ሜካኒካል ማኅተሞችን ለማመጣጠን የሚያስችል አዲስ የኃይል መንገድ

ፓምፖች የሜካኒካል ማኅተሞችን በብዛት ከሚጠቀሙባቸው ውስጥ አንዱ ናቸው። ስሙ እንደሚያመለክተው፣ ሜካኒካል ማኅተሞች ከኤሮዳይናሚክ ወይም ከላቢሪንት ንክኪ-ያልሆኑ ማኅተሞች የተለዩ የእውቂያ አይነት ማኅተሞች ናቸው።ሜካኒካል ማኅተሞችእንዲሁም እንደ ሚዛናዊ ሜካኒካል ማኅተም ወይም ተለይተው ይታወቃሉሚዛናዊ ያልሆነ ሜካኒካል ማኅተም. ይህ የሚያመለክተው ከቋሚው የማኅተም ፊት በስተጀርባ ምን ያህል የሂደት ግፊት መቶኛ ሊመጣ እንደሚችል ነው። የማኅተሙ ፊት በሚሽከረከረው ፊት ላይ ካልተገፋ (እንደ ፑሸር-አይነት ማኅተም) ወይም መታተም በሚያስፈልገው ግፊት ላይ የሂደቱ ፈሳሽ ከማኅተሙ ፊት ጀርባ እንዲገባ ካልተፈቀደለት፣ የሂደቱ ግፊት የማኅተሙን ፊት ወደኋላ እና ይከፍታል። የማኅተሙ ዲዛይነር አስፈላጊውን የመዝጊያ ኃይል ያለው ማኅተም ለመንደፍ ሁሉንም የአሠራር ሁኔታዎች ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት ነገር ግን በተለዋዋጭ የማኅተም ፊት ላይ የሚጫነው ክፍል ከመጠን በላይ ሙቀት እና ብልሽት ይፈጥራል። ይህ የፓምፕ አስተማማኝነትን የሚያመጣ ወይም የሚሰብር ስስ ሚዛን ነው።

ተለዋዋጭ ማኅተም የሚጋፈጠው ከተለመደው መንገድ ይልቅ የመክፈቻ ኃይልን በማንቃት ነው።
ከላይ እንደተገለጸው የመዝጊያ ኃይልን ማመጣጠን። አስፈላጊውን የመዝጊያ ኃይል አያስወግድም ነገር ግን የፓምፑ ዲዛይነር እና ተጠቃሚው የማኅተሙን ፊቶች ክብደት እንዲያራግፉ ወይም እንዲያራግፉ በመፍቀድ ሌላ ቁልፍ እንዲዞሩ ያደርጋል፣ አስፈላጊውን የመዝጊያ ኃይል በመጠበቅ፣ በዚህም ሙቀትን እና ብልሽትን በመቀነስ ሊከሰቱ የሚችሉ የአሠራር ሁኔታዎችን ያሰፋል።

ደረቅ የጋዝ ማኅተሞች (DGS)ብዙውን ጊዜ በኮምፕሬሰሮች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት በማኅተሙ ፊት ላይ የመክፈቻ ኃይል ይሰጣሉ። ይህ ኃይል የተፈጠረው በአየር ዳይናሚክ ተሸካሚ መርህ ሲሆን፣ ጥሩ የፓምፕ ጎድጓዶች ከማኅተሙ ከፍተኛ ግፊት ካለው የሂደት ጎን ወደ ክፍተት እና በማኅተሙ ፊት ላይ እንደ ንክኪ ያልሆነ ፈሳሽ ፊልም ተሸካሚ ጋዝ ለማበረታታት ይረዳሉ።

የደረቅ ጋዝ ማኅተም ፊት የአየር ዳይናሚክ ተሸካሚ የመክፈቻ ኃይል። የመስመሩ ቁልቁለት በክፍተቱ ላይ ያለውን ጥንካሬ ይወክላል። ክፍተቱ በማይክሮኖች መሆኑን ልብ ይበሉ።
ተመሳሳይ ክስተት አብዛኛዎቹን ትላልቅ ሴንትሪፉጋል ኮምፕረሰሮችን እና የፓምፕ ሮተሮችን በሚደግፉ ሃይድሮዳይናሚክ የዘይት ተሸካሚዎች ውስጥ ይከሰታል እና በቤንትሊ በሚታየው የሮተር ተለዋዋጭ ኢኳንቲሲቲ ሴራዎች ውስጥ ይታያል። ይህ ውጤት የተረጋጋ የኋላ ማቆሚያ ይሰጣል እና በሃይድሮዳይናሚክ የዘይት ተሸካሚዎች እና DGS ስኬት ውስጥ አስፈላጊ አካል ነው። ሜካኒካል ማኅተሞች በአየር ላይ ባለው DGS ፊት ውስጥ ሊገኙ የሚችሉ ጥሩ የፓምፕ ጎድጓዶች የላቸውም። ከውጪ ግፊት የተደረገባቸውን የጋዝ ተሸካሚ መርሆዎች በመጠቀም የመዝጊያውን ኃይል ክብደት ለመቀነስ መንገድ ሊኖር ይችላል።ሜካኒካል ማኅተም ፊትs.

የፈሳሽ-ፊልም ተሸካሚ መለኪያዎች ከጆርናል ኢኳንቲሲቲ ጥምርታ ጋር ሲነፃፀሩ የጥራት ንድፎች። ጆርናል በመሸከሚያው መሃል ላይ ሲሆን ጥንካሬ፣ K እና damping፣ D ዝቅተኛ ናቸው። ጆርናል ወደ ተሸከመው ወለል ሲቃረብ፣ ጥንካሬ እና እርጥበት በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራሉ።

ከውጭ የሚጫኑ የአየር ግፊት ያላቸው የጋዝ ተሸካሚዎች የተጫነ ጋዝ ምንጭ ይጠቀማሉ፣ ተለዋዋጭ ተሸካሚዎች ደግሞ የክፍተት ግፊት ለመፍጠር በገጽታዎቹ መካከል ያለውን አንጻራዊ እንቅስቃሴ ይጠቀማሉ። ውጫዊ የሚገፋው ቴክኖሎጂ ቢያንስ ሁለት መሠረታዊ ጥቅሞች አሉት። በመጀመሪያ፣ የሚገፋው ጋዝ ጋዝ እንቅስቃሴ የሚያስፈልጋቸው ጥልቀት የሌላቸው የፓምፕ ጎድጎድ ባላቸው ጋዞች ጋዙን ወደ ማኅተም ክፍተት ከማበረታታት ይልቅ በተቆጣጠረ መንገድ በማኅተም ፊቶች መካከል በቀጥታ ሊገባ ይችላል። ይህም ማሽከርከሪያው ከመጀመሩ በፊት የማኅተም ፊቶችን ለመለየት ያስችላል። ፊቶቹ አንድ ላይ ቢጠማዘዙም፣ ግፊት በቀጥታ በመካከላቸው ሲገባ ለዜሮ ግጭት ጅምር እና ለማቆም ይከፈታሉ። በተጨማሪም፣ ማኅተሙ እየሞቀ ከሆነ፣ በውጭ ግፊት በማኅተሙ ፊት ላይ ያለውን ግፊት መጨመር ይቻላል። ከዚያም ክፍተቱ ከግፊት ጋር በተመጣጣኝ መጠን ይጨምራል፣ ነገር ግን ከሸረሪት የሚወጣው ሙቀት በክፍተቱ ኩብ ተግባር ላይ ይወድቃል። ይህ ለኦፕሬተሩ ከሙቀት ማመንጨት ጋር የመላመድ አዲስ ችሎታ ይሰጠዋል።

በኮምፕሬሰሮች ውስጥ ሌላ ጥቅም አለ፤ ልክ እንደ DGS ውስጥ እንዳለ ሁሉ በፊታቸው ላይ ምንም ፍሰት አለመኖሩ ነው። በምትኩ፣ ከፍተኛው ግፊት በማኅተሙ ፊቶች መካከል ሲሆን ውጫዊው ግፊት ወደ ከባቢ አየር ወይም ወደ አየር ማስወጫ ወደ አንድ ጎን እና ከሌላኛው ወገን ወደ ኮምፕሬሰሩ ይፈሳል። ይህ ሂደቱን ከክፍተቱ ውስጥ በማስወጣት አስተማማኝነትን ይጨምራል። በፓምፖች ውስጥ ይህ ጥቅም ላይሆን ይችላል ምክንያቱም የሚጨመቅ ጋዝ ወደ ፓምፕ ማስገባት የማይፈለግ ሊሆን ይችላል። በፓምፖች ውስጥ የሚጨመቁ ጋዞች የካቪቴሽን ወይም የአየር መዶሻ ችግሮችን ሊያስከትሉ ይችላሉ። ነገር ግን በፓምፑ ውስጥ የጋዝ ፍሰት ችግር ሳይኖር ለፓምፖች የማይገናኝ ወይም ግጭት የሌለበት ማህተም መኖሩ አስደሳች ይሆናል። ዜሮ ፍሰት ያለው ውጫዊ ግፊት ያለው የጋዝ ተሸካሚ ሊኖር ይችላል?

ካሳ
ሁሉም ውጫዊ ግፊት ያላቸው ተሸካሚዎች የተወሰነ ዓይነት ካሳ አላቸው። ካሳ ጫናውን ወደ ቦታው የሚመልስ የመገደብ አይነት ነው። በጣም የተለመደው የካሳ አይነት ቀዳዳዎችን መጠቀም ነው፣ ነገር ግን ጉድጓዱ፣ ደረጃው እና ቀዳዳ ያለው የካሳ ዘዴም አለ። ካሳ ተሸካሚዎች ወይም የማኅተም ፊቶች ሳይነኩ እርስ በእርስ እንዲቀራረቡ ያስችላቸዋል፣ ምክንያቱም እየቀረቡ ሲሄዱ በመካከላቸው ያለው የጋዝ ግፊት ከፍ ባለ መጠን ፊቶቹን ይመልሳል።

ለምሳሌ፣ በጠፍጣፋ ቀዳዳ ስር የሚካካስ የጋዝ ተሸካሚ (ምስል 3)፣ አማካይ
በክፍተቱ ውስጥ ያለው ግፊት በመሸከሚያው ላይ ያለውን አጠቃላይ ጭነት በፊቱ ስፋት ሲካፈል፣ ይህ የዩኒት ጭነት ነው። ይህ የምንጭ ጋዝ ግፊት በአንድ ካሬ ኢንች 60 ፓውንድ (psi) ከሆነ እና ፊቱ 10 ካሬ ኢንች ስፋት ካለው እና 300 ፓውንድ ጭነት ካለ፣ በመሸከሚያው ክፍተት ውስጥ በአማካይ 30 psi ይኖራል። በተለምዶ፣ ክፍተቱ 0.0003 ኢንች አካባቢ ይሆናል፣ እና ክፍተቱ በጣም ትንሽ ስለሆነ፣ ፍሰቱ በደቂቃ 0.2 መደበኛ ኪዩቢክ ጫማ ብቻ ይሆናል (scfm)። ክፍተቱ ግፊትን ወደ ተጠባባቂነት የሚይዝ የኦሪፊስ ገዳቢ ከመኖሩ በፊት፣ ጭነቱ ወደ 400 ፓውንድ ቢጨምር የመሸከም ክፍተቱ ወደ 0.0002 ኢንች ያህል ይቀንሳል፣ ይህም በክፍተቱ ውስጥ ያለውን ፍሰት ወደ 0.1 ስሲኤፍኤም ዝቅ ያደርገዋል። በሁለተኛው ገደብ ውስጥ ይህ ጭማሪ የኦሪፊስ ገዳቢው በክፍተቱ ውስጥ ያለው አማካይ ግፊት ወደ 40 psi እንዲጨምር እና የጨመረውን ጭነት እንዲደግፍ የሚያስችል በቂ ፍሰት ይሰጠዋል።

ይህ በኮኦርዲኔት መለኪያ ማሽን (ሲኤምኤም) ውስጥ የሚገኝ የተለመደ የኦሪፊስ አየር ተሸካሚ የጎን እይታ ነው። የአየር ግፊት ስርዓት "የካሳ ተሸካሚ" ተደርጎ የሚወሰድ ከሆነ ከተሸካሚው ክፍተት ገደብ በላይ ገደብ ሊኖረው ይገባል።
ኦሪፊስ እና ቀዳዳ ያለው ካሳ
የኦሪፊስ ማካካሻ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውለው የካሳ አይነት ነው። የተለመደው ኦሪፊስ .010 ኢንች የሆነ የቀዳዳ ዲያሜትር ሊኖረው ይችላል፣ ነገር ግን ጥቂት ካሬ ኢንች ስፋት ስለሚመገብ፣ ከራሱ በላይ ብዙ መጠኖችን እየመገበ ነው፣ ስለዚህ የጋዝ ፍጥነት ከፍተኛ ሊሆን ይችላል። ብዙውን ጊዜ ኦሪፊስ የቀዳዳውን መጠን ከመሸርሸር እና የመሸከሚያውን አፈጻጸም ከመቀየር ለመቆጠብ ከሩቢ ወይም ከሳፍፔር በትክክል ይቆረጣል። ሌላው ችግር ከ0.0002 ኢንች በታች ባሉ ክፍተቶች ላይ፣ ኦሪፊስ ዙሪያ ያለው ቦታ ወደ ሌላኛው የፊት ክፍል የሚፈሰውን ፍሰት ማፈን ይጀምራል፣ በዚህ ጊዜ የጋዝ ፊልሙ መፈራረስ ይከሰታል። ተመሳሳይ ነገር የሚከሰተው በማንሳት ጊዜ ነው፣ ምክንያቱም የኦሪፊስ አካባቢ እና ማንኛውም ጎድጎድ ማንሳት ለመጀመር ስለሚገኙ። ይህ ውጫዊ ግፊት ያላቸው ተሸካሚዎች በማኅተም ፕላኖች ውስጥ የማይታዩባቸው ዋና ዋና ምክንያቶች አንዱ ነው።

ይህ ለተሸፈነው የተሸከመ ተሸካሚ ጉዳይ አይደለም፣ ይልቁንም ጥንካሬው ይቀጥላል
ልክ እንደ DGS (ምስል 1) እና ጭነቱ እየጨመረ ሲሄድ እና ክፍተቱ ሲቀንስ ይጨምራል።
ሃይድሮዳይናሚክ የዘይት ተሸካሚዎች። ከውጭ ግፊት ባላቸው ቀዳዳ ባላቸው ተሸካሚዎች ሁኔታ፣ የግቤት ግፊት ቦታውን በመሸከሚያው ላይ ካለው አጠቃላይ ጭነት ጋር እኩል ሲያደርግ ተሸካሚው በተመጣጠነ የኃይል ሁኔታ ውስጥ ይሆናል። ይህ አስደሳች የሆነ የትሪቦሎጂ ጉዳይ ነው ምክንያቱም ዜሮ ማንሻ ወይም የአየር ክፍተት የለም። ዜሮ ፍሰት አይኖርም፣ ነገር ግን የአየር ግፊት በመሸከሚያው ፊት ስር ባለው የተቃራኒው ወለል ላይ ያለው የሃይድሮስታቲክ ኃይል አሁንም አጠቃላይ ጭነቱን ይመዝናል እና ፊቱ አሁንም ግንኙነት ላይ ቢሆኑም እንኳ የግጭት ኮፊሸንት ወደ ዜሮ የሚጠጋ ውጤት ያስከትላል።

ለምሳሌ፣ የግራፋይት ማኅተም ፊት 10 ካሬ ኢንች ስፋት እና 1,000 ፓውንድ የመዝጊያ ኃይል ካለው እና ግራፋይቱ 0.1 የሆነ የግጭት ኮፊሸንት ካለው፣ እንቅስቃሴ ለመጀመር 100 ፓውንድ የኃይል መጠን ያስፈልገዋል። ነገር ግን 100 psi የሆነ ውጫዊ የግፊት ምንጭ በቀዳዳው ግራፋይት በኩል ወደ ፊቱ ሲተላለፍ፣ እንቅስቃሴ ለመጀመር በመሠረቱ ምንም ኃይል አይጠየቅም። ይህ የሆነው ሁለቱን ፊቶች አንድ ላይ በማጣበቅ እና ፊቶቹ በአካል ሲገናኙ 1,000 ፓውንድ የመዝጊያ ኃይል ቢኖርም።

እንደ ግራፋይት፣ ካርቦኖች እና እንደ አሉሚና እና ሲሊከን-ካርቦይድ ያሉ ሴራሚክስ ያሉ በቱርቦ ኢንዱስትሪዎች የሚታወቁ እና በተፈጥሮ ቀዳዳ ያላቸው በመሆናቸው እንደ ውጫዊ ግፊት ያላቸው ተሸካሚዎች ሆነው ሊያገለግሉ ይችላሉ፤ እነዚህም የማይገናኙ ፈሳሽ ፊልም ተሸካሚዎች ናቸው። ውጫዊ ግፊት የመገናኛ ግፊትን ወይም የማኅተሙን የመዝጊያ ኃይል በመገጣጠሚያ ማኅተሞች ፊት ላይ ከሚሆነው ትራይቦሎጂ ለማላቀቅ የሚያገለግል የተቀላቀለ ተግባር አለ። ይህም የፓምፑ ኦፕሬተር ከፓምፑ ውጭ የሆነ ነገር እንዲስተካከል ያስችለዋል፤ ይህም ሜካኒካል ማኅተሞችን ሲጠቀሙ ችግር ያለባቸውን አፕሊኬሽኖች እና ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸውን አሠራሮች ለመቋቋም ይረዳል።

ይህ መርህ ብሩሾችን፣ ኮምሙታተሮችን፣ አነቃቂዎችን ወይም በሚሽከረከሩ ነገሮች ላይ ወይም ላይ ውሂብ ወይም የኤሌክትሪክ ሞገዶችን ለመውሰድ ሊያገለግሉ ለሚችሉ ማናቸውም የመገናኛ መሪም ይሠራል። ሮተሮች በፍጥነት ሲሽከረከሩ እና የሚያልቁበት ጊዜ እየጨመረ ሲሄድ፣ እነዚህን መሳሪያዎች ከዘንጉ ጋር እንዲገናኙ ማድረግ አስቸጋሪ ሊሆን ይችላል፣ እና ብዙውን ጊዜ በዘንጉ ላይ የሚይዟቸውን የጸደይ ግፊት መጨመር አስፈላጊ ነው። በሚያሳዝን ሁኔታ፣ በተለይም በከፍተኛ ፍጥነት በሚሠራበት ጊዜ፣ ይህ የግንኙነት ኃይል መጨመር ተጨማሪ ሙቀት እና ብልሽትን ያስከትላል። ከላይ በተገለጹት ሜካኒካል ማኅተም ፊቶች ላይ የሚተገበረው ተመሳሳይ የተቀላቀለ መርህ እዚህም ሊተገበር ይችላል፣ እዚያም በቋሚ እና በሚሽከረከሩ ክፍሎች መካከል ለኤሌክትሪክ ምህዳራዊነት አካላዊ ግንኙነት ያስፈልጋል። ውጫዊው ግፊት እንደ ተለዋዋጭ በይነገጽ ላይ ያለውን ግጭት ለመቀነስ እንደ የጸደይ ኃይል ወይም የማሸጊያ ፊት ከሚሽከረከረው ዘንግ ጋር እንዲገናኝ የሚያስፈልገውን የጸደይ ኃይል ወይም የመዝጊያ ኃይል በመጨመር በተለዋዋጭ በይነገጽ ላይ ያለውን ግጭት ለመቀነስ ሊያገለግል ይችላል።