Связаться с нами

Время работы компании с 9:00 до 18:00

Как до нас добраться?

г.Пермь ул. Академика Веденеева, 28

Термопластичные лабиринты

Вы можете вращать и приближать 3d модель используя мышь

3d модель находится в разработке
+7 (342) 206-10-20
+7 (342) 206-10-20
Связаться с нами
614038, г. Пермь
ул. Академика Веденеева, 28
Посмотреть на карте

Термопластичные лабиринты

Термопластичные лабиринты

Лабиринтные уплотнения применяются в многоступенчатых центробежных компрессорах для предотвращения утечек в следующих позициях:

  • Вход в рабочее колесо;
  • Распорные втулки вала; 
  • Думмис.

Лабиринтные уплотнения применяют для уплотнения полостей, заполненных газом и паром. Действие их основано на торможении (завихрении) газа в узкой кольцевой щели с последующим расширением в смежной кольцевой камере большого объема. В кольцевой щели давление преобразуется в скоростной напор; по выходе газа из щели давление восстанавливается, но только частично; часть давления расходуется на необратимые потери при завихрении-расширении. Чем больше эти потери (т. е. чем меньше сечение щели и острее образующие ее кромки), тем меньшая доля давления восстанавливается в камере и, следовательно, тем эффективнее работает уплотнение.

Последовательной установкой ряда камер, разделенных узкими щелями, достигают существенного уменьшения перетекания.

Лабиринтные уплотнения применяют при высоких окружных скоростях и температурах, когда исключена возможность установки контактных уплотнений. Лабиринтные уплотнения могут работать практически при любых скоростях и высоких температурах.

Схема действия лабиринтного уплотнения описана ниже . Лабиринтное уплотнение отделяет полость А с повышенным давлением полости Б с пониженным давлением.

При перетекании газа через первую кольцевую щель возникает большая скорость, которая в кольцевой камере падает почти до нуля. В камере устанавливается давление, пониженное по сравнению с давлением в полости А в результате потерь на вихреобразование в зазоре. Так как удельный объем газа в камере больше удельного объема в полости А, а количество перетекающего в единицу времени газа в силу неразрывности потока такое же, то скорость во второй кольцевой щели должна быть выше, чем в первой, а в каждой последующей щели выше, чем в предыдущей. Вследствие этого перепад давления между смежными камерами возрастает от ступени к ступени.

При высоких перепадах давления и большом числе ступеней в одной из щелей может установиться критический перепад давления; скорость газа достигает скорости звука. Все последующие ступени в таком уплотнении излишни, так как они не уменьшают критической величины истечения, равной произведению скорости звука на площадь сечения щели. Число ступеней лабиринтного уплотнения определяется термодинамическим расчетом.

Лабиринтное уплотнение не может полностью исключить истечение газа. Напротив, непрерывное движение газа вдоль лабиринта лежит в основе принципа действия лабиринта и является непременным условием его функционирования. Лабиринт может только ослабить поток газа через уплотнение.

Исключение представляет случай, когда давление в уплотняемой полости циклически колеблется от максимума до нуля. В данном случае волна газа, устремляющаяся в уплотнение, обладает ограниченным запасом энергии, который может быть полностью рассеян в уплотнении. В этих условиях лабиринтные уплотнения могут обеспечить практически полную герметичность.

Уплотнения из алюминия и термопластика

Трение алюминиевого уплотнения может вызвать проблемы:

  • Увеличение зазора 
  • Вибрация 
  • Повреждение ротора (истирание)

«Щадящее» трение полимерного уплотнения

  • Сохраняют заданный зазор 
  • Не ведут к вибрации, вызванной трением 
  • Обычно не повреждают ротор

Материалы термопластичных уплотнений

Два наиболее часто применяемых термопластических материала:

  • PolyAimide-Imide (PAI) – торговая марка Duratron, официальное название Torlon 
  • Продукт Сольвей (Solvay) изготавливается компанией Quadrant

Предпочитаемый материал при химической совместимости и температурах ниже 180°C Polyetheretherketone (полиэфирэфиркетон) – торговая марка PEEK (ПЭЭК). Поставляется компанией Victrex Corporation и изготавливается несколькими компаниями. PEEK применяется, если Torlon подвергается химической агрессии и только при температурах ниже 110°C/

Влияние уплотнения на производительность компрессора

Влияние лабиринтного уплотнения и его эффективность в основном зависит от величины поддерживаемого зазора
Меньше зазор = меньше утечка

Утечка имеет почти линейную зависимость с зазором. Потеря 4% производительности компрессора может быть связана с внутренними лабиринтными уплотнениями.
Если уменьшить зазор до ½, то утечка снизится до ½ --> 2% увеличение производительности
Правило: Можно наблюдать на 0,5-1% больше поток через рабочее колесо за счет уменьшения имеющегося зазора на половину
Таким образом, для компрессора с 8 ступенями, увеличение потока на 4-8% можно достичь за счет перехода на уплотнения с малым зазором
Если модернизировать все основные компрессоры этиленового завода с производительностью 2 млрд фунтов в год, то можно сэкономить $700,000 в год на энергозатратах.

Сравнение – алюминий и термопластик

Алюминий

  • Первоначальная низкая стоимость Требуются увеличенные зазоры—снижение производительности компрессора/ выработки 
  • Повреждения из-за трения —дальнейшее снижение производительности компрессора/выработки 
  • Возможное повреждение ротора во время трения — увеличение стоимости и сложности ремонта компрессора 
  • Возможны сложности в установке в компрессор и настройке нужного зазора 
  • Вероятность повреждения зубцов при установке

Термопластик

  • Уменьшенный первоначальный зазор— более высокая производительность компрессора/ выработки Первоначальная высокая стоимость 
  • Устойчивость к повреждению из-за трения –сохранение оптимальной эффективности во время промышленной эксплуатации 
  • Устойчивость к истиранию и повреждению ротора во время трения 
  • Возможность повторного использования в более чем одном межремонтном цикле 
  • Коррозионная устойчивость 
  • Более легкая установка 
  • Оптимизация зазора при сборке 
  • Меньше затрат на срок службы

Требуемые данные необходимые для расчета термопластинчатого лабиринта:

  • Характеристики технологического процесса для проведения анализа совместимости 
  • Температуры и давления всаса и нагнетания 
  • Скорость – для расчетов центробежного расширения 
  • Чертеж поперечного сечения компрессора с изображением рабочего колеса и конструкции уплотнения 
  • Фактические уплотнительные диаметры из последнего отчета об инспектировании 
  • Образец уплотнения или чертежей уплотнений 
  • Зазор подшипника