משאבת צנטריפוגל בסיסית: שטיפה פנימית ואטימה מכאנית שטיפה חיצונית

אבולוציה מאוטם אריזה לאטם מכני

 

אימפלר המשאבה מותקן על ציר המשאבה העובר דרך בית המשאבה או הוולוט. ללא אטם משאבה, החלק ה"רטוב" החלול של הפיר לתוך הנדבך יכול להיות מקור לדליפה מתמשכת.

 

לפני יותר ממאה שנים, רוב המשאבות הסתמכו על אריזה כדי למנוע דליפת משאבה תוך מתן אפשרות לפיר להסתובב בחופשיות. סוג זה של אריזה או אטם אריזה יוצר בתחילה אזור בתוך המשאבה, המכונה קופסת סתימה, שלתוכו דוחפים או ממולאים את האריזה. משאבות טכנולוגיה ישנות אלו נקראות "מבני קופסאות מטען". לפני חמישים שנה, הטכנולוגיה שופרה, וחותמת האריזה הייתה מורכבת מכמה לולאות של חוט קלוע וחומר מילוי גרפיט שהקיפו את הפיר והיו ממוקמים ב"קופסת המילוי" הישנה. חומרי המילוי הללו נלחצים בחוזקה על ידי בלוטת האריזה כדי למנוע ממי המערכת לחדור החוצה מבית המשאבה.

 

מכיוון שהחיכוך בין האריזה לפיר יוצר חום רב, אטם האריזה דורש סיכה רבה. שימון זה נעשה על ידי מי המערכת, אשר זורמים החוצה מצד היציאה של המשאבה, נשטפים דרך האריזה, ולאחר מכן מתנקזים החוצה מהמשאבה. כך נוצרת מערכת "פתוחה", כלומר כזו שמשתמשים בה באופן קבוע ודולפת מי שטיפה. נדרשת "דליפה" של מים ומטפטפת החוצה מהמשאבה בקצב של בערך טיפה בשנייה. כמובן שיש להחליף מים אלו במים משלימים, כלומר הכנסת יותר אוויר למערכת ובכך להגביר את הקורוזיה.

 

 

בנוסף, יש להתאים את אטם האריזה באופן קבוע על ידי הידוק ידני של הבלוטה כדי לשמור על כמות הסיכה הנכונה, מה שגורם לבלאי יתר של החלקים. סוג איטום זה היה סטנדרטי ברוב המשאבות התעשייתיות לפני עשרות שנים ועדיין נעשה בו שימוש בכמה יישומים תעשייתיים.

 

אטמים מכניים הם כעת סטנדרטיים במשאבות HVAC. לאטם המכני אין שום סוג של דליפה, אך במקום זאת קפיץ משולב מספק לחץ כנגד שני משטחי איטום מלוטשים במיוחד כדי לאטום את המשאבה. אפילו המתחרים של משאבות B&G, שלעיצובי המשאבה הישנים יותר שלהן היו קופסאות מילוי חיצוניות, שונו כך שיהיו אטמים מכניים. לכן במערכות HVAC קיימים כיום שני סוגים של אטמים מכאניים למשאבות – האחד מיועד למשאבות ישנות יותר עם קו שטיפה חיצוני, והשני לאטמי שטיפה פנימיים בדגם של B&G.

 

אטמים מכניים לשטיפה חיצונית ומדוע יש להימנע מהם

 

אטם השטיפה החיצוני פועל בדומה לאטמים מכניים אחרים, אך מתוכנן להתקנה בחלל היבש של בית המשאבה/הנדנדה, בדיוק כמו אטם האריזה הישן. כתוצאה מכך, הם דורשים שימון חיצוני כדי למנוע התחממות יתר עקב חיכוך בין הציר לרכיבי האיטום המסתובבים והנייחים. שימון זה מסופק על ידי צינור מסוג נימי המוביל מים ממוצא המשאבה לאטם המכני, ובכך הופך את המערכת למערכת סגורה בהשוואה לאיטום אריזה משומן חיצונית. לעיצוב הזה יש שלושה חסרונות.

 

הדבר הראשון שיש לקחת בחשבון הוא גודל צינור ההדחה. צינורות אלו הם בדרך כלל צינורות נחושת בגודל 1/4 אינץ' או 3/8 אינץ'. אם המים מתחילים לצבור משקעים בקו או אם יש נזק שדה לקו, הדבר עלול להגביל את זרימת השטיפה. הפחתת קצב הזרימה תקצר את חיי השירות של האטם בהשוואה לקצב הזרימה שתוכנן על ידי היצרן.

 

הבעיה השנייה קשורה גם לאיכות המים. משטח האיטום הוא משטח מלוטש במיוחד. כל חצץ (חלקיקים מוצקים) בין משטח האיטום ישחית את משטח האיטום, מה שעלול להוביל לכשל בטרם עת או לדליפת האיטום.

 

הנושא השלישי הוא כמות המים לשטוף את האיטום כדי להפחית את הצטברות החום הנגרמת מחיכוך. קצב הזרימה תלוי בהפרש הלחץ בין הכניסה והיציאה ואובדן החיכוך של הצינור. היצרן תכנן את גודל הצינור וקצב הזרימה כך שיתאימו למה שנדרש על ידי המשאבה. מה קורה כאשר אנו מתקינים כונן במהירות משתנה על המשאבה? לחץ היניקה במערכת סגורה נשאר די קבוע, אך לחץ הפריקה יורד. קצב הזרימה משתנה עם השורש הריבועי של הפרש הלחץ, וגם קצב זרימת השטיפה יורד. זה אולי לא עניין גדול במערכת מים מצוננים, אבל זה יכול להוביל לקיצור חיי האטימה במערכת חימום.

 

הפרופיל שלהלן מציג את הצינורות הללו משני צידיו של אטם מכני חיצוני טיפוסי (משאבת יניקה כפולה פתוחה באמצע). שימו לב שהם נכנסים ישירות לקופסת המילוי המצוידת באטימה.

 

אטם מכני לשטיפה פנימית ויתרונותיו

בדומה לאטם המכני לשטיפה החיצונית, האוטם המכני לשטיפה הפנימי מונע זרימת מים מבית המשאבה תוך שהוא מאפשר לפיר המשאבה להסתובב בחופשיות. עם זאת, העיצוב של חותם השטיפה הפנימית מורכב ואמין יותר.

החותם המכאני הפנימי ממוקם קרוב יותר לאימפלר של המשאבה ויתמלא במים בעת ההפעלה. כתוצאה מכך, הם בעצם שקועים במי המערכת, חשופים לכ-25% מנוזל המשאבה. זה חשוב כי: 1) אין צורך בשימון חיצוני ובצנרת; 2) קצב זרימת המים סביב החותם גבוה יותר, מה שיכול לספק אפקט שטיפה טוב יותר, ובכך להאריך את חיי השירות של האיטום.

באיטום שטיפה חיצוני, הצינור מפעיל את כל נוזל ההדחה הנדרש ישירות על האיטום בקצב זרימה גבוה מאוד. אטם ההדחה הפנימי שקוע בעצם באמבטיה מלאה במים. מדוע זה מאריך את חיי החותם? תארו לעצמכם שאתם מנקים את אחד מחתיכי הצ'יינה המשובחים של סבתא שלכם בכיור, ואיכות המים המשמשת לניקוי זה גרועה מאוד - יש הרבה חול במים. האם אתה משתמש בתרסיס במהירות גבוהה כדי לנקות אותו, או להשרות אותו בכיור ולסובב אותו בעדינות עם מגבת? בדיוק כמו חרסינה, אטמים מכניים צנטריפוגליים יקרים להחלפה ולרוב נחשפים למים המכילים הרבה חלקיקים.

 

בעוד משאבות עם עיצוב אטם שטיפה חיצוני עדיין זמינות כיום, אנו ממליצים לציין ולדרוש משאבה עם אטם מכני לשטיפה פנימית עבור מערכת ה-HVAC ההידראולית שלך, בין אם המשאבה מותקנת לאחרונה או מחליפה משאבת איטום חיצונית קיימת. אטם השטיפה הפנימי דורש פחות תחזוקה ועוזר להאריך את חיי המשאבה.