No kurienes rodas troksnis keramikas sūkņos? Četras strukturālas optimizācijas, lai samazinātu augstfrekvences troksni
Parasti keramikas sūknis, kas rada augstas frekvences skaņas, nenorāda, ka tas ir atteicies. Tas, ko jūs dzirdat, ir rezonanses darbība. Skaņa ir nepārtraukta "zzz--" vai "eeek--", kas ir pietiekami skaļa, lai iekļūtu koka skapī un sasniegtu jūsu ausis. Skaņa faktiski nenāk no keramikas komponenta; tas rodas no inženiertehniskās un hidrauliskās funkcionalitātes kombinācijas.
Galvenais vaininieks ir rotora un statora mijiedarbība starp lāpstiņriteni un sūkņa korpusu. Kad lāpstiņriteņa lāpstiņas slaucās garām spirāles mēlei, tās periodiski izspiež šķidrumu, radot spiediena pulsācijas. Šis pulsācijas frekvences lāpstiņu skaits un griešanās ātrums ir galvenais augstfrekvences trokšņa avots. Keramikas lāpstiņritenis ir stingrs un viegls, tāpēc tas faktiski reaģē jutīgāk uz šo ierosmi, efektīvāk pārraidot vibrāciju nekā metāla lāpstiņritenis.
Otrais slānis rodas no mikrovibrācijas gultnī un vārpstas uzmavā. Keramikas uzmavu virsmas ir ļoti gludas, taču, ja klīrenss ar savienojošo gultni nav pareizi saskaņots vai ja šķidrumā ir smalkas daļiņas, vārpstas sistēma radīs nelielus augstas frekvences trīci, kas kā asa skaņa izstaro sūkņa korpusu. Trešais slānis ir akustiskais starojums no sūkņa korpusa. Lai izturētu pret koroziju, keramikas sūkņu korpusi mēdz būt plāni un pietiekami stingri, bet nepietiekami slāpēti, tāpēc korpusa iekšējā pulsācijas enerģija tiek pastiprināta, radot gaisa troksni.
Četri strukturālie labojumi, lai samazinātu augsto frekvenci
Pirmā metode ir novērst spraugu starp lāpstiņriteni un spirālveida mēli. Attālums starp lāpstiņriteni un mēles ārējo diametru tieši nosaka pulsācijas amplitūdas līmeni. Ja attālums ir mazāks, nekā vajadzētu, pulsācijas maksimumi būs augsti. Ja attālums ir pietiekami liels, piemēram, virs 10 mm, sūkņa efektivitāte samazināsies. Īkšķis šeit ir palielināt spirāles mēles leņķi, jo maksimālais pulsācijas līmeņa kritums notiks, ja šķidruma plūsmas pāreja no lāpstiņriteņa uz spirālveida riteni noritēs vienmērīgi. Mērījumi liecina, ka spirāles mēles leņķa maiņa no 25 līdz 34 grādiem ļauj samazināt sūkņa vibrācijas līmeni vairāk nekā uz pusi.
Divas pakāpeniskas frekvences stils pie lāpstiņriteņa izejas. Ja katrs asmens būtu izvietots vienmērīgi, tas radītu visu savu vibrācijas enerģiju vienā pārsteidzošā frekvencē, kas radītu skaļu troksni. Padarot izejas lāpstiņas sekcijas nevienmērīgi izkārtotas vai veicot nelielas izmaiņas uzgaļu un aizmugurējo malu formā, nepieciešamā augstfrekvences enerģija tiktu izkliedēta plašākā laukumā. Cilvēki var izturēt nespecifisku troksni daudz labāk nekā tīru skaņu, kā rezultātā samazinās skaļums. Ar keramikas lāpstiņriteni to var izdarīt automātiski formēšanas procesā, neizmantojot instrumentus.
Trešā iespēja ir amortizācijas iekļaušana vārpstas sistēmā. Tā kā keramikas vārpstas un gultņi ir cietas saskares sastāvdaļas, tie nevar baudīt metāla sūkņu amortizācijas efektu, pateicoties eļļas plēvēm vai polimēru buksēm sūkņa sistēmā. Dažas iespējas, kā samazināt uz sūkņa korpusu pārnestās augstfrekvences vibrācijas, ietver plāna polimēra slāņa izmantošanu, kas pārklāj keramisko vārpstu, vai gultņa korpusa pārveidošanu par peldošajiem gultņiem ar elastīgu izolāciju. Vienīgais nosacījums ir tas, ka uzmavai jāspēj izturēt sūknējamo vidi. Ja tek tīrs ūdens vai viegli agresīvi šķidrumi, var izmantot PEEK vai modificētu PTFE.
Četri, izmantojot ierobežota slāņa slāpētājus uz sūkņa korpusa. Keramikas korpusi pēc būtības ir ļoti vāji slāpēti, kas nozīmē, ka pēc iedarbināšanas tie skaļi rezonē, piemēram, zvani. Neizraisot nekādus traucējumus plūsmas kanālos, korpusa virsmā var izmantot ierobežotu slāņu amortizatorus, apstrādājot tikai ārējo pusi, vai arī nesamitrināto virsmu izgatavošanas laikā var izveidot gumijas rievas un pēc tam piepildīt ar augstas slāpēšanas metāliem vai polimēriem. Jāņem vērā, ka šis slānis nodrošina, ka nenotiek kontakts ar šķidrumu, un līdz ar to siltumā tiek pārvērsta tikai korpusā esošo vibrāciju enerģija.
Augstas frekvences troksni ir grūti ārstēt, jo atbilde to nebloķē, bet gan to izplata un absorbē. Strukturālās optimizācijas domāšanas veids ir nevis pilnībā novērst vibrāciju, bet gan novērst to nogulsnēšanos frekvenču joslā, pret kuru jūsu ausis ir visjutīgākās. Savienojiet šīs četras pieejas, un keramikas sūkņa augstfrekvences čīkstēšana parasti kļūst no caurduroša līdz pamanāmai, bet ne kaitinošai.
