पम्पिंग रिंग क्या है?
पम्पिंग रिंग हैं यांत्रिक मुहरों में घटक जो सील के किनारों के बीच तरल पदार्थ को प्रसारित करने में मदद करते हैं। यांत्रिक मुहर यह एक घूर्णन शाफ्ट और स्थिर आवरण के बीच एक सील बनाकर रिसाव को रोकता है। पंपिंग रिंग एक पंपिंग क्रिया उत्पन्न करती है जो सील के किनारों पर तरल पदार्थ का संचार करती है, जिससे स्नेहन और शीतलन मिलता है।
पम्पिंग रिंग कैसे काम करते हैं?
पंपिंग रिंग की सतह पर कोणीय खांचे होते हैं जो छोटे पंपों का काम करते हैं। जैसे ही शाफ्ट घूमता है, ये खांचे बाहर से सील के किनारों की ओर तरल पदार्थ पंप करते हैं। फिर यह तरल पदार्थ सील के किनारों से होकर बहता है, उन्हें चिकनाई देता है और ठंडा करता है।
पंपिंग रिंग का उद्देश्य क्या है?
पंपिंग रिंग का प्राथमिक उद्देश्य दोहरी सील कार्ट्रिज में इनबोर्ड और आउटबोर्ड सील के बीच अवरोधक द्रव का एक बंद-लूप घूमता हुआ प्रवाह बनाना है। यह परिसंचरण निम्न में मदद करता है:
- सील के मुखों से ऊष्मा को दूर स्थानांतरित करके यांत्रिक सीलों को ठंडा करें।
- घिसाव और घर्षण को कम करने के लिए सील के किनारों को चिकना करें।
- प्रक्रिया द्रव की तुलना में सील कक्ष में उच्च दबाव बनाए रखें, जिससे संदूषण और विस्तार को रोका जा सके सील जीवन.
- किसी बाहरी जलाशय या पम्पिंग प्रणाली की आवश्यकता के बिना अवरोधक द्रव को प्रसारित करने का साधन प्रदान करना।
पंपिंग रिंग के प्रकार
मैकेनिकल सील में तीन मुख्य प्रकार के पम्पिंग रिंग का उपयोग किया जाता है:
ड्रिल किए गए वैन का उपयोग करके रेडियल फ्लो इम्पेलर्स
ड्रिल किए हुए वेन वाले रेडियल फ्लो इम्पेलर पंपिंग रिंग के सबसे आम प्रकारों में से एक हैं। इनमें इम्पेलर में ड्रिल किए गए रेडियल वेन या छिद्रों की एक श्रृंखला होती है, जो इम्पेलर के घूमने पर एक दाब अंतर पैदा करते हैं। यह दाब अंतर अवरोधक द्रव को इम्पेलर के बाहरी व्यास के निकट उच्च दाब क्षेत्र से आंतरिक व्यास के निकट निम्न दाब क्षेत्र की ओर ले जाता है, जिससे एक बंद-लूप परिसंचरण बनता है।
ड्रिल किए गए वेन वाले रेडियल फ्लो इम्पेलर्स का निर्माण अपेक्षाकृत सरल है और वे अच्छे प्रवाह दर और दबाव शीर्ष विशेषताएं प्रदान कर सकते हैं, जिससे वे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।
स्लॉट का उपयोग करके रेडियल प्रवाह
स्लॉट्स का उपयोग करने वाले रेडियल फ्लो पंपिंग रिंग्स, ड्रिल किए गए वेन वाले रिंग्स के समान सिद्धांत पर काम करते हैं, लेकिन इनमें छेदों के बजाय इम्पेलर में रेडियल स्लॉट्स या खांचे की एक श्रृंखला होती है। जैसे ही इम्पेलर घूमता है, स्लॉट्स एक दबाव अंतर पैदा करते हैं जो अवरोधक द्रव को बाहरी व्यास से आंतरिक व्यास की ओर ले जाता है, जिससे एक बंद-लूप परिसंचरण बनता है।
स्लॉटेड रेडियल फ्लो पंपिंग रिंग्स, ड्रिल्ड वेन डिज़ाइनों की तुलना में बेहतर प्रवाह विशेषताएँ प्रदान कर सकती हैं, क्योंकि स्लॉट्स एक अधिक निरंतर प्रवाह पथ प्रदान करते हैं और प्रवाह पृथक्करण और अशांति को कम करते हैं। हालाँकि, इनका निर्माण अधिक जटिल हो सकता है और ये सभी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं भी हो सकते हैं।
सर्पिल खांचे का उपयोग करके अक्षीय प्रवाह
सर्पिल खांचे वाले अक्षीय प्रवाह पम्पिंग रिंग, प्ररितक के घूमने पर अवरोधक द्रव के लिए एक कुंडलाकार प्रवाह पथ बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। सर्पिल खांचे प्ररितक के मुख में मशीनीकृत किए जाते हैं, और जैसे ही प्ररितक घूमता है, अवरोधक द्रव खांचे के साथ बाहरी व्यास से आंतरिक व्यास की ओर धकेला जाता है, जिससे एक बंद-लूप परिसंचरण बनता है।
सर्पिल खांचे वाले अक्षीय प्रवाह पंपिंग रिंग, विशेष रूप से उच्च घूर्णन गति पर, उत्कृष्ट प्रवाह दर और दाब शीर्ष विशेषताएँ प्रदान कर सकते हैं। इनका उपयोग अक्सर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ उच्च प्रवाह दर और कम दाब गिरावट की आवश्यकता होती है, जैसे कि उच्च गति वाली टर्बोमशीनरी और कंप्रेसर में।
हालांकि, अक्षीय प्रवाह पम्पिंग रिंगों का डिजाइन और निर्माण रेडियल प्रवाह डिजाइनों की तुलना में अधिक जटिल हो सकता है, और उनका प्रदर्शन परिचालन स्थितियों और द्रव गुणों में परिवर्तन के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है।
पंपिंग रिंगों के अनुप्रयोग
एपीआई योजना 23
एपीआई योजना 23 यह योजना अपकेन्द्री पंपों के लिए यांत्रिक सीलों में प्रयुक्त पम्पिंग रिंगों की आवश्यकताओं को शामिल करती है। यह पम्पिंग रिंगों की सामग्री, आयाम और निर्माण सहनशीलता को निर्दिष्ट करती है। यह योजना तेल और गैस, रसायन और विद्युत उत्पादन सहित विभिन्न उद्योगों में प्रयुक्त पम्पिंग रिंगों पर लागू होती है।
एपीआई योजना 52
एपीआई योजना 52 यह योजना अपकेन्द्री और घूर्णी पंपों में प्रयुक्त यांत्रिक सीलों के डिज़ाइन और परीक्षण के लिए दिशानिर्देश प्रदान करती है। इसमें पंपिंग रिंगों की आवश्यकताओं, जिनमें सामग्री, आयाम और परीक्षण प्रक्रियाएँ शामिल हैं, को शामिल किया गया है। इस योजना का तेल और गैस उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
एपीआई योजना 53
एपीआई प्लान 53 रेसिप्रोकेटिंग पंपों में प्रयुक्त मैकेनिकल सील्स के डिज़ाइन और परीक्षण के लिए एक मानक है। यह पंपिंग रिंग्स की आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है, जिसमें सामग्री, आयाम और परीक्षण विधियाँ शामिल हैं। यह प्लान आमतौर पर तेल और गैस उद्योग में रेसिप्रोकेटिंग पंपों के लिए उपयोग किया जाता है।
पंपिंग रिंग प्रदर्शन
प्रवाह दर आवश्यकताएँ
पंपिंग रिंग के प्रदर्शन में प्राथमिक विचारों में से एक अवरोधक द्रव की आवश्यक प्रवाह दर है। प्रवाह दर सील सतहों के बीच एक स्थिर द्रव फिल्म बनाए रखने, घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा को दूर करने और प्रक्रिया द्रवों के प्रवेश को रोकने के लिए पर्याप्त होनी चाहिए।
पंपिंग रिंग प्रदर्शन वक्र
पम्पिंग रिंग के प्रदर्शन को आमतौर पर प्रदर्शन वक्रों द्वारा चिह्नित किया जाता है, जो विभिन्न घूर्णी गति पर पम्पिंग रिंग द्वारा उत्पन्न दबाव शीर्ष के विरुद्ध प्रवाह दर को दर्शाते हैं।
पाइपिंग सिस्टम वक्र
पाइपिंग सिस्टम वक्र, परिसंचरण लूप में पाइपिंग, फिटिंग और अन्य घटकों में दबाव में कमी को दर्शाता है। पंपिंग रिंग प्रदर्शन वक्र और पाइपिंग सिस्टम वक्र का प्रतिच्छेदन, सिस्टम में अवरोधक द्रव की वास्तविक परिसंचरण दर निर्धारित करता है।
पंपिंग रिंग के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारक
यांत्रिक सील अनुप्रयोगों में पम्पिंग रिंगों के प्रदर्शन को कई कारक प्रभावित कर सकते हैं।
व्यास और गति
बड़े व्यास और उच्च घूर्णन गति के परिणामस्वरूप आम तौर पर प्रवाह दर क्षमता और दबाव शीर्ष में वृद्धि होती है।
मंजूरी और पोर्टिंग
पंपिंग रिंग और स्थिर घटकों के बीच की दूरी, साथ ही इनलेट और आउटलेट पोर्ट का आकार और स्थान, पंपिंग रिंग के प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। कम दूरी पंपिंग रिंग द्वारा उत्पन्न दबाव को बढ़ा सकती है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप घर्षण हानि और ऊष्मा उत्पादन भी बढ़ सकता है।
द्रव गुण
अवरोधक द्रव के गुण, जैसे श्यानता, घनत्व और संपीडनशीलता, पम्पिंग रिंग के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उच्च श्यानता वाले द्रवों को पर्याप्त प्रवाह दर बनाए रखने के लिए बड़े क्लीयरेंस और पोर्ट की आवश्यकता हो सकती है, जबकि कम श्यानता वाले द्रवों को कम क्लीयरेंस और बेहतर दाब-उत्पादन क्षमताएँ प्राप्त हो सकती हैं। अवरोधक द्रव की अनुकूलता सील सामग्री और विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन सुनिश्चित करने के लिए प्रक्रिया द्रव पर भी विचार किया जाना चाहिए।
