্নাল ভারবহন পৃষ্ঠের কাছাকাছি, দৃঢ়তা এবং স্যাঁতসেঁতে নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি.

বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত অ্যারোস্ট্যাটিক গ্যাস বিয়ারিংগুলি চাপযুক্ত গ্যাসের উত্স নিযুক্ত করে, যেখানে গতিশীল বিয়ারিংগুলি ফাঁক চাপ তৈরি করতে পৃষ্ঠের মধ্যে আপেক্ষিক গতি ব্যবহার করে। বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত প্রযুক্তির অন্তত দুটি মৌলিক সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, গতির প্রয়োজনে অগভীর পাম্পিং খাঁজ দিয়ে গ্যাসকে সিল ফাঁকে উৎসাহিত করার পরিবর্তে নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে সীলের মুখের মধ্যে চাপযুক্ত গ্যাস সরাসরি প্রবেশ করানো যেতে পারে। এটি ঘূর্ণন শুরু হওয়ার আগে সিলের মুখগুলিকে আলাদা করতে সক্ষম করে। এমনকি যদি মুখগুলি একত্রিত হয়, তারা শূন্য ঘর্ষণ শুরু এবং থামার জন্য খোলা হবে যখন তাদের মধ্যে সরাসরি চাপ দেওয়া হয়। অতিরিক্তভাবে, যদি সীলটি গরম হয়, তাহলে বাহ্যিক চাপ দিয়ে সীলের মুখে চাপ বাড়ানো সম্ভব। ব্যবধান তখন চাপের সাথে আনুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পাবে, কিন্তু শিয়ার থেকে তাপ ফাঁকের একটি ঘনক্ষেত্র ফাংশনে পড়বে। এটি অপারেটরকে তাপ উৎপাদনের বিরুদ্ধে লিভারেজ করার একটি নতুন ক্ষমতা দেয়।

কম্প্রেসারগুলির আরেকটি সুবিধা রয়েছে যেটিতে একটি ডিজিএসের মতো মুখ জুড়ে কোনও প্রবাহ নেই। পরিবর্তে, সর্বোচ্চ চাপটি সীলমুখের মধ্যে, এবং বাহ্যিক চাপ বায়ুমণ্ডলে প্রবাহিত হবে বা একপাশে এবং অন্য দিক থেকে সংকোচকারীতে প্রবাহিত হবে। এটি প্রক্রিয়াটিকে ফাঁকের বাইরে রেখে নির্ভরযোগ্যতা বাড়ায়। পাম্পগুলিতে এটি একটি সুবিধা নাও হতে পারে কারণ এটি একটি পাম্পে একটি সংকোচনযোগ্য গ্যাসকে জোর করা অবাঞ্ছিত হতে পারে। পাম্পের ভিতরে সংকোচনযোগ্য গ্যাসগুলি ক্যাভিটেশন বা এয়ার হ্যামারের সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। যদিও, পাম্প প্রক্রিয়ায় গ্যাস প্রবাহের অসুবিধা ছাড়াই পাম্পের জন্য যোগাযোগহীন বা ঘর্ষণ-মুক্ত সিল থাকা আকর্ষণীয় হবে। শূন্য প্রবাহ সহ বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত গ্যাস ভারবহন করা কি সম্ভব?

ক্ষতিপূরণ
সমস্ত বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত বিয়ারিংয়ের কিছু ধরণের ক্ষতিপূরণ রয়েছে। ক্ষতিপূরণ হল এক ধরনের সীমাবদ্ধতা যা রিজার্ভের মধ্যে চাপ ধরে রাখে। ক্ষতিপূরণের সবচেয়ে সাধারণ ফর্ম হল orifices ব্যবহার, কিন্তু এছাড়াও খাঁজ, ধাপ এবং ছিদ্রযুক্ত ক্ষতিপূরণ কৌশল আছে। ক্ষতিপূরণ বিয়ারিং বা সীল মুখগুলিকে স্পর্শ না করেই একসাথে চলতে সক্ষম করে, কারণ তারা যত কাছে আসে, তাদের মধ্যে গ্যাসের চাপ তত বেশি হয়, মুখগুলিকে দূরে সরিয়ে দেয়।

একটি উদাহরণ হিসাবে, একটি সমতল ছিদ্রের অধীনে ক্ষতিপূরণ গ্যাস ভারবহন (চিত্র 3), গড়
ফাঁকে চাপ মুখের ক্ষেত্র দ্বারা বিভক্ত বিয়ারিংয়ের মোট লোডের সমান হবে, এটি একক লোডিং। যদি এই উৎস গ্যাসের চাপ 60 পাউন্ড প্রতি বর্গ ইঞ্চি (psi) হয় এবং মুখের ক্ষেত্রফল 10 বর্গ ইঞ্চি থাকে এবং 300 পাউন্ড লোড থাকে, তাহলে ভারবহন ফাঁকে গড়ে 30 psi হবে। সাধারণত, ব্যবধানটি প্রায় 0.0003 ইঞ্চি হবে এবং ব্যবধানটি এত ছোট হওয়ায় প্রবাহটি প্রতি মিনিটে প্রায় 0.2 মান ঘনফুট হবে (scfm)। কারণ রিজার্ভে চাপ ধরে রাখার ফাঁকের ঠিক আগে একটি অরিফিস রেস্ট্রিক্টর রয়েছে, যদি লোড 400 পাউন্ডে বৃদ্ধি পায় তাহলে ভারবহন ব্যবধান প্রায় 0.0002 ইঞ্চিতে কমে যায়, যা 0.1 scfm নিচের ফাঁক দিয়ে প্রবাহকে সীমাবদ্ধ করে। দ্বিতীয় সীমাবদ্ধতার এই বৃদ্ধিটি অরিফিস রেস্ট্রিক্টরকে পর্যাপ্ত প্রবাহ দেয় যা ফাঁকের গড় চাপকে 40 psi-এ বাড়তে দেয় এবং বর্ধিত লোডকে সমর্থন করে।

এটি একটি স্থানাঙ্ক পরিমাপ যন্ত্রে (সিএমএম) পাওয়া একটি সাধারণ অরিফিস এয়ার বিয়ারিংয়ের একটি কাটওয়ে সাইড ভিউ। একটি বায়ুসংক্রান্ত সিস্টেম একটি "ক্ষতিপূরণ ভারবহন" হিসাবে বিবেচনা করা হলে এটি ভারবহন ফাঁক সীমাবদ্ধতা আপস্ট্রিম একটি সীমাবদ্ধতা থাকা প্রয়োজন।
ছিদ্র বনাম ছিদ্রপূর্ণ ক্ষতিপূরণ
অরিফিস ক্ষতিপূরণ হল ক্ষতিপূরণের সবচেয়ে বহুল ব্যবহৃত রূপ একটি সাধারণ ছিদ্রের একটি গর্ত ব্যাস .010 ইঞ্চি হতে পারে, কিন্তু এটি যেমন কয়েক বর্গ ইঞ্চি এলাকা খাওয়াচ্ছে, তাই এটি নিজের থেকে আরও বেশি ক্ষেত্রফলের বেশ কয়েকটি অর্ডার খাওয়াচ্ছে, তাই বেগ গ্যাস উচ্চ হতে পারে. প্রায়শই, ছিদ্রের আকারের ক্ষয় এড়াতে রুবি বা নীলকান্তমণি থেকে অরিফিসগুলিকে সুনির্দিষ্টভাবে কাটা হয় এবং তাই বিয়ারিংয়ের কার্যকারিতায় পরিবর্তন হয়। আরেকটি সমস্যা হল যে 0.0002 ইঞ্চি নীচের ফাঁকে, ছিদ্রের চারপাশের অংশটি মুখের বাকি অংশে প্রবাহকে দম বন্ধ করতে শুরু করে, এই সময়ে গ্যাস ফিল্মটির পতন ঘটে। লিফট অফ করার সময়ও একই ঘটনা ঘটে, শুধুমাত্র ক্ষেত্রফলের ক্ষেত্রে। ছিদ্র এবং কোনো খাঁজ লিফট শুরু করার জন্য উপলব্ধ. সিল প্ল্যানগুলিতে বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত বিয়ারিংগুলি দেখা যায় না বলে এটি একটি প্রধান কারণ।

এটি ছিদ্রযুক্ত ক্ষতিপূরণের ভারবহনের ক্ষেত্রে নয়, পরিবর্তে কঠোরতা অব্যাহত থাকে
লোড বাড়ার সাথে সাথে বৃদ্ধি এবং ব্যবধান হ্রাস পায়, ঠিক যেমন DGS এর ক্ষেত্রে (চিত্র 1) এবং
হাইড্রোডাইনামিক তেল বিয়ারিং। বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত ছিদ্রযুক্ত বিয়ারিংয়ের ক্ষেত্রে, বিয়ারিংটি একটি সুষম বল মোডে থাকবে যখন ইনপুট চাপের সময় এলাকাটি বিয়ারিংয়ের মোট লোডের সমান হয়। শূন্য লিফট বা এয়ার গ্যাপ থাকায় এটি একটি আকর্ষণীয় ট্রাইবোলজিক্যাল কেস। শূন্য প্রবাহ থাকবে, কিন্তু ভারবহনের মুখের নীচে কাউন্টার পৃষ্ঠের বিপরীতে বায়ুচাপের হাইড্রোস্ট্যাটিক বল এখনও মোট লোডকে ওজন কমিয়ে দেয় এবং এর ফলে ঘর্ষণের প্রায় শূন্য সহগ হয় - যদিও মুখগুলি এখনও যোগাযোগে রয়েছে।

উদাহরণস্বরূপ, যদি একটি গ্রাফাইট সীলের মুখের ক্ষেত্রফল 10 বর্গ ইঞ্চি এবং 1,000 পাউন্ড ক্লোজিং ফোর্স থাকে এবং গ্রাফাইটের ঘর্ষণ সহগ 0.1 থাকে, তাহলে গতি শুরু করতে 100 পাউন্ড বল প্রয়োজন। কিন্তু 100 পিএসআই এর একটি বাহ্যিক চাপের উৎস ছিদ্রযুক্ত গ্রাফাইটের মাধ্যমে এর মুখে পোর্ট করা হলে, গতি শুরু করার জন্য অপরিহার্যভাবে শূন্য শক্তির প্রয়োজন হবে। দুটি মুখ একসাথে চেপে ধরার 1,000 পাউন্ড ক্লোজিং ফোর্স থাকা সত্ত্বেও এবং মুখগুলি শারীরিক সংস্পর্শে রয়েছে।

এক শ্রেণীর প্লেইন বিয়ারিং ম্যাটেরিয়াল যেমন: গ্রাফাইট, কার্বন এবং সিরামিক যেমন অ্যালুমিনা এবং সিলিকন-কারবাইড যা টার্বো ইন্ডাস্ট্রির কাছে পরিচিত এবং প্রাকৃতিকভাবে ছিদ্রযুক্ত তাই এগুলিকে বাহ্যিকভাবে চাপযুক্ত বিয়ারিং হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যা অ-সংযোগহীন তরল ফিল্ম বিয়ারিং। একটি হাইব্রিড ফাংশন আছে যেখানে বাহ্যিক চাপ যোগাযোগের চাপ বা সীল বন্ধ করার শক্তিকে ট্রাইবোলজি থেকে ওজন কমানোর জন্য ব্যবহার করা হয় যা যোগাযোগকারী সীলমুখে চলছে। এটি পাম্প অপারেটরকে যান্ত্রিক সীল ব্যবহার করার সময় সমস্যা অ্যাপ্লিকেশন এবং উচ্চ গতির ক্রিয়াকলাপগুলি মোকাবেলা করার জন্য পাম্পের বাইরে কিছু সামঞ্জস্য করতে দেয়।

এই নীতিটি ব্রাশ, কমিউটেটর, এক্সাইটার বা যেকোন কন্টাক্ট কন্ডাক্টরের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য যা ডেটা বা বৈদ্যুতিক প্রবাহ ঘূর্ণায়মান বস্তুর উপর বা বন্ধ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। রোটারগুলি দ্রুত ঘূর্ণায়মান এবং ফুরিয়ে যাওয়ার ফলে, এই ডিভাইসগুলিকে শ্যাফ্টের সংস্পর্শে রাখা কঠিন হতে পারে এবং প্রায়শই শ্যাফ্টের বিরুদ্ধে তাদের ধরে রাখা বসন্তের চাপ বাড়ানোর প্রয়োজন হয়। দুর্ভাগ্যবশত, বিশেষ করে উচ্চ-গতির অপারেশনের ক্ষেত্রে, যোগাযোগ শক্তির এই বৃদ্ধির ফলে আরও তাপ এবং পরিধান হয়। উপরে বর্ণিত যান্ত্রিক সীলমুখের ক্ষেত্রেও একই হাইব্রিড নীতি প্রয়োগ করা যেতে পারে, যেখানে স্থির এবং ঘূর্ণায়মান অংশগুলির মধ্যে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার জন্য শারীরিক যোগাযোগের প্রয়োজন হয়। ডায়নামিক ইন্টারফেসে ঘর্ষণ কমাতে হাইড্রোলিক সিলিন্ডারের চাপের মতো বাহ্যিক চাপ ব্যবহার করা যেতে পারে যখন এখনও স্প্রিং ফোর্স বা ক্লোজিং ফোর্স বাড়ানোর জন্য ব্রাশ বা সিল ফেসকে ঘূর্ণায়মান শ্যাফটের সংস্পর্শে রাখতে প্রয়োজনীয়।