¿Qué es el sello laberíntico?

Los sellos de laberinto son componentes críticos en las turbomáquinas. Previenen fugas y mantienen la eficiencia.

En esta publicación de blog, exploraremos qué son los sellos laberínticos, cómo funcionan y su importancia en diversas aplicaciones.

¿Qué es el sello laberíntico?

Un sello laberíntico es un tipo de sello sin contacto que utiliza una serie de cavidades para crear un camino tortuoso para el flujo de fluido, reduciendo las fugas. El diseño consta de múltiples ranuras o dientes dispuestos en un patrón circular en el componente giratorio o estacionario.

A medida que el fluido ingresa al sello laberíntico, se ve obligado a navegar a través del intrincado camino creado por las ranuras. El fluido pierde presión y velocidad a medida que avanza a través del laberinto, lo que reduce su capacidad de pasar el sello.

Componentes del sello laberíntico

Los componentes principales de un sello laberíntico son el rotor y el estator.

• Rotor: El rotor es la parte giratoria, normalmente un eje. Puede tener protuberancias o dientes que interactúan con el estator para crear el efecto de sellado.
• Estator: El estator es la parte estacionaria, normalmente la carcasa. También puede tener dientes o ranuras que complementen los del rotor, formando un camino complejo para el flujo de fluido.
• Dientes de sello: Son protuberancias en el rotor o en el estator. Los dientes están diseñados para crear múltiples restricciones y turbulencias, que impiden el flujo de fluido y provocan caídas de presión.
• Surcos: Los surcos son los espacios entre los dientes. Desempeñan un papel clave en la creación de un camino tortuoso que restringe aún más el movimiento del fluido y mejora la efectividad del sello.
• Autorización: El espacio libre es el pequeño espacio entre el rotor y el estator. Este espacio permite el movimiento relativo entre las partes giratorias y estacionarias al tiempo que minimiza las fugas.

Tipos de sello laberíntico

Sello de laberinto recto

Un sello de laberinto recto tiene una serie de ranuras o dientes rectos. Estos están dispuestos en un patrón circular alrededor del eje o componente giratorio. Las ranuras son paralelas al eje de rotación. Este tipo de sello es sencillo y fácil de fabricar. Sin embargo, es posible que no proporcione el nivel más alto de eficiencia de sellado.

Sello de laberinto escalonado

En un sello laberíntico escalonado, las ranuras están dispuestas en un patrón alterno. Cada dos ranuras están desplazadas de las ranuras adyacentes. Esto crea un camino más complejo para que lo siga el fluido o gas. Los sellos laberínticos escalonados ofrecen un rendimiento de sellado mejorado en comparación con los sellos rectos. Son más eficaces para reducir las fugas.

Sello de laberinto escalonado

Un sello laberíntico escalonado presenta ranuras con diferentes profundidades o alturas. Las ranuras más cercanas al lado de alta presión son más profundas que las cercanas al lado de baja presión. Esta disposición escalonada ayuda a crear una caída de presión a través del sello. Reduce aún más las fugas. Los sellos laberínticos escalonados se utilizan en aplicaciones con diferenciales de alta presión.

Sello de laberinto entrelazado

Un sello laberíntico entrelazado combina elementos de diseños escalonados y escalonados. Las ranuras están dispuestas en un patrón alterno, similar a un sello escalonado. Sin embargo, las ranuras también tienen diferentes profundidades, como una junta escalonada. Esta combinación proporciona un excelente rendimiento de sellado. Los sellos laberínticos entrelazados se utilizan en aplicaciones exigentes donde las fugas mínimas son fundamentales.

Ventajas de los sellos laberínticos

• Diseño simple y robusto: Los sellos laberínticos no tienen partes móviles, lo que los hace altamente confiables y duraderos con requisitos mínimos de mantenimiento.
• Naturaleza sin contacto: El diseño sin contacto elimina la fricción y el desgaste, lo que reduce la generación de calor y prolonga la vida útil del sello. Esto también permite velocidades de funcionamiento más altas en comparación con los sellos de contacto.
• Versatilidad: Los sellos laberínticos pueden manejar una amplia gama de fluidos, temperaturas y presiones. Son adecuados tanto para líquidos como para gases y pueden funcionar eficazmente en entornos de alta temperatura.
• Tolerancia a la desalineación y la expansión térmica: El espacio relativamente grande entre los componentes giratorios y estacionarios hace que los sellos laberínticos sean más tolerantes a la desalineación del eje y la expansión térmica en comparación con otros tipos de sellos.
• Tolerancia a las partículas: El espacio libre en los sellos laberínticos permite que algunas partículas pasen sin dañar el sello, lo que los hace más robustos en ambientes donde la contaminación es una preocupación.

Desventajas de los sellos laberínticos

• Tasas de fuga más altas: Los sellos laberínticos no son adecuados para aplicaciones que requieren bajas tasas de fuga. Es inevitable que se produzcan algunas fugas de líquido debido al espacio libre entre los componentes.
• Capacidad de presión limitada: No son eficaces para sellar contra diferenciales de alta presión. A medida que aumenta el diferencial de presión, también aumenta la tasa de fuga, lo que requiere métodos de sellado adicionales para aplicaciones de alta presión.
• Requisitos de precisión: Los sellos laberínticos requieren una instalación y alineación precisas para funcionar correctamente.
• Costo de manufactura: Pueden ser más costosos de fabricar en comparación con los tipos de sellos más simples.

Preguntas frecuentes

¿Se desgastan las juntas laberínticas?

Sí, los sellos laberínticos pueden desgastarse con el tiempo debido a diversos factores. Aunque los sellos laberínticos no hacen contacto y están diseñados para minimizar el desgaste, todavía están sujetos a un deterioro gradual.

¿Qué puedo usar en lugar del sello laberíntico?

Los sellos mecánicos y los sellos de labio son una alternativa superior al sello de laberinto.

En conclusión

Los sellos laberínticos son una solución eficaz para reducir las fugas y mejorar la eficiencia en equipos giratorios. Su diseño único y su capacidad para manejar diversas condiciones operativas los convierten en un activo valioso en muchas industrias.

Para obtener más información sobre los sellos laberínticos y sus aplicaciones, comuníquese hoy con un fabricante de sellos confiable.