Pompalama Halkası Nedir?

Pompalama Halkası Nedir?

Pompa halkaları, mekanik salmastralardaki sıvının salmastra yüzeyleri arasında dolaşmasına yardımcı olan bileşenlerdir. Mekanik salmastra, dönen bir mil ile sabit bir mahfaza arasında bir sızdırmazlık oluşturarak sızıntıyı önler. Pompalama halkası, sıvıyı conta yüzeyleri boyunca dolaştıran, yağlama ve soğutma sağlayan bir pompalama hareketi oluşturur.

Pompalama Halkaları Nasıl Çalışır?

Pompalama halkasının yüzeyinde küçük pompa görevi gören açılı oluklar bulunur. Mil döndükçe bu oluklar sıvıyı dışarıdan conta yüzeylerine doğru pompalar. Sıvı daha sonra conta yüzeyleri boyunca akar, onları yağlar ve soğutur.

Pompalama Halkasının Amacı Nedir?

Bir pompalama halkasının birincil amacı, çift contalı bir kartuşta iç ve dış contalar arasında kapalı döngüde dönen bir bariyer sıvısı akışı oluşturmaktır. Bu dolaşım aşağıdakilere yardımcı olur:

1. Isıyı conta yüzeylerinden uzağa aktararak mekanik contaları soğutun.
2. Aşınmayı ve sürtünmeyi azaltmak için conta yüzeylerini yağlayın.
3. Salmastra haznesinde proses sıvısından daha yüksek bir basınç sağlayarak kirlenmeyi önleyin ve salmastra ömrünü uzatın.
4. Harici bir rezervuara veya pompalama sistemine ihtiyaç duymadan bariyer sıvısını dolaştıran bir araç sağlayın.

Pompalama Halkası Çeşitleri

Mekanik salmastralarda kullanılan üç ana tip pompalama halkası vardır:

Delinmiş kanatların kullanıldığı radyal akış çarkları

Delikli kanatlara sahip radyal akış çarkları en yaygın pompalama halkası türlerinden biridir. Pervane döndükçe bir basınç farkı oluşturan, pervaneye açılan bir dizi radyal kanat veya delikten oluşurlar. Bu basınç farkı, bariyer sıvısını pervanenin dış çapına yakın yüksek basınç bölgesinden iç çapa yakın düşük basınç bölgesine doğru hareket ettirerek kapalı döngü sirkülasyon yaratır.

Delikli kanatlara sahip radyal akış pervanelerinin üretimi nispeten basittir ve iyi akış hızları ve basınç yüksekliği özellikleri sunabilir, bu da onları geniş bir uygulama yelpazesi için uygun hale getirir.

Yuvaları kullanarak radyal akış

Yarıklar kullanan radyal akışlı pompalama halkaları, delikli kanatlara sahip olanlarla benzer prensipte çalışır ancak delikler yerine pervaneye işlenmiş bir dizi radyal yarık veya oyuk içerir. Pervane döndükçe yuvalar, bariyer sıvısını dış çaptan iç çapa doğru hareket ettiren bir basınç farkı oluşturarak kapalı döngü sirkülasyon yaratır.

Oluklu radyal akışlı pompalama halkaları, oluklar daha sürekli bir akış yolu sağladığından ve akış ayrılmasını ve türbülansı azalttığından, delikli kanat tasarımlarına kıyasla daha iyi akış özellikleri sunabilir. Ancak bunların üretimi daha karmaşık olabilir ve tüm uygulamalar için uygun olmayabilir.

Spiral oluklar kullanılarak eksenel akış

Spiral oluklar kullanan eksenel akışlı pompalama halkaları, pervane döndükçe bariyer sıvısı için sarmal bir akış yolu oluşturacak şekilde tasarlanmıştır. Spiral oluklar pervanenin yüzüne işlenir ve pervane döndükçe bariyer sıvısı oluklar boyunca dış çaptan iç çapa doğru itilir ve kapalı devre bir sirkülasyon oluşturulur.

Spiral oluklara sahip eksenel akışlı pompalama halkaları, özellikle yüksek dönme hızlarında mükemmel akış hızları ve basınç yüksekliği özellikleri sağlayabilir. Genellikle yüksek hızlı turbomakineler ve kompresörler gibi yüksek akış hızlarının ve düşük basınç düşüşlerinin gerekli olduğu uygulamalarda kullanılırlar.

Bununla birlikte, eksenel akışlı pompalama halkalarının tasarımı ve üretimi, radyal akışlı tasarımlara göre daha karmaşık olabilir ve performansları, çalışma koşullarındaki ve akışkan özelliklerindeki değişikliklere karşı daha duyarlı olabilir.

Pompa Halkalarının Uygulamaları

API PLANI 23

API PLAN 23, santrifüj pompaların mekanik salmastralarında kullanılan pompa halkalarına ilişkin gereklilikleri kapsar. Pompa halkalarının malzemelerini, boyutlarını ve üretim toleranslarını belirtir. Plan, petrol ve gaz, kimya ve enerji üretimi de dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde kullanılan pompa halkaları için geçerlidir.

API PLANI 52

API PLAN 52, santrifüj ve döner pompalarda kullanılan mekanik contaların tasarımı ve testine yönelik kılavuzlar sağlar. Malzemeler, boyutlar ve test prosedürleri dahil olmak üzere pompalama halkaları için gereklilikleri kapsar. Plan, petrol ve gaz endüstrisinde yaygın olarak kullanılır.

API PLANI 53

API PLAN 53, pistonlu pompalarda kullanılan mekanik salmastraların tasarımı ve test edilmesine yönelik bir standarttır. Malzemeler, boyutlar ve test yöntemleri de dahil olmak üzere pompalama halkalarına ilişkin gereksinimleri belirtir. Bu plan, petrol ve gaz endüstrisinde pistonlu pompalar için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Pompalama Halkası Performansı

Akış Hızı Gereksinimleri

Pompalama halkası performansındaki temel hususlardan biri, bariyer sıvısının gerekli akış hızıdır. Akış hızı, salmastra yüzeyleri arasında stabil bir sıvı filmi sağlamak, sürtünmeden kaynaklanan ısıyı gidermek ve proses sıvılarının girişini önlemek için yeterli olmalıdır.

Pompalama Halkası Performans Eğrileri

Pompalama halkası performansı tipik olarak çeşitli dönme hızlarında pompalama halkası tarafından oluşturulan basınç yüküne karşı akış hızını gösteren performans eğrileriyle karakterize edilir.

Boru Sistemi Eğrileri

Boru sistemi eğrisi, sirkülasyon döngüsündeki borular, bağlantı parçaları ve diğer bileşenler arasındaki basınç düşüşünü temsil eder. Pompalama halkası performans eğrisi ile boru sistemi eğrisinin kesişimi, sistemdeki bariyer sıvısının gerçek sirkülasyon hızını belirler.

Pompalama Halkası Performansını Etkileyen Faktörler

Mekanik salmastra uygulamalarındaki pompa halkalarının performansını çeşitli faktörler etkileyebilir.

Çap ve Hız

Daha büyük çaplar ve daha yüksek dönme hızları genellikle artan akış hızı kapasitesi ve basınç yüküyle sonuçlanır.

İzinler ve Taşıma

Pompalama halkası ile sabit bileşenler arasındaki açıklıkların yanı sıra giriş ve çıkış portlarının boyutu ve konumu, pompalama halkasının performansını önemli ölçüde etkiler. Daha küçük boşluklar, pompalama halkası tarafından üretilen basınç yükünü artırabilir ancak aynı zamanda daha yüksek sürtünme kayıplarına ve ısı oluşumuna da neden olabilir.

Akışkan Özellikleri

Bariyer sıvısının viskozite, yoğunluk ve sıkıştırılabilirlik gibi özellikleri, pompalama halkası performansında çok önemli bir rol oynar. Daha yüksek viskoziteli sıvılar, yeterli akış hızlarını korumak için daha büyük açıklıklar ve portlar gerektirebilirken, daha düşük viskoziteli sıvılar, daha küçük açıklıklara ve gelişmiş basınç oluşturma yeteneklerine olanak sağlayabilir. Uzun süreli güvenilir çalışmayı sağlamak için bariyer sıvısının conta malzemeleri ve proses sıvısıyla uyumluluğu da dikkate alınmalıdır.