Лабиринтное уплотнение: основные особенности и материалы для производства

Лабиринтной называется технология бесконтактного уплотнения вращающихся осей, которые используются в различном промышленном и ином оборудовании, работающем при постоянных высоких нагрузках. Ее основная особенность состоит в наличии небольшого зазора между смежными деталями – валами и корпусами механизмов. Это обеспечивается посредством поочередного ступенчатого позиционирования колец, расположенных как на вращающемся валу, так и на корпусе агрегата. Эффект уплотнения при этом образуется за счет длинного пути прохождения газа, что создает определенное давление, которое не дает функциональным элементам соприкасаться друг с другом.

Стоит отметить, что изготовление лабиринтных уплотнений – технологически сложная задача. Это, кроме прочего, обеспечивает высокую стоимость данных приспособлений. Однако способность таких механизмов работать при критически высоких эксплуатационных нагрузках делает их незаменимыми во время сборки ряда агрегатов:

• реактивные авиационные и ракетные двигатели;

• турбины для гидравлических и паровых электростанций;

• роторные агрегаты различного целевого назначения;

• промышленное оборудование с вращающимися на повышенных скоростях валами.

Также лабиринтное уплотнение является оптимальным для использования в узлах агрегатов, функционирующих при высоких температурах рабочих жидкостей и газов.

Плюсы технологии

Среди наиболее значимых преимуществ данного технологического решения необходимо отметить:

1. Полное отсутствие механического влияния на смежные элементы оборудования, что гарантирует продолжительный срок их эксплуатации за счет минимального износа.

2. Незначительные величины силы трения. Отсутствие физического контакта между валом и корпусом механизма обеспечивает возможность производства агрегатов со скоростью вращения осей более 100 000 оборотов в минуту.

3. Удобство эксплуатации. Лабиринтные уплотнения крайне редко выходят из строя. Кроме того, они не требуют периодического сервисного обслуживания.

В зависимости от особенностей конструкции лабиринтное уплотнение может быть изготовлено в виде прямоточного или ступенчатого механизма. Независимо от габаритов и прочих технических характеристик, в его основе лежит один и тот же принцип – отсутствие физического контакта между валом и корпусом приспособления.

Материалы для производства

Выбор металлического или иного сплава для изготовления данных изделий зависит от нескольких условий. Главными среди них являются два. Это целевое назначение оборудования и условия его эксплуатации. Кроме того, важную роль играют характеристики функциональной среды:

• плотность и давление;

• способность менять свойства при нагреве и остывании;

• уровень агрессивности.

Чаще всего лабиринтные уплотнения изготавливаются из стали, из различных сплавов цветных металлов. Но существуют и исключения. Например, некоторые агрегаты, предназначенные для применения на предприятиях пищевой или фармацевтической промышленности, должны соответствовать строгим гигиеническим требованиям. Поэтому ступенчатые уплотняющие элементы для их функциональных элементов изготавливаются из прочных пластиков, которые не подвержены окислению и прочим коррозийным процессам.