تطبيقات مختلفة للأختام الميكانيكية المختلفة

يمكن للأختام الميكانيكية حل مجموعة متنوعة من مشاكل الختم. فيما يلي بعض الأمثلة التي تُبرز تنوع استخدامات الأختام الميكانيكية وتُبيّن أهميتها في القطاع الصناعي اليوم.

1. خلاطات شريط المسحوق الجاف
هناك بعض المشاكل التي تظهر عند استخدام المساحيق الجافة. السبب الرئيسي هو أن استخدام جهاز مانع تسرب يتطلب مادة تشحيم رطبة قد يؤدي إلى انسداد المسحوق حول منطقة المانع. قد يكون هذا الانسداد كارثيًا على عملية المانع. الحل هو شطف المسحوق بالنيتروجين أو الهواء المضغوط. بهذه الطريقة، لن يتراكم المسحوق، ولن يُشكل الانسداد مشكلة.
سواءً اخترت استخدام النيتروجين أو الهواء المضغوط، تأكد من أن تدفق الهواء نظيف وموثوق. إذا انخفض الضغط، فقد يسمح ذلك للمسحوق بالتلامس مع سطح عمود التعبئة، مما يُفسد الغرض من تدفق الهواء.

تناول عدد يناير 2019 من مجلة "المضخات والأنظمة" تطورًا جديدًا في مجال التصنيع، يتمثل في إنتاج مواد جرافيت مُسلَّكة باستخدام تفاعل كيميائي للبخار يُحوِّل المناطق المكشوفة من الجرافيت الكهربائي إلى كربيد السيليكون. تتميز الأسطح المُسلَّكة بمقاومة أكبر للتآكل من الأسطح المعدنية، وتسمح هذه العملية بتحويل المواد إلى تكوينات معقدة، حيث لا يُغيِّر التفاعل الكيميائي حجمها.
نصائح التثبيت
لتقليل الغبار، استخدم صمام تفريغ مزود بغطاء محكم ضد الغبار لتأمين غطاء الحشية
استخدم حلقات فانوس على غدة التعبئة، وحافظ على ضغط هواء منخفض أثناء عملية الخلط لمنع وصول الجزيئات إلى صندوق التعبئة. هذا سيحمي أيضًا عمود التعبئة من التآكل.

2. حلقات احتياطية عائمة لأختام الدوران عالية الضغط
تُستخدم حلقات الدعم عادةً مع الأختام الأولية أو حلقات O-rings لمساعدتها على مقاومة آثار البثق. تُعد حلقة الدعم مثالية للاستخدام في أنظمة الدوران عالية الضغط، أو في حالات وجود فجوات بثق كبيرة.
بسبب الضغط العالي في النظام، هناك خطر اختلال محاذاة العمود أو تشوه المكونات بسبب الضغط العالي. مع ذلك، يُعد استخدام حلقة دعم عائمة في نظام دوار عالي الضغط حلاً ممتازًا، لأنه يتبع حركة العمود الجانبية، ولا تتشوه الأجزاء أثناء الاستخدام.
نصائح التثبيت
من التحديات الرئيسية المرتبطة بالأختام الميكانيكية في أنظمة الضغط العالي هذه تحقيق أقل خلوص ممكن لفجوة البثق لتقليل تلفها. كلما اتسعت فجوة البثق، زاد تلف الختم بمرور الوقت.
من الضروري أيضًا تجنب تلامس المعدنين عند فجوة البثق الناتج عن الانحراف. فقد يُسبب هذا التلامس احتكاكًا حراريًا كافيًا يُضعف الختم الميكانيكي ويجعله أقل مقاومة للبثق.

3. أختام مزدوجة الضغط على اللاتكس
تاريخيًا، كانت أكثر مشاكل مانع التسرب الميكانيكي المصنوع من اللاتكس تصلبًا عند تعرضه للحرارة أو الاحتكاك. فعند تعرض مانع التسرب للاتكس للحرارة، ينفصل الماء عن الجزيئات الأخرى، مما يؤدي إلى جفافه. وعندما يدخل لاتكس المانع في الفجوة بين سطح مانع التسرب الميكانيكي، يتعرض للاحتكاك والقص، مما يؤدي إلى التخثر، مما يضر بالمانع.
الحل السهل هو استخدام مانع تسرب ميكانيكي مزدوج الضغط، حيث يتكون سائل حاجز بداخله. مع ذلك، هناك احتمال أن يخترق اللاتكس المانعات بسبب تشوهات الضغط. الحل الأمثل لهذه المشكلة هو استخدام مانع تسرب مزدوج الخرطوشة مزود بخانق للتحكم في اتجاه التدفق.
نصائح التثبيت
تأكد من محاذاة مضختك بشكل صحيح. قد يؤدي انزلاق العمود، أو انحرافه أثناء التشغيل العنيف، أو إجهاد الأنابيب إلى اختلال محاذاة المضخة وإجهادها.
احرص دائمًا على قراءة الوثائق المرفقة بأختامك الميكانيكية للتأكد من تركيبها بشكل صحيح من المرة الأولى؛ وإلا، فقد يحدث تخثر بسهولة ويُفسد عملية التشغيل. من الأسهل مما يتوقعه البعض ارتكاب أخطاء بسيطة قد تؤثر على فعالية الختم وتُسبب عواقب غير مقصودة.
يؤدي التحكم في الفيلم السائل الذي يتلامس مع وجه الختم إلى إطالة عمر الختم الميكانيكي، وتوفر الأختام ذات الضغط المزدوج هذا التحكم.
احرص دائمًا على تركيب مانع تسرب مزدوج الضغط مزود بنظام تحكم بيئي أو دعم لإدخال حاجز السوائل بين المانعين. يأتي السائل عادةً من خزان لتزييت المانعات عبر شبكة أنابيب. استخدم عدادات المستوى والضغط على الخزان لضمان التشغيل الآمن والاحتواء المناسب.

4. أختام المحور الكهربائي المتخصصة للسيارات الكهربائية
يؤدي المحور الكهربائي في المركبات الكهربائية الوظائف المشتركة للمحرك وناقل الحركة. ومن تحديات إحكام هذا النظام أن نواقل الحركة في المركبات الكهربائية تعمل أسرع بثماني مرات من نواقل الحركة في المركبات التي تعمل بالبنزين، ومن المرجح أن تزداد هذه السرعة مع تطور المركبات الكهربائية.
تبلغ سرعة دوران أختام العجلات التقليدية المستخدمة في المحاور الكهربائية حوالي 100 قدم في الثانية. وهذا يعني أن المركبات الكهربائية لا يمكنها قطع سوى مسافات قصيرة بشحنة واحدة. ومع ذلك، نجح ختم جديد مُطور مصنوع من بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) في اجتياز اختبار دورة تحميل مُسرّعة لمدة 500 ساعة، مُحاكيًا ظروف القيادة الواقعية، وحقق سرعة دوران تبلغ 130 قدمًا في الثانية. كما خضعت الأختام لاختبارات تحمل لمدة 5000 ساعة.
أظهر الفحص الدقيق للأختام بعد الاختبار عدم وجود أي تسرب أو تآكل في العمود أو شفة الختم. علاوة على ذلك، كان التآكل على سطح التشغيل بالكاد ملحوظًا.

نصائح التثبيت
لا تزال الأختام المذكورة هنا في مرحلة الاختبار وليست جاهزة للتوزيع على نطاق واسع. ومع ذلك، يُمثل التوصيل المباشر بين المحرك وعلبة التروس تحديات فيما يتعلق بالأختام الميكانيكية لجميع المركبات الكهربائية.
وبشكل أكثر تحديدًا، يجب أن يبقى المحرك جافًا مع بقاء علبة التروس مشحمة. هذه الظروف تجعل من الضروري اختيار مانع تسرب موثوق. بالإضافة إلى ذلك، يجب على المُركّبين اختيار مانع تسرب يسمح للمحور الكهربائي بالتحرك بسرعة تتجاوز 130 دورة في الدقيقة - وهو الخيار المُفضّل حاليًا في الصناعة - مع تقليل الاحتكاك.
الأختام الميكانيكية: ضرورية للعمليات المتسقة
يوضح هذا العرض أن اختيار الختم الميكانيكي المناسب للغرض يؤثر بشكل مباشر على النتائج. علاوة على ذلك، فإن التعرّف على أفضل ممارسات التركيب يساعد على تجنب الأخطاء.