Definice kartáčových těsnění

Kartáčová těsnění představují vysoce účinnou technologii tlumení těsnění používanou v turbostrojích. Původně byly vyvinuty pro letecké motory, jejich aplikace se následně rozšířila do oborů, jako jsou průmyslové plynové turbíny a parní turbíny. Využitím flexibilní kontaktní struktury k výraznému snížení míry úniku se objevily jako stěžejní technologie v moderních lopatkových strojích.

Kartáčové těsnění se skládá z hustě uspořádaných kovových štětin, které se obvykle skládají ze slitiny na bázi kobaltu-. Tyto štětiny jsou nakloněny tak, aby tvořily pružný kontaktní povrch schopný vyrovnat se s excentricitou rotoru a tepelnými deformacemi; kontaktní plocha je navíc potažena materiály odolnými proti opotřebení-, které minimalizují otěr. Když tekutina prosakuje těsněním, generuje vírové proudy uvnitř svazku štětin, přeměňuje kinetickou energii na tepelnou energii, aby se dosáhlo samotěsnícího efektu; v důsledku toho je míra úniku pouze jedna-pětina až jedna-desetina oproti tradičním labyrintovým těsněním. Strukturálně jsou kartáčová těsnění rozdělena na svařované a upnuté typy; ten druhý podporuje začlenění ne-kovových materiálů pro zvýšení přizpůsobivosti, zatímco vícestupňové provedení umožňuje těsnění odolat tlakovým rozdílům až 1,8 MPa. Strategie optimalizace zahrnují úpravu parametrů, jako je úhel štětin (typicky mezi 45 stupni a 55 stupni), počet řad štětin a plocha toku mezi stupni; Navíc přijetí nových materiálů,-jako jsou uhlíková vlákna{16}}může účinně snížit koeficient tření. Problémy však přetrvávají, včetně rizika nestability obvodového prokluzu štětin při vysokých tlakových rozdílech a nerovnoměrných poklesech tlaku na straně po proudu; tyto problémy vyžadují zmírnění pomocí implementace tlakových -komůrek nebo konstrukčních úprav přizpůsobených konkrétním provozním podmínkám.