ما هو ضخ الدائري

ما هو ضخ الدائري

حلقات الضخ هي مكونات في موانع التسرب الميكانيكية التي تساعد على تعميم السائل بين وجوه الختم. يمنع الختم الميكانيكي التسرب عن طريق إنشاء ختم بين عمود دوار ومبيت ثابت. تخلق حلقة الضخ عملية ضخ تعمل على تدوير السائل عبر وجوه الختم، مما يوفر التشحيم والتبريد.

كيف تعمل حلقات الضخ

تحتوي حلقة الضخ على أخاديد بزاوية على سطحها تعمل كمضخات صغيرة. أثناء دوران العمود، تضخ هذه الأخاديد السائل من الخارج باتجاه وجوه الختم. ثم يتدفق السائل عبر وجوه الختم، مما يؤدي إلى تشحيمها وتبريدها.

ما هو الغرض من حلقة الضخ

الغرض الأساسي من حلقة الضخ هو إنشاء تدفق دوامي مغلق لسائل الحاجز بين الأختام الداخلية والخارجية في خرطوشة مزدوجة الختم. تساعد هذه الدورة الدموية على:

1. قم بتبريد الأختام الميكانيكية عن طريق نقل الحرارة بعيدًا عن وجوه الختم.
2. قم بتشحيم وجوه الختم لتقليل التآكل والاحتكاك.
3. حافظ على ضغط أعلى في غرفة الختم من سائل العملية، مما يمنع التلوث ويطيل عمر الختم.
4. توفير وسيلة لتدوير السائل الحاجز دون الحاجة إلى خزان خارجي أو نظام ضخ.

أنواع حلقات الضخ

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من حلقات الضخ المستخدمة في الأختام الميكانيكية:

دافعات التدفق الشعاعي باستخدام دوارات محفورة

تعد دافعات التدفق الشعاعي المزودة بدوارات محفورة أحد أكثر أنواع حلقات الضخ شيوعًا. وهي تتكون من سلسلة من الدوارات الشعاعية أو الثقوب المحفورة في المكره، والتي تخلق فرقًا في الضغط أثناء دوران المكره. يؤدي فرق الضغط هذا إلى دفع السائل الحاجز من منطقة الضغط العالي بالقرب من القطر الخارجي للمكره إلى منطقة الضغط المنخفض بالقرب من القطر الداخلي، مما يخلق دورة مغلقة.

تعتبر دافعات التدفق الشعاعي ذات الريش المحفورة سهلة التصنيع نسبيًا ويمكن أن توفر معدلات تدفق جيدة وخصائص رأس الضغط، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.

التدفق الشعاعي باستخدام الفتحات

تعمل حلقات ضخ التدفق الشعاعي التي تستخدم الفتحات على مبدأ مماثل لتلك التي تحتوي على دوارات محفورة ولكنها تتميز بسلسلة من الفتحات أو الأخاديد الشعاعية المشكلة في المكره بدلاً من الثقوب. أثناء دوران المكره، تخلق الفتحات فرقًا في الضغط يدفع السائل الحاجز من القطر الخارجي إلى القطر الداخلي، مما يؤدي إلى دوران حلقة مغلقة.

يمكن أن توفر حلقات ضخ التدفق الشعاعي المشقوقة خصائص تدفق محسنة مقارنة بتصميمات الريشة المحفورة، حيث توفر الفتحات مسار تدفق أكثر استمرارية وتقلل من فصل التدفق والاضطراب. ومع ذلك، قد تكون أكثر تعقيدًا في التصنيع وقد لا تكون مناسبة لجميع التطبيقات.

التدفق المحوري باستخدام الأخاديد الحلزونية

تم تصميم حلقات ضخ التدفق المحوري باستخدام الأخاديد الحلزونية لإنشاء مسار تدفق حلزوني للسائل الحاجز أثناء دوران المكره. يتم تشكيل الأخاديد الحلزونية في وجه المكره، وعندما تدور المكره، يتم دفع السائل الحاجز على طول الأخاديد من القطر الخارجي إلى القطر الداخلي، مما يؤدي إلى دوران حلقة مغلقة.

يمكن لحلقات ضخ التدفق المحوري ذات الأخاديد الحلزونية أن توفر معدلات تدفق ممتازة وخصائص رأس الضغط، خاصة عند سرعات الدوران العالية. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب معدلات تدفق عالية وقطرات ضغط منخفضة، كما هو الحال في الآلات التوربينية والضواغط عالية السرعة.

ومع ذلك، قد تكون حلقات ضخ التدفق المحوري أكثر تعقيدًا في التصميم والتصنيع من تصميمات التدفق الشعاعي، ويمكن أن يكون أدائها أكثر حساسية للتغيرات في ظروف التشغيل وخصائص السوائل.

تطبيقات حلقات الضخ

خطة واجهة برمجة التطبيقات 23

يغطي API PLAN 23 متطلبات حلقات الضخ المستخدمة في الأختام الميكانيكية لمضخات الطرد المركزي. وهي تحدد المواد والأبعاد وتفاوتات التصنيع لحلقات الضخ. وتنطبق الخطة على حلقات الضخ المستخدمة في مختلف الصناعات، بما في ذلك النفط والغاز والكيماويات وتوليد الطاقة.

خطة واجهة برمجة التطبيقات 52

توفر خطة API PLAN 52 إرشادات لتصميم واختبار الأختام الميكانيكية المستخدمة في المضخات الطاردة المركزية والدوارة. وتغطي متطلبات حلقات الضخ، بما في ذلك المواد والأبعاد وإجراءات الاختبار. تُستخدم الخطة على نطاق واسع في صناعة النفط والغاز.

خطة واجهة برمجة التطبيقات 53

API PLAN 53 هو معيار لتصميم واختبار الأختام الميكانيكية المستخدمة في المضخات الترددية. وتحدد متطلبات حلقات الضخ، بما في ذلك المواد والأبعاد وطرق الاختبار. تُستخدم هذه الخطة بشكل شائع في صناعة النفط والغاز للمضخات الترددية.

أداء حلقة الضخ

متطلبات معدل التدفق

أحد الاعتبارات الأساسية في أداء حلقة الضخ هو معدل التدفق المطلوب لسائل الحاجز. يجب أن يكون معدل التدفق كافيًا للحفاظ على طبقة سائلة مستقرة بين وجوه الختم، وإزالة الحرارة الناتجة عن الاحتكاك، ومنع دخول سوائل العملية.

منحنيات أداء حلقة الضخ

يتميز أداء حلقة الضخ عادةً بمنحنيات الأداء التي تحدد معدل التدفق مقابل رأس الضغط الناتج عن حلقة الضخ بسرعات دوران مختلفة.

منحنيات نظام الأنابيب

يمثل منحنى نظام الأنابيب انخفاض الضغط عبر الأنابيب والتركيبات والمكونات الأخرى في حلقة التدوير. يحدد تقاطع منحنى أداء حلقة الضخ ومنحنى نظام الأنابيب معدل الدوران الفعلي للسائل الحاجز في النظام.

العوامل المؤثرة على أداء حلقة الضخ

هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر على أداء حلقات الضخ في تطبيقات الختم الميكانيكي.

القطر والسرعة

تؤدي الأقطار الأكبر وسرعات الدوران الأعلى عمومًا إلى زيادة سعة معدل التدفق ورأس الضغط.

التخليص والنقل

تؤثر الفجوات بين حلقة الضخ والمكونات الثابتة، بالإضافة إلى حجم وموقع منافذ الدخول والخروج، بشكل كبير على أداء حلقة الضخ. يمكن أن تؤدي الخلوصات الأصغر إلى زيادة رأس الضغط الناتج عن حلقة الضخ ولكنها قد تؤدي أيضًا إلى زيادة فقد الاحتكاك وتوليد الحرارة.

خصائص السوائل

تلعب خصائص السائل الحاجز، مثل اللزوجة والكثافة والانضغاط، دورًا حاسمًا في ضخ أداء الحلقة. قد تتطلب السوائل ذات اللزوجة العالية خلوصات ومنافذ أكبر للحفاظ على معدلات تدفق كافية، في حين أن السوائل ذات اللزوجة المنخفضة قد تتيح خلوصات أصغر وتحسين قدرات توليد الضغط. يجب أيضًا مراعاة توافق السائل الحاجز مع مواد الختم وسائل العملية لضمان التشغيل الموثوق به على المدى الطويل.