미로 봉인이란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

회전 기계에서 유체와 가스가 누출되면 치명적인 고장과 가동 중단이 발생할 수 있습니다. 미로 씰은 유체 흐름을 제한하기 위해 구불구불한 경로를 만들어 터보기계에서 이러한 누출을 효과적으로 제어합니다. 이러한 비접촉 씰은 톱니가 있는 회전 요소와 공동이 있는 고정 요소로 구성되어 누출을 크게 줄입니다.

이 블로그 게시물은 미로 물범에 대한 포괄적인 개요를 제공하고, 미로 물범의 기능, 주요 구성 요소 및 다양한 유형을 설명합니다.

미로 물개란 무엇인가

미로 씰은 터빈, 압축기, 펌프와 같은 회전 장비의 누출을 제어하고 마모를 줄이는 데 사용되는 비접촉 기계적 씰의 한 유형입니다. 유체 또는 가스의 구불구불한 경로를 만드는 일련의 복잡하게 설계된 홈 또는 채널로 구성되어 회전 및 고정 구성 요소 간의 직접 접촉 없이 흐름을 효과적으로 제한합니다.

미로 물개 작동 방식

미로형 씰의 주요 밀봉 메커니즘은 유체가 복잡한 미로와 같은 통로를 통과할 때 일련의 압력 강하가 생성되는 데 의존합니다. 유체가 미로형 씰에 들어가면 로터와 스테이터 표면에 번갈아 가며 있는 일련의 이빨 또는 핀을 만납니다. 이러한 이빨은 회전하는 구성 요소와 고정된 구성 요소 사이에 작은 간극을 유지하도록 정밀하게 가공됩니다. 유체가 좁은 통로를 통과할 때 갑자기 팽창과 수축을 겪어 난류와 유체 전단이 발생합니다.

흐름 방향의 반복적인 변화와 그에 따른 난류로 인해 유체는 각 미로 단계에서 속도와 압력을 잃습니다. 이 압력 강하는 밀봉 효과를 만들어 씰을 통해 누출될 수 있는 유체의 양을 최소화합니다. 미로 경로가 복잡할수록 밀봉 단계의 수가 많을수록 밀봉 효율이 높아집니다.

미로 봉인의 구성 요소

회전 요소(로터)

로터는 씰의 동적 구성 요소로, 일반적으로 회전하는 샤프트에 부착되거나 통합됩니다. 방사형으로 바깥쪽으로 확장되는 일련의 돌출부 또는 이빨이 특징으로, 미로 경로의 한 면을 형성합니다.

고정 요소(Stator)

스테이터는 씰의 회전하지 않는 부분으로, 일반적으로 장비 하우징 내부에 장착됩니다. 로터의 프로필과 일치하는 해당 홈이나 채널을 통합하여 복잡한 미로 경로를 만듭니다.

미로 물범의 종류

직선 미로 봉인

이 설계에서 로터와 스테이터의 이빨 또는 핀은 회전 축에 수직인 직선 경로로 정렬됩니다. 유체가 이빨에 의해 생성된 각 수축을 통과할 때 압력 강하와 속도 증가를 경험하여 누출이 줄어듭니다. 직선형 설계는 제조가 더 간단하고 압력 차이가 낮은 응용 분야에 적합합니다.

계단식 미로 물개

계단형 미로 씰은 서로 오프셋된 이빨 또는 지느러미를 특징으로 하며, 유체가 탐색하기에 더 구불구불한 경로를 만듭니다. 유체는 씰을 통과할 때 방향을 여러 번 바꿔야 하므로 압력과 속도가 더욱 감소합니다. 이 설계는 스트레이트 스루 씰에 비해 더 나은 씰링 성능을 제공하며 더 높은 압력 차이 또는 더 엄격한 누출 요구 사항이 있는 애플리케이션에 선호됩니다.

미로 봉인의 재료

1. 토를론 PAI(폴리아미드이미드): Torlon PAI는 우수한 기계적 강도, 강성 및 열 안정성을 갖춘 고성능 열가소성 수지입니다. 마모, 크립 및 화학적 공격에 대한 우수한 저항성을 제공하여 까다로운 환경에서 미로 씰에 적합합니다. Torlon PAI 미로 씰은 최대 275°C(527°F)의 온도에서 작동할 수 있으며 항공우주, 석유 및 가스, 화학 처리 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
2. PEEK(폴리에테르에테르케톤): PEEK는 뛰어난 기계적 특성, 내화학성 및 열 안정성으로 알려진 반결정성 열가소성 수지입니다. PEEK로 만든 미로형 씰은 최대 250°C(482°F)의 온도를 견딜 수 있으며 뛰어난 내마모성을 제공합니다. PEEK 씰은 종종 석유 및 가스, 화학 및 항공우주 산업에서 발견되는 것과 같은 고온, 고압 및 화학적으로 공격적인 환경에서 사용됩니다.
3. Vespel PI(폴리이미드): Vespel PI는 뛰어난 열 안정성, 내화학성 및 치수 안정성을 제공하는 고성능 폴리이미드 소재입니다. Vespel PI로 만든 미로 씰은 최대 300°C(572°F)의 온도에서 작동할 수 있으며 뛰어난 내마모성과 낮은 마찰을 제공합니다. 이러한 씰은 일반적으로 항공우주, 반도체 및 고온 산업 응용 분야에서 사용됩니다.
4. 불소신트(강화 PTFE): Fluorosint는 PTFE의 낮은 마찰 및 내화학성 특성과 향상된 기계적 강도 및 내마모성을 결합한 강화된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 소재입니다. Fluorosint로 만든 미로 씰은 최대 260°C(500°F)의 온도에서 작동할 수 있으며 화학적으로 공격적인 환경에서 뛰어난 밀봉 성능을 제공합니다. 이러한 씰은 종종 화학 처리, 식품 및 음료, 제약 산업에서 사용됩니다.