Odakle dolazi buka u keramičkim pumpama? Četiri strukturne optimizacije za smanjenje visokofrekventne buke
Uobičajeno, keramička pumpa koja stvara visokofrekventne zvukove ne znači da je pokvarila. Ono što čujete je rezonantna operacija. Zvuk je kontinuirano "zzz--" ili "eeek--" koji je dovoljno glasan da prodre kroz drveni ormarić i dopre do vaših ušiju. Zvuk zapravo ne dolazi od keramičke komponente; proizlazi iz kombinacije inženjerske i hidrauličke funkcionalnosti.
Glavni krivac je interakcija rotor-stator između radnog kola i kućišta pumpe. Dok lopatice radnog kola prolaze pored volutastog jezika, povremeno istiskuju tečnost, stvarajući pulsacije pritiska. Ta frekvencija pulsiranja - broj noževa puta brzina rotacije - je osnovni izvor visokofrekventnog šuma. Keramički impeler je krut i lagan, tako da zapravo reagira osjetljivije na ovu pobudu, prenoseći vibracije efikasnije od metalnog impelera.
Drugi sloj dolazi od mikro-vibracija u ležaju i čahuri vratila. Keramičke površine čahure su vrlo glatke, ali ako zazor sa ležajem koji se spaja nije pravilno usklađen, ili ako su fine čestice prisutne u tekućini, sistem osovine će proizvesti male visokofrekventne podrhtavanje koje zrače kao oštar zvuk kroz tijelo pumpe. Treći sloj je akustičko zračenje iz kućišta pumpe. Da bi se oduprli koroziji, kućišta keramičkih pumpi obično su tanka i dovoljno čvrsta, ali nedovoljno prigušena - tako da se unutrašnja energija pulsiranja pojačava kućištem u buku koja se prenosi zrakom.
Četiri strukturna popravka za rušenje visoke frekvencije
Prva metoda je da se popravi razmak između radnog kola i spiralnog jezika. Udaljenost između radnog kola i vanjskog prečnika pera direktno određuje nivoe amplitude pulsiranja. Ako je udaljenost manja nego što bi trebala biti, vrhovi pulsiranja će biti visoki. Ako je udaljenost dovoljno velika, na primjer, preko 10 mm, efikasnost pumpe će pasti. Osnovno pravilo je da se poveća ugao volutastog jezička jer će doći do maksimalnog pada nivoa pulsiranja ako se tranzicija protoka tečnosti sa radnog kola na spiralni odvija glatko. Mjerenja pokazuju da promjena ugla zavojnog jezika sa 25 na 34 stepena omogućava smanjenje nivoa vibracija pumpe za više od pola.
Dva tipa raspoređenih frekvencija na izlazu radnog kola. Kada bi svaka oštrica bila ravnomjerno raspoređena, proizvela bi svu svoju energiju vibriranja na jednoj udarnoj frekvenciji koja bi generirala glasan šum. Neujednačenim rasporedom izlaznih dijelova lopatice ili malim promjenama oblika vrhova i stražnjih ivica, potrebna visokofrekventna energija bi se raspršila na širem području. Ljudi podnose nespecifičnu buku mnogo bolje od čistog zvuka što rezultira smanjenom jačinom zvuka. Sa keramičkim impelerom to se može uraditi automatski tokom procesa oblikovanja bez upotrebe alata.
Treća opcija je ugradnja prigušenja u sistem osovine. Kako su keramičke osovine i ležajevi čvrsti na dodir komponente, ne mogu uživati u efektu amortizacije metalnih pumpi zahvaljujući uljnim filmovima ili polimernim čaurama u sistemu pumpe. Neke opcije za smanjenje količine visokofrekventnih vibracija koje se prenose na kućište pumpe uključuju korištenje tankog sloja polimera koji pokriva keramičku osovinu ili pretvaranje kućišta ležaja u plutajuće ležajeve s elastičnom izolacijom. Jedini uslov je da čaura treba da izdrži pumpani medij. U slučaju tekuće čiste vode ili blago agresivnih tečnosti, može se koristiti PEEK ili modifikovani PTFE.
Četiri koriste prigušivače sa ograničenim slojem na kućištu pumpe. Keramička kućišta su sama po sebi vrlo slabo prigušena, što znači da glasno rezoniraju nakon pokretanja, poput zvona. Bez izazivanja bilo kakvog poremećaja u protočnim prolazima, prigušivači sa ograničenim slojem mogu se koristiti na površini kućišta sa samo vanjskom stranom koja se obrađuje ili se mogu stvoriti gumeni žljebovi tokom proizvodnje nenavlaženih površina, a zatim ispunjeni metalima ili polimerima sa visokim stepenom prigušenja. Treba napomenuti da ovaj sloj osigurava da ne dođe do kontakta sa tekućinom, te se stoga samo energija vibracija u kućištu pretvara u toplinu.
Visokofrekventnu buku je teško tretirati jer je odgovor ne blokira, već je širi i upija. Mišljenje o strukturnoj optimizaciji nije da u potpunosti eliminiše vibracije, već da ih spreči da se naslanjaju na frekvencijski opseg na koji su vaše uši najosjetljivije. Spojite ova četiri pristupa i visokofrekventno cviljenje keramičke pumpe obično prelazi od prodornog do uočljivog, ali ne i dosadnog.
