Sızdırmaz Pompanın Peşinde
Sızdırmaz pompa ihtiyacı, endüstriyel pompaların tehlikeli sıvıları taşımaya başladığı modern çağda acil hale geldi. Zehirli veya yanıcı bir sıvı olması durumunda, hem insanları hem de çevreyi herhangi bir sızıntıdan korumak esastır. Ayrıca, her sızıntı, farmasötik malzemeler gibi pahalı ortamları pompalarken önemli hale gelen, ürün israfı anlamına gelir.
Resim 1. Salmastra kutulu pompa (Görüntüler ITT Goulds Pumps'ın izniyle)
Pompalar Neden Sızdırır?
Pompaların sızdırmasını önlemenin neden bu kadar zor olduğunu düşünün. Örnek olarak ortak santrifüj pompayı alın. Bu pompada bir mil ve çark bir motor tarafından döndürülür, ancak motor pompanın dışında bulunur. Şaftın pompadan çıktığı yer, özellikle de dönen ve sabit parçalar arasındaki temas noktalarında sızıntı olabilir ve olabilir.
Doldurma Kutusu
Bazı pompalarda sızıntı sorununu çözmek için salmastra kutusu adı verilen bir cihaz kullanılır.
Salmastra kutusu, milin çıktığı pompa kasasının dışında bulunan bir odadır. içinde,
sızdırmazlık malzemesi - yumuşak bir paketleme maddesi - milin etrafına serilir.
Daha sonra özel bir cihaz (en basit durumda bir somun) kullanılarak salmastra sıkıştırılarak haznenin ve şaftın duvarlarına bastırılması sağlanır, böylece sıvının pompadan dışarı akması önlenir.
Ancak contanın sıkı olması için şaftın salmastra malzemesi ile yakın temas halinde olması gerekir. Bu, sürtünme yaratabilir ve hizmet ömrünün kısalmasına neden olabilir.
Resim 2. Mekanik salmastra
Mekanik mühürler
Mekanik salmastraların ana elemanları iki halkadır: mil ile birlikte dönen hareketli bir halka ve pompa gövdesine bir pim ile bağlanan sabit bir halka.
Sızıntılara karşı sızdırmazlık, sürtünme çifti olarak adlandırılan halka yüzeyleri arasındaki temas ile sağlanır. Temas sağlamak için hareketli halka, metalik, metalik olmayan ve kompozit malzemelerden yapılmış elastik tek katmanlı veya çok katmanlı oluklu kılıf olan bir yay, yay birimi veya körük ile sabit halkaya bastırılır. Ek sızdırmazlık için, elastomerden yapılmış O-ringler olan ikincil contalar kullanılır.
Düzgün çalışırken, yağlama ve ısı dağılımını sağlamak için sürtünme yüzeyleri arasında ince bir sıvı filmi bulunur. Yüzeyleri arasındaki boşluk, pürüzlülük yüksekliğine eşittir ve kural olarak bir metrenin milyonda birini geçmez. Daha da önemlisi, sabit halka asla mile temas etmez, böylece aşınmayı azaltır.
Doğru conta halkası malzemelerini seçmek basit bir iş değildir. Halkaların, pompa çalışmasının etkilerine dayanması ve pompalanan ortama kimyasal olarak dirençli olması için yeterli mukavemete ve aşınma direncine sahip olması gerekir. Ayrıca, sürtünme nedeniyle ortaya çıkan yüksek sıcaklıklara dayanabilmelidirler. Bu nedenlerle sürtünme çiftleri, mekanik, termodinamik, hidrolik ve tribolojinin teorik ve hesaplama disiplinlerini gerektiren şaşırtıcı derecede karmaşık teknolojilerdir. Halkalar arasındaki küçük boşluk nedeniyle, modern mekanik salmastraların üretimi aslında nanoteknoloji kategorisine girer.
Çift Mekanik Contalar
Tek sürtünme çiftli mekanik salmastralar, sızıntıları ortadan kaldırmaz, yalnızca en aza indirebilir. Sızıntıları ortadan kaldırmak için daha fazla girişimde bulunmak için çift mekanik alın contaları oluşturuldu. Yıkama planı veya borulama planı olarak adlandırılan yardımcı sistem, sürtünme çiftinin iki halkası arasındaki conta alanına bariyer adı verilen özel bir sıvı besler. Sızdırmazlık bölgesinde basıncı, pompalanan ortama göre biraz daha yüksek tutulur ve bu şekilde sızdırmazlık sağlanır. Bariyer sıvısı, pompalanan ortamın bunu yapacak özelliklere sahip olmaması durumunda gerekli ısı giderme ve yağlama görevlerini de yerine getirir. Örneğin su, yaklaşık 176 F'de (80 C) yağlama özelliklerini kaybeder.
Mekanik çift alın contaları, pompalanan sıvının atmosfere sızıntılarını ortadan kaldırabilir. Bununla birlikte, nispeten pahalı ve bakımı zor olabilirler. Ek olarak, en dikkatli şekilde oluşturulmuş sürtünme çifti bile aşınma nedeniyle zamanla arızalanacaktır, bu nedenle sürekli izleme ve değiştirme gerektirirler.
Manyetik Kaplinler
Resim 3. Bir manyetik tahrikli pompanın kesit çizimi. Tahrik mıknatıslarına sahip şaft, tahrik edilen mıknatısları içeren kartuşu döndürür.
Gücün bu uzaktan iletimi sayesinde, şaftın kasadan geçmesine gerek yoktur, bu nedenle delik yoktur ve sızıntı olamaz. Ancak bu pompalar, ihtiyaç duydukları son teknoloji ürünü mıknatısların maliyeti nedeniyle daha pahalı olma eğilimindedir. Genellikle bunlar egzotik neodim, kobalt ve samaryum alaşımlarından yapılır, ancak neodimiyum demir bor (NdFeB) alaşımının artık daha etkili olduğu düşünülmektedir. Bu mıknatısların hizmet ömrü, genellikle pompanın hizmet ömründen daha uzun, onlarca, hatta yüzlerce yıl olabilir.
Konserve Motorlu Pompalar
Elektromekanik ve elektromanyetik teorinin gelişmesiyle ortaya çıkan diğer ilerleme, kutulu motor pompasıydı. Bu cihaz, elektrik motorunun işlevini klasik santrifüj pompanın işleviyle birleştirir. Manyetik bir pompaya benzer. kaplin, ancak mıknatısların rolü statorun (elektrik motorunun sabit kısmı) ve rotorun sargıları tarafından gerçekleştirilir. Motorun kısa devrelerden özel bir silindir (kabuk) ile korunması ve pompa gövdesinin içinde, aynı anda yatakları yağlayan ve soğutan pompalanan sıvıda bulunduğu için “konserve” olarak adlandırılır.
Resim 4. Konserve motorlu pompa
Statorun "kuru" sargılarından gelen tork, hava geçirmez bir kasadan iletilir, bu nedenle sızıntı olasılığı yoktur.
Konserve motor pompaları daha az parça kullandığından kompakttırlar. Bununla birlikte, stator ve rotor bobinleri birkaç bölme ile ayrıldığından verimleri nispeten düşük olabilir. Bu nedenle, bu cihazlar son derece kullanışlıdır ancak daha fazla güç tüketirler.
Uzun yıllar boyunca devam eden çabalar, artık sızdırmaz bir pompa elde etmek için çeşitli seçenekler üretmiştir. Her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Operasyonunuz için hangisinin en iyi olduğunu belirlemek için uzmanlar, pompalanan sıvıların özelliklerine, çalışma koşullarına ve ekonomik kısıtlamalara bağlı olarak bir tasarım seçecektir.