مضخة الطرد المركزي الأساسية: التنظيف الداخلي والختم الميكانيكي الخارجي

التطور من ختم التعبئة إلى الختم الميكانيكي

 

يتم تثبيت دفاعة المضخة على عمود المضخة الذي يمر عبر مبيت المضخة أو الحلزوني. بدون ختم المضخة، يمكن أن يكون الجزء "الرطب" المجوف من العمود الموجود في الحلزون مصدرًا للتسرب المستمر.

 

منذ أكثر من مائة عام، كانت معظم المضخات تعتمد على التعبئة لمنع تسرب المضخة مع السماح للعمود بالدوران بحرية. يشكل هذا النوع من ختم التعبئة أو التغليف في البداية منطقة داخل المضخة، تُعرف باسم صندوق الحشو، حيث يتم دفع التعبئة أو حشوها. تسمى هذه المضخات ذات التقنية القديمة "هياكل صناديق الحشو". قبل خمسين عامًا، تم تحسين التكنولوجيا، وكان ختم التعبئة يتكون من عدة حلقات من الخيوط المضفرة وحشو الجرافيت التي كانت تحيط بالعمود وكانت موجودة في "صندوق الحشو" القديم. يتم ضغط هذه الحشوات بقوة بواسطة غدة التعبئة لمنع تسرب مياه النظام من مبيت المضخة.

 

نظرًا لأن الاحتكاك بين الحشو والعمود يولد الكثير من الحرارة، فإن ختم التغليف يتطلب الكثير من التشحيم. يتم إجراء هذا التشحيم عن طريق مياه النظام، التي تتدفق من جانب مخرج المضخة، ويتم غسلها من خلال التعبئة، ثم يتم تصريفها خارج المضخة. وينتج عن ذلك نظام "مفتوح"، أي نظام يتم استخدامه بانتظام ويتسرب منه الماء. مطلوب "تسرب" للمياه ويقطر من المضخة بمعدل قطرة واحدة في الثانية تقريبًا. وبالطبع يجب استبدال هذه المياه بالمياه التكميلية، مما يعني إدخال المزيد من الهواء إلى النظام، وبالتالي زيادة التآكل.

 

 

بالإضافة إلى ذلك، يجب تعديل ختم التغليف بانتظام عن طريق شد الغدة يدويًا للحفاظ على الكمية الصحيحة من التشحيم، مما يسبب تآكلًا مفرطًا للأجزاء. كان هذا النوع من الختم قياسيًا في معظم المضخات الصناعية منذ عقود مضت ولا يزال يستخدم حتى اليوم في بعض التطبيقات الصناعية.

 

أصبحت الأختام الميكانيكية الآن قياسية في مضخات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). لا يحتوي الختم الميكانيكي على أي نوع من التسرب، ولكن بدلاً من ذلك يوفر الزنبرك المدمج الضغط على سطحين مانعين للتسرب مصقولين للغاية لإغلاق المضخة. حتى منافسي مضخات B&G، الذين كانت تصميماتهم الحلزونية القديمة للمضخات تحتوي على صناديق حشو خارجية، تم تعديلها لتتميز بأختام ميكانيكية. ولهذا السبب يوجد في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) اليوم نوعان من موانع التسرب الميكانيكية للمضخات - أحدهما مصمم للمضخات القديمة المزودة بخط تدفق خارجي، والآخر لموانع التسرب الداخلية المصممة وفقًا لتصميم B&G.

 

الأختام الميكانيكية للتنظيف الخارجي ولماذا يجب تجنبها

 

يعمل مانع التسرب الخارجي بشكل مشابه للأختام الميكانيكية الأخرى، ولكنه مصمم ليتم تثبيته في المساحة الجافة لحاوية/حلزون المضخة، تمامًا مثل ختم التغليف القديم. ونتيجة لذلك، فإنها تتطلب تزييتًا خارجيًا لمنع ارتفاع درجة الحرارة بسبب الاحتكاك بين العمود ومكونات الختم الدوارة والثابتة. يتم توفير هذا التشحيم بواسطة أنبوب من النوع الشعري الذي يحمل الماء من مخرج المضخة إلى الختم الميكانيكي، مما يجعل النظام نظامًا مغلقًا مقارنةً بختم التعبئة المشحم خارجيًا. هذا التصميم له ثلاثة عيوب.

 

أول شيء يجب مراعاته هو حجم أنبوب التنظيف. عادة ما تكون هذه الأنابيب عبارة عن أنابيب نحاسية مقاس 1/4 بوصة أو 3/8 بوصة. إذا بدأ الماء في تراكم الرواسب في الخط أو إذا كان هناك ضرر ميداني للخط، فقد يؤدي ذلك إلى الحد من تدفق التدفق. سيؤدي تقليل معدل التدفق إلى تقصير عمر خدمة الختم مقارنة بمعدل التدفق المصمم من قبل الشركة المصنعة.

 

وتتعلق المشكلة الثانية أيضا بنوعية المياه. سطح الختم هو سطح مصقول للغاية. أي حصى (جسيمات صلبة) بين سطح الختم سوف يؤدي إلى تآكل سطح الختم، مما قد يؤدي إلى فشل مبكر أو تسرب الختم.

 

المسألة الثالثة هي كمية الماء اللازمة لغسل الختم لتقليل تراكم الحرارة الناتج عن الاحتكاك. يعتمد معدل التدفق على فرق الضغط بين المدخل والمخرج وفقدان الاحتكاك للأنبوب. صممت الشركة المصنعة حجم الأنبوب ومعدل التدفق ليتناسب مع ما تتطلبه المضخة. ماذا يحدث عندما نقوم بتثبيت محرك متغير السرعة على المضخة؟ يظل ضغط الشفط في النظام المغلق ثابتًا إلى حد ما، لكن ضغط التفريغ ينخفض. يتغير معدل التدفق مع الجذر التربيعي لفرق الضغط، وينخفض ​​أيضًا معدل تدفق الشطف. قد لا يكون هذا مشكلة كبيرة في نظام المياه المبردة، ولكنه يمكن أن يؤدي إلى تقصير عمر الختم في نظام التدفئة.

 

يُظهر الملف التعريفي أدناه هذه الأنابيب على جانبي الختم الميكانيكي الخارجي النموذجي (مضخة شفط مزدوجة مفتوحة في المنتصف). لاحظ أنها تذهب مباشرة إلى صندوق الحشو المجهز بختم.

 

الختم الميكانيكي للتنظيف الداخلي ومزاياه

مثل الختم الميكانيكي للتدفق الخارجي، يمنع الختم الميكانيكي للتدفق الداخلي الماء من التدفق خارج مبيت المضخة بينما يسمح لعمود المضخة بالدوران بحرية. ومع ذلك، فإن تصميم مانع التسرب الميكانيكي الداخلي أكثر تعقيدًا وموثوقية.

يقع الختم الميكانيكي الداخلي بالقرب من دافعة المضخة وسوف يمتلئ بالماء عند بدء التشغيل. ونتيجة لذلك، فإنها تكون مغمورة بشكل أساسي في مياه النظام، وتتعرض لحوالي 25% من سائل المضخة. وهذا أمر مهم للأسباب التالية: 1) ليست هناك حاجة لأي تزييت خارجي أو تمديدات للأنابيب؛ 2) معدل تدفق الماء حول الختم أعلى، مما يمكن أن يوفر تأثير تنظيف أفضل، وبالتالي إطالة عمر خدمة الختم.

في مانع التسرب الخارجي، يقوم الأنبوب بتصريف كل سائل الشطف المطلوب مباشرة على الختم بمعدل تدفق مرتفع جدًا. يتم غمر مانع التدفق الداخلي بشكل أساسي في حوض الاستحمام المملوء بالماء. لماذا هذا يطيل عمر الختم؟ تخيل أنك تقوم بتنظيف إحدى القطع الصينية الجميلة الخاصة بجدتك في الحوض، ونوعية المياه المستخدمة في تنظيفها سيئة للغاية - فهناك الكثير من الرمال في الماء. هل تستخدم رذاذًا عالي السرعة لتنظيفه، أم تنقعه في الحوض وتدوره برفق بالمنشفة؟ تمامًا مثل الخزف، فإن استبدال الأختام الميكانيكية للطرد المركزي باهظ الثمن وغالبًا ما تتعرض للمياه التي تحتوي على الكثير من الجزيئات.

 

على الرغم من أن المضخات ذات تصميم مانع التسرب الخارجي لا تزال متاحة اليوم، إلا أننا نوصي بتحديد مضخة ذات مانع تسرب ميكانيكي داخلي لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الهيدروليكي الخاص بك وطلبها، سواء كانت المضخة مثبتة حديثًا أو تحل محل مضخة مانعة للتسرب خارجية موجودة. يتطلب مانع التسرب الداخلي صيانة أقل ويساعد على إطالة عمر المضخة.