工作原理:螺旋槽的氣體密封的工作原理是流體靜力和流體動力的平衡。為了清晰起見,特將螺旋槽密封塊外形放大示意如圖3、圖4。密封氣體注入密封裝置,使動、靜環(huán)受到流體靜壓力作用,不論配對環(huán)是否轉(zhuǎn)動,這些力都是存在的。而流體的動壓力只是在轉(zhuǎn)動時才產(chǎn)生。配對動環(huán)上的螺旋槽是產(chǎn)生這些流體動壓力的關(guān)鍵,當動環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動時,螺旋槽里的氣體被剪切從外緣流向中心,產(chǎn)生動壓力,而密封堰對氣體的流出有抑制作用(靜壓力的存在),使得氣體流動受阻,氣體壓力升高,這一升高的壓力將撓性安裝的靜環(huán)與配對動環(huán)分開,當氣體壓力與彈簧恢復力平衡后,維持一較小間隙,形成氣膜,密封工藝氣體,這樣,動、靜環(huán)間互不接觸,并且氣膜具有良好的彈性,即氣膜剛度。動、靜環(huán)工作時受力情況示意:①為動、靜環(huán)間隙,根據(jù)不同密封形式,3~10μm左右,②為動環(huán)內(nèi)螺旋槽,深度一般為0.0025~0.07mm,高壓氣由環(huán)的外側(cè)進入螺旋槽內(nèi)形成密封氣動壓力④,流動至密封堰⑤時受阻,氣體壓力升至較高值,然后迅速降低⑥,并使靜環(huán)離開動環(huán)一個微小間隙,該間隙的大小是彈簧力⑦、介質(zhì)氣體壓力⑧以及動靜環(huán)間隙中密封氣壓力平衡的結(jié)果,并維持動、靜環(huán)一個合適的間隙值。干氣密封運行噪音低,在居民區(qū)附近的壓縮機組中更環(huán)保。福建集裝式干氣密封

在某些特殊工況下,如不允許工藝介質(zhì)泄漏到大氣中,同時也不允許阻封氣進入工藝介質(zhì),我們可以考慮在串聯(lián)式干氣密封的兩級之間增加迷宮密封。這種設(shè)計對于易燃、易爆或危險性大的介質(zhì)氣體,如H2壓縮機、H2S含量較高的天然氣壓縮機、乙烯和丙烯壓縮機等,可以實現(xiàn)完全無外漏的密封效果。在這種結(jié)構(gòu)中,主密封氣除了使用工藝氣本身外,還需引入另一路氮氣作為第二級密封的使用氣體。一級密封泄漏的工藝氣體將被氮氣完全引入火炬進行燃燒處理,而二級密封漏入大氣的則是氮氣。這樣一來,在主密封失效時,第二級密封能夠發(fā)揮輔助安全作用。北京串聯(lián)式干氣密封價位企業(yè)在選擇供應商時,會特別關(guān)注其提供的干氣密封產(chǎn)品是否符合國際標準。

為什么容易與靜密封混淆?關(guān)鍵區(qū)分點:部分用戶產(chǎn)生誤解的原因在于干氣密封的“非接觸”特性,但以下兩點可明確區(qū)分:1. 運動狀態(tài):靜密封組件間無相對位移(如法蘭密封),而干氣密封的動、靜環(huán)始終存在高速相對運動。2. 失效模式:干氣密封若停機(運動停止),氣膜消失會導致密封失效,這與靜密封的靜態(tài)承壓特性截然不同。干氣密封的工程優(yōu)勢與選型建議:作為高級動密封方案,其性能遠超傳統(tǒng)接觸式密封:1. 壽命對比:干氣密封壽命可達5-8年(據(jù)《壓縮機技術(shù)》2021年數(shù)據(jù)),而機械密封只1-2年;2. 能耗降低:摩擦功耗減少90%以上,適用于易燃易爆介質(zhì)(如天然氣)。選型時需重點關(guān)注:轉(zhuǎn)速范圍、介質(zhì)潔凈度、系統(tǒng)供氣壓力(通常要求0.5-1.5 MPa表壓)。
污染和操作問題:在雙向干氣密封中,反向旋轉(zhuǎn)雖然是被允許的,但單向干氣密封則必須避免這種情形。當主軸在正常工作時維持一定轉(zhuǎn)速,密封端面之間會形成一層氣膜,從而維持一種平衡狀態(tài)。然而,當主軸轉(zhuǎn)速接近零時,螺旋槽產(chǎn)生的流體動壓效應會逐漸減弱,導致端面開啟力不足以抵消閉合力,從而使端面處于閉合狀態(tài)。如果此時主軸發(fā)生反轉(zhuǎn),密封槽根部會產(chǎn)生負壓效應,加劇動環(huán)與靜環(huán)表面的吸附,進一步導致端面閉合狀態(tài)的惡化,從而嚴重損害端面的形貌。干氣密封的技術(shù)不斷升級,在未來新能源裝備中應用前景廣闊。

干氣密封的設(shè)計簡述:干氣密封雖然在工作時端面為非接觸,但在開停車時仍會有短暫的接觸,這就要求配對材料的耐磨性好。干氣密封摩擦副材料,硬環(huán)一般采用低膨脹系數(shù)、高彈性模量、抗拉強度、熱導率及硬度的材料,如SiC或硬質(zhì)合金。軟環(huán)用浸漬石墨或SiC。流體動環(huán)槽一般加工在動環(huán)表面。由于干氣密封在結(jié)構(gòu)上與普通機械密封差別不大,因此干氣密封的設(shè)計主要體現(xiàn)在密封環(huán)端面槽形參數(shù)的設(shè)計上。干氣密封的理論基礎(chǔ)源于螺旋槽推力軸承,氣體的動壓效應服從于雷諾方程及納維爾-斯托克斯方程。各種類型機械設(shè)備中都可見到干氣閉合裝置,其重要性不容小覷。山東釜用干氣密封規(guī)格
隨著技術(shù)的發(fā)展,干氣密封的材料和結(jié)構(gòu)不斷改進,以適應不同工況的需求。福建集裝式干氣密封
【迷宮密封工作原理詳解】當氣體穿越密封齒與軸表面之間的間隙時,會經(jīng)歷一次節(jié)流過程,導致氣流壓力和溫度的下降,同時流速增加。隨后,氣流進入由兩密封齒所形成的較大空腔。在這里,氣體的容積突然增大,從而產(chǎn)生強烈的旋渦效應。由于旋渦的形成,氣流的動能幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量,導致氣體溫度回升至節(jié)流前的水平,而壓力回升有限,基本保持了流經(jīng)縫隙時的原始壓力。這一過程會隨著氣體每次經(jīng)過間隙和隨后的空腔而重復,從而實現(xiàn)了迷宮密封的節(jié)流和擴容作用。福建集裝式干氣密封