စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ တံဆိပ်များကို အားချိန်ခွင်လျှာညှိရန် နည်းလမ်းသစ်

ပန့်များသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အလုံပိတ်များကို အများဆုံးအသုံးပြုသည့် တံဆိပ်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ အမည်က ညွှန်ပြသည့်အတိုင်း စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အလုံပိတ်များသည် contact-type အလုံပိတ်များဖြစ်ပြီး aerodynamic သို့မဟုတ် labyrinth non-contact အလုံပိတ်များနှင့် ခွဲခြားထားသည်။စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ တံဆိပ်များ၎င်းတို့ကို balanced mechanical seal အဖြစ်လည်း ခွဲခြားသတ်မှတ်ပါသည် သို့မဟုတ်မညီမျှသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ တံဆိပ်။ ၎င်းသည် တည်ငြိမ်သော အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်နောက်ကွယ်တွင် လုပ်ငန်းစဉ်ဖိအားမည်မျှရာခိုင်နှုန်းအထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်ကို လည်ပတ်နေသောမျက်နှာပြင် (တွန်းသည့်အလုံပိတ်အမျိုးအစားကဲ့သို့) နှင့် မထိပါက သို့မဟုတ် အလုံပိတ်ရန်လိုအပ်သောဖိအားကို အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်နောက်ကွယ်သို့ မရောက်စေပါက၊ လုပ်ငန်းစဉ်ဖိအားသည် အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်ကို နောက်သို့တွန်းထုတ်ပြီး ပွင့်သွားစေမည်ဖြစ်သည်။ အလုံပိတ်ဒီဇိုင်နာသည် လိုအပ်သောပိတ်အားဖြင့် အလုံပိတ်တစ်ခုကို ဒီဇိုင်းထုတ်ရန် လည်ပတ်မှုအခြေအနေအားလုံးကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားရန် လိုအပ်သော်လည်း dynamic အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်တွင် ယူနစ်တင်ဆောင်ခြင်းကြောင့် အပူနှင့်ယိုယွင်းမှုများစွာဖြစ်ပေါ်စေသည့် အားများစွာမပါဝင်ပါ။ ၎င်းသည် ပန့်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ဖြစ်စေသော သို့မဟုတ် ပျက်ပြားစေသော နူးညံ့သိမ်မွေ့သောချိန်ခွင်လျှာညှိမှုတစ်ခုဖြစ်သည်။

ရိုးရာနည်းလမ်းအစား ဖွင့်အားကို ဖွင့်ခြင်းဖြင့် ဒိုင်းနမစ်တံဆိပ်သည် မျက်နှာမူသည်
အထက်တွင်ဖော်ပြထားသည့်အတိုင်း ပိတ်အားကို ဟန်ချက်ညီစေသည်။ ၎င်းသည် လိုအပ်သောပိတ်အားကို မဖယ်ရှားသော်လည်း လိုအပ်သောပိတ်အားကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် တံဆိပ်မျက်နှာပြင်များကို အလေးချိန်လျှော့ချခြင်း သို့မဟုတ် ချခြင်းဖြင့် ပန့်ဒီဇိုင်နာနှင့် အသုံးပြုသူအား လှည့်ရန် နောက်ထပ်ခလုတ်တစ်ခုကို ပေးသည်။ ထို့ကြောင့် အပူနှင့် ယိုယွင်းမှုကို လျှော့ချပေးပြီး ဖြစ်နိုင်ချေရှိသော လည်ပတ်မှုအခြေအနေများကို ချဲ့ထွင်ပေးသည်။

ခြောက်သွေ့သောဓာတ်ငွေ့တံဆိပ်များ (DGS)ကွန်ပရက်ဆာများတွင် မကြာခဏအသုံးပြုလေ့ရှိပြီး တံဆိပ်မျက်နှာပြင်များတွင် အဖွင့်အားကို ပေးစွမ်းသည်။ ဤအားကို လေခွင်းအား ඉදිරියටත්ත ... နိယာမဖြင့် ဖန်တီးထားပြီး၊ သေးငယ်သော စုပ်ထုတ်သည့် မြောင်းများသည် တံဆိပ်၏ မြင့်မားသောဖိအားလုပ်ငန်းစဉ်ဘက်မှ၊ ကွက်လပ်ထဲသို့နှင့် တံဆိပ်မျက်နှာပြင်တစ်လျှောက်တွင် ထိတွေ့မှုမရှိသော အရည်ဖလင် ඉදිතරිතරියටත්အဖြစ် ဓာတ်ငွေ့များကို အားပေးရန် ကူညီပေးသည်။

ခြောက်သွေ့သော ဓာတ်ငွေ့အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်၏ လေခွင်းအား ခံနိုင်ရည်ရှိသော အဖွင့်အား။ မျဉ်း၏ စောင်းသည် ကွာဟချက်တွင် တောင့်တင်းမှုကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ကွာဟချက်သည် မိုက်ခရွန်ဖြင့် ရှိသည်ကို သတိပြုပါ။
အလားတူဖြစ်စဉ်သည် အများစုသော centrifugal compressor များနှင့် pump rotors များကို ပံ့ပိုးပေးသည့် hydrodynamic oil bearings များတွင် ဖြစ်ပွားပြီး Bently မှပြသထားသော rotor dynamic eccentricity plots များတွင် တွေ့မြင်နိုင်သည်။ ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုသည် တည်ငြိမ်သော back stop ကို ပေးစွမ်းပြီး hydrodynamic oil bearings နှင့် DGS ၏ အောင်မြင်မှုတွင် အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ Mechanical seals များတွင် aerodynamic DGS မျက်နှာပြင်တွင် တွေ့ရှိရနိုင်သော fine pumping grooves များ မရှိပါ။ ပြင်ပဖိအားပေးထားသော gas bearing နိယာမများကို အသုံးပြု၍ ပိတ်အားကို လျှော့ချရန် နည်းလမ်းတစ်ခု ရှိနိုင်သည်။စက်ပိုင်းဆိုင်ရာတံဆိပ်မျက်နှာပြင်s.

အရည်-ဖလင် ရင်စီးမှု ကန့်သတ်ချက်များနှင့် ဂျာနယ် ဗဟိုပြုမှုအချိုးကို နှိုင်းယှဉ်သည့် အရည်အသွေးဆိုင်ရာ ပုံကြမ်းများ။ ဂျာနယ်သည် ရင်စီးမှု၏ အလယ်ဗဟိုတွင် ရှိနေသည့်အခါ တောင့်တင်းမှု၊ K နှင့် တုန်ခါမှု၊ D တို့သည် အနည်းဆုံးဖြစ်သည်။ ဂျာနယ်သည် ရင်စီးမှု မျက်နှာပြင်နှင့် နီးကပ်လာသည်နှင့်အမျှ တောင့်တင်းမှုနှင့် တုန်ခါမှုတို့သည် သိသိသာသာ မြင့်တက်လာသည်။

ပြင်ပဖိအားပေးထားသော aerostatic gas bearing များသည် ဖိအားပေးထားသော ဓာတ်ငွေ့ရင်းမြစ်ကို အသုံးပြုပြီး dynamic bearings များသည် မျက်နှာပြင်များအကြား ဆွေမျိုးရွေ့လျားမှုကို အသုံးပြု၍ gap pressure ကို ထုတ်လုပ်သည်။ ပြင်ပဖိအားပေးထားသော နည်းပညာတွင် အနည်းဆုံး အခြေခံအားသာချက်နှစ်ခုရှိသည်။ ပထမအချက်အနေဖြင့် ဖိအားပေးထားသော ဓာတ်ငွေ့ကို ရွေ့လျားမှုလိုအပ်သည့် ရေတိမ်ပိုင်း pumping grooves များဖြင့် seal gap ထဲသို့ ဓာတ်ငွေ့ကို အားပေးမည့်အစား ထိန်းချုပ်ထားသော ပုံစံဖြင့် seal မျက်နှာပြင်များအကြား တိုက်ရိုက်ထိုးသွင်းနိုင်သည်။ ၎င်းသည် လည်ပတ်မှုမစတင်မီ seal မျက်နှာပြင်များကို ခွဲထုတ်နိုင်စေပါသည်။ မျက်နှာပြင်များကို အတူတကွ လိမ်ထားသော်လည်း၊ ၎င်းတို့သည် ပွတ်တိုက်မှုလုံးဝမစတင်မီ ပွင့်လာပြီး ၎င်းတို့အကြား ဖိအားကို တိုက်ရိုက်ထိုးသွင်းသောအခါ ရပ်တန့်သွားမည်ဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ seal ပူနေပါက ပြင်ပဖိအားဖြင့် seal ၏ မျက်နှာပြင်သို့ ဖိအားကို တိုးမြှင့်နိုင်သည်။ ထို့နောက် gap သည် ဖိအားနှင့်အတူ အချိုးကျတိုးလာမည်ဖြစ်သော်လည်း shear မှ အပူသည် gap ၏ cube function ပေါ်တွင် ကျဆင်းမည်ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် operator အား အပူထုတ်လုပ်မှုကို တွန်းလှန်ရန် အသုံးချနိုင်စွမ်းအသစ်ကို ပေးစွမ်းသည်။

DGS မှာလိုပဲ မျက်နှာပြင်တစ်လျှောက် စီးဆင်းမှုမရှိတာက compressor တွေမှာ နောက်ထပ်အားသာချက်တစ်ခုရှိပါသေးတယ်။ အဲဒီအစား အမြင့်ဆုံးဖိအားက seal မျက်နှာပြင်တွေကြားမှာရှိပြီး ပြင်ပဖိအားက လေထုထဲကို စီးဆင်းသွားလိမ့်မယ် ဒါမှမဟုတ် တစ်ဖက်ကနေ compressor ထဲကို ဝင်သွားပြီး တစ်ဖက်ကနေ compressor ထဲကို ဝင်သွားလိမ့်မယ်။ ဒါက လုပ်ငန်းစဉ်ကို ကွာဟချက်မဖြစ်အောင် ထိန်းထားခြင်းအားဖြင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို တိုးမြင့်စေပါတယ်။ pumps တွေမှာ ဒါက အားသာချက်တစ်ခု မဟုတ်ပါဘူး၊ ဘာလို့လဲဆိုတော့ compressed gas ကို pump ထဲကို အတင်းဝင်ခိုင်းတာက မလိုလားအပ်ပါဘူး။ pumps တွေထဲမှာ compressed gas တွေက cavitation ဒါမှမဟုတ် air hammer ပြဿနာတွေ ဖြစ်စေနိုင်ပါတယ်။ ဒါပေမယ့် pump process ထဲကို gas စီးဆင်းမှုရဲ့ အားနည်းချက်မရှိဘဲ pumps တွေအတွက် non-contact ဒါမှမဟုတ် friction-free seal ရှိတာက စိတ်ဝင်စားစရာပါပဲ။ zero flow မရှိတဲ့ ပြင်ပဖိအားပေးထားတဲ့ gas bearing ရှိနိုင်ပါသလား။

လျော်ကြေးပေးခြင်း
ပြင်ပဖိအားပေးထားသော ဘယ်ရင်အားလုံးတွင် လျော်ကြေးတစ်မျိုးမျိုးရှိသည်။ လျော်ကြေးပေးခြင်းသည် ဖိအားကို သီးသန့်ထားရှိရန် ကန့်သတ်ခြင်းပုံစံတစ်မျိုးဖြစ်သည်။ လျော်ကြေးပေးခြင်း၏ အသုံးအများဆုံးပုံစံမှာ အပေါက်များကို အသုံးပြုခြင်းဖြစ်သော်လည်း groove၊ step နှင့် porous လျော်ကြေးပေးနည်းစနစ်များလည်း ရှိပါသည်။ လျော်ကြေးပေးခြင်းသည် ဘယ်ရင်များ သို့မဟုတ် အလုံပိတ်မျက်နှာပြင်များကို ထိတွေ့မှုမရှိဘဲ အတူတကွ လည်ပတ်နိုင်စေသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့နီးကပ်လေ၊ ၎င်းတို့ကြားရှိ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား မြင့်မားလေဖြစ်ပြီး မျက်နှာပြင်များကို တွန်းထုတ်လေဖြစ်သည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ ပြားချပ်ချပ် အပေါက်ဖြင့် ချိန်ညှိထားသော ဓာတ်ငွေ့ဝင်ရိုး (ပုံ ၃) အောက်တွင်၊ ပျမ်းမျှသည်
gap ထဲက ဖိအားဟာ bearing ပေါ်မှာရှိတဲ့ စုစုပေါင်းဝန်နဲ့ face area နဲ့ စားရင် ညီမျှပါလိမ့်မယ်၊ ဒါက unit loading ပါ။ ဒီ source gas pressure က 60 pounds per square inch (psi) ဖြစ်ပြီး face မှာ 10 square inch area ရှိပြီး 300 pounds load ရှိရင် bearing gap မှာ ပျမ်းမျှ 30 psi ရှိပါလိမ့်မယ်။ ပုံမှန်အားဖြင့် gap က 0.0003 inches လောက်ရှိပြီး gap က အရမ်းသေးငယ်တဲ့အတွက် flow က standard cubic feet per minute (scfm) 0.2 လောက်ပဲရှိမှာပါ။ gap မတိုင်ခင်မှာ pressure ကို reserve မှာထိန်းထားတဲ့ orifice restrictor ရှိတာကြောင့် load က 400 pounds အထိတိုးလာရင် bearing gap က 0.0002 inches အထိလျော့ကျသွားပြီး gap ကနေ flow ကို 0.1 scfm အထိကန့်သတ်လိုက်ပါတယ်။ ဒုတိယ restriction တိုးလာတာက orifice restrictor ကို gap ထဲက ပျမ်းမျှဖိအားကို 40 psi အထိတိုးလာစေပြီး တိုးလာတဲ့ load ကိုထောက်ပံ့ပေးဖို့ လုံလောက်တဲ့ flow ကိုပေးပါတယ်။

ဤသည်မှာ ကိုဩဒိနိတ်တိုင်းတာစက် (CMM) တွင်တွေ့ရှိရသော ပုံမှန်အပေါက်လေဝင်ပေါက်၏ ဖြတ်တောက်ထားသော ဘေးတိုက်မြင်ကွင်းဖြစ်သည်။ လေဖိအားစနစ်တစ်ခုကို “လျော်ကြေးပေးသည့်ဝင်ပေါက်” အဖြစ်သတ်မှတ်ရန်အတွက် ၎င်းတွင်ဝင်ပေါက်ကွာဟချက်ကန့်သတ်ချက်၏ အထက်ဘက်ရှိ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုရှိရန် လိုအပ်ပါသည်။
အပေါက် vs. အပေါက်ပါသော လျော်ကြေးပေးခြင်း
အပေါက်ပြုပြင်မှုပုံစံသည် အသုံးအများဆုံး အစားထိုးမှုပုံစံဖြစ်သည်။ ပုံမှန်အပေါက်တစ်ခုတွင် အပေါက်အချင်း .၀၁၀ လက်မ ရှိနိုင်သော်လည်း ၎င်းသည် ဧရိယာစတုရန်းလက်မအနည်းငယ်ကို ကျွေးမွေးနေသောကြောင့် ၎င်းကိုယ်တိုင်ထက် အဆပေါင်းများစွာ ပိုမိုသောဧရိယာကို ကျွေးမွေးနေသောကြောင့် ဓာတ်ငွေ့၏အလျင်သည် မြင့်မားနိုင်သည်။ အပေါက်အရွယ်အစား တိုက်စားမှုကို ရှောင်ရှားရန်နှင့် bearing ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြောင်းလဲစေရန်အတွက် ပတ္တမြား သို့မဟုတ် နီလာများမှ အပေါက်များကို မကြာခဏ တိကျစွာ ဖြတ်တောက်လေ့ရှိသည်။ နောက်ထပ်ပြဿနာတစ်ခုမှာ 0.0002 လက်မအောက်ရှိ ကွာဟချက်များတွင် အပေါက်ပတ်လည်ရှိဧရိယာသည် မျက်နှာပြင်၏ကျန်အပိုင်းသို့ စီးဆင်းမှုကို ပိတ်ဆို့စေပြီး ထိုအချိန်တွင် ဓာတ်ငွေ့အလွှာပြိုကျခြင်း ဖြစ်ပေါ်သည်။ အပေါက်၏ဧရိယာနှင့် မည်သည့် grooves မဆို lift ကိုစတင်ရန် ရရှိနိုင်သောကြောင့် lift off တွင်လည်း အလားတူဖြစ်ပေါ်သည်။ ၎င်းသည် အပြင်ဘက်ဖိအားပေးထားသော bearing များကို seal plan များတွင် မတွေ့ရခြင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။

၎င်းသည် porous compensated bearing အတွက် မဟုတ်ဘဲ၊ တောင့်တင်းမှုသည် ဆက်လက်တည်ရှိနေသည်
DGS (ပုံ ၁) မှာလိုပဲ ဝန်တိုးလာတာနဲ့အမျှ ကွာဟချက် လျော့သွားတာနဲ့အမျှ တိုးလာပါတယ်။
hydrodynamic oil bearings။ ပြင်ပဖိအားပေးထားသော porous bearings များတွင်၊ input pressure နှင့် area သည် bearing ပေါ်ရှိ စုစုပေါင်းဝန်နှင့် ညီမျှသောအခါ bearing သည် balanced force mode တွင် ရှိနေမည်ဖြစ်သည်။ lift သို့မဟုတ် air gap သုညရှိသောကြောင့် ၎င်းသည် စိတ်ဝင်စားဖွယ် tribological case တစ်ခုဖြစ်သည်။ စီးဆင်းမှု သုညရှိမည်ဖြစ်သော်လည်း bearing ၏ မျက်နှာပြင်အောက်ရှိ counter မျက်နှာပြင်ကို သက်ရောက်သည့် လေဖိအား၏ hydrostatic force သည် စုစုပေါင်းဝန်ကို လျှော့ချပေးပြီး မျက်နှာပြင်များ ထိတွေ့နေသော်လည်း ပွတ်တိုက်မှုကိန်းဂဏန်း သုညနီးပါးကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။

ဥပမာအားဖြင့် ဂရပ်ဖိုက်အဖုံးမျက်နှာပြင်သည် ဧရိယာ ၁၀ စတုရန်းလက်မနှင့် ပိတ်အား ၁၀၀၀ ပေါင်ရှိပြီး ဂရပ်ဖိုက်တွင် ပွတ်တိုက်မှုကိန်းဂဏန်း ၀.၁ ရှိပါက ရွေ့လျားမှုစတင်ရန် အား ၁၀၀ ပေါင် လိုအပ်မည်ဖြစ်သည်။ သို့သော် ပြင်ပဖိအားရင်းမြစ် ၁၀၀ psi ကို အပေါက်ပါသော ဂရပ်ဖိုက်မှတစ်ဆင့် ၎င်း၏မျက်နှာပြင်သို့ ပေးပို့ခြင်းဖြင့် ရွေ့လျားမှုစတင်ရန် အားလုံးဝမလိုအပ်ပါ။ မျက်နှာပြင်နှစ်ခုကို ညှစ်ပိတ်အား ၁၀၀၀ ပေါင်ရှိနေသေးပြီး မျက်နှာပြင်များသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာထိတွေ့နေသော်လည်း ၎င်းသည် ဖြစ်ရိုးဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။

တာဘိုစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် သိရှိထားပြီး သဘာဝအတိုင်း porous ရှိသောကြောင့် ပြင်ပဖိအားပေးထားသော bearings အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည့် graphite၊ carbons နှင့် alumina နှင့် silicon-carbides ကဲ့သို့သော plain bearing ပစ္စည်းအမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ ပြင်ပဖိအားကို အသုံးပြု၍ contacting seal မျက်နှာပြင်များတွင် ဖြစ်ပေါ်နေသော tribology မှ contact pressure သို့မဟုတ် seal ၏ closing force ကို လျှော့ချပေးသည့် hybrid function ရှိသည်။ ၎င်းသည် pump operator အား mechanical seal များကို အသုံးပြုနေစဉ် ပြဿနာရှိသော application များနှင့် higher speed operations များကို ကိုင်တွယ်ဖြေရှင်းရန် pump အပြင်ဘက်တွင် ချိန်ညှိနိုင်စေပါသည်။

ဤနိယာမသည် လည်ပတ်နေသော အရာဝတ္ထုများအပေါ် သို့မဟုတ် ပိတ်ဆို့ထားသော ဒေတာ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်စီးကြောင်းများကို ဒေတာ သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်စီးကြောင်းကို ယူဆောင်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည့် မည်သည့်ထိတွေ့မှု ကွန်ဒတ်တာများအတွက်မဆိုလည်း အကျုံးဝင်ပါသည်။ ရိုတာများသည် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာလည်ပတ်ပြီး လည်ပတ်မှုပမာဏ တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဤကိရိယာများကို ရိုးတံနှင့် ထိတွေ့နေစေရန် ခက်ခဲနိုင်ပြီး ၎င်းတို့ကို ရိုးတံနှင့် ကပ်ထားသော စပရိန်ဖိအားကို တိုးမြှင့်ရန် မကြာခဏ လိုအပ်ပါသည်။ ကံမကောင်းစွာပဲ၊ အထူးသဖြင့် မြန်နှုန်းမြင့်လည်ပတ်မှုတွင်၊ ဤထိတွေ့မှုအား တိုးလာခြင်းသည် အပူနှင့် ယိုယွင်းပျက်စီးမှုကို ပိုမိုဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ အထက်တွင်ဖော်ပြထားသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ တံဆိပ်မျက်နှာပြင်များတွင် အသုံးချသည့် တူညီသော ပေါင်းစပ်နိယာမကို တည်ငြိမ်သောနှင့် လည်ပတ်နေသော အစိတ်အပိုင်းများအကြား လျှပ်စစ်စီးကူးမှုအတွက် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာထိတွေ့မှု လိုအပ်သည့်နေရာတွင်လည်း ဤနေရာတွင် အသုံးချနိုင်ပါသည်။ ပြင်ပဖိအားကို ဟိုက်ဒရောလစ်ဆလင်ဒါမှ ဖိအားကဲ့သို့ အသုံးပြုနိုင်ပြီး လည်ပတ်နေသော ရိုးတံနှင့် ထိတွေ့နေစေရန် လိုအပ်သော စပရိန်အား သို့မဟုတ် ပိတ်ခြင်းအားကို တိုးမြှင့်ပေးနေစဉ်တွင် ဒိုင်နမစ်မျက်နှာပြင်တွင် ပွတ်တိုက်မှုကို လျှော့ချရန် ပြင်ပဖိအားကို ဟိုက်ဒရောလစ်ဆလင်ဒါမှ ဖိအားကဲ့သို့ အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။