مضخة ختم التبريد تُقدّم هذه الأنظمة حلولاً فعّالة لهذه التحديات. ستتناول هذه النظرة الشاملة مكونات هذه الأنظمة وأغراضها وأنواعها بناءً على طرق التبريد، مُقدّمةً رؤىً لتحسين أداء المضخات وموثوقيتها.
ما هو نظام ختم تبريد المضخة
يعد نظام تبريد المضخة مكونًا لا يتجزأ من العديد من أنظمة الضخ، وخاصة في التطبيقات الصناعية التي تنطوي على درجات حرارة عالية أو ضغوط أو مواد خطرة.
في جوهره، يتكون نظام ختم تبريد المضخة من حجرة الختم الذي يحيط بـ ختم آليتُملأ هذه الحجرة عادةً بسائل تبريد، كالماء أو خليط من الماء والجليكول، يدور حول الختم. يعمل السائل على امتصاص وتبديد الحرارة الناتجة عن الاحتكاك عند وجوه الفقمة، وبالتالي منع تراكم درجات الحرارة الزائدة التي قد تؤدي إلى تلف الختم أو فشله.
أغراض نظام ختم تبريد المضخة
- تبريد الختم والعمود:يُنتج الاحتكاك الناتج بين مكونات الختم الميكانيكي الدوارة والثابتة حرارة. يعمل نظام تبريد الختم باستمرار على إزالة الحرارة من أسطح الختم وعموده، مما يُحافظ على درجات حرارة تشغيل مثالية.
- تشحيم الختم:يعمل سائل التبريد الذي يدور بواسطة نظام الختم كمواد تشحيم، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة رقيقة بين وجوه الختم مما يمنع الاتصال المباشر ويقلل من التآكل.
- التخلص من الشوائبفي بعض التطبيقات، قد يحتوي السائل المضخوخ على مواد صلبة أو بلورات أو ملوثات أخرى قد تتراكم على أسطح الختم، مسببةً تآكلًا كاشطًا أو انسدادًا. يوفر نظام تبريد الختم تدفقًا مستمرًا من السائل النظيف الذي يزيل هذه الشوائب، مما يحافظ على نظافة أسطح الختم وخلوها من الرواسب الضارة.
مكونات نظام ختم تبريد المضخة
- ختم آلي:يُشكّل الختم الميكانيكي جوهر نظام مانع التسرب المبرد. ويتكوّن من جزأين رئيسيين: حلقة مانعة للتسرب دوارة مُثبّتة على العمود، وحلقة مانعة للتسرب ثابتة مُثبّتة في غلاف الختم. وجوه الختم متداخلة بدقة ويتم صقلها لإنشاء ختم محكم عند الضغط عليها معًا.
- حجرة الختمحجرة الختم هي المساحة المحيطة بالختم الميكانيكي، حيث يدور سائل التبريد. صُممت لاحتواء وتوجيه تدفق وسيط التبريد، مما يضمن تبديد الحرارة والتزييت بشكل جيد. كما تعمل حجرة الختم كنقطة تجميع لأي تسرب يتجاوز أسطح الختم.
- خطوط سوائل التبريديتضمن نظام مانع تسرب التبريد شبكة من الأنابيب والخراطيم التي تنقل سائل التبريد من وإلى حجرة المانع. يتم تحديد أحجام هذه الأنابيب وتوجيهها لتوفير تدفق وضغط مناسبين مع تقليل انخفاض الضغط والاضطرابات.
- المبادل الحراري (اختياري)في بعض الحالات، قد يلزم تبديد الحرارة المُزالة من الختم للحفاظ على درجة حرارة سائل التبريد مناسبة. يمكن دمج مبادل حراري، مثل مبادل حراري من نوع "الغلاف والأنبوب" أو "اللوح"، في نظام التبريد لنقل الحرارة من السائل المتداول إلى سائل تبريد ثانوي أو الغلاف الجوي.
على أساس طريقة التبريد
التنظيف الخارجي
في تدفق خارجي في نظام التبريد، يُدخل سائل نظيف وبارد إلى حجرة الختم من مصدر خارجي. يمكن الحصول على سائل التنظيف من تفريغ المضخة، أو من نظام ضخ منفصل، أو من خزان مضغوط. التدفق يتم تنظيم التدفق عن طريق صمامات التحكم أو الفتحات أو مقاييس التدفق للحفاظ على معدل التدفق والضغط المطلوبين.
تُستخدم أنظمة التنظيف الخارجية عادةً عندما يكون السائل المضخوخ متسخًا أو كاشطًا أو عرضة للتبلور.
سقى
A يطفئ يتضمن نظام التبريد حقن كمية صغيرة من سائل خامل منخفض الضغط في الجانب الجوي لحجرة الختم. يُشكّل سائل التبريد، مثل غاز النيتروجين أو الماء النظيف، حاجزًا يمنع دخول الملوثات ويمتص الحرارة من أسطح الختم.
تُستخدم أنظمة الإطفاء عادةً بالاشتراك مع الأختام المزدوجة، حيث يتم إدخال سائل الإطفاء بين الأختام الأولية والثانوية.
نظام الحلقة المغلقة
في نظام التبريد ذي الحلقة المغلقة، يدور سائل التبريد باستمرار عبر حجرة الختم ومبادل حراري. تنتقل الحرارة المتولدة من الختم إلى سائل التبريد، الذي يمر بدوره عبر المبادل الحراري لتبديد الحرارة إلى سائل تبريد ثانوي أو إلى الغلاف الجوي. يعود السائل المبرد إلى حجرة الختم، مُكملاً بذلك الدورة.
توفر أنظمة الحلقة المغلقة بيئة مستقرة وخاضعة للرقابة للختم وتكون مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية أو الحرجة.
