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Desde 2008 fabricante chino de estándares PEEK
Un sello de laberinto consiste en una serie de dientes anulares dispuestos alrededor de un eje giratorio. Los huecos y cámaras de expansión entre los dientes crean un camino sinuoso que provoca un efecto de estrangulamiento, impidiendo fugas al pasar el fluido por el laberinto.
No hay contacto sólido entre el rotor y la carcasa, lo que elimina la necesidad de lubricación y permite la expansión térmica. Ideal para aplicaciones de alta temperatura, presión y velocidad, y se utiliza ampliamente en turbinas de vapor, turbinas de gas, compresores y sopladores.
El “efecto laberinto” es la resistencia creada en el flujo al atravesar un laberinto. Incluye:
La viscosidad genera fricción, lo que reduce la velocidad del fluido y disminuye la fuga. Los dientes afilados y caminos largos y estrechos ofrecen mayor resistencia.
El fluido se contrae al pasar por aberturas pequeñas. Los coeficientes de contracción (Cc) y velocidad (Cd) afectan el caudal. Dientes puntiagudos tienen coeficientes más bajos (~0,7).
El gas se acelera y comprime en la entrada, luego se expande bruscamente en la cámara creando vórtices que transforman energía cinética en calor.
En cámaras compactas, parte del gas escapa sin disipar su energía, generando fugas no deseadas.
Tiras de sellado: compactas, flexibles, fáciles de reemplazar.
Anillos de sellado: formados por segmentos con resortes. Más complejos y difíciles de sustituir.
Supuestos:
Comportamiento de gas ideal.
Serie continua de aberturas con cámaras grandes.
Expansión adiabática con coeficiente α.
Sin efecto de filtración.
Más fácil de fabricar con ranuras en el eje. Muy común, pero más propenso a fugas.
Factores influyentes:
Más dientes = menos fuga.
Cámaras poco profundas = vórtices inestables que reducen fuga.
Ranuras laterales bien ubicadas reducen fuga de forma significativa.
Dependen de:
Holgura de cojinetes, tolerancias, errores de montaje, expansión térmica y vibraciones.
Se recomienda simular con análisis de elementos finitos.
Maximizar la conversión de energía cinética a calor.
Dientes finos y afilados (<0.5 mm) para evitar daños.
Usar gases inertes o vacío en casos de gases tóxicos o explosivos.
PEEK (polieter éter cetona) es un polímero de alto rendimiento ideal para sellos de laberinto por su:
Resistencia térmica hasta 260 °C
Excelente resistencia química
Sin lubricación
Baja fricción y desgaste
Ligero y resistente a la corrosión
Alta estabilidad dimensional