Лабиринтни уплътнения: безконтактно уплътняване за валове и лагери. Лабиринтното уплътнение насочва изтичащ флуид през взаимно зацепващи се зъби и камери, като намалява налягането по етапи, така че изтичането спада до приемливо ниво вместо да бъде напълно елиминирано.
Тъй като роторът и статорът никога не се докосват, лабиринтните уплътнения избягват триенето, топлината и износването, които ограничават контактните уплътнения, което ги прави стандартен избор винаги когато скоростите на вала са високи, експлоатационният живот на уплътнението трябва да е дълъг и малък, контролируем теч е приемлив.
Лабиринтното уплътнение се състои от тънки радиални ребра, или зъби, обработени върху въртящия се вал или върху неподвижния корпус, които са насочени към повърхнина на срещуположния елемент с малък радиален зазор.
Всеки зъб принуждава флуида да премине през тесен пролук в малко по-голяма камера, където той се разширява и губи скорост и налягане, преобразувайки енергията на налягането в турбулентна топлина.
Повтарянето на този цикъл през много зъби снижава налягантната разлика на малки стъпки, така че потокът, изтичащ през последния зъб, е само част от това, което би преминало през едно отворче със същия зазор.
Изтичането никога не се спира напълно, тъй като уплътнението разчита на работен зазор, а не на търкащ интерфейс. Проектираните нива на изтичане се определят от броя на зъбите, радиалния зазор, геометрията на камерите и налягантната разлика, и се приемат като контролиран, предвидим разход, а не като неизправност.
При липса на търкащ контакт, лабиринтните уплътнения генерират незначителна триенова топлина и консумират малко или никаква мощност от вала, което е предимство при големи турбомашини, където съпротивлението на уплътнението иначе би било измерима загуба на ефективност.
Няма край на жизнения цикъл, предизвикан от износване при нормална експлоатация, така че експлоатационният им живот зависи от механичното състояние на машината, а не от износване на работни повърхности. Това прави лабиринтните уплътнения подходящи за:
Компромисът: уплътняване, базирано на зазор, е по-пропускащо от правилно функциониращо контактно уплътнение, а работата е чувствителна към положението на ротора, термичното разширение и всяко триене, което променя работния зазор.
Лабиринтните уплътнения са стандартното вътрешно уплътнение при парни и газови турбини, контролиращи изтичането между степените и при уплътненията в краищата на валовете, като понасят високи скорости и горещ, замърсен технологичен газ, който би замърсил контактното уплътнение. В центробежните компресори лабиринтните уплътнения, понякога в комбинация със сухи газови уплътнения, се използват при балансните барабани и междинните участъци за управление на рециркулацията и аксиалната сила.
Второто основно приложение е като лагерен изолатор: компактен лабиринтен елемент, монтиран на капака на корпуса на лагера, на мястото на конвенционално устно уплътнение. Неговата задача е да държи прах, водата от миене и влагата извън корпуса, като същевременно задържа смазката в него, а не да съдържа под налягане технологичен флуид.
Много изолатори комбинират лабиринтен път с въртящ се O-пръстен или дренажен жлеб, който отвежда влагата обратно навън преди да достигне лагера.
Изборът между лабиринтно уплътнение и контактно уплътнение като механично уплътнение или набивка се свежда до приемливо изтичане срещу поносимо износване, триене и поддръжка.
| Характеристика | Лабиринтно уплътнение | Механично уплътнение | Набивка |
|---|---|---|---|
| Тип контакт | Безконтактно, работен зазор | Контактуващи повърхности, или безконтактно при газови уплътнения | Контактно, компресирани пръстени |
| Изтичане | Ниско, но ненулево по дизайн | Много ниско до почти нулево при здраво уплътнение | Контролирано капене, по дизайн |
| Износване / ограничение в експлоатационния живот | Обикновено няма | Износване на повърхностите, умора на пружините | Износване на пръстените и втулката |
| Подходящост за скорости | Много висока | Висока, при подходящо промиване | Ниска до умерена |
| Загуба на мощност | Незначителна | Умерена, триене на повърхностите | От умерена до значителна |
| Типично приложение | Степени на турбини/компресори, лагерни изолатори | Уплътнения на валове на помпи и миксери | По-стари помпи и вентили |
Изборът на лабиринтно уплътнение включва няколко променливи:
Понеже лабиринтните уплътнения нямат износващ компонент, който да се инспектира на фиксиран интервал, мониторингът на състоянието разчита на косвени индикатори: нарастващ процент на изтичане, спад в ефективността на степента, замърсяване на лагера или показания за интензивност на вибрациите , съвместими с триене на ротора.
Проследяването на тези тенденции е по-ефективно от календарно базирана политика за замяна, тъй като уплътнението не деградира по предвидим график както наборът набивка или повърхността на уплътнението.
Регистрирането на изтичането, състоянието на смазката и събитията на триене в CMMS позволява на екипа по надеждност да хване бавно изменение на зазора преди то да причини повреда на лагера. Запазете демонстрация на Fabrico , за да видите тази история проследена в записите на актива.
Не. Те ограничават изтичането до ниска, предвидима степен чрез намаляване на налягането през серия от зазори, а не чрез постигане на нулево изтичане. Някакъв поток винаги преминава през зазора.
Те генерират минимално триене и топлина, без износване на повърхности или набивка, затова работят надеждно при скорости и температури, които биха унищожили контактно уплътнение.
Лагерният изолатор е компактен лабиринтен елемент, монтиран на капака на корпуса на лагера. Той държи замърсяванията навън и смазката в корпуса, вместо да задържа под налягане технологичен флуид, и обикновено заменя устно уплътнение.
Да, но не по начина, по който се износва контактното уплътнение. Трение на ротора вследствие на изместване или термично разширение може да отвори зазора или да повреди зъбите, а ерозия от абразивен флуид може да увеличи пролуката, повишавайки изтичането над проектираното.
Вход
Блог
