คำจำกัดความของแปรงซีล

แปรงซีลเป็นตัวแทนของเทคโนโลยีแดมปิ้งซีลที่มีประสิทธิภาพสูงที่ใช้ในเครื่องจักรเทอร์โบ เดิมทีพัฒนาขึ้นสำหรับเครื่องยนต์อากาศยาน ต่อมาได้ขยายการใช้งานไปยังสาขาต่างๆ เช่น กังหันก๊าซอุตสาหกรรมและกังหันไอน้ำ ด้วยการใช้โครงสร้างหน้าสัมผัสที่ยืดหยุ่นเพื่อลดอัตราการรั่วไหลได้อย่างมาก สิ่งเหล่านี้จึงกลายเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในเครื่องจักรเทอร์โบสมัยใหม่

ซีลแปรงประกอบด้วยขนแปรงโลหะที่เรียงกันหนาแน่น โดยทั่วไปประกอบด้วยโลหะผสมที่มีโคบอลต์{0}} ขนแปรงเหล่านี้ทำมุมเพื่อสร้างพื้นผิวสัมผัสที่ยืดหยุ่น ซึ่งสามารถรองรับความเยื้องศูนย์ของโรเตอร์และการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อน นอกจากนี้ พื้นผิวสัมผัสยังเคลือบด้วยวัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ-เพื่อลดการเสียดสี เมื่อของเหลวรั่วไหลผ่านแผ่นซีล มันจะสร้างกระแสน้ำวนภายในแผงขนแปรง โดยแปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานความร้อนเพื่อให้ได้-เอฟเฟกต์การปิดผนึกในตัวเอง ด้วยเหตุนี้ อัตราการรั่วไหลจึงเป็นเพียงหนึ่งใน-ห้าถึงหนึ่ง-ของอัตราการรั่วไหลของแมวน้ำเขาวงกตแบบดั้งเดิม โครงสร้างซีลแปรงแบ่งออกเป็นประเภทแบบเชื่อมและแบบหนีบ แบบหลังสนับสนุนการรวมตัวของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ-เพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับตัว ในขณะที่การออกแบบหลายขั้นตอน-ช่วยให้ซีลสามารถทนต่อแรงดันที่แตกต่างกันได้ถึง 1.8 MPa กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพเกี่ยวข้องกับการปรับพารามิเตอร์ เช่น มุมของขนแปรง (โดยทั่วไประหว่าง 45 องศา ถึง 55 องศา ) จำนวนแถวของขนแปรง และพื้นที่การไหลระหว่างขั้นตอน นอกจากนี้ การนำวัสดุใหม่ๆ มาใช้-เช่น คาร์บอนไฟเบอร์-สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ความท้าทายยังคงมีอยู่ รวมถึงความเสี่ยงของความไม่แน่นอนของการลื่นไถลของขนเส้นรอบวงภายใต้ส่วนต่างแรงดันสูงและแรงดันตกไม่สม่ำเสมอที่ด้านท้ายน้ำ ปัญหาเหล่านี้จำเป็นต้องบรรเทาลงโดยการใช้แรงดัน-ห้องปรับสมดุลหรือการปรับเปลี่ยนโครงสร้างที่ปรับให้เหมาะกับสภาพการทำงานเฉพาะ