干气密封结构与原理

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干气密封的特性及主要工作原理

干气密封的特性及主要工作原理一、干气密封概述早在20世纪60年代末期，奠定在气体动压轴承应用的基础上，干气密封发展起来，并成为一种全新的非接触式密封。

该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。

最初，采用干气密封形式，主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题。

由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。

随着我国密封技术的飞速发展，再加上干气密封的广泛应用，彻底解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。

干气密封图二、干气密封与机械密封性能比较机械密封是一种传统的密封型式，其特点是密封结构简单，技术成熟，加工精度要求不太高。

其缺点是泄漏率高，故障频发。

干气密封是目前最先进的一种非接触密封型式，与传统的机械密封形式相比较，采用干气密封技术，主要具备以下优势：1)采用干气密封技术，可有效提高密封的质量与使用时间，确保设备安全、可靠、稳定运行。

2)采用干气密封技术，能源消耗较小。

3)干气密封技术应用到的辅助系统较为可靠，操作简单，在使用过程中不需要任何维护手段。

4)采用干气密封技术，泄漏量较少，应用效果良好。

三、干气密封工作原理一般来讲，典型的干气密封技术，包含了静环、动环(旋转环)、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座等。

静环位于弹簧座内，用副密封O形圈密封。

弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上动环(旋转环)配合。

这类密封与机械密封的区别在于，它是一种气膜润滑的流体动、静压相结合的非接触式机械密封。

动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的特种槽。

随着转动，气体被向内泵送到槽的根部，根部以外的无槽区称为密封坝。

密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。

干气密封基本原理及应用

Pressure [barG]
单向槽与双向槽的比较
单向槽：螺旋槽、V型槽优点：动压效应强，气膜刚度大，抗外界扰动能力强。
双向槽：枞树、U型槽、T型槽优点：可以长时间反转；缺点：较单向槽动压效应弱，气膜刚度小。推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。
工作原理
FC 闭合力
S
P
弹簧力+流体压力
极低的工艺气泄漏
能承受速度和压力的快速变化
由于非接触的特点，理论上密封寿命可以认为没有限制
干气密封主要特征
减少新机器的成本集装式设计易安装，保护关键密封组
件超过1亿5仟万小时运转经验已安装1万2千套集装式干气密封
干气密封主要特性
取消了密封油系统减少了维修费用节能防止了油系统的污染
10 6.625 in 密封直径
8 6 4 2
单向螺旋槽改进型双向螺旋槽
最初的双向螺旋槽雷列台阶
0
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Speed (rpm)
单向螺旋槽与改进型双向螺旋槽（ 5.687” ）－泄漏量与压力关系曲线
Leakage [std.l/min]
CSTEDY / CTRANS -功能
输入
压力，温度，转速，气体组份，材料，槽形，密封几何形状
输出
密封面间隙，泄漏量，摩擦，功率，温升，气膜稳定性
动态密封性能分析
密封直径 162mm 转速 16,110 rpm
压力 0 bar 温度 150 ℃
泄漏量 = 1.5 l/min
5 Microns/ div
New BD vs. UD : Seal Size 5.687"

干气密封介绍

二） 1、（1）.泵用标准双端面干气密封HXGS-PB1
标准双端面干气密封由两套干气密封背靠背布置形成。
两套密封间充入洁净的密封气（一般为氮气），其压力高于密封腔被密封介质压力为0.15MPa 左右。微量密封气的通过内侧密封的密封面进入泵腔，部分隔离气通过外侧密封的端面进入环境中，进入环境的密封气为洁净的密封气，完全符合环保要求。
干气密封技术
提纲
一、干气密封概述和工作原理二、干气密封典型结构三、影响干气密封性能的主要参数四、干气密封与机械密封的性能对比
干气密封概述和工作原理
1、干气密封概述
干气密封是二十世纪六十年代末期从气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密封。该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触运行。经过数年的研究，英国的约翰克兰公司于七十年代末期率先将干气密封应用到海洋平台的气体输送设备上，并获得成功。干气密封最初是为解决高速离心压缩机轴封问题而出现的，由于密封非接触运行，因此密封磨擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合作为高速、高压设备的轴封。随着干气密封技术的日益成熟，其应用范围也越来越宽广，日前，干气密封正逐渐在离心泵及搅拌器上得到应用。
2、干气密封工作原理
典型的干气密封结构如图1所示，由旋转环、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成。图2 所示为干气密封旋转环示意图，旋转环密封面经过研磨、抛光处理，并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。
图1 干气密封结构示意图
干气密封旋转环旋转时，密封气体被吸入动压槽内，由外径朝向中心，径向分量朝着密封坝流动。由于密封坝的节流作用，进入密封面的气体被压缩，气体压力升高。在该压力作用下，密封面被推开，流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜，此气膜厚度一般在 3微米左右。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，气膜厚度十分稳定。

干气密封的原理

干气密封的原理干气密封是一种常用于旋转机械设备中的密封方式，其原理是利用气体的压力来实现密封作用。

在旋转机械设备中，由于转子的高速旋转和运动部件的摩擦，会产生大量的热量和摩擦力，如果不加以有效的密封，就会导致气体泄漏和能量损失，甚至会影响设备的正常运行。

因此，干气密封的应用就显得尤为重要。

干气密封的原理可以简单地概括为以下几点：1. 气体压力作用，干气密封的核心原理是利用气体的压力来实现密封作用。

在密封装置中，通过控制气体的流动和压力，使气体形成一定的压力差，从而阻止外界空气或液体的渗入，实现密封效果。

2. 动静环结构，干气密封通常由动环和静环两部分组成。

动环是安装在旋转轴上的密封件，静环则是安装在机壳内的密封件。

当旋转轴旋转时，动环和静环之间形成一定的间隙，通过控制气体的流动和压力来实现密封作用。

3. 摩擦降低，干气密封的原理还包括通过减少摩擦力来实现密封。

在密封装置中，通过控制气体的流动和压力，形成一层气膜，从而减少旋转部件和固定部件之间的摩擦力，减少能量损失。

4. 温度控制，干气密封的原理还包括通过控制气体的温度来实现密封。

在高速旋转的机械设备中，由于摩擦产生的热量会导致气体温度升高，影响密封效果。

因此，通过控制气体的温度，可以有效地实现密封作用。

总的来说，干气密封的原理是通过控制气体的流动、压力、温度等参数，利用气体的压力和摩擦降低来实现密封作用。

在实际应用中，干气密封不仅可以有效地阻止气体泄漏和能量损失，还可以减少设备的维护成本，提高设备的运行效率，具有广泛的应用前景。

以上就是干气密封的原理，希望能对大家有所帮助。

干气密封结构与原理

优化方向
优化密封面设计、选择合适的弹性元件和摩擦材料，以提高开启力。
泄漏率
01
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泄漏率
干气密封在工作过程中，气体通过密封面的流量，通常以气体流量或泄漏量的形式表示。
影响因素
泄漏率受密封面粗糙度、间隙大小、气体压力和温度等因素影响。
优化方向
减小密封面粗糙度、减小间隙大小、提高气体压力和温度等措施，以降低泄漏率。
。
低能耗
干气密封的运行能耗较低，能够降低企业的生产成本。
长寿命
干气密封的使用寿命较长，减少了维修和更换的频率，降低了维护成本。
高可靠性
干气密封的可靠性较高，能够保证设备的长期稳定运行，减
少意外停机事故的发生。
缺点
高成本
安装要求高
干气密封的结构复杂，制造成本较高，导致其整体价格较高。
干气密封的安装精度要求较高，需要专业人员进行安装和调试，以确保其正常工作。
03
干气密封的工作原理
工作原理概述
干气密封是一种非接触式机械密封，通过在密封端面之间形成一层稳定的气膜来实现密封。
与传统的接触式机械密封相比，干气密封具有较低的摩擦阻力、磨损小、寿命长等优点。
干气密封适用于高速、高温、高压等苛刻的工况条件，广泛应用于石油、化工、制药等领域。
静环与动环的相互作用
旋转环
旋转环是干气密封中的另一个关键组件，它与静止环形成一对相互作用的密封面。旋转环通常由经过特殊处理的硬质材料制成，如碳化钨或碳化硅。
旋转环的表面经过精密研磨和抛光，使其能够在高速旋转时保持与静止环的紧密接触，从而实现非接触式密封。
弹簧
弹簧是干气密封中的一个重要组成部分，它为静止环提供必要的预紧力，确保静止环与旋转环之间的紧密接触。

干气密封技术基本结构原理

干气密封技术基本结构原理一般来讲，典型的干气密封结构包含有静环、动环组件（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等零部件。

静环位于不锈钢弹簧座内，用副密封O形圈密封。

弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在转子上的动环组件配合。

在动环组件和静环配合表面处的气体径向密封有其先进独特的方法。

配合表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽，随着转子转动，气体被向内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。

密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。

该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件间气隙的能力。

反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。

配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。

当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。

在动力平衡条件下，作用在密封上的闭合力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。

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。

具体介绍干气密封气体润滑非接触式机械密封 (简称干气密封)液体润滑上游泵送非接触式机械密封 (简称上游泵送密封)都是基于现代流体动压润滑理论的新型非接触式机械密封。

与普通的接触式机械密封相比,干气密封与上游泵送密封可实现密封介质的零泄漏甚至零逸出,彻底消除对环境的污染,且因端面无直接的固体摩擦磨损而使使用寿命延长、密封可靠性提高和运行维护费用下降,从而使经济效益明显提高。

离心压缩机干气密封结构原理

离心压缩机干气密封结构原理
离心压缩机是一种重要的工业设备，广泛应用于石油、化工、冶金等行业。

为了保证离心压缩机的高效运行，干气密封结构起着至关重要的作用。

干气密封结构可以防止气体泄漏，提高设备的安全性和可靠性。

干气密封结构的原理主要基于以下几个方面：
1. 压力差效应：干气密封结构利用压力差效应来防止气体泄漏。

在离心压缩机运行过程中，气体从高压区域流向低压区域，干气密封结构通过合理设计，使气体在流动过程中产生压力差，从而防止气体渗漏到外部环境。

2. 环境控制：干气密封结构通过控制环境条件来防止气体泄漏。

离心压缩机通常运行在高温、高压的环境中，干气密封结构采用特殊的材料和密封装置，能够承受高温高压环境的侵蚀和磨损，并保持稳定的密封性能。

3. 摩擦密封：干气密封结构利用摩擦力来防止气体泄漏。

离心压缩机的转子和定子之间存在一定的摩擦力，干气密封结构通过合理设计密封面的形状和材料，使摩擦力产生足够的密封效果，防止气体泄漏。

4. 润滑和冷却：干气密封结构通过润滑和冷却来防止气体泄漏。

离
心压缩机的转子和定子之间存在一定的间隙，干气密封结构通过注入润滑剂和冷却剂，形成一层润滑膜和冷却膜，以减少摩擦和热量的产生，提高密封性能。

干气密封结构的设计需要考虑多个因素，如压力、温度、转速等。

不同工况下，需要采用不同的密封结构和材料。

目前，常用的干气密封结构包括磁力密封、机械密封和迷宫密封等。

离心压缩机干气密封结构的原理是通过压力差效应、环境控制、摩擦密封和润滑冷却等方式来防止气体泄漏。

合理设计和选择适当的干气密封结构，可以提高离心压缩机的安全性和可靠性，确保设备正常运行。

干气密封介绍(上)

干气密封介绍一、干气密封干气密封经过了严格的试验和检验，由制造精度高、质量优良的陶瓷和高合金的金属材料组成，含串联式配置的密封（如：含两个动环、两套装好弹簧的静环组件、腔体、连接轴套等件）和内部迷宫密封。

在大气侧配置了隔离密封。

弹簧力和工艺气压力共同作用形成密封力，密封环和保持环间的密封元件（O形圈）起副密封的作用。

在串联密封中，工艺气侧的主密封承受全压差起主要的密封作用。

大气侧的密封作为安全备用密封，一旦主密封失效安全密封承担起主密封的作用，可以保证设备安全停机。

干气密封分类：单端面，双端面，串联式等多种。

如何选用干气密封：1、对于要求既不允许工艺气体泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机体的情况，采用中间进气的串联式干气密封。

普通串联式干气密封适用于少量工艺气泄漏到大气中的工状。

大气侧的一级密封作为保险密封。

2、对于允许气体少量泄漏到大气中，且无任何危害的工况，选用单端面干气密封。

3、对于不允许工艺气体泄漏到大气中，但允许阻封气泄漏到工艺气中的工况，选用双端面干气密封。

二、干气密封密封端面分类及螺旋槽干气密封优点干气密封密封端面根据加工成的形状分成：有扁平密封块，有台阶的密封块，有楔形鞋状密封块的，有螺旋槽的，等等。

螺旋槽干气密封优点：运行可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气亦不污染润滑油系统，取消了庞大的密封油供给及测控系统，占地面积小，重量轻，运行维护费用低，减小了计划外维修费用和生产停车。

三、干气密封结构图。

图1 串联式干气密封的内部结构四、干气密封系统概述1、主要数据密封型式：TM02D串联式干气密封密封处轴径：100mm密封配置：带中间迷宫的串联式密封（含隔离气密封）密封系统型式：除液装置+增压装置+密封控制系统产地：沈阳透平机械股份有限公司密封材料：㈠、旋转环：硬质合金（碳化钨或碳化硅）㈡、旋转金属件：410SS㈢、静止环：特种石墨（碳化硅+DLC涂层）㈣、静止金属件：410SS㈤、弹簧：哈氏合金2 、干气密封工作原理：干气密封是一种非接触式端面密封，密封单元由两个环构成。

干气密封结构与原理

干气密封结构与原理今天咱们来唠唠干气密封这个超有趣的东西。

咱先说说干气密封的结构哈。

干气密封啊，就像是一个超级精密的小世界。

它有动环和静环这两个重要的小伙伴呢。

动环就像是个活泼好动的小机灵鬼，它是随着轴一起旋转的。

而静环呢，就比较沉稳啦，它是固定在那里不动的。

这一动一静之间啊，就有着很多奇妙的事情发生。

动环和静环的表面那可是经过超级精细的加工的，光滑得就像小婴儿的脸蛋儿似的。

而且啊，在它们之间还有一些小小的间隙，这个间隙可不能太大也不能太小，就像是 Goldilocks（金发姑娘）找到的那个“刚刚好”的状态。

再来说说干气密封的密封坝，这就像是一道小堤坝一样。

它在密封结构里起着非常重要的作用呢。

它能够控制气体的流动方向，让气体乖乖地按照我们想要的方式在密封结构里跑来跑去。

还有啊，密封槽也是个很有意思的部分。

这些密封槽的形状和大小都是经过精心设计的，就像是给气体设计了一个个小跑道，气体就在这些小跑道里穿梭。

那干气密封的原理是啥呢？这可就更有趣啦。

干气密封主要是靠气体的压力来实现密封的哦。

想象一下，气体就像是一群小小的士兵，它们被输送到密封结构里。

当动环旋转的时候，它会带动气体在动环和静环之间的间隙里形成一种特殊的气膜。

这个气膜啊，就像是一层软软的保护罩一样。

它一方面能够阻止密封介质泄漏出来，另一方面呢，又能让动环和静环不会直接接触，就像两个小伙伴之间隔了一层柔软的气垫，这样就不会互相磨损啦。

而且哦，这个气膜的压力是很有讲究的。

如果气膜的压力太小了，那就像是士兵的力量不够，可能就挡不住密封介质的泄漏啦。

但是如果气膜的压力太大呢，又可能会把动环和静环给撑开，这样整个密封结构就会出问题啦。

所以啊，就需要精确地控制气体的压力，让这个气膜保持在一个完美的状态。

在实际的工作过程中，干气密封就像是一个忠诚的小卫士。

不管设备里面的压力怎么变化，它都在那里坚守岗位。

比如说在一些大型的压缩机里，干气密封就发挥着巨大的作用。

干气密封

干气密封
一、干气密封原理二、常见的干气密封类型三、干气密封PID图四、干气密封逻辑图五、干气密封操作
2019/4/29
一、干气密封原理
一般来讲，典型的干气密封包含了静环、动环组件（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等。静环位于不锈钢弹簧座内，用副密封O形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上的旋转环——动环组件配合，如图1 所示。
2019/4/29
7、干气密封系统的停车 1)、无论是事故停车，还是正常停车，在停机过程中，要保证自增压系统的正常运行，即保证一级密封气的正常供应，防止机体内的气体进入干气密封内部。 2)、先停润滑油泵，至少1 个小时后再停隔离氮气。
8、干气密封系统参数调整 1)、压缩机按照操作规程盘车，启动、升速、升压直至规定运行工况，在各种工况下观察并记录有关现象，各个仪表显示的数值。因系统升压干气密封各参数随之变化要及时调节。 2)、如果仪表显示值与设计值偏差10﹪之内，则不必要调整相关的压力调节阀，如果偏差较大，可以仔细调整压力调节阀，边观察压力表，边调整调节阀，直到满足要求。 3)、机组正常运行时，压缩机进出口压差大于 530KPa 时，将增压泵的操作投用在自动控制的状态。当遇到停机时，内外操一定要注意增压泵是否正常自启动，否则，则需要手动启动，外操需到现场确认其运行是否正常，内操需要注意增压泵是否满足增压要求。 4)、停机以后，为防止润滑油窜入干气密封系统，要保证机体压力在.5~1.0MPag左右，停用润滑油系统后，机体才能完全泄压。
2019/4/29
2019/4/29
双端面密封结构
•双端面密封是一种有效地防止介质气体逃逸到周围环境中的密封结构。它包括供给缓冲气体, 如氮气,在两道密封之间通过接口加一个比介质压力高的缓冲气体( 一般缓冲气体的压力比介质压力高0. 2M Pa)。

干气密封原理及使用课件

干气密封原理及使用课件
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目录
• 干气密封原理介绍 • 干气密封系统的组成 • 干气密封的安装与调试 • 干气密封的维护与保养 • 干气密封的发展趋势与展望 • 实际应用案例分析
01
干气密封原理介绍
干气密封工作原理
干气密封工作原理主要是通过旋转轴的动环与静止环之间的接触面形成流体动压效应，产生流体摩擦力，将旋转轴与静止环紧紧地粘合在一起，从而实现密封效果。
多元化领域应用
从石油化工向制药、食品、电子等领域拓展。
跨国合作与交流
加强国际合作与交流，共同推动干气密封技术的发展和应用。
未来发展方向与挑战
绿色环保
研发低摩擦、低泄漏、低能耗的干气密封技术，满足绿色环保要求。
高性能标准
制定更高性能的干气密封标准，提升密封性能和可靠性。
技术人才培养
加强干气密封技术人才的培养和引进，为产业发展提供人才保障。
轴套通常安装在轴上，用于保护轴面并传递扭矩。
03
干气密封的安装与调试
安装步骤
准备工作
确保所有工具和材料齐全，检查干气密封的型号和规格是否正确。
安装密封圈
将密封圈放置在密封槽内，确保密封圈没有扭曲或损坏。
清洁密封面
使用专用的清洗剂清洁密封面，确保没有杂质和油渍。
安装密封盖
将密封盖与旋转轴或静态环连接，确保连接处没有泄漏。
05
干气密封的发展趋势与展望
技术创新与改进
材料优化
采用新型材料和涂层技术，提高密封性能和使用寿命。
结构设计革新
改进密封端面和流体通道设计，降低泄漏率，提高稳定性和可靠性。
智能监控与诊断
引入传感器和智能化技术，实时监测密封性能并进行故障预警和诊断。

干气密封的原理和结构

Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
B．间隙增大闭合力＞开启力
干气密封作用力图
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
C．间隙减小
闭合力＜开启力
密封安装注意事项
确相同。将经现场测量确定的调整垫（件18）套装在主轴上（倒角方应靠近主轴端面），切勿装反！！将 “集装式主密封”套装在主轴上，注意区分低压端（非驱动端）和高压端（驱动端），配合使用 “拆装杆”和“安装板”将“集装式密封”顶至工作位置。
缺点：
只能单向旋转
干气密封端面槽型
双旋向槽
U型槽
T型槽
双旋向槽特点
优点：
可双向旋转
缺点：
气膜刚度较小稳定性较差不能适应低转速
干气密封作用力图
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
A．正常间隙
闭合力=开启力
干气密封作用力图
干气密封原理及其应用
一．概述
干气密封概念是从气体润滑轴承理论基础上
发展而来

干气密封属于非接触式旋转动密封
在压缩机应用领域，干气密封有逐渐取代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封的趋势
干气密封优点
与普通接触式机械密封相比，干气密封主要有以下优点：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载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小密封使用寿命长，运行稳定可靠

干气密封工作原理..

1 干气密封工作原理典型的干气密封结构如图1 所示，由旋转环、静环、弹簧、密封圈、弹簧座和轴套组成。

图 2 为干气密封旋转环示意图，旋转环密封面经过研磨、抛光处理，并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。

干气密封旋转环旋转时，密封气体被吸入动压槽内，由外径朝向中心，径向分量朝着密封堰流动。

由于密封堰的节流作用，进入密封面的气体被压缩，气体压力升高。

在该压力作用下，密封面被推开，流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜，此气膜厚度一般在3μm左右。

气体动力学研究表明，当干气密封两端面间的间隙在2～3μm时，通过间隙的气体流动层最为稳定。

这也就是为什么干气密封气膜厚度设计值选定在2～3μm的主要原因。

当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，该气膜厚度十分稳定。

正常条件下，作用在密封面上的闭合力（弹簧力和介质力）等于开启力（气膜反力），密封工作在设计工作间隙。

当受到外部干扰，气膜厚度减小，则气膜反力增加，开启力大于闭合力，迫使密封工作间隙增大，恢复到正常值。

相反，若密封气膜厚度增大，则气膜反力减小，闭合力大于开启力，密封面合拢恢复到正常值。

因此，只要在设计范围内，当外部干扰消失以后，气膜厚度就可以恢复到设计值。

衡量密封稳定性的主要指标就是密封产生气膜刚度的大小，气膜刚度是气膜作用力的变化与气膜厚度的变化之比，气膜刚度越大，表明密封的抗干扰能力越强，密封运行越稳定。

干气密封的设计就是以获得最大的气膜刚度为目标。

干气密封是采用机械密封和气体密封的结合，是一种非接触端部密封，它是在机械密封的动环或静环（一般在动环上）的密封面上开有密封槽（本密封为T形槽），当动静环高速旋转时，在两端面间形成一层气膜，在气体泵送效应产生的推力作用下把动静环推开，使两密封端面不接触，但在压缩机刚开机阶段，由于转速较低，动静密封面形成的动压力也较低，动静环是接触摩擦的，所以采用干气密封的压缩机，低速运行时间不宜过长[1]。

干气密封原理及使用

螺旋槽干气密封工作原理作者：来源：天涯问答发布时间：2009-11-12 13:27:12 浏览量：89次在正常运转条件下该密封的闭合力等于开启力，这是理想的设计工况，若受到外来干扰，间隙减小，则气体剪切率增大，螺旋槽开启间隙的效能增加，开启力大于闭合力，恢复到原间隙；若受到外扰间隙增大，则缝隙内膜下降，开启力小于闭合力，密封面合拢恢复到原间隙，只要在设计考虑的范围内，外扰消失后马上即可恢复到原来的位置。

这种阻止气膜间隙改变的自我恢复能力叫气膜刚度，因此，螺旋槽面密封对压力波动和外来机械干扰是很敏感的。

只要密封设计能产生最大的气膜刚度和很小的平衡间隙的最佳工况，螺旋槽面密封的运转时间间隙变化就不会很显著，因此，衡量干气密封稳定性的指标就是密封产生气膜刚度的大小，气膜刚度越大，表明密封的抗波动能力越强，密封运行就越稳定。

影响干气密封性能的主要参数干气密封的性能主要体现在密封运行的稳定性（或者说使用寿命）和密封泄漏量的矛盾上面，影响干气密封泄漏量的直接因素就是干气密封的气膜厚度，也就是干气密封运转时密封面间形成的工作间隙。

干气密封系统：(1)简介干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式机械密封，主要应用于天然气管线、炼油、石油化工、化工等行业的透平压缩机、透平膨胀机等旋转机械。

干气密封最早是由螺旋槽气体轴承转化而来的，和其他机械密封相比，其主要区别是在旋转环或静止环端面上(或者同时在这两个端面上)刻有浅槽，当密封运转时，在密封端面形成气膜，使之脱离接触，因而端面几乎无磨损。

其可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气也不污染润滑油系统。

(2)工艺流程及说明(a)氮气流程氮气从氮气罐引出经粗滤器与精滤器，过滤精度达到1u后分为四路。

两路前置密封气(缓冲气)：一路经孔板进入高压端密封腔，另一路经孔板进入低压端密封腔。

进入前置密封腔体内氮气主要是防止机体内介质气污染密封端面，用孔板控制氮气消耗量。

干气密封原理及使用

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后置隔离气的作用：
保证二级密封端面不受压缩机轴承润滑油气的污染。其中一部分气体通过后置密封内侧梳齿迷宫与从二级密封端面泄漏的少部分密封气高点放空；另一部分气体通过后置密封外侧梳齿迷宫经轴承润滑油放空口放空。
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以产品气压缩机的干气密封系统为例：
气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
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在正常情况下，密封的闭合力等于开启力。当受到外来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气体的粘性剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强，促使气膜压力增大，开启力随之增大，为保持力平衡密封恢复到原来的间隙；反之，密封受到干扰气膜厚度增大，则螺旋槽产生的动压效应减弱，气膜压力减小，开启力变小，密封恢复到原来的间隙。因此，只要在设计范围内，当外来干扰消除后，密封总能恢复到设计的工作间隙，即干气密封具有自我调节的功能而保证运行稳定可靠。
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干气密封是20世纪60年代末期在气体动压轴承
的基础上通过对机械密封进行根本性改进发展起来的一种新非接触式密封，实际上主要就是通过在机械密封动环上增开了动压槽以及随之相应设置了辅助系统而实现密封端面的非接触运行。英国的约翰克兰公司于上世纪70年代末期率先将干气密封应用
到海洋平台的气体输送设备上并获得成功。干气密封最初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题而出现的，由于密封非接触式运行，因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合做为高速高压
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干气密封的结构和工作原理

干气密封的结构和工作原理干气密封的结构和工作原理其实蛮有意思的，听起来高大上，其实就像一件很简单的衣服，里面却藏着不少巧妙的设计。

先说说它的结构吧，干气密封基本上是由几个主要部分构成的，像是密封环、固定环和气体供应系统。

你想啊，这就像是一个团队，每个人都有各自的角色，缺了哪个都不行。

密封环呢，负责紧紧地包住核心部分，确保没有气体溜出去，简直就像个守卫，把“敌人”挡在外面。

固定环呢，起着支撑的作用，保持整个结构的稳定，就像是个强壮的小伙伴，给大家撑腰。

气体供应系统则负责提供必要的气体，保持压力平衡，确保密封状态好得不能再好了。

工作原理说起来更有趣了，干气密封利用了气体的压力和流动来实现密封。

想象一下，就像你在游泳池里，水流动时形成的那种涟漪。

而这些气体的流动就像在场上跳舞，轻盈而又充满节奏。

气体在密封环和固定环之间形成了一层保护膜，保持着低摩擦，减少了磨损。

可以说，这一切都像是一场华丽的表演，每个环节都紧密配合，不容有失。

因为干气密封的设计，摩擦系数可以降到最低，就像是给它穿上了滑滑的衣服，让它在工作时毫无压力。

你或许会问，这种密封有什么好处？哦，简直是太多了。

干气密封的耐用性很高，使用寿命长，这样一来就减少了维修和更换的麻烦。

简直就像买了一件高质量的衣服，不用担心洗几次就变形了。

干气密封在极端环境下也能发挥出色，像高温、高压的地方，它都能稳定工作，绝对是个可靠的伙伴。

再加上它的设计还减少了泄漏的可能性，对环境也更友好，真的是一举多得。

此外，干气密封的维护也比较简单，定期检查就能保持它的良好状态。

说白了，就像你给自己的爱车做保养，定期加油、换油，保持它的最佳状态。

这种密封装置也能减少能耗，提高设备的效率，长久以来就像是给企业省了一笔可观的开支，真是聪明之举。

任何事物都有两面性，干气密封也不例外。

虽然它的优点多多，但在安装和调试上，还是需要一些专业的知识。

就像一个新手厨师在尝试做一道复杂的菜，得小心翼翼，不能随便来。

干气密封结构与原理..

干气密封结构形式
单端面干气密封：
适用于少量工艺气泄漏到大气中无危害的工况
干气密封结构形式
串联式干气密封：
适用于允许少量工艺气泄漏到大气的工况
干气密封结构形式
带中间进气的串联式干气密封：
适用于既不允许工艺气泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机内的工况。
干气密封结构形式
双端面干气密封：
适用于不允许工艺气泄漏到大气中，但允许阻封气进入机内的工况。
干气密封原理
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。
干气密封原理
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。
干气密封原理
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。
干气密封原理
受力分析
配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
干气密封原理
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。
PCL804干气密封
PCL804干气密封
PCL804干气密封
PCL804干气密封
PCL804干气密封
干气密封原理与结构
干气密封原理与结构
干气密封定义干气密封简史
干气密封基本结构
干气密封原理

干气密封详解

典型结构
➢单端面干气密封（GCS） • 用于密封失效时允许少量介质气泄漏到大气中的场合。
• 一般在空气、氮气、二氧化碳机组中使用
➢双端面密封(GCD） • 主要用于压力不高的有毒、易燃、易爆气体。
• 适应于机组入口负压或者压力较低的情况。 • 必须允许微量氮气进入机组。 • 常用于富气、解析气压缩机及各种改造的氨冰机。
干气密封
▪ 干气密封是一种机械密封，靠近工艺气的一端是干气密封，引用的密封气是天然气；靠近轴承箱一端的是碳环密封，引用的密封气是隔离气。
▪ 密封气要求干燥洁净，固体颗粒的大小小于5um，充当密封作用的天然气经调压阀
将压力调整到比压缩机平衡腔高3bar左右的压力。
▪ 在碳环密封结构的外围引入了大约20kp的压缩空气，其主要作用是隔离润滑油和天然气，并起到安全密封的作用。
▪ 干气密封是一种非接触式的机械密封,即以”气封气“来达到密封的目的。
▪ 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。
▪ 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。
干气密封的材料
▪ 旋转环－碳化钨 / 碳化硅
▪ 静止环－碳石墨
▪ 金属件－4 其它
▪ 弹簧－哈氏合金C
干气密封的结构
▪ 干气密封主要有静环座、弹簧环、静环、动环、动环座、轴套等组成。
干气密封剖面图
工作原理

干气密封原理动画

干气密封原理动画干气密封是一种常用于轴封的密封方式，其原理是利用气体的压力将两个具有不同气压的区域隔离，以阻止气体和液体的泄漏。

干气密封的应用广泛，包括在液压系统、离心机、压缩机和其他旋转机械中。

干气密封的组成干气密封主要由以下几个部分组成：1.轴封体：轴封体是干气密封的主要组成部分，通常由金属或橡胶材料制成，其主要作用是支撑并保护轴和密封元件。

2.密封元件：密封元件是实现气密封的核心部分，常见的有活塞环、l型密封圈、燕尾环等。

密封元件通常由耐磨材料制成，以确保其较长的使用寿命。

3.流体供应装置：流体供应装置提供气体供应，保证轴封工作时间内始终有足够的气体供应，同时还需要能够调节和控制供气压力。

4.压力平衡装置：压力平衡装置用于平衡轴封两侧的气压差异，以防止气体泄漏。

常见的压力平衡装置有平衡腔、平衡管等。

干气密封的工作原理干气密封的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.气体供应：当轴开始旋转时，流体供应装置会将压力略高的气体输送到轴封的密封室中。

2.密封元件接触：密封元件在气体的压力作用下与轴表面接触，形成密封间隙。

密封间隙的大小和形状取决于密封元件的设计。

3.气动力效应：当密封元件与轴表面接触时，气体将填充到密封间隙中，并将部分气体压缩。

由于压缩气体具有较高的压力，它将产生一个向内的气动力，将密封元件推向轴表面。

4.气体排放：当轴停止旋转时，气体供应装置停止供气，密封间隙内的气体压力逐渐降低，密封元件与轴表面的接触力减小，从而实现气密封。

干气密封的优点干气密封相比其他密封方式具有以下几个优点：•无泄漏：干气密封采用气体作为密封介质，具有良好的密封性能，可以有效阻止气体和液体的泄漏。

•节能环保：由于干气密封无需使用润滑油等液体介质，在工作过程中不会产生液体污染物，具有较好的环境友好性。

同时，干气密封的摩擦阻力较小，可以减少能量消耗。

•维护成本低：干气密封的密封元件一般由耐磨材料制成，寿命较长，换件周期较长，因此维护成本较低。