Los diferentes tipos de compresores de hidrógeno pueden utilizar diferentes métodos de sellado, la siguiente es una introducción a varios compresores de hidrógeno comunes y sus métodos de sellado:
1. Compresor de hidrógeno alternativo
Compresor de hidrógeno reciprocante generalmente utilizan sello de empaquetadura o sello de laberinto y así sucesivamente.
Sello de empaquetadura:
El sello de empaque consiste en un número de anillos de sellado, los anillos de sellado se hacen generalmente de PTFE resistente al desgaste, resistente a la corrosión, grafito y otros materiales.
A medida que el vástago del pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás, los anillos de sellado se desgastan, por lo que necesitan ser inspeccionados y reemplazados periódicamente.
Junta laberíntica:
Una junta laberíntica consiste en una serie de anillos o ranuras paralelas que forman un canal serpenteante entre los anillos o ranuras, dificultando la salida de gases.
Las juntas laberínticas utilizan la resistencia del flujo de gas en el canal para reducir las fugas, pero no impiden completamente la fuga de gas.
2. Compresores centrífugos de hidrógeno
Los compresores centrífugos de hidrógeno suelen utilizar sellos de gas seco o sellos de anillo flotante y otros métodos.
Sello de gas seco:
El sello de gas seco es un sello sin contacto, a través del efecto dinámico del gas para lograr el sellado.
El sello de gas seco consiste en un anillo dinámico, un anillo estático, un muelle y un anillo de sellado. Cuando el anillo móvil gira, el gas de sellado es aspirado en la ranura de presión del anillo móvil, formando una fina película de gas para evitar fugas de hidrógeno.
El sello de gas seco tiene las ventajas de una pequeña fuga, un pequeño consumo de energía por fricción y una larga vida útil, pero requiere una presión y un flujo de gas estables para controlar el efecto de sellado.
Sello de anillo flotante:
El sello de anillo flotante es un sello de contacto compuesto por un anillo flotante, un muelle y un anillo de sellado.
El anillo flotante bajo la acción del muelle y el manguito para mantener un cierto espacio, el anillo flotante y el manguito entre la formación de una película líquida para evitar fugas de hidrógeno.
El sello de anillo flotante es adecuado para alta temperatura, alta presión, medios fuertemente corrosivos, pero el efecto de sellado puede verse afectado por la viscosidad y la temperatura del medio.
3. Otros tipos de compresores de hidrógeno
Además de los compresores de hidrógeno alternativos y centrífugos, existen otros tipos de compresores de hidrógeno, como los compresores de tornillo y de paletas deslizantes. Estos compresores suelen utilizar juntas de laberinto, juntas frontales o juntas de ranura en espiral para evitar las fugas de hidrógeno.
Juntas de laberinto:
Como ya se ha mencionado, las juntas de laberinto aumentan la dificultad de las fugas de gas a través de pasajes tortuosos.
En los compresores de hidrógeno de tornillo y de paletas deslizantes, los sellos laberínticos se utilizan normalmente para sellar componentes como los extremos del eje y los alojamientos de los cojinetes.
Sello frontal:
Los sellos frontales son sellos de contacto que evitan las fugas de hidrógeno garantizando un ajuste hermético entre las caras de los extremos.
Un cierre frontal suele constar de dos caras frontales opuestas, que suelen estar fabricadas con materiales resistentes al desgaste y a la corrosión.
En los compresores de hidrógeno de tornillo y de paletas deslizantes, los sellos frontales se utilizan normalmente para sellar entre el rotor y el estator.
Sello de ranura en espiral:
La junta de ranura en espiral es una junta sin contacto que reduce las fugas de gas mediante el efecto estrangulador de la ranura en espiral.
Los sellos de ranura en espiral suelen utilizarse en compresores de hidrógeno de tornillo para sellar entre el extremo del rotor y el alojamiento del cojinete.
En resumen, los diferentes tipos de compresores de hidrógeno utilizan diferentes métodos de sellado, y la selección de estos métodos depende del tipo de compresor, la presión de trabajo, las características del medio, el entorno de trabajo y otros factores. En la práctica, es necesario elegir el método de sellado adecuado según la situación específica, y comprobar y mantener regularmente el dispositivo de sellado para garantizar el funcionamiento normal y la seguridad del compresor.
Existen diferencias significativas entre los distintos métodos de sellado, cada uno con características, escenarios de aplicación, ventajas e inconvenientes únicos. A continuación se comparan varios métodos de estanquidad habituales:
1. Juntas estáticas y dinámicas
Estanqueidad estática
Definición: juntas en contacto con piezas fijas, como el cuerpo, la tapa de cierre.
Material: metal (cobre, hierro, acero inoxidable, aluminio, etc.) o materiales no metálicos (caucho, plástico, etc.).
Proceso: sellado plano, sellado de ranura dentada, sellado de junta tórica, sellado de junta en V, etc.
Características: superficie de sellado de alta precisión, generalmente requiere un mínimo de 0,2μm, pero también requiere que la superficie de sellado cumpla los requisitos de paralelismo, redondez, rectitud.
Junta dinámica
Definición: junta entre piezas giratorias o móviles y piezas fijas, como la junta entre el pistón y la camisa del cilindro.
Materiales: materiales poliméricos de baja permeabilidad, lubricantes.
Tecnología: juntas de anillo, juntas bidireccionales, juntas de fricción, etc.
Características: los requisitos de precisión de sellado que el sello estático, por lo general requieren un mínimo de 0,1μm.
2、Comparación de métodos de sellado específicos
Junta tipo O
Estructura: compuesta por un anillo de caucho de sección circular.
Usos: normalmente situado en el pistón, utilizado para sellar líquidos y gases.
Ventajas y desventajas: bajo precio, fácil de reemplazar, pero necesitan ser reemplazados con más frecuencia.
Cierre mecánico
Estructura: compuesto de parte giratoria y parte estática.
Aplicación: muy utilizado en equipos rotativos, como compresores alternativos y compresores centrífugos.
Ventajas y desventajas: puede cumplir con la alta velocidad, alta presión, alta temperatura y otras condiciones de trabajo complejas, pero caro, necesita un mantenimiento regular.
Junta de anillo de pistón
Estructura: compuesto de anillo de sellado de caucho, fijado en el pistón.
Aplicación: comúnmente utilizado en compresores alternativos.
Ventajas y desventajas: larga vida útil, bajo precio, pero necesita ser reemplazado con frecuencia.
Junta de nido de abeja
Estructura: hecha de metal o material polimérico, incluyendo el asiento de sellado y la cabeza de sellado.
Aplicación: puede evitar eficazmente las fugas de gas y aceite y mejorar el rendimiento de los compresores alternativos.
Ventajas y desventajas: puede mejorar la eficiencia y la vida útil de los compresores alternativos, adecuado para compresores alternativos pequeños y medianos.
Sello de laberinto
Estructura: Utilizando una serie de canales complejos y obstáculos para reducir la velocidad de fuga de gas, a fin de lograr el efecto de sellado.
Aplicación: sellado de la tapa del impulsor, sellado entre etapas, sellado del extremo del eje en compresores centrífugos.
Características: estructura compleja, pero efecto de sellado fiable.
Sello de gas seco
Principio: la formación de una película de aire estable entre las superficies de sellado para evitar la fuga de medios.
Aplicación: compresor de tornillo, compresor de hidrógeno circulante, etc.
Características: velocidad de sellado rápida, sensible al desplazamiento del eje, necesidad de controlar estrictamente los parámetros de funcionamiento.
3. Resumen
Los diferentes métodos de sellado tienen sus propias ventajas y desventajas, la elección del método de sellado depende de la aplicación específica y las condiciones de trabajo. Por ejemplo, en la necesidad de ocasiones de alta presión y alta temperatura, los sellos mecánicos pueden ser más apropiados; en la necesidad de evitar ocasiones de fuga de gas, los sellos de gas seco pueden ser más eficaces. Por lo tanto, a la hora de seleccionar un método de estanquidad, hay que tener en cuenta varios factores, como las condiciones de funcionamiento del equipo, la naturaleza del medio, la fiabilidad de la junta y la economía.
