فئة المنتج

اتصل بنا

جينان شينتو الميكانيكية والكهربائية المعدات المحدودة
إضافة: شاندونغ جينان No.59 العالية الصناعة جنوب الطريق، مدينة جينان بمقاطعة شاندونغ، الصين 250101
هاتف: + 86-531-88167719
الفاكس: + 86-531-69951182
بو: +8618769750205

البريد الإلكتروني:kevin@jstbearing.com

الحصول على محامل الخاص بك على التوالي

- Apr 24, 2018 -

اسأل معظم الناس عن الابتكار في المحامل وسيذكرون المحامل المغناطيسية. بالتأكيد ، يستحقون الأضواء. يبدو أن كل شركة تصنيع توربين OEM ومورّدين رئيسيين كانت حريصة على زيادة ترسانتها مع محامل mag.

ومن الأمثلة على ذلك شركة Dresser-Rand التي تحصل على Synchrony ، و MAN Diesel & Turbo لشراء Mecos Traxler ، و SKF التي تستحوذ على S2M ، و Waukesha Bearings على Glacier Rotating Plant Bearings. العدد الكبير من عمليات الدمج يروي قصة التطور السريع وتطور التكنولوجيا بسرعة.

وقال لارس كالمان ، كبير أخصائيي التطبيقات في شركة SKF Fluid Machinery ، "إن المحامل المغنطيسية تعبر الفجوة بين التطبيقات عالية التخصص إلى المزيد من التبني السائد من قبل شركات بناء الآلات الأخرى".

ومع ذلك ، لا يمكن اعتبار اختراقات المحامل المغنطيسية على أنها في طليعة تكنولوجيا المحامل. وبالفعل ، فإن العمل الأخير على المحامل الهوائية ودمج المواد المتقدمة ، مثل السيراميك ، يمكن أن يتصادم مع المطالبة على أنها في طليعة (الشكل 1).

الشكل 1: اتجاهات الغاز الجديدة التي شنت على 700 رطل ، تم تشغيل 2m طويلة ، ودوار اختبار مرنة في 4X أول سرعة حاسمة الانحناء

أينما تنظر ، البائعين ، مثل SKF ، Dresser-Rand Synchrony (انظر المحامل المغناطيسية النشطة: بديل لتكنولوجيا فيلم السوائل ) ، Lufkin ، Kingsbury ، Waukesha Bearings ، Mecos ، GMN Bearing ، Calnetix ، LA Turbine ، Capstone Turbine و New Way Air Bearings ، تضم مجموعة من الميزات الجديدة في سلعها ، وكثير منها مستهدف بشكل مباشر في سوق التوربيني.

إن حقل التحميل التقليدي ، إذا كان لا يزال من الممكن تسميته ، هو مرتع للابتكار. وقد استجاب البائع بعد البائع للتحديات التي تفرضها تطبيقات التوربينية التي تدفع الحدود من حيث درجات الحرارة المرتفعة والضغوط العالية والبيئات القاسية والآلات الأسرع.

وقال جوزيف هارت ، مدير مبيعات RMT محامل لشركة Lufkin (جزء من GE Oil and Gas): "إن الدفع الكبير هو العثور على محامل يمكنها التعامل مع سرعات أعلى وأحمال أثقل". قامت Lufkin- RMT بإدخال مساقي رش الممرات (Spray-Bar Blocker) و By-Pass Cooling إلى محامل محامل لوحية الميل ومحركات الدفع. الهدف هو تقليل درجات حرارة التشغيل أثناء التعامل مع زيادة حمولتها والسرعات السطحية. يتم تقديم هذه التقنية نفسها في محمل السد ذو الضغط الفائق ومحامل الدفع الفائق.

تقدم Waukesha Bearings (WB) درع للضغط على الميل ، ومجلة ، ومجموعة محامل ثابتة ، تستخدم في المضخات والمحركات والضواغط والتوربينات والمولدات وعلب التروس. وتشمل أمثلة ذلك: محامل Maxalign التي تقلل من فقد الطاقة وتعالج اختلال المحاذاة في المصباح التوربيني ذي العمود الكبير ؛ محامل Flexor Pivot التي تزيل التآكل المحوري ، ورفرفة الوسادة ، ومكدس التسامح ؛ ومحامل MLSF التي تحسن الثبات وعمر الخدمة بالمقارنة مع محامل الطوق التقليدية العائمة.

بالإضافة إلى ذلك ، لوازم WB تحتوي على تجميعات محامل أفقي ورأسي. وهي تشمل خيارات مثل التبريد ، والعزل الكهربائي ، والرفع الهيدروستاتيكي ، والتشحيم الذاتي للقرص أو التزييت ، والأجهزة ، لاستخدامها في المضخات والمحركات والمولدات في 21 تطبيقًا ، مثل محطات الطاقة النووية ووحدات تبريد الهواء لمضخات LNG.

كما تستخدم الشركة محامل المواد المتقدمة ، مثل Hiperax و Hidrax ، لتحمل درجات الحرارة العالية ، والأحمال العالية والمواد الكاشطة ، وكذلك المحامل المغناطيسية المحورية والقصابية ، والمحامل المساعدة RDS ، وأجهزة استشعار الموقع وأنظمة التحكم التي تزيد من الموثوقية والتوافر وتقليل الحاجة إلى الصيانة في الموقع.

"نحن نشهد المزيد من الشراكات بين مصنعي المعدات الأصلية والمستخدمين النهائيين والموردين الحاملين ، والتي تسمح لكل خبير لتبادل معارفهم لتحسين التعاون التقني واختبار التحقق من الصحة" ، وقال باري بلير ، كبير المهندسين لمحامل فيلم السوائل في البنك الدولي. "هناك طلب أعلى في السوق للتشحيم الموجه ، واستخدام الزيوت الاصطناعية وخيارات زيوت التشحيم الأخرى. كما أننا نلاحظ خسائر أقل في الطاقة وانخفاض معدلات تدفق النفط وصهاريج نفط أصغر. "

بالنسبة للأعمدة ذات القطر الصغير التي تعمل بسرعات عالية وأحمال عالية ، فإن محامل محورية Flexiv تقوم بمعالجة مشاكل مثل الاهتراء المحوري والاهتزاز. لديهم تصميم لا يتجزأ-منصة التجنيب ، المصنعة كقطعة واحدة (الشكل 2). تعمل تقنية ISFD من WB على المحامل الشعاعية على زيادة قدرة التخميد على مقاومة الاهتزازات المتزامنة الفرعية.

الشكل 2: محمل الوسادة المائل للدوران الذي تقدمه Waukesha Buildings هو جزء متآلف ، يتم تحويله ويلعب بالملل كصلبة. يتم فصل منصات المحورية في الغالب عن الهيكل بواسطة الآلات الدقيقة.

بالإضافة إلى ذلك ، WB هو وجود في المحامل المغناطيسية. يمكن لوحدة تحكم Zephyr المدمجة أن تتلاءم مع تكوين تحكم متكرر في نفس غلاف الفضاء مع وحدات تحكم قديمة غير موفرة. يمكن لوحدات التحكم الخاصة بهذه المحامل المغنطيسية قياس ومعالجة جميع البيانات المطلوبة لتكليف نظام التحميل ، مما يلغي الحاجة إلى المعدات المساعدة مثل أجهزة تحليل الإشارات. ويمكن الآن وضع أجهزة التحكم هذه على بعد 500 متر من الآلة ، كما قال ريتشارد شولتز ، كبير المهندسين في البنك الدولي.

تتخصّص Kingsbury في محامل الدفع المائلة ومحركات المجلات ، مع تطبيقات في التوربينات والضواغط والمولدات والمحركات والمضخات وعلب التروس والمعدات الإضافية. يتضمن ذلك محامل دفع إمالة مائلة ، والتي تتضمن لوحات تسوية لتسوية الحمل بين الوسادات الفردية ولاستيعاب اختلاط بين الطوق والإسكان. توفر ميزة التعادل قدرة تحميل أكبر (الشكل 3).

الشكل 3: KIngsbury متخصصة في منصات إمالة و محامل الدفع و المجلة

محامل الدفع غير المواءمة ، كما يوحي الاسم ، ليس له نظام معادلة ، مما يقلل من الارتفاع المحوري الكلي للمحمل. هذه المحامل Kingsbury هي الأفضل للتطبيقات مع قيود المساحة المحورية. يتطلب التصميم تحملًا أكثر إحتمالًا للصناعات التحميلية. في بعض الأحيان يتطلب الأمر وسيلة للتوفيق لمواءمة المحامل والدوار أثناء التجميع. بالإضافة إلى ذلك ، توفر Kingsbury محامل مجلة tiltingpad تحمل العديد من متغيرات التصميم التي يتم استخدامها لتحقيق أداء موثوق وآمن للماكينة. تتوافق التصميمات المحورية للميلان مع المحاذاة غير الصحيحة.

تتوفر كلاً من محامل الدفع المائلة والمحاسبة غير المتساوية ومحامل المئزر في نمطين:

  • وتستخدم محامل التزييت المغمورة التي تدور حول الزيت حول منصات لسرعة سطح تحمل منخفضة tomdererate

  • محامل التشحيم المباشر التي تقدم زيتًا منعشًا ورائدًا في الحافة الأمامية للوحة المحامل ، وتقلل من متطلبات تدفق الزيت وفقدان الطاقة في التطبيقات عالية السرعة.

وقال "Scan DeCamillo" ، مدير R & D في شركة Kingsbury: "يزداد معدل فقدان الطاقة واحتياجات تدفق الزيت بشكل كبير مع السرعة ويؤثر بشكل كبير على كفاءة الماكينة وحجم نظام زيوت التشحيم". "التشحيم المباشر عبارة عن تقنية مصممة لخفض متطلبات تدفق الزيت المحمل وفقدان الطاقة حيث يستمر التوربيني في الزيادة في الحجم والسرعة."

وقال ديكاميلو ، إن الأبحاث الحديثة تركز على تصميم التشحيم المباشر لمحامل المجلات المعينة بين padgroove (BPG) ، والذي يقدم تكنولوجيا التشحيم المباشر في تصميم أكثر قوة من تصميم أبسط. تحمي الأخاديد SSV (الاهتزاز غير المتزامن) لاستخدامها في محامل مجلة التزييت المباشر الإهتزازات ذات الاتساع المنخفض ، والنطاق العريض ، والقصدي ، والمتزامن الفرعي (الشكل 4).

هناك ميزتان إضافيتان - التناقص التدريجي عالي السرعة والمخمدات المحورية - تعالج درجات الحرارة المرتفعة ومحرك SSV المحوري في تطبيقات المحمل الدفعي في ظروف عالية السرعة ومنخفضة الحمل. وقال ديكاميلو: "يتم دمج أخاديد SSV ، والتكسير العالي السرعة ، والمخمدات المحورية في العديد من تطبيقات التوربينية عالية السرعة".


مواد جديدة

ويجري العمل أيضا لاستبدال المواد babbitt التقليدية في المحامل. يتم التعامل مع حدود درجة الحرارة من babbitt كما تواصل تكنولوجيا turbomachinery لدفع تحمل سرعة السطح ومتطلبات قدرة التحميل. يتم استخدام المواد البديلة بالفعل في التطبيقات المتخصصة مثل PEEK (polyetheretherketone) والبوليمرات الأخرى والسيراميك.

وقال ديكاميلو: "إن أحد التحديات في تطبيق التقنيات البديلة على الصناعات ، مثل النفط والغاز والمعالجة الكيميائية ، هو أن التغيير سيؤثر على الأنظمة والمعايير الأخرى". "يجب أن يتم التعامل مع أنظمة المراقبة والإنذار التي يتم إعدادها حاليًا للحصول على محامل babbitted. سوف تتطلب درجات حرارة التشغيل العالية أيضًا تغيرًا في زيوت التشحيم ذات درجات الحرارة المرتفعة ؛ المواد الاصطناعية لديها بالفعل تاريخ جيد ".

SKF هو في طليعة جدا عندما يتعلق الأمر باستخدام السيراميك. وقال كالمان من SKF أن استخدام مواد جديدة وتوليفات من المواد لإنشاء حلول خاصة بالتطبيقات لتحديات الصناعة قد أدى إلى خلط ومطابقة محامل عناصر السيراميك المتداول ، مع الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم للحلقات. هذه متوفرة من SKF في صف واحد ، الكرات الأخدود العميق ، محامل الكرات الزاويّة ، محامل الكرات ذات 4 نقاط والمحامل الأسطوانية.

وقال كالمان: "لقد تم تطبيقها في العديد من مكابس اللولب للتطبيقات الحامضة وغيرها من تطبيقات معالجة الغازات وفي تطبيقات المضخات عالية الأداء للتطبيقات المبردة وتطبيقات تحت سطح البحر."

آخر تطور آخر هو استخدام طلاء البلازما على القطر الخارجي للحامل المستخدم في المحركات الكهربائية ، والذي يعزلهم عن مرور التيار الكهربائي من خلال المحمل. هذه تجد التطبيق في بعض القطارات محرك يحركها محرك في turbomachinery. في المرحلة الأكثر تجريبية ، تم تطوير محامل عناصر التدحرج التي يتم تشحيمها بتبريد نقي لضواغط ومبردات الطرد المركزي ، وبالتالي القضاء على الحاجة إلى التشحيم الخارجي.

تم تطوير تكنولوجيا المحساس المحسّنة أيضًا لصناعة النفط والغاز. تعمل وحدة SKF هذه كمحمل طرف غير محرك لدعم محور الدوران ، وكشفرة لمراقبة المحرك والتحكم فيه. انها البراغي إلى الدوار الدوار والدرع السكني للسيارات.

تتكون وحدة تحمل مستشعر SKF من غطاء نهاية مصنوع من الألمنيوم ، ومحمل هجين ، وحلقة دفع ، ومستشعر مضبوط ، ومزيَّت ومختوم في المصنع. وهي تحتوي على كرة أخدود هجينة أو عميقة أو أسطوانية أسطوانية ، وحلقة دفع مغناطيسية ، ومستشعر مضمن في غطاء النهاية وكابلات توصيل.

الحلقة الممغنطة ، المثبتة على الحلقة الداخلية الدوارة للمحمل ، ممغنطة بسلسلة من الأقطاب المغناطيسية الشمالية والجنوبية. يتم توليد عدد من الدوافع الرقمية ، مساوية لعدد أزواج القطب في حلقة الاندفاع ، في كل ثورة.

توفر إشارة الخرج معلومات حول سرعة واتجاه الدوران. بالنسبة للتطبيقات الهامة ، تتوفر وحدات مع مستشعر ثاني للتكرار الميكانيكي. وتندرج بعض المحامل المحسّنة بقدرات رصد الحالة التي يمكنها التواصل مع العالم الخارجي. بالإضافة إلى ذلك ، قامت SKF بتحديث محامل الكرة والأسطوانية والمستدقة للحصول على عمر أطول في تطبيقات التوربينية التقليدية. تُعزى هذه السلسلة المعروفة باسم سلسلة إكسبلورر إلى تحسينات في المواد وتغييرات هندسية داخلية دقيقة.

على سبيل المثال ، تتضمن فئة أداء SKF Explorer محامل أسطوانية مصممة للتطبيقات الصناعية الثقيلة. حيث يصل قطرها إلى 420 ملم ويقال إنها تعمل بمبرد أكثر ، وتوفر قدرة حمل حمولة أعلى بنسبة 15٪ ، وعمر أطول مقارنة بالمحامل الأسطوانية القياسية.

في التطبيقات ذات التشغيل والتوقف المتكرر ، يمكن أن تعاني المحامل التقليدية بسبب التشكيل البطيء لفيلم زيوت التشحيم. نهج SKF هو إنشاء سطح النهاية الذي يشجع على تشكيل فيلم التشحيم عن طريق قفص PEEK المعاد هندستها وزاوية الاتصال 40 درجة.


محامل مغناطيسية

يرجع تاريخ أول تطبيق ناجح للمحامل المغناطيسية النشطة للميكنة التوربينية الصناعية إلى عام 1976. الشركة الفرنسية S2M (التي أصبحت الآن جزءًا من SKF) كانت رائدة في هذا المجال وطورت محامل مغناطيسية لا تلامس لمضخات جزيئية توربينية (TMPs).

اليوم ، أكثر من 130،000 وحدة TMP مجهزة بتكنولوجيا SKF S2M قيد التشغيل ، حسب قول Askur Gubaidullin ، مدير تطوير الأعمال ، SKF Magnetic Mechatronics، S2M. "هذا العام تم تشغيل نظام التحميل المغناطيسي SKF S2M 1000 في النفط والغاز. وتغطي المحفظة التطبيقات الخاصة بالمشغلات التوربينية ، والضواغط الطاردة المركزية ، والمحركات الكهربائية الثقيلة ، والتوربينات الغازية والمولدات.

وأضاف أن مدى قوة المحامل المغناطيسية في الآلات الدوارة يختلف من عدة مئات من القدرة الحصانية في حالة توربيني صغير وتصل إلى 43،000 حصان (32+ ميجاوات) لضاغط خط أنابيب الغاز الطبيعي (الشكل 5).

الشكل 5: يستخدم هذا المحمل المغناطيسي الشعاعي لقطر التجويف 310 ملم في ضواغط الطرد المركزي في نطاق القدرة من 16 إلى 32 MW. مجاملة من SKF

"هناك القليل من السحر عندما يستمر دوران 10 طن مدعوم بمحامل mag مع دوران سلس يظهر 20 ميكرونًا فقط من الاهتزاز ، كما هو الحال مع توربين الغاز الخالي من الزيت 9 ميجاوات مقترنًا بمولد طاقة في التشغيل في 12 محطة روسية مشتركة للحرارة والطاقة ، قال جبيدولين.

كما تستخدم محامل SKF S2M mag في خط ضاغط المحرك المتكامل ICL من جنرال إلكتريك. يعمل الضاغط والمحرك المدمج في غلاف مغلق بإحكام على محامل مغناطيسية مغمورة في غاز نظيف مضغوط. لا تتطلب هذه الوحدات نظام زيت التشحيم ، صندوق التروس ، أختام الغاز الجاف أو نظام التبريد الخارجي.

وقال جبيداولين "إن المحامل المغنطيسية تعمل على توسيع نطاق تشغيل الماكينة وتسمح بالتناوب بسرعة أعلى". "إن النظام المتكامل مدمج ، ويجلب منافع تشغيلية وبيئية ، فضلاً عن موثوقية أعلى وصيانه أقل".

واحدة من المشاريع الجارية الأكثر تحديا هي الضغط تحت سطح البحر. تستخدم محامل SKF S2M المغناطيسية لتجهيز الضواغط والمحركات عالية السرعة لنظام ضغط الغاز Åsgard Subsea قبالة الساحل النرويجي (Turbomachinery International Sep / Oct 2014) ، المقرر للتركيب في عام 2015.

إن جوهر تقنية الانضغاط تحت سطح البحر عبارة عن ضاغط حراري متكامل خالي من الزيوت مصمم لزيادة معدل تدفق الغاز الساقط. تم تطوير أول ضاغط مدفوع بمحركات من هذا النوع في أوائل التسعينات. وقد جمعت هذه الضاغطات المدمجة مع محامل SKF S2M المغناطيسية ملايين الساعات من وقت الخدمة.

وقد أدى هذا العمل تحت سطح البحر إلى مجموعة جديدة من الأجزاء الكهروميكانيكية والإلكترونية لدعم المحامل المغناطيسية المستخدمة في التوربينية. تقوم SKF الآن بتسويق خزانة التحكم الإلكترونية E300V2.

وتشمل الميزات المراقبة عن بعد والتشخيص التلقائي بهدف تزويد مشغلي المحطة بدرجة أعلى من الاستقلالية. يقوم نظام الاستحواذ على البيانات عالي الدقة بمراقبة معلمات التشغيل ، مثل سرعة الدوران والاهتزازات ودرجات الحرارة في الوقت الفعلي. يمكن للمستخدم تصور مدور الدوران والشلالات ثلاثية الأبعاد والرسوم البيانية مع تحليلات طيفية ولقطات زمنية وغيرها من المعلمات ذات الصلة.


اقل الاسعار

ومع ازدياد شعبية تطبيقات المحامل المغناطيسية ، جعلها انخفاض أسعارها أكثر سهولة. محامل مغناطيسية Calnetix Powerflux ، على سبيل المثال ، تم دمجها في العديد من تطبيقات التوربينية.

وقد تم استخدامها لتلبية متطلبات اهتزازات تطبيقات المبردات بالبحرية الأمريكية من أجل الجيل التالي من أنظمة التبريد ذات الكفاءة العالية. كما أنها تشكل العمود الفقري لعائلة مكونة من ضواغط هواء متكاملة عالية السرعة خالية من الزيت.

وقال كينيكس ، مدير البرامج في شركة كالينيكس تكنولوجيز: "لقد تم اختيار محامل كالينيكس كإحدى التقنيات الأساسية لتمكين الضاغط المنخفض الضجيج المنخفض الكثافة والمحدد الطاقة". "بالإضافة إلى ذلك ، فإننا نستخدم محامل مغناطيسية Powerflux في وحدة الطاقة المتكاملة (IPM) ، وهي قلب أنظمة دورة رانكين العضوية (ORC)."

هذا يتكون من متوسع التوربينات عالية السرعة المتكاملة والمولدات ذات الكفاءة العالية. تسمح المحامل المغنطيسية بعملية عدم الاتصال ولها استهلاك أقل للطاقة مقارنةً بالكرة أو محامل أفلام السوائل. كما أنهم يراقبون اختلال توازن الدوار ، ولا يحتاجون إلى نظام تزييت أو أختام. يتم استخدام هذه الأنظمة في تطبيقات متنوعة صغيرة الحجم لاسترداد الحرارة في جميع أنحاء العالم.

على جبهة التطوير ، دعا لاري هوكينز ، مدير التقنية ، المحامل المغناطيسية في كالينيكس ، الانتباه إلى مستشعر حافة التدفق المستمر. يتم استخدامه لقياس الإزاحة المحورية من سطح شعاعي في وجود حقول خارجية. بالإضافة إلى ذلك ، بدأت الشركة إنتاج طوبولوجيا تحمل تركيبة جديدة (دعم شعاعي ومحوري في هيكل واحد).

وقال هوكينز: "لقد حملت محامل السرد جنباً إلى جنب مع عرض النطاق الترددي المكافئ لمحامل الدفع المستقل مع خسائر أقل في طاقة الرياح وحزمة شاملة أقصر محوريًا". "هناك أيضا تطوير مستمر من قبل العديد من البائعين ذات الصلة بتحسين استجابة السيطرة خلال حالات اضطراب العملية أو التحميل الزائد. تعمل هذه المخططات على تحسين استرجاع عمود الرافعة بعد حدوث انزعاج في العملية وتحديد الوقت والتحميل على المحامل المساعدة (الاحتياطية). "

في الوقت نفسه ، توفر شركة Mecos أنظمة تحمل مغناطيسية لصناعة التوربينية ، وخاصة في مجال النفط والغاز. وقد ذكر برنهارد ماندل ، مدير المبيعات والتسويق ، اختراقات حديثة في أدوات البرمجيات المتعلقة بالمحامل المغناطيسية لتحسين محاذاة العضو الدوار والجزء الثابت ، والتعويض عن عيوب التصنيع. "لقد طورنا أيضًا طلاءًا جديدًا لتطبيقات الغاز الحامض مما يحسن من المتانة والأدوات اللازمة للتحكم بشكل أفضل (تحكميًا) بالتحكم".

المحامل المغناطيسية تحتاج إلى دعم محامل اللمس. فهي تدخل حيز التشغيل أثناء أي تقطع محامل للذراع ، مثل عندما تكون الوحدة لا تزال تدور ، ولكنها تخلق الكثير من عزم الدوران بحيث لا يمكن للمحامل المغناطيسية أن تحمل العمود في الموضع. ونتيجة لذلك ، هناك حاجة إلى محملات اللمس لجزء من الثانية.

وقال أندي روبينز ، نائب رئيس قسم الهندسة في شركة GMN Bearing USA: "إن الاستخدام الأكثر وضوحًا لمحامل التسوية سيكون فقدانًا كهربائيًا حيث يسقط الدوار على المحامل الاحتياطية ويتراجع".

تدعم شركته سوق التوربيني مع محامل التزحلق للمحامل المغناطيسية ومحامل الدوتاسيك التقليدية. يتم استخدام محملات اللمس في تطبيقات مثل محركات عالية السرعة ، ومكثفات turbo ومضخات عالية السرعة.

وقال روبينز إن سوق تحمل اللمس قد دخلت مرحلة التوسع حيث تنمو الدعائم المغناطيسية في الطلب. الزيادة الرئيسية في كمية الاختبار ، ولكن هناك TMPs الصغيرة التي لديها بالفعل المحامل المغناطيسية ومحامل النسخ الاحتياطي في الإنتاج الكامل.


محامل الغاز والهواء

المحامل المغناطيسية ليست هي المقاربة الوحيدة للمحامل الخالية من الزيت. هناك اهتمام متزايد ونشر المحامل الهوائية (المعروف أيضا باسم محامل الغاز أو الغاز المحبب) كوسيلة بديلة للقضاء على الحاجة إلى النفط.

قام كريستوفر ديلا كورت ، كبير المتخصصين في تكنولوجيا مكافحة القوارض والآلات الدوارة التابع لناسا في مركز غلين للأبحاث في كليفلاند ، بقيادة فريق التوربينات الخالية من الزيوت الذي أجرى أبحاثًا في محامل غازات احباط ذات درجة حرارة عالية للاستخدام النهائي في توربينات الغاز. وقال: "على المدى الطويل ، نتوقع أن تؤثر هذه التكنولوجيا على توليد الطاقة ، والشاحن التوربيني للسيارات ، والدفع بالميكروتوربينات ، وتوربينات الطائرات بدون طيار (UAV) ، وضغط الهواء والنفخ ، وتوليد الطاقة الفضائية".

بعد الإجابة على العديد من الأسئلة الأساسية حول محامل غاز الرقاقات وإمكانياتها ، يقوم فريق ناسا الآن بتطوير محامل كروية مقاومة للصدمات والتروس مصنوعة من مواد فائقة الاستطارة تعتمد على نيتي.

تعتمد محامل غاز الرقائق على فيلم غازي ذاتي التزليق للتزييت. إن لزوجة الفيلم (وبالتالي الضغط) منخفضة حيث أن لزوجة الهواء أقل بكثير من الزيت. الضغوط تتناسب طرديا مع سرعة السطح (rpm times) ، وعادة ما تكون عشرات psi ، كما يقول DellaCorte ، في حين أن المحامل المشحمة بالنفط لها ضغط أفلام مئات من psi. لذلك ، تزدهر محامل غاز الرقاقات على الأحمال الخفيفة والسرعات العالية.

وقال ديلا كورت: "إن محامل الميكروتوربينات في فئة 5 كيلووات إلى 300 كيلو وات التي تعمل على محامل مجلة الرقائق تتراوح من قطر 1 إلى 3". "تتراوح كتل الدوار من أقل من رطل إلى بضع مئات من الجنيهات. ونرى الآن ضواغط هواء تعمل بالكهرباء في السوق تدفع 500 حصان على محامل الرقائق.

أما بالنسبة إلى الذهاب إلى أكبر من ذلك ، فهو يعتقد أن هناك حاجة إلى نوع من التهجين ، ربما باستخدام محامل mag لمحرك الدوران عند صفر دورة في الدقيقة وللتخميد. الخلاصة: ستكون قدرة التحميل الهندسي محدودة من 10 إلى 50 رطل لكل بوصة مربعة ، مما يحد من حجم الماكينة.

طورت ناسا PS300 و PS400 tribocoatings لمحامل عالية التحمل والمتانة. أنها تمكن محامل احباط لتحمل عشرات الآلاف من التدليك تبدأ من دون ارتداء احباط لا مبرر له. وهذا يفتح المجال لشواحن توربينية خالية من الزيت للسيارات والشاحنات ، وضاغطات الوقود والميكروتوربينات للسيارات الهجينة.

يعتقد DellaCorte أنه بمجرد أن يصبح الشاحن التوربيني مع محامل غاز الرقاقات متاحًا بشكل واسع في سوق السيارات كطريقة أخرى لخفض الانبعاثات وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود وتقليل حالات فشل التوربين ، فإنه سيفتح الباب أمام أن تصبح تقنية التحمل أكثر سهولة ومتوفرة نشر.

محامل إحباط عثرة (BFB) هي النوع الأكثر شيوعاً من محامل الفويل مع تاريخ طويل في آلات دورة الهواء على متن الطائرات العسكرية والتجارية. هم الآن أيضا يشيع استخدامها في microturbines.

وهي تتكون من قطعة مسطحة من المعدن يتم ختمها لتكون حوافًا تشكل المطبات ، ثم يتم دحرجها وإدخالها في تجويف دقيق. يتم وضع طبقة رقيقة رفيعة ، غالباً مع طلاء منخفض الاحتكاك داخل النتوءات. عموما 25 إلى 50 μ من التخليص شعاعي تم تصميمه بين الوجه احباط العليا والقطر الخارجي للدوار (الشكل 6).

الشكل (6): مثال على تحمل الغاز احباط

وقال درو ديفيت ، الرئيس التنفيذي للتكنولوجيا: "بما أن التصاريح يمكن أن تشكل تحديًا عند العمل مع الختم والرقائق ، فإن المطبات يجب أن تكون متوافقة ، ومع ارتفاع الحمولة ، تظهر المزيد من المطبات ، وتوزع الحمل عبر منطقة واسعة". الطريق الجديد غاز محامل. "يمكن للدوار أن يستمر في الدوران أو السوط داخل تصميمات التصميم ، لذلك ليس من غير المعتاد رؤية BFBs متلونة بين تجويف الدقة وشريط التضخيم لتقليل الخلوص في ثلاث أو أربع نقاط."

وأضاف دفت أن محامل رقائق الشبك تجتذب أيضا الاهتمام. الفكرة هي أن بعض الحمولة المنقولة عبر الوسادة مدعومة بشبكة سلكية معدنية. قد تكون الشبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم أو النحاس. تؤدي الخسائر الاحتكاكية بين الأسلاك في الشبكة أثناء الربيع إلى آلية التخميد التي لا تراعي حتى مستويات الحرارة المرتفعة في توربينات الغاز.

لقد كانت شركة New Way تدرس مسألة التخميد في التوربينات ، وعلى وجه التحديد الدوارات المرنة المدعومة على محامل الغاز المضغوطة من الخارج باستخدام غازات متعددة. على النيتروجين ، أظهرت تحقيقات درجة الحرارة أسفل الوجه المحمل ارتفاع درجة حرارة 1 درجة مئوية بعد 20 دقيقة عند 9000 دورة في الدقيقة ، بينما مع CO2 ، تبريد المحامل 2 درجة مئوية. يعتقد Devitt أن هذا هو الصناعة الأولى لمحامل الغاز (الشكل 1). لدى New Way خط من محامل الغاز الشعاعي المضغوط خارجيًا. هذه المحامل ، وقال Devitt ، مقارنة إيجابية مع أنواع أخرى من المحامل (الجدول A). وهي مناسبة للتطبيقات ذات التحميل العالي: يؤدي تطبيق ضغط العرض 600 psi إلى ضغط يتراوح بين 300 إلى 400 psi من متوسط الضغط في الفجوة. أنها تناسب في نفس المساحة كالمحامل المائل للنفط ، ولكن يمكن أن تعمل على الغازات العملية ، وما يصل إلى 600 درجة مئوية في الأكسجين وأعلى إذا لم يكن الأكسدة قضية.

وهناك شركات أخرى ، مثل Barber Nichols و Capstone Turbine ، تشارك في تطوير الغاز. تقوم شركة Barber Nichols بنشر محامل غاز احباط تعمل على CO2 فوق الحرج (SCO2) (Turbomachinery International Sept / Oct 2012). كثافة الطاقة لثاني أكسيد الكربون فوق الحرج هي لدرجة أن مدفع قدرة 1 ميجا واط يكون قطره 1.5 بوصة فقط.

الشكل 7: كوتاواي من microturbine كابستون C65 التي تعمل مع محامل الهواء

وقال روبرت غليسون ، نائب الرئيس الأول لتطوير المنتجات في كابستون توربين: "يتكون مملوء الهواء من خرطوشة ونقطة تنفيس وحافة هيدروديناميكية". "إن دوران مجموعة الدوار فيما يتعلق بالرقائق يولد إسفين ضغط يدعم مجموعة الدوار على طبقة حدودية ديناميكية للهواء."

وأوضح أنه يتم إنجاز عملية التخميد بالهواء عن طريق النتوءات ، والقوى من طبقة الهواء الحدودية. يمكن أن تدعم محامل الهواء تدوير مجموعة الدوار حتى سرعة 96000 دورة في الدقيقة ، كما أن فترة الصيانة أكبر من 40000 ساعة.

يستخدم Capstone Turbine محامل الهواء بسبب أدائها الممتاز عند التشغيل في البيئات الساخنة ، مقارنةً بالزيت والمحامل المغناطيسية. وقال روبرت جليسون ، نائب الرئيس الأول لتطوير المنتجات في شركة كابستون توربين: "يتم تحريك محامل الزيت المزيتة عند تعرضها للحرارة المفرطة ويمكن أن تتطلب تبريدًا إضافيًا". أنها تتطلب أيضا تغييرات الجدول الزمني للحفاظ على صحة النفط ، المخاطر البيئية الحالية ، وليس مواتيا لتخليص دوري التنازلات. يمكن أن تتطلب المحامل المغنطيسية التبريد الإضافي والضوابط الإضافية ، وهي حساسة للحرارة وإزالة المغناطيسية ، وتتطلب محامل احتياطية في حالة حدوث حمل زائد أو حمل.

تعمل كابستون مع وزارة الطاقة الأمريكية على جيل جديد من المحامل الهوائية لتوفير قدرة تحميل ديناميكية عالية في درجات الحرارة العالية. هذه مخصصة للاستخدام في الجيل التالي من منتجات كابستون بما في ذلك نظام ميكروفوربين C370 مزدوج التخزين المؤقت (الشكل).

وقال غليسون: "مع التقدم في تقنيات الطلاء الحديثة ، فإن طلاء الطلاء في نظام التحمل لا يتأثر الآن بجميع أنواع البيئات الرطبة مما يسمح بالمنصة الساحلية الساحلية للنفط ، وتطبيقات المنتجات البحرية حيث تكون التقنيات الأخرى عرضة للفشل أو المراقبة السمية البيئية. "


Related Products