¿Cómo el sello del eje de una hélice submarina previene una fuga a grandes profundidades?

El sello alrededor del eje de la hélice de un submarino militar es un sello doble que consiste en un sello de laberinto y una bota inflable .


Bota inflable: principio de sellado

Debido a que el Sello Laberinto solo reduce la presión del océano, el submarino necesita un sello más para asegurarse de que no haya inundaciones en los espacios de la tripulación. Al inflar una funda de goma alrededor del eje, proporciona la barrera secundaria para evitar inundaciones por la presión del agua oceánica.


Sellos de laberinto

Los sellos laberínticos, anteriormente llamados sellos Leidenfrost o mini maza, se producen de la siguiente manera: el anillo interior de acero totalmente torneado está rodeado de aluminio moldeado. Esta configuración se gira y se muele según el Tipo “L” o “M” deseado y luego se aplica presión radial mientras el sello está girando. Por lo tanto, se crea una expansión radial del anillo de aluminio blando que da como resultado la creación de un espacio laberíntico entre el anillo interior y el exterior.

Este proceso de producción garantiza la identidad absoluta de los perfiles del anillo interior y exterior. Ambos anillos son inseparables y no deben desmontarse.

Sello de laberinto: principio de sellado

El principio básico de un sello laberíntico se basa en la forma geométrica de los sellos laberínticos que hace que algunas vueltas del contaminante penetren en el sello. El factor principal para la eficiencia de un sello sin contacto es la fuerza centrífuga causada por la rotación y aplicada al contaminante para arrojarlo radialmente antes de penetrar el sello.

A una velocidad periférica más alta, se construye una barrera de aire dentro del sello que evita la entrada de diferentes tipos de contaminación (por ejemplo, polvo o líquidos).

No hay posibilidad de que un sello laberíntico proteja contra niveles de líquido más altos y contra un gradiente de presión entre ambos lados de los sellos. Los gradientes de presión pueden reducirse pero no sellarse.


Experiencia de la vida real: mar adentro

Cuando estaba en el despliegue en 2005 en el océano Pacífico occidental, estaba trabajando en las escobillas de carbón del asiento de nivel inferior de la sala de máquinas (ERLL) para la bomba de drenaje, fui testigo de la falla en el arranque inflable del eje. Sin ningún sello en su lugar, la sala de máquinas se habría inundado en solo unos momentos, pero debido al sello del laberinto se redujo a una gran cantidad de víctimas de inundación que pudo mitigarse con el sistema de desagüe y drenaje de los barcos. Si bien redujo nuestra capacidad de profundidad de buceo, aún pudimos mantener nuestro estado sumergido y terminar nuestra misión.

Al ver el océano vertiéndose en su submarino, puede ver qué tan entrenados están los marineros de la Marina. Debido a que el sistema de drenaje no funcionaba por mantenimiento, 50 marineros se alinearon en una cadena tipo margarita para colocar el agua en el extremo delantero de la embarcación y dejar que el sistema de compensación hiciera su trabajo. Esta víctima convirtió una evolución de mantenimiento de 2 horas en una evolución de 30 minutos, ya que trabajamos más duro que nunca para asentar las escobillas de carbón para que se ajusten al conmutador del motor de la bomba de drenaje. Una vez que la bomba de drenaje estuvo operativa una vez más, pudimos mitigar mejor a la víctima de la inundación, pero sin la capacidad de reparar la bota inflable nos vimos obligados a luchar con este problema hasta que llegamos al puerto 2 semanas después.

La mayoría de los sellos del eje giratorio están diseñados para sellar mejor a medida que aumenta la presión. La presión empuja el sello más firmemente contra la superficie de sellado.

Las presiones observadas por el sello del eje de la hélice en un submarino, aunque grandes, no son nada inusual en los sellos industriales. Los sellos en ejes alternativos en arietes hidráulicos pueden y mantienen presiones mucho más altas, mientras se enfrentan a las complicaciones adicionales de la alta temperatura del aceite hidráulico y la suciedad y los desechos en el eje (piense en el equipo de construcción y las condiciones sucias de esas barras de pistón brillantes). exponerse a).

No he diseñado sellos para ejes de hélices submarinas, por lo que quizás haya otras complicaciones que desconozco. Pero he diseñado sellos industriales para una variedad de aplicaciones.

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