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流体机械密封学讲义 流体机械密封学讲义 4.密封端面的直径大小 在同一转速下，密封直径越大线速度越高，气膜刚度越大 。 5.缓冲气的压力 缓冲气压力对气膜刚度的影响较小，一般来说，压力越高，气膜刚度略有增大。 流体机械密封学讲义 五、干气密封控制系统 为了保证干气密封运行的可靠性，每套干气密封都有与之相匹配的监测控制系统，使得密封工作在最佳设计状态，当密封失效时系统能及时报警，有利于维修工人以最快速度处理现场事故。下面以典型的串联式干气密封系统为例做简单介绍。 流体机械密封学讲义 下图为该系统示意简图。该密封正常运行时是由机组出口端引出一股气，经过两级过滤器（过滤精度3μm）后成为干燥、洁净的气体作为干气密封的缓冲气进入密封腔。控制其压力稍高于正常运行时的参考气管工艺气压力（通常50KPa），其作用是阻挡未净化工艺气中的粉尘、凝缩油等杂质进入密封端面对干气密封的正常工作产生不利的影响。 流体机械密封学讲义 系统由一差压变送器测量缓冲气与参考气之间的差压，信号通过电气转换控制安装在缓冲气入口处的气动薄膜调节阀，以调节缓冲气的入口压力使其维持与参考气的恒定压差。进入密封腔的缓冲气的绝大部分通过梳齿密封回到工艺气内。剩余的一小部分通过第一级干气密封的端面漏出，称为一级泄漏气。当中的大部分被引入火炬安全的燃烧掉。 流体机械密封学讲义 流体机械密封学讲义 四.干气密封 干气密封是一种新型的非接触式轴封，干气密封的概念是六十年代末期从气体润滑轴承的基础上发展起来的，其中以螺旋槽密封最为典型。经过数年的研究，美国约翰·克兰公司率先推出干气密封产品并投入工业使用。 流体机械密封学讲义 实践表明，干气密封在很多方面都优越于普通接触式机械密封，它主要用于管线、海洋平台、炼油厂、石油化工行业等，适合于任何输送气体的系统。 流体机械密封学讲义 由于干气密封属于非接触式密封，基本上不受PV值的限制，因此干气密封特别适合作为在高速高压条件下的大型离心压缩机轴封。干气密封的出现，是密封技术的一次革命，气体密封的难题从此得以解决，而不再会受到密封润滑油的限制，而且其所需的气体控制系统比油膜密封的油系统要简单得多。 流体机械密封学讲义 另外，干气密封的出现也改变了传统的密封观念，将干气密封技术和阻塞密封原理有机结合，“用气封液或气封气”的新观念替代传统的“液封气或液封液”观念，可保证任何密封介质实现零逸出，这就使得干气密封在泵用轴封领域也将有广泛的应用前景。 流体机械密封学讲义 下表为压缩机干气密封与其它常见密封的泄漏量比较 试验机组使用条件：轴径140mm,转速5000r/min,工艺气压力0.6MPa, 封油（气）压力0.75MPa. 流体机械密封学讲义 与普通接触式机械密封相比，干气密封有以下主要优点： 省去了密封油系统及用于驱动密封油系统运转的附加功率负荷。 大大减少了计划外维修费用和生产停车。 避免了工艺气体被油污染的可能性。 密封气体泄漏量小。 维护费用低，经济实用性好。 密封驱动功率消耗小。 密封寿命长，运行可靠。 流体机械密封学讲义 二、干气密封的工作原理 与其它机械密封相比，干气密封在结构方面基本相同。其主要区别在于，干气密封的一个密封环上面加工有均匀分布的浅槽，干气密封能在非接触状态下运行就是靠这些浅槽在运转时产生的流体动压效应使密封面分开。 流体机械密封学讲义 干气密封端面的槽形主要分单旋向和双旋向两大类。 流体机械密封学讲义 单旋向槽型在目前的压缩机组上使用最多，常见的主要有以上几种。单旋向槽型只可使用于单向旋转的机组，在要求的旋向下才可产生开启力，如反转则产生负的开启力而可能导致密封的损坏。但相对于双旋向的槽型，它可形成更大的开启力和气膜刚度，产生更高的稳定性而更可靠的防止端面接触。故在很低的转速下和较大的振动下也可使用。 流体机械密封学讲义 流体机械密封学讲义 双旋向槽型常见有以上几种。该槽型使用无旋向要求，正反转皆可。机组的反转不会造成密封的损坏。其使用范围较单旋向槽宽，但其稳定性、抗干扰能力较单旋向差。 流体机械密封学讲义 对比干气密封各种槽型的研究结果，最终确认在同样的工作参数下，以螺旋线设计的槽型具有最大的气膜刚度的同时仅有较小的泄漏量。即具有最大的刚漏比。下面重点介绍这种槽型。 流体机械密封学讲义 下图所示是典型的干气密封螺旋槽端面的示意图。密封面上加工有一定数量的螺旋槽，其深度小于10微米。密封运转时，被密封气体周向吸入螺旋槽内，径向分量由外径朝中心（即低压侧）流动，而密封坝限制气体流向低压侧。气体随着螺旋槽截面形状的变化被压缩，在槽根部形成局部的高压区，使端面分开几微米而形成一定厚度的气膜。 流体机械密封学讲义 在此厚度气膜下，由气膜作用力形成的开启力与由弹簧力和介质作用力形成的闭合力达到