【迷宫密封工作原理详解】当气体穿越密封齿与轴表面之间的间隙时,会经历一次节流过程,导致气流压力和温度的下降,同时流速增加。随后,气流进入由两密封齿所形成的较大空腔。在这里,气体的容积突然增大,从而产生强烈的旋涡效应。由于旋涡的形成,气流的动能几乎全部转化为热量,导致气体温度回升至节流前的水平,而压力回升有限,基本保持了流经缝隙时的原始压力。这一过程会随着气体每次经过间隙和随后的空腔而重复,从而实现了迷宫密封的节流和扩容作用。通过合理设计,干气密封可以实现自我调节,以适应不同工况下的变化需求。湖北原装干气密封标准

串联式干气密封的结构。这种密封结构因其操作可靠性高而受到青睐,尤其在允许少量介质气体泄漏到大气中的工况下表现尤为出色。它普遍应用于石油化工企业的引进机组中。串联式干气密封可以看作是两套或更多套干气密封按照相同方向首尾相连而构成的系统。与单端面结构相似,它同样利用工艺气体作为密封气体。通常采用两级结构,其中头一级(主密封)承担全部负荷,而另一级则作为备用密封,不承受压力降。当主密封发生泄漏时,泄漏出的工艺气体被引入火炬进行燃烧处理。只有极少量的未燃烧气体通过二级密封漏出,并被引入安全地带排放。这种设计确保了在主密封失效时,第二级密封能发挥辅助安全密封的作用,从而有效防止工艺介质大量向大气中泄漏。湖北原装干气密封标准干气密封在二氧化碳压缩机中,抗气蚀能力强,密封性能持久。

在动力平衡状态下,作用在密封上的力分布。动力平衡状态下的力分布。其中,闭合力Fc是由气体压力和弹簧力共同构成的,而开启力Fo则是通过端面间的压力分布对端面面积进行积分来计算的。在平衡状态下,这两种力达到平衡,从而维持约3微米的运行间隙。然而,当密封间隙因某种原因而减小,导致端面间的压力上升时,开启力Fo将超过闭合力Fc,这时端面间隙会自动增大,直至重新达到平衡。类似地,当密封间隙因某种扰动而增大,使得端面间的压力下降时,闭合力Fc将超过开启力Fo。在这种情况下,端面间隙会自发减小,直至重新达到平衡状态。这种机制会在静环和动环组件间形成一层稳定性较佳的气体薄膜。在常规的动力运行环境下,该薄膜能确保端面始终保持分离状态,从而避免接触和磨损,进而明显延长其使用寿命。此外,通过巧妙地组合上述结构并辅以其他密封措施,可以演变出多种适用于实际工作环境的结构类型,例如单端面干气密封。此类密封方式特别适用于那些工艺气体少量泄漏至大气且无害的工况。
此外,还有双端面干气密封结构,它适用于那些不允许工艺气泄漏到大气中,但允许阻封气(如氮气)进入机内的工况。这种结构的特点和适用场景进行了解。双端面密封的设计原理是将两套单端面密封面对面布置,有时还会采用两个动环。这种结构特别适用于没有火炬条件,但允许少量阻封气如氮气进入工艺介质的情况。通过在两组密封之间通入氮气作为阻塞气体,可以形成一个性能可靠的阻塞密封系统。关键在于控制氮气的压力,使其始终维持在比工艺气体压力高0.2~0.3MPa的水平,从而确保密封气泄漏的方向始终朝向工艺气和大气,进而防止工艺气向大气泄漏。在风力发电领域,新型耐磨损材料为提升干气密闭性能开辟了新的方向。

在动力平衡条件下,作用在密封上的力如图3所示。闭合力Fc,是气体压力和弹簧力的总和。开启力Fo是由端面间的压力分布对端面面积积分而形成的。在平衡条件下Fc=Fo,运行间隙大约为3微米,如果由于某种干扰使密封间隙减小,则端面间的压力就会升高,这时,开启力Fo大于闭合力Fc,端面间隙自动加大,直至平衡为止。如图4所示。类似的,如果扰动使密封间隙增大,端面间的压力就会降低,闭合力Fc大于开启力Fo,端面间隙自动减小,密封会很快达到新的平衡状态,这种机制将在静环和动环组件之间产生一层稳定性相当高的气体薄膜,使得在一般的动力运行条件下端面能保持分离、不接触、不易磨损,延长了使用寿命。干气密封在航空航天领域也得到了普遍应用,以确保飞行器内部环境稳定。湖北原装干气密封标准
干气密封无需润滑液,适合处理易燃易爆介质的设备,安全性高。湖北原装干气密封标准
机械密封的结构呈现出多样化,但其中一种常见的结构如上图所示。该机械密封装置被安装在旋转轴上,其内部结构包括紧定螺钉、弹簧座、弹簧以及动环辅助密封圈和动环,这些部件随轴一同旋转。而静环、静环辅助密封圈和防转销则被安装在端盖内,端盖与密封腔体通过螺栓相连结。轴通过紧定螺钉、弹簧座和弹簧的协同作用,带动动环进行旋转。由于防转销的作用,静环则保持静止状态,位于端盖之内。在弹簧力和介质的作用下,动环紧密贴合静环的端面,并产生相对滑动,从而有效阻止了介质通过端面间的径向泄露(即泄漏点1),实现了机械密封的主功能。湖北原装干气密封标准