Odkiaľ pochádza hluk v keramických čerpadlách? Štyri štrukturálne optimalizácie na zníženie vysokofrekvenčného hluku
Keramické čerpadlo generujúce vysokofrekvenčné zvuky zvyčajne neznamená, že zlyhalo. To, čo počujete, je operácia rezonancie. Zvuk je nepretržité „zzz--“ alebo „eeek--“, ktorý je dostatočne hlasný na to, aby prenikol do drevenej skrinky a dostal sa k vašim ušiam. Zvuk v skutočnosti nepochádza z keramického komponentu; pochádza z kombinácie inžinierskych a hydraulických funkcií.
Hlavným vinníkom je interakcia rotor-stator medzi obežným kolesom a skriňou čerpadla. Keď lopatky obežného kolesa prechádzajú okolo špirálového jazýčka, periodicky stláčajú tekutinu, čím vytvárajú tlakové pulzácie. Táto frekvencia pulzovania - počet lopatiek krát rýchlosť otáčania - je základným zdrojom vysokofrekvenčného hluku. Keramické obežné koleso je tuhé a ľahké, takže v skutočnosti reaguje citlivejšie na toto budenie a prenáša vibrácie efektívnejšie ako kovové obežné koleso.
Druhá vrstva pochádza z mikrovibrácií v ložisku a puzdre hriadeľa. Povrchy keramických puzdier sú veľmi hladké, ale ak vôľa s protiľahlým ložiskom nie je správne prispôsobená, alebo ak sú v kvapaline prítomné jemné častice, systém hriadeľa vytvorí malé vysokofrekvenčné chvenie, ktoré vyžaruje ako ostrý zvuk cez telo čerpadla. Treťou vrstvou je akustické žiarenie zo skrine čerpadla. Aby odolali korózii, keramické telesá čerpadla majú tendenciu byť dostatočne tenké a tvrdé, ale nedostatočne tlmené, takže vnútorná pulzačná energia sa zosilňuje v puzdre na hluk prenášaný vzduchom.
Štyri štrukturálne opravy na zníženie vysokej frekvencie
Prvým spôsobom je upevnenie medzery medzi obežným kolesom a špirálovým perom. Vzdialenosť medzi obežným kolesom a vonkajším priemerom jazyka priamo určuje úrovne amplitúdy pulzácie. Ak je vzdialenosť menšia ako by mala byť, pulzačné vrcholy budú vysoké. Ak je vzdialenosť dostatočne veľká, napríklad nad 10 mm, účinnosť čerpadla klesne. Základným pravidlom je zväčšiť uhol špirálového jazýčka, pretože maximálny pokles úrovne pulzácie nastane, ak prechod toku kvapaliny z obežného kolesa na špirálu prebieha hladko. Merania ukazujú, že zmena uhla špirálového jazýčka z 25 na 34 stupňov umožňuje znížiť úroveň vibrácií čerpadla o viac ako polovicu.
Štýl dvoch striedavých frekvencií na výstupe obežného kolesa. Ak by bola každá čepeľ rovnomerne rozmiestnená, produkovala by všetku svoju vibračnú energiu v jednej úderovej frekvencii, ktorá by generovala hlasný hluk. Nerovnomerným usporiadaním výstupných častí lopatky alebo malými zmenami tvaru špičiek a zadných hrán by sa potrebná vysokofrekvenčná energia rozptýlila do širšej oblasti. Ľudia znesú nešpecifický hluk oveľa lepšie ako čistý zvuk, čo vedie k zníženiu hlasitosti. S keramickým obežným kolesom to môže byť vykonané automaticky počas procesu tvarovania bez použitia nástrojov.
Treťou možnosťou je zakomponovanie tlmenia do hriadeľového systému. Keďže keramické hriadele a ložiská sú komponenty s tvrdým kontaktom, nemôžu využívať tlmiaci efekt kovových čerpadiel vďaka olejovým filmom alebo polymérovým puzdrám v systéme čerpadla. Niektoré možnosti na zníženie množstva vysokofrekvenčných vibrácií prenášaných na teleso čerpadla zahŕňajú použitie tenkej vrstvy polyméru pokrývajúceho keramický hriadeľ alebo premenu telesa ložiska na plávajúce ložiská s elastickou izoláciou. Jedinou podmienkou je, aby objímka odolala čerpanému médiu. V prípade tečúcej čistej vody alebo mierne agresívnych kvapalín je možné použiť PEEK alebo modifikovaný PTFE.
Štyri využívajúce tlmiče s obmedzenou vrstvou na kryte čerpadla. Keramické kryty sú vo svojej podstate veľmi slabo tlmené, čo znamená, že po uvedení do pohybu hlasno rezonujú ako zvony. Bez toho, aby došlo k narušeniu prietokových kanálov, možno použiť tlmiče s obmedzenou vrstvou na povrchu puzdra, pričom sa upraví len vonkajšia strana, alebo sa môžu počas výroby nezmáčaných povrchov vytvoriť gumové drážky, ktoré sa potom naplnia vysoko tlmiacimi kovmi alebo polymérmi. Je potrebné poznamenať, že táto vrstva zaisťuje, že nedochádza ku kontaktu s kvapalinou, a preto sa na teplo premieňa iba energia vibrácií v puzdre.
Vysokofrekvenčný hluk sa ťažko lieči, pretože odpoveď ho neblokuje, ale šíri ho a pohlcuje. Štrukturálna optimalizácia nie je úplne eliminovať vibrácie, ale zabrániť tomu, aby sa usadili vo frekvenčnom pásme, na ktoré sú vaše uši najcitlivejšie. Naskladajte tieto štyri prístupy a vysokofrekvenčné kňučanie keramickej pumpy sa zvyčajne zmení od prenikavého k nápadnému, ale nie nepríjemnému.
