压缩机干气密封原理

干气密封是在气体动压轴承的基础上发展起来的。

与普通机械密封相比,干气密封的动环和静环在结构上具有更宽的密封端面。动环或静环的端面上加工有异形动压槽,如螺旋槽、圆形槽、T形槽等,槽深一般在10-9m数量级。带动压槽的环一般用SiC,不带动压槽的环用C石墨。

螺旋槽干气密封说明了干气密封的工作原理。当动环高速旋转时,动环或静环端面上的螺旋槽将外径处的高压气体向下抽入密封端面之间的空间,气体从外径向中心流动,而密封坝约束气体向中心流动,气体被压缩导致压力上升,在槽根处形成高压区。端面气膜压力形成开启力。当密封运行稳定时,开启力与作用在补偿环背面的气体压力和弹簧力形成的闭合力平衡,密封保持非接触无磨损运行。

如果某些扰动因素使密封间隙减小,此时螺旋槽产生的气膜压力会增大,引起开启力增大,而关闭力增大,直至恢复平衡;相反,如果某些扰动因素使密封间隙增大,此时螺旋槽产生的气膜压力会减小,从而使开启力减小,而关闭力不变,密封间隙减小,密封很快恢复平衡。干气密封抵抗气膜间隙变化的能力称为气膜刚度。

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