Hydrostatic seal
હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ એ બિન-સંપર્કિત યાંત્રિક સીલ છે જે દળોના સંતુલન હેઠળ કાર્ય કરે છે. પરંપરાગત હાઇડ્રોડાયનેમિક સીલથી વિપરીત, હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલમાં બે અલગ અલગ દબાણ ઝોન હોય છે જેનો ઉપયોગ બે સીલ ફેસિસ વચ્ચે સંતુલિત દબાણ ઝોન સ્થાપિત કરવા માટે થાય છે. દ્વિ-દબાણ પ્રણાલી સીલને અનન્ય બનાવે છે કારણ કે લાક્ષણિક યાંત્રિક સીલમાં એક દબાણ ઝોન હોય છે જે દબાણના નિર્માણનું કારણ બને છે જે આખરે સીલને ખામી તરફ દોરી જશે. સીલ ફેસ પર દબાણ સંતુલનમાં આવ્યા પછી, બે સીલ ફેસ વચ્ચે એક અસંપીડ્ય પ્રવાહી છોડવામાં આવે છે. પ્રવાહી સીલના ચહેરાની આસપાસ એક ફિલ્મ બનાવે છે જે લુબ્રિકન્ટ તરીકે અને સીલમાંથી વહેતા પદાર્થ માટે માધ્યમ તરીકે કામ કરે છે. વિમાન ઉદ્યોગમાં હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે; જોકે સીલ વિશે ન્યૂનતમ સંશોધન હોવાથી તેનો બહુ ઓછો વ્યાપારી ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. દબાણ અને કામગીરી એકવાર દબાણ લાગુ કરવામાં આવે અને સીલ એક સાથે આવે, ત્યારે બે સીલના ચહેરા વચ્ચે ચીકણું પ્રવાહી છોડવામાં આવે છે અને હવાચુસ્ત સીલ બનાવવામાં મદદ કરવા માટે એક પાતળી ફિલ્મ બનાવવામાં આવે છે. જો સીલની અંદર દબાણનું પ્રમાણ વધે અને ચહેરાની પ્લેટ વચ્ચે દબાણ વધારે હોય, તો બંને બાજુઓ અલગ થઈ જાય છે અને સીલ ખોલવાનું શરૂ થાય છે. તેનાથી વિપરીત, જો દબાણ ઘટાડવામાં આવે અને સીલની અંદર પૂરતું દબાણ ન હોય, તો સીલની બે બાજુઓ એક સાથે આવે છે અને હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ રચવાનું શરૂ કરે છે. સીલની અંદર દબાણની માત્રાને મર્યાદિત કરીને પ્રણાલીના પ્રવાહ દરને પણ ખૂબ ચોકસાઈ સાથે નિયંત્રિત કરી શકાય છે. સિસ્ટમની અંદર સંતુલન બનાવવા માટે દબાણ ઝોન બદલી શકાય છે જે એકંદર સિસ્ટમમાં ઓછા લિકેજને મંજૂરી આપશે. સીલ ફેસ સીલ ડ્યુઅલ પ્રેશર ઝોન સિસ્ટમની અંદર સતત દબાણ ઝોન જાળવવામાં મદદ કરે છે. સતત દબાણ સીલને સ્થિર કરે છે અને સીલની બે બાજુઓને સંપર્કમાં આવવાની મંજૂરી આપતું નથી. બંને સીલ ચહેરાઓ પર ચહેરો નિયંત્રણ પોલાણ હોય છે જે અક્ષીય દિશામાં દરેક ચહેરાને સ્થિર કરે છે. સહેજ અક્ષીય હિલચાલથી સીલની બે બાજુઓને સ્પર્શ થશે અને સીલનું ધોવાણ થવાનું શરૂ થશે. પાછળના ચહેરાની પ્લેટમાં એક નાનું છિદ્ર હોય છે જેમાં ઈન્જેક્શન સિસ્ટમ હોય છે, જે સિસ્ટમ દ્વારા અસંપીડ્ય પ્રવાહીને ફીડ કરે છે. એકવાર પ્રવાહી સીલની અંદર આવે, તે સમગ્ર આંતરિક પ્રણાલીની આસપાસ એક પાતળી આવરણ બનાવે છે. ફિલ્મ બનાવ્યા પછી, પ્રવાહી સીલમાંથી બહાર નીકળે છે અને પાછળના ફેસ પ્લેટ પર વહે છે, જે સિસ્ટમને ઠંડુ કરે છે અને કોઈપણ વધારાની ગરમીને બનતી અટકાવે છે. જ્યારે સીલ કાર્યરત હોય ત્યારે આ પ્રવાહી ચક્ર સતત પુનરાવર્તિત થાય છે. એપ્લિકેશન્સ હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ સૌપ્રથમ 1960 ના દાયકાની શરૂઆતમાં વિમાન ઉદ્યોગમાં કોમ્પ્રેસર હવાની સીલિંગને નિયંત્રિત કરવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી. તાજેતરમાં હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલનો ઉપયોગ માત્ર કોમ્પ્રેસર ઉદ્યોગમાં કરવામાં આવ્યો છે કારણ કે હાઇડ્રોડાયનેમિક સીલનો ઉપયોગ ઘણો વધારે છે. હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલમાં રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં પણ મોટી સંભાવના છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ રસાયણોના પરિવહન અને સીલ માટે થઈ શકે છે. જો કે, રાસાયણિક ઉદ્યોગે ખૂબ જ કડક નિયમો નક્કી કર્યા છે અને સીલના સતત લિકેજને કારણે ચોક્કસ રસાયણો માટે સીલનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલની પેઢીઓ પ્રથમ પેઢી પ્રથમ હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ વર્તમાન હાઇડ્રોડાયનેમિક સીલને બદલવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી; અગાઉની હાઇડ્રોડાયનેમિક સીલનું ઉત્પાદન કરવું ખર્ચાળ હતું અને તેને ભેગા કરવું કંટાળાજનક હતું. પ્રથમ પેઢીની હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ સીલના ચહેરા પર સંતુલન સ્થાપિત કરવા માટે બે દબાણ પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરે છે. સીલનો ચહેરો ઉચ્ચ દબાણની સ્થિતિમાં કામ કરવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યો હતો, જો કે તણાવ પરીક્ષણો દરમિયાન સીલનો ચહેરો વાંકો થવા લાગ્યો અને બગડવા લાગ્યો. એકવાર એમોનિયા (પ્રથમ હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલમાં વપરાતું પ્રવાહી) ઉમેરાયા પછી, બે સીલના ચહેરાઓ એકબીજા સાથે સંપર્ક કરશે અને ધોવાણ પ્રક્રિયા શરૂ કરશે. ત્યારબાદ ઠંડા પાણીનું અસંપીડ્ય પ્રવાહી તરીકે પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું, તે એમોનિયા કરતાં બમણી સ્નિગ્ધતા ધરાવે છે, જેણે અનુકૂળ પરિણામો દર્શાવ્યા હતા. ઠંડા પાણીમાં એમોનિયાની સ્નિગ્ધતા બમણી હોવાથી, પાણી સીલને એકબીજા સાથે સંપર્ક કરતા અટકાવતું હતું, આમ સિસ્ટમ યોગ્ય રીતે ચાલતી હતી. પ્રથમ પેઢીઃ મુદ્દાઓ-ઉચ્ચ દબાણની સ્થિતિ-સતત ચક્રમાં પ્રવાહીનું પુનર્ચક્રણ કરે છે, તેમાં સ્થિર પ્રવાહી હોઈ શકે છે જે અવરોધનું કારણ બને છે-સીલના ચહેરાઓ અમુક સંજોગોમાં ક્ષીણ થવા લાગ્યા બીજી પેઢી બીજી જળસ્થૈતિક સીલ એ પ્રથમ પેઢીની જળસ્થૈતિક સીલની સમસ્યાઓને ઉકેલવાનો પ્રયાસ હતોઃ સીલનું ધોવાણ, ઉચ્ચ દબાણનું નિર્માણ અને સ્થિર પ્રવાહી. બીજી પેઢીની હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલમાં ફરીથી ડિઝાઇન કરેલ સીલ ફેસ હતી; આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં સીલને સ્થિર કરવામાં મદદ કરવા માટે નવા ફેસ કંટ્રોલ પોલાણ ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. ચહેરાના નિયંત્રણના પોલાણ પહેલાં, સીલના મુખ સંતુલિત ન હતા અને ઉચ્ચ દબાણની સ્થિતિમાં આગળ વધવાનું શરૂ કરતા હતા. હિલચાલને કારણે, જ્યારે સીલ ખસેડશે ત્યારે સીલના ચહેરાઓ ખોટી રીતે ગોઠવવામાં આવશે, અને તેના કારણે સીલના ચહેરાઓ બગડશે, પરિણામે બિનઉપયોગી સીલ થશે. બીજી પેઢીઃ અપગ્રેડ્સ-સિસ્ટમની ભૂલને કારણે થતા વાંદરાઓને ઠીક કરવાનો પ્રયાસ-સીલના ચહેરાના કોઈપણ ધોવાણને રોકવા માટે ચહેરાના નિયંત્રણની પોલાણ ઉમેરવામાં આવે છે-જ્યાં પ્રવાહી સ્થિર રહે છે અને અવરોધ ઊભો કરે છે તેવા કોઈપણ વિસ્તારોને ઉકેલવામાં આવે છે સમસ્યાઓ ઊભી થાય છે હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ તેના એકંદર માળખાને કારણે તેના ઘટકોમાં કોઈ બગાડ વિના ઘણા વર્ષો સુધી રહે છે. સીલની બે બાજુઓ વચ્ચે કોઈ સંપર્ક ન હોવો જોઈએ નહીં તો સીલની સ્થિતિ બગડવાનું શરૂ થઈ જશે. વર્તમાન હાઇડ્રોડાયનેમિક સીલ સમય જતાં બગડવાનું શરૂ કરે છે કારણ કે બંને બાજુઓ હંમેશા એકબીજાના સંપર્કમાં રહે છે. વધુમાં, સીલના ચહેરાની કોઈપણ ખોટી ગોઠવણી તેમને ઘસવાનું કારણ બનશે જે સીલના ચહેરાને મોર્ફ કરવાનું શરૂ કરશે અને આખરે સમગ્ર સીલને માળખાકીય રીતે અસ્થિર બનાવશે. લેવિસ રિસર્ચ સેન્ટરના સંશોધક ઇઝચાક એટ્સિઓને જ્યારે તેના ચહેરાને ખોટી રીતે ગોઠવવામાં આવે ત્યારે હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલનું શું થાય છે તે ચકાસવા માટે એક પ્રયોગ હાથ ધર્યો હતો. એટ્સિઓને શોધ્યું કે સીલના બાહ્ય ભાગ તરફ નિર્દેશિત ઉચ્ચ દબાણ સ્થિર અસ્થિરતાનું કારણ બનશે, જ્યારે સીલના આંતરિક ભાગ પરનું ઉચ્ચ દબાણ સીલને વધુ સ્થિર બનાવશે. વધુમાં, અક્ષીય ખોટી ગોઠવણી પણ આડી શાફ્ટને ઊભી દિશામાં ખસેડવાનું કારણ બનશે; જો પુનઃસ્થાપન બળ ઘટકોમાં પરિવર્તનને સુધારવા માટે પૂરતું ન હોય તો આ ખોટી ગોઠવણી ખામીયુક્ત સીલમાં પરિણમશે. લિકેજ સીલનું માળખું સિસ્ટમની અંદર લિકેજની સમસ્યા લાવે છે. બે ભાગો વચ્ચે હંમેશા નાનું અંતર હોવાથી, હંમેશા લિકેજની સમસ્યા રહે છે, જો કે સિસ્ટમની રચના લિકેજને ખૂબ જ ચોક્કસ સ્તરે નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. હાઇડ્રોસ્ટેટિક સીલ વિશે ઊભી થતી બીજી સમસ્યા એ છે કે વધારાનું લિકેજ આખરે સીલની રચનાના ધોવાણ તરફ દોરી શકે છે. અક્ષીય રીતે ફરતી ફેસ સીલને કારણે, કોઈપણ વધારાના લિકેજમાં ઉચ્ચ પ્રવાહી વેગ હશે જે ફેસ પ્લેટ્સ પર ક્ષીણ થઈ શકે છે, જે આખરે ખામીયુક્ત સીલ તરફ દોરી જાય છે. સંદર્ભો સીલ (યાંત્રિક)