نقش لابیرنت سیل ها در کنترل نفوذ آلودگی ها

لابیرنت سیل ها

لابیرنت سیل ها (Labyrinth Seals) نشتبند های دندانه ای هستند که پیش تر به توضیح آنها پرداختیم. در این نوشته سعی داریم تا نقش این قطعات مکانیکی در کنترل نفوذ آلودگی به محفظه ی یاتاقان را بررسی کنیم.

عملکرد لابیرنت سیل ها کاملا چند وجهی بوده و نه تنها وظیفه کنترل میزان سیالات داخل تجهیز را دارند ، بلکه با یک طراحی خاص باید مانع از نفوذ آلودگی های محیطی به محفظه یاتاقان ها شوند.

مطالعات انجام شده توسط اکسان موبیل (Exxon Mobil) حاکی از این است که میزان روغن از دست رفته در تجهیزات ، چهار برابر ظرفیت دستگاه است . امروزه برای کنترل میزان روغن ها در تجهیز و به طبع آن افزایش طول عمر دستگاه ها برای جبران روغن های هدر رفته میزان حجم ورودی روغن را افزایش می دهند.

لابیرنت سیل ها ، در لبه ورودی خروجی خود میزان خروج روغن و به طبع آن ورود برخی آلودگی ها را محدود می کنند که این عمر سبب می شود در سیستم های فشار بالا و کارکردن در شرایط سخت محیطی میزان خرابی این قطعات افزایش یابد.

نحوه عملکرد لابیرنت سیل ها در برابر کنترل آلودگی :

لابیرنت سیل ها بدون تماس و بدون اصطکاک با شفت و یا روتور هستند ، زیرا روتور و استاتور با یک شفت بسیار کوچک از یکدیگر جدا می شوند. در بسیاری از موارد این شکاف می تواند به اندازه 0.003 اینچ باشد که تقریبا برابر با 76 میکرون است. این ممکن است در مقایسه با فیلم روان کننده یک میکرونی درون یاتاقانها یک دهانه بزرگ به حساب بیاید . اما به دلیل مسیری که آلاینده باید طی کند تا در واقع به یاتاقان برسید ، این فاصله بیش از حد کافی ست.

تمام آلودگی هایی که قصد ورود به یاتاقان را دارند باید از پیچ و خم لابیرنت سیل ها و دندانه های آنها با زوایای مشخص عبور کنند تا به یاتاقان برسند. در مسیری که از طریق این دندانه ها عبور می کنند ، ذرات به دلیل حرکت چرخشی شفت به طور مداوم در معرض نیروهای گریز از مرکز قرار می گیرند و در نهایت می توان با بکار بردن آنالیز های مختلف در هنگام ساخت و یا طراحی مناسب در لبه های خروجی روغن (ورودی آلایندگی) مانع از نفوذ آلودگی های محیطی به محفظه یاتاقان شد.

این گونه طراحی ها مانند بکار بردن مگنت و یا فرچه های فلزی در طراحی و یا استفاده از آنالیز های خاص مانند : چدن ، برنز ، استیل ، گرافیت و … باعث افزایش هزینه های تولید می شود . با این حال با کنترل آلودگی ها سبب به حداقل رسانیدن ورود آلاینده ها و همچنین دوام بیشتر و عملکرد بهتر در تجهیزان خواهد بود که این امر افزایش هزینه ها را توجیه پذیر خواهد کرد.

منابع :

EG&G Sealol, “Seal & Survive,” Seal School Handbook, Revision 3.

Fitch, J.C., Scott, R., & Leugner, L. (2012), “The Practical Handbook of Machinery Lubrication – Fourth Edition”.

Inpro/Seal, “Bearing Isolators”.

Maintenance Technology (1991), “Beyond Predictive Maintenance”.

Neale, M.J., “Drives & Seals: A Tribology Handbook”.