Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ trình bày cách hoạt động của phốt trục cơ khí, các loại phốt khác nhau, các loại vật liệu nào dùng để chế tạo bơm và yếu tố nào ảnh hưởng đến chất lượng của phốt trục cơ khí.
và phần tĩnh; và bao gồm các chi tiết như trong hình 1.3.2. Hình
1.3.3 cho thấy vị trí các chi tiết trong phốt.
• Phần tĩnh của phốt được gắn chặt vào thành bơm. Phần quay
hoạt động.
áp suất chất lỏng. Trong lúc hoạt động một màng chất lỏng
trục cơ khí kín đối với chất lỏng, xem hình 1.3.4.
• Phốt phụ ngăn rò rỉ xuất hiện giữa cụm và trục.
• Lò xo ép hai bề mặt của phốt vào nhau bằng lực cơ.
• Miếng giữ lò xo truyền momen từ trục sang phốt. Liên quan
được truyền trực tiếp thông qua hộp xếp.
Khe hở của phốt
Trong lúc hoạt động chất lỏng tạo một màng bôi trơn giữa
hai bề mặt của phốt. Màng bôi trơn này gồm có màng thủy
tĩnh và màng thủy động.
• Yếu tố thủy tĩnh được tạo ra bởi chất lỏng cần bơm bị ép vào
khe hở giữa hai bề mặt của phốt.
• Mảng bôi trơn thủy động được tạo ra bởi áp suất sinh ra từ
sự quay của trục.
Chiều dày của lớp màng bôi trơn phụ thuộc vào tốc độ của
bơm, nhiệt độ chất lỏng, độ nhớt của chất lỏng và lực dọc
trục của phốt trục cơ khí. Chất lỏng liêc tục thay đổi trong
khe hở của phốt do:
• Sự bốc hơi của chất lỏng vào không khí
• Sự dịch chuyển vòng tròn của chất lỏng
Chiều dày của lớp màng bôi trơn phụ thuộc vào tốc độ của
bơm, nhiệt độ chất lỏng, độ nhớt của chất lỏng và lực dọc
trục của phốt trục cơ khí. Chất lỏng liêc tục thay đổi trong
khe hở của phốt do:
• Sự bốc hơi của chất lỏng vào không khí
• Sự dịch chuyển vòng tròn của chất lỏng
Như bạn có thể thấy, tỉ lệ tối ưu đạt được khi lớp màng bôi trơn có thể lấp đầy khe hở của phốt, ngoại trừ vùng bốc hơi rất hẹp gần với phía không khí của phốt trục cơ khí.
- Rò rỉ vì các chất bám vào bề mặt phốt thường được theo dõi.
- Khi dùng các tác nhân làm lạnh, các mảng bám được bồi đấp rất nhanh bởi sự hóa hơi tại phía không khí của phốt. Khi chất lỏng bốc hơi trong vùng bốc hơi các chất rắn siêu nhỏ trong chất lỏng vẫn bị giữ lại trong khe hở của phốt như là các mảng bám sẽ tạo ra sự mài mòn.
- Các mảng bám này thấy ở hầu hết các loại chất lỏng.
- Nhưng khi chất lỏng cần bơm có khuynh hướng tinh thề hóa, chúng có thể trở thành vấn đề. Cách tốt nhất để chống mòn là chọn các loại bề mặt phốt làm bằng vật liệu cứng như tungsten các-bua và silicon các-bua. Khe hở hẹp của phốt giữa các vật liệu này (khoảng 0.3um Ra) làm giảm thiểu rủi ro chất rắn lọt vào trong khe hở của phốt và làm giảm thiểu lượng các mảng bám.
2: Phốt trục cân bằng và không cân bằng
Để đạt được áp lực bề mặt giữa các bề mặt chính của phốt ở
mức chấp nhận được, có hai loại phốt sau: phốt trục cân bằng
và phốt trục không cân bằng.
Phốt trục cân bằng
Hình 1.3.6 thể hiện một phốt trục cân bằng chỉ rõ vị trí các lực
tương tác trên phốt.
Phốt trục không cân bằng
Hình 1.3.7 thể hiện một phốt trục không cân bằng chỉ rõ vị trí
các lực tương tác trên phốt.
Nhiều lực khác nhau có tác động dọc trục lên bề mặt phốt.
Lực lò xo và thủy lực từ chất lỏng cần bơm ép các phốt lại với nhau trong khi lực từ màng bôi trơn trong khe hở của phốt tạo ra phản lực lại lực trên. Liên quan với áp suất chất lỏng cao, thủy lực có thể mạnh đến nổi chất bôi trơn trong khe hở của phốt có thể chống lại tiếp xúc giữa các bề mặt của phốt. Bởi vì thủy lực tỉ lệ với diện tích tác dụng của áp suất chất lỏng, tác động dọc trục chỉ có thể giảm đi bằng cách làm giảm diện
tích tác dụng của áp suất.
3: Các loại phốt trục cơ khí
Phần sau đây là bản tóm lược các loại chính của phốt trục cơ
khí: phốt O-ring, phốt ống xếp, và loại phốt một cụm – phốt
dạng hộp.
* Phốt O-ring
Đối với phốt O-ring, sự che kín giữa trục quay và bề mặt phốt
quay bị tác động bởi một O-ring (hình 1.3.9). O-ring phải có
khả năng trượt một cách tự do dọc trục để hấp thu các dịch
chuyển do thay đổi nhiệt độ và mài mòn. Việc đặt sai vị trí của
đế tĩnh có thể dẫn đến việc chà xát và do đó là mài mòn không
cần thiết trên O-ring và trục. O-ring được làm từ nhiều loại vật
liệu cao su như NBR, EPDM và FKM, tùy theo điều kiện vận hành.
* Phốt ống xếp
Một tính năng chung của phốt ống xếp là có một
ống xếp bằng cao su hay kim loại mà nó đóng vai trò
như là phần tử phốt động giữa vòng quay và trục.
* Phốt ống xếp cao su
Ống xếp của phốt ống xếp cao su (xem hình 1.3.10) có
thể làm từ nhiều loại vật liệu cao su như NBR, EPDM và
FKM, tùy theo điều kiện hoạt động. Có hai nguyên lý
hình học dùng cho việc thiết kế phốt ống xếp cao su:
• Ống xếp gấp
• Ống xếp cán
* Phốt ống xếp kim loại
Trong một phốt trục cơ khí bình thường, lò xo tạo ra một lực để
đóng kín các bề mặt phốt. Trong phốt ống xếp kim loại (hình
1.3.11) lò xo được thay thế bằng một ống xếp kim loại với lực
tương tự. Ống xếp kim loại hoạt động như là che chắn động
giữa vòng xoay và trục, và như là một lò xo. Ống xếp có một
số các nếp gấp để tạo cho chúng lực lò xo như mong muốn.
*Phốt hộp
Trong một phốt trục cơ khí dạng hộp, tất cả các chi tiết tạo thành
một cụm nhỏ gọn trên vai trục, sẵn sàng để lắp đặt. Phốt hộp có
nhiều ưu điểm so với phốt trục cơ khí truyền thống, hình 1.3.12
* Xả
Trong một vài ứng dụng, có thể nâng cao chất lượng của
phốt trục cơ khí bằng cách lấp thêm cửa xả, xem hình 1.3.13.
Xả có thể làm giảm nhiệt độ của phốt trục cơ khí và ngăn
không cho tạo thành các mảng bám. Xả có thể được lắp
trong hay lắp ngoải. Xà trong được thực hiện khi một lượng
nhỏ lưu lượng từ phía cửa đẩy được nối qua vùng phốt. Xả
trong được dùng để ngăn chặn việc tạo ra thêm nhiệt từ phốt
trong các ứng dụng gia nhiệt. Xả ngoài được thực hiện bởi
một chất lỏng xả và được dùng để đảm bảo vận hành không
có sự cố khi xử lý chất lỏng có tính ăn mòn hoặc chứa hạt rắn
gây tắc nghẽn.
* Phốt trục cơ khí dạng đôi
Phốt trục cơ khí dạng đôi được dùng khi tuổi thọ của phốt
trục cơ khí dạng đơn không đủ yêu cầu do mài mòn gây ra
bởi chất rắn hoặc áp suất và nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp.
Hơn nữa phốt trục cơ khí dạng đôi được dùng cho trường
hợp chất lỏng độc hại, hoạt tính cao và gây nổ để bảo vệ môi
trường xung quanh. Có hai loại phốt trục cơ khí đôi: phốt
đôi được gắn cùng chiều và phốt đôi được gắn đấu đầu.
*Phốt đôi gắn cùng chiều
Loại phốt đôi này gồm có hai phốt trục cơ khí được gắn cùng
chiều với nhau, có nghĩa là một phốt gắn tiếp theo phốt kia,
đặt trong các buồng che chắn khác nhau, xem hình 1.3.14.
Loại phốt này được dùng khi không cần phải dùng phốt trục
cơ khí đôi dạng nén gắn đấu đầu nhau.
Phốt cùng chiều cần phải gắn với hệ thống chất lỏng hấp
nhiệt để:
• Hấp thu rò rỉ
• Theo dõi tốc độ rò rỉ
• Bơi trơn và làm lạnh phốt phía ngoài để ngăn đông đá
• Bảo vệ chống lại chạy không tải
• Ổn định màng bôi trơn
• Ngăn không khí đi vào bơm trong trường hợp chân không
Áp suất của chất lỏng hấp nhiệt phải luôn thấp hơn áp suất
của chất lỏng cần bơm.
Cùng chiều – tuần hoàn
Sự tuần hoàn của chất lỏng hấp nhiệt thông qua một bình
không có áp suất, xem hình 1.3.14. Chất lỏng hấp nhiệt từ một
bình chứa đặt trên cao được tuần hoàn bằng các ống đối lưu
hoặc tác động bơm trong phốt.
Cùng chiều – chặn một đầu
Chất lỏng hấp nhiệt từ một bình chứa trên cao, xem hình 1.3.15.
Không có nhiệt tỏa ra từ hệ thống.
Cùng chiều – máng thu
Chất lỏng hấp nhiệt chạy trực tiếp qua buồng phốt để thu lại tái
sử dụng, hoặc dẫn tới máng thu, xem hình 1.3.16.
* Ngoài ra trong thực tế còn rất nhiều các loại phớt bơm khác nhưng trong bài viết này chúng tôi không thể trình bày hết được và bài viết bên trên chỉ là 1 số dnagj phớt bơm tiêu biểu mà chúng ta thường gặp .
Hotline : +84 2422 699 996
contact@indwatech.com.vn
