Uszczelnienia labiryntowe

Co to jest uszczelnienie labiryntowe?

Jest to urządzenie mechaniczne, które izoluje łożysko od środowiska zewnętrznego, tak aby ono pracowało w warunkach właściwego smarowania i bez zanieczyszczeń w całym okresie swojej eksploatacji.
 

Dlaczego warto stosować uszczelnienia labiryntowe?

Obecnie produkowane łożyska mogą pracować od 5-10 razy dłużej jeżeli będą właściwie eksploatowane. Spójrzmy na wyniki badań jednego z największych producentów łożysk na świecie, jakie są podstawowe przyczyny awarii lub wymiany łożysk: Jak widać z wykresu 90 % wszystkich przyczyn związanych jest pośrednio lub bezpośrednio z środowiskiem, w którym pracuje łożysko

Jak działa uszczelnienie labiryntowe?

Uszczelnienie składa się z części rotacyjnej i stacjonarnej. Część rotacyjna wiruje razem z wałem, na którym mocowana jest przy pomocy O-ringu. Część stacjonarna mocowana jest w obudowie łożyska na wcisk lub O-ring. Obie części dostarczane są do odbiorcy jako jeden element zmontowany fabrycznie na O-ringu (tzw. "VBX O-ring"). W czasie pracy labiryntu nie ma bezpośredniego kontaktu pomiędzy częścią rotacyjną, a stacjonarną. 

Jaka jest funkcja wewnętrznego O-ringu "VBX"?

Kiedy urządzenie wirujące pracuje cyklicznie, każde wyłączenie i włączenie związane jest z ze wzrostem i obniżeniem temperatury w komorze łożyskowej. Spadająca temperatura powoduje zasysanie zanieczyszczeń zewnętrznych do łożyska. Rola O-ringu "VBX" jest zapobieganie przenikaniu nie tylko zanieczyszczeń, ale również wilgoci do komory łożyskowej w całym cyklu pracy.

Jaka jest żywotność uszczelnienia labiryntowego?

Biorąc pod uwagę fakt, że omawiana konstrukcja labiryntu nie posiada elementów, które byłyby w bezpośrednim kontakcie ze sobą lub tarły jeden o drugi, w związku z tym nie występuje zjawisko wycierania lub zużycia.  

Zastosowania:

1. Pompy wirowe poziome i pionowe

• KSB typ RPH
• RuhRPumpen
• Ensival seria PRE i PRN
• Sulzer ZE/ZF, CD 8
• Flowserve
• Durco seria "C"
• Ingersoll
• Dresser

2. Pompy zasilające:

• KSB

3. Turbiny parowe:

• Warthington
• Terry
• Elliott
• Dean Hill

4. Silniki elektryczne
5. Wentylatory
6. Oprawy łożyskowe
7. Przekładnie mechaniczne
 

Zasady działania i parametry techniczne:

Opatentowana konstrukcja uszczelnienia VBX została opracowana do ochrony łożysk maszyn wirujących przed przyśpieszonym starzeniem oleju ( na skutek kontaktu z zewnętrznym powietrzem) oraz dostawaniem się zanieczyszczeń do komory łożyskowej. Uszczelnienie składa się z trzech głównych elementów: rotora, statora oraz O-ringu "VBX"® (patrz rys.). Rotor (1) wciskany jest na wał i montowany na o-ringu (4). O-ring ten powoduje, że rotor obraca się wraz z wałem i jest jednocześnie uszczelnieniem statycznym na wale. Pomiędzy rotorem i wałem nie ma bezpośredniego kontaktu metal do metalu, to znaczy nie ma tarcia i nie występuje zjawisko zużycia. Stator montowany jest w otworze obudowy korpusu z tolerancją 0,05 mm. O-ring (5) na zewnętrznej średnicy statora pomaga uszczelnić stator w otworze pokrywy korpusu. Specjalny rowek labiryntowy (7) oraz powiązany z nim kanalik (8) od wewnętrznej strony statora powoduje, że olej zawracany jest do komory łożyskowej. Zadaniem statora i rotora jest ochrona łożyska przed przenikaniem zanieczyszczeń do komory łożyskowej. Przy o-ringu montażowym rotora na wale oraz o-ringu montażowym statora w korpusie jedną możliwą ścieżką przenikania zanieczyszczeń do komory łożyskowej jest wąska szczelina w kierunku osiowym pomiędzy statorem i rotorem. Jednak kształt szczeliny z wieloma załamaniami pod kątem 90 0 i komorami zbierającymi nie pozwala aby potencjalne zanieczyszczenia przenikały do komory łożyskowej. Wszystkie one są odprowadzane do atmosfery poprzez kanał (6) na skutek działania grawitacji i siły odśrodkowej. Uszczelnienie labiryntowe "VBX"® skutecznie uszczelnia przed zraszaniem, zapyleniem lub zalaniem w środowisku suchym i mokrym. Nie jest to uszczelnienie ciśnieniowe.. Nie zostało skonstruowane jako uszczelnienie odporne na nadciśnienie i podciśnienie jak typowe kontaktowe uszczelnienie mechaniczne. Pomiędzy rotorem i statorem zabudowany jest pierścień "VBX"® (3). Ten pierścień nie pełni jedynie roli elementu łączącego stator i rotor w jedną całość, ale stanowi unikalny "hermetyzujący pierścień izolacyjny" ("Vapor Blocking Ring")., pozwalający na hermetyzację komory łożyskowej. Pierścień "VBX"® jest trzymany przez rotor i z nim się obraca. Po starcie urządzenia siła odśrodkowa powoduje, że pierścień "VBX"® lekko się naciąga i przesuwa się w rowku od statora na zewnątrz. Tym samym pierścień nie ma kontaktu z powierzchnią statora i wyeliminowane jest zjawisko tarcia oraz ewentualnego zużycia. Nawet przy małych obrotach kontakt jest pomijalnie mały. Uszczelnienie labiryntowe "VBX"® zostało specjalnie tak skonstruowane, że zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do komory łożyskowej nawet przy podciśnieniu. Kiedy urządzenie rozpoczyna pracę temperatura oleju w komorze wzrasta do poziomu określonego w DTR. Powoduje to, że powietrze w komorze łożyskowej, na skutek wzrastającej objętości oleju jest "wypychane" na zewnątrz. Przy odstawieniu urządzenia przebiega proces odwrotny temperatura oleju spada i olej zmniejszając swoją objętość próbuje "zassać" powietrze z zewnątrz. Problem polega na tym, że takie powietrze zawiera wilgoć, która po przedostaniu się do komory będzie osiadała na łożyskach. Zastosowanie pierścienia VBX"® "przy wyłączonym urządzeniu to uniemożliwia, gdyż w tym momencie pełni rolę uszczelnienia statycznego.. Własności hermetyzujące tego rozwiązania zapobiegające przenikaniu zanieczyszczeń do komory łożyskowej zostały opisane już powyżej. Przy aplikacjach pionowych lub ukośnych należy zastosować inną wersję uszczelnienia.