干气密封基本原理及应用
干气密封原理
干气密封原理干气密封是一种常用的密封方式，它主要应用于高速旋转机械设备中，如离心压缩机、涡轮机、齿轮箱等。
干气密封的主要作用是防止介质（气体或液体）泄漏，同时减少摩擦损失，提高设备的运行效率。
下面将详细介绍干气密封的原理及其工作过程。
首先，干气密封的原理是利用气体的高速旋转产生的离心力和惯性力，将气体挤压到密封面上，形成一层气体膜，阻止介质泄漏。
同时，密封面上的气体膜也能减少密封面的摩擦，降低能量损失。
因此，干气密封的密封效果和摩擦损失都比较理想。
其次，干气密封的工作过程可以分为两个阶段，压缩气体和扩张气体。
在压缩气体阶段，气体被挤压到密封面上，形成高压区；在扩张气体阶段，气体从高压区向低压区扩张，形成气体膜。
通过这样的循环过程，干气密封能够持续地保持压力差，实现有效的密封效果。
此外，干气密封的工作性能还受到密封面材料、密封面形状、气体种类等因素的影响。
选择合适的密封面材料能够提高密封效果，减少摩擦损失；而优化密封面形状能够改善气体流动状态，增强密封性能。
同时，不同种类的气体对密封性能也有影响，需要根据实际工况选择合适的气体种类。
总的来说，干气密封原理是基于气体的高速旋转产生的离心力和惯性力，形成气体膜，实现有效的密封效果和减少摩擦损失。
在实际应用中，需要综合考虑密封面材料、密封面形状、气体种类等因素，进行合理的设计和选择，以达到最佳的密封性能和运行效率。
通过以上介绍，相信大家对干气密封的原理和工作过程有了更深入的了解。
在实际工程中，我们需要根据具体的设备和工况，合理选择干气密封，并进行优化设计，以确保设备的安全稳定运行。
希望本文能为大家提供一些参考，谢谢阅读！。
干气密封基本原理及投用步骤
干气密封基本原理及投用步骤１、干气密封基本原理干气密封动静环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，随着转动，气体被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。
２、干气密封投用步骤注意事项：ａ、不得在不投入使用干气密封的情况下，关上压缩机的出入口阀。
ｂ、干气密封应依次投用一级密封气，二级密封气，后置隔离气。
ｃ、严禁在不投用干气密封的情况下，启动压缩机润滑油泵。
ｄ、必须确保排放火炬和放空的背压小于进入干气密封的密封气压力。
ｅ、在开机后应当尽量避免在干气密封在高于3000转回以下长时间运转。
ｆ、严禁在增压泵活塞杆漏气大于50kpａ的情况下启动增压泵。
步骤：干活气密封系统加装后，在一级，二级，后置隔绝气入口法兰端口处接通洁净的仪表风或扰动氮气已连续吹起洗4～6小时以上，直至用细纱漂白布切合六个出口吹起洗5分钟以上，用眼仔细观察杜预灰尘、油污、水分等杂质为合格。
吹起洗整洁后停用所有阀门，处在待命状态。
打开系统所有常开取压阀，投用现场压力表、变送器、压力开关，液位计等并检查各管线，活接头连接情况。
关上扰动n气回去干气密封系统阀门，充份脱液后展开氮气转让，时间为四小时，并通过一级密封气和均衡管差压控制阀调节一级密封高低压端流量不低于１１７nm3/h（柴油不低于２５０nm3/h）二级密封高低压端的流量不高于２．９nm3/h（柴油不高于６．５nm3/h）排放量火炬流量７－１１nm3/h,（柴油５－８nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不高于0.185mp ａ（柴油0.1mpａ）后置隔离气高低压端,流量不低于42.81nm3/h，（柴油15nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不低于0.068mpａ（柴油不低于0.01mpａ）。
干气密封工作原理
干气密封工作原理
干气密封技术是一种防止流体泄漏的技术，广泛应用于化工、制药、石油化工等领域。
干气密封的工作原理是利用气体的压力抵抗液体、气体等流体的渗透，实现密封的目的。
干气密封由静环、动环、密封腔、填料、气体供应系统等组成。
其中，静环和动环为密封元件，用于防止液体和气体泄漏。
密封腔为密封的空间，填料用于增加密封的摩擦力和密封效果。
气体供应系统则提供压力，使气体从密封腔流向外部环境，形成气体屏障，起到密封作用。
在干气密封的工作过程中，气体从气体供应系统进入密封腔，形成气体屏障。
当液体或气体试图渗透进入密封腔时，气体屏障将其阻挡在外部环境，避免了泄漏的发生。
同时，填料的作用可以增加摩擦力和密封效果，进一步提高密封性能。
干气密封相比于传统的液体密封，具有以下优点：
1. 防止液体泄漏，避免环境污染和安全事故的发生。
2. 使用气体作为密封介质，不会对设备内部的液体产生污染和腐蚀。
3. 可以适应高速、高温、高压等复杂工况下的工作环境。
4. 与液体密封相比，维护方便、寿命长、运行成本低。
但干气密封也存在一些局限性，如气体供应系统需要额外的设备投入、密封效率不如液体密封等。
在实际应用中，干气密封技术的不断发展和改进，使其在各个领域得到了广泛应用。
未来，随着工业技术的不断发展和对环境保护的要求不断提高，干气密封技术将会有更广泛的应用前景。
干气密封原理
干气密封原理干气密封是一种常见的密封方式，它主要应用于高速旋转机械设备中，如离心压缩机、涡轮机等。
干气密封的主要作用是防止介质泄漏和外部空气进入设备内部，从而保证设备的正常运行和安全性。
下面我们将详细介绍干气密封的原理及其工作过程。
干气密封的原理主要包括惯性气体密封和辅助密封两种。
惯性气体密封是利用气体的惯性和离心力将气体挤压在密封面上，形成气体屏障，阻止介质泄漏。
而辅助密封则是通过外部供气系统，向密封面提供压力，增加密封面上气体的密度和压力，从而提高密封效果。
这两种原理的结合使用，能够有效地实现干气密封的功能。
干气密封的工作过程可以简单描述为，当设备开始运转时，密封面上的气体受到离心力的作用，形成高速旋转的气体屏障。
同时，辅助密封系统向密封面提供压力，使气体屏障更加稳定和密实。
当设备停止运转时，辅助密封系统也会停止供气，气体屏障逐渐消失。
这样，就能够有效地实现密封面的密封和解除密封。
干气密封的优点主要包括以下几点，首先，它能够有效地防止介质泄漏，保护设备和环境的安全；其次，干气密封不需要润滑剂，能够避免润滑剂对介质的污染；最后，干气密封具有较长的使用寿命和较低的维护成本，能够降低设备的运行成本。
然而，干气密封也存在一些缺点，例如对设备的加工精度要求较高，安装和维护较为复杂，需要专业技术人员进行操作和管理。
因此，在选择干气密封时，需要根据设备的具体情况和工作环境进行综合考虑。
总的来说，干气密封作为一种重要的密封方式，具有广泛的应用前景和发展空间。
随着科技的不断进步和创新，相信干气密封技术将会得到进一步的完善和提升，为各行各业的设备运行和安全提供更加可靠的保障。
干气密封的原理及应用场合
干气密封的原理及应用场合1. 干气密封的定义和基本原理干气密封是一种利用清洁干燥的气体（通常是氮气）在机械轴和密封部件之间形成一个气体屏障，以防止液体或气体泄漏的密封方法。
它主要利用气体压力高于液体或气体的压力，将气体或液体压缩在轴封附近的密封腔内，从而有效地防止泄漏。
干气密封的基本原理是通过气膜将两侧介质隔离开来，从而实现密封效果。
当轴旋转时，密封腔内的气体被强制流动，形成一个气膜屏障，防止液体或气体渗入密封腔。
2. 干气密封的优点•高效性能：干气密封具有较高的密封效果，有效防止液体或气体泄漏，提高设备的工作效率。
•可靠性：由于密封性能稳定可靠，干气密封可保持长时间的使用寿命而不需要频繁维护。
•适应性强：干气密封适用于各种介质，包括化工、石油、医药等不同行业。
•安全性高：由于采用气体作为密封介质，避免了液体泄漏导致的安全隐患。
•环保性好：干气密封无需使用润滑油，减少了对环境的污染。
3. 干气密封的应用场合3.1 化工工业在化工工业中，往往需要处理一些有害、腐蚀性或粘稠的介质。
传统的液体密封在这种条件下容易受到损坏或泄漏，而干气密封可以有效地解决这些问题。
比如，干气密封常被用于泵、压缩机、反应釜等设备的密封，确保介质不泄漏，从而保护操作人员的安全和设备的正常运行。
3.2 石油行业在石油行业中，由于介质种类多样，常常需要在恶劣的工作环境中进行密封。
干气密封可以适应高温、高压、腐蚀等艰苦环境，确保设备的正常运行。
比如，干气密封常用于石油泵、油井采气设备、管线等油气密封系统中。
3.3 医药行业在医药行业中，要求设备的密封性能高、可靠性强，并且要求设备无泄漏和无污染。
干气密封具有符合医药行业要求的特点，被广泛应用于制药设备、灭菌系统、制冷设备等。
3.4 其他行业除了化工、石油和医药行业外，干气密封还广泛应用于其他领域。
例如，干气密封可用于食品加工设备、纸浆设备、电力行业的泄漏控制等。
4. 干气密封的发展趋势随着技术的不断发展，干气密封正朝着更高效、更可靠和更环保的方向发展。
干气密封原理
干气密封原理
干气密封是一种利用气体的高压力将两个接触面之间形成密封的方法。
它常用于各种机械设备中，例如压缩机、泵和旋转轴等。
干气密封的原理是利用气体的压力产生一个密闭的空气隔离区域，使得两个接触面之间的润滑剂不会泄露出去，从而保证机械设备的正常运转。
具体来说，当气体进入密封区域时，它会填充在两个接触面之间的间隙中，形成一个气体隔离层。
这个气体隔离层会受到压缩机或泵的高压力控制，从而保持一定的压力，从而防止润滑剂的泄漏。
在干气密封中，还常常使用轴封和密封环等辅助部件来加强密封效果。
轴封通常由金属和橡胶制成，能够保持密封区域的稳定性。
而密封环则可以填补密封区域的缺陷，使得气体无法从缺陷处泄漏出去。
总的来说，干气密封的原理是利用气体的高压力形成一个密闭的隔离区域，防止润滑剂泄漏。
通过辅助部件的使用，可以进一步提高密封效果，确保机械设备的正常运转。
干气密封及其应用
干气密封及其应用实用铆工经验与窍门精选.PDF电子书小商店10干气密封原理及应用一、引言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。
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。
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。
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。
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.与普通接触式机械密封相比，干气密封有以下主要优点：（1）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。
（2）大大减少了计划外维修费用和生产停车。
3）避免了工艺气体被油污染的可能性。
（3）密封气体泄漏量小。
（4）维护费用低，经济实用性好。
（5）密封驱动功率消耗小。
（6）密封寿命长，运行可靠。
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。
干气密封端面的槽形主要分单旋向和双旋向两大类。
3干气密封的原理及应用
完全符合国家标准， 可按容规监督检验 电热元件只给油接 触，不腐蚀，寿命 长 电热元件的热量是 通过热媒传递给换 热管的，因此即使 发生断流，换热管 的加热温度也在温 度保护范围内，防 爆安全性能更加可 靠。
电热元件与介质接 触，易腐蚀
直 接 加 热
电热元件断流易产 生高温，安全性稍 差 电热管如出现爆管， 易出现安全问题
功耗小
寿命长 泄漏小 适用范围广
密封油内漏
油站复杂
受PV值限制
油站复杂
环保
系统简单
成都一通密封有限公司
干气密封发展史
上世纪六十年代从气体润滑轴承理论基础上发展而来 国 外 干 气 密 封 发 展 上世纪六十年代未约翰克兰研制并试验出圆弧面螺旋槽非接触式机械密封
上世纪七十年代，第一台干气密封在离心压缩机上成功应用
发
展 史
国 内 发 展
1996年，天津鼎名研制的第一台国产干气密封在巴陵石化成功应用。
2001年，成都一通首台干气密封成功应用于大庆石化化工一厂。 21世纪，国内干气密封技术快速发展，基本取代了进口干气密封，国产化率超过90%。 2008年，国内自主知识产权的首台高压密封在大庆炼油厂成功应用，压力：17.4MPa。 国内现状：压力：17.4MPa，轴径350mm，转速：50000r/min。
梳齿密封结构特点： 耗气量较大。 结构简单，安装要求低。
非接触运行，密封寿命理论上无限制。
隔离密封——梳齿密封
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干气密封的设计
—— 用户关注
用 户
使用寿命
增强气膜刚度，提高抗干扰能力
关
注 点 能源消耗
降低能耗，提高经济性、环保性
刚 漏 比
成都一通密封有限公司
干气密封工作原理
干气密封工作原理一、引言干气密封是一种广泛应用于各种机械设备中的密封方式，它通过利用气体的特性来实现密封效果，具有结构简单、维护方便等优点。
本文将详细介绍干气密封的工作原理及其应用。
二、工作原理干气密封的工作原理基于气体的压力平衡原理和密封面的相对运动。
一般情况下，干气密封由静密封和动密封两部分组成。
1. 静密封部分静密封部分主要由密封面和密封环组成。
密封面通常采用硬质合金、陶瓷等材料制成，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
密封环则负责与密封面接触，并通过压缩使其与密封面形成密封。
2. 动密封部分动密封部分主要由活塞、活塞环和密封环组成。
活塞和活塞环的运动可产生压力差，从而形成气体的流动。
密封环则负责承受气体的压力，并通过其自身的弹性使气体无法泄漏。
三、工作过程干气密封的工作过程可以分为压缩、密封和润滑三个阶段。
1. 压缩阶段当活塞运动时，活塞环与密封环之间形成一定的压力差，使气体被压缩。
同时，密封环的弹性使其与密封面紧密接触，形成初步的密封效果。
2. 密封阶段在密封阶段，由于活塞环的运动，压缩气体逐渐流向密封面，与密封面接触。
此时，密封面与密封环之间的压力差逐渐增大，从而形成更好的密封效果。
3. 润滑阶段在润滑阶段，密封面和密封环之间的润滑剂起到重要的作用。
润滑剂可减少密封面和密封环之间的摩擦，提高密封的效果。
四、应用领域干气密封广泛应用于各种机械设备中，特别是涉及高速旋转的轴承和密封件。
其主要应用领域包括但不限于以下几个方面：1. 压缩机在压缩机中，干气密封可有效防止压缩气体泄漏，提高压缩机的工作效率。
同时，干气密封还可减少摩擦磨损，延长设备的使用寿命。
2. 泵站在泵站中，干气密封可防止液体泄漏，保证泵站的正常运行。
与传统的液体密封相比，干气密封不会受到液体蒸发和结晶的影响，具有更好的稳定性和可靠性。
3. 机床在机床中，干气密封可防止切削液进入主轴轴承，保护轴承免受污染。
同时，干气密封还可减少主轴轴承的磨损，提高机床的加工精度和效率。
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
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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 。
干气密封隔离气的作用
干气密封隔离气的作用一、引言干气密封是一种常用的密封方法，它通过使用干燥的气体隔离工作环境和外部环境，具有重要的作用。
本文将详细探讨干气密封隔离气的作用及其在工程中的应用。
二、干气密封的基本原理干气密封是通过使用气体的力学特性来实现密封的。
其基本原理如下：1.气体的压力：气体在容器内部产生压力，这种压力可以阻止外界的液体或气体进入容器内部，从而实现密封的作用。
2.气膜效应：当气体通过密封间隙时，由于速度的差异，会形成一个气膜，这个气膜可以阻挡外界的液体或气体进入密封间隙。
3.气体的稳定性：相比于液体，气体具有较低的黏度和表面张力，因此气体在密封过程中更容易形成稳定的密封效果。
三、干气密封的作用干气密封在工程中具有许多重要的作用，主要包括以下几个方面：1. 隔离液体和气体干气密封可以有效地将工作环境中的液体和气体与外界隔离开来。
在一些特殊的工作环境中，如高温、高湿等条件下，常规的液体密封无法满足要求。
而干气密封正是通过使用气体来隔离，可以在这些恶劣条件下实现可靠的密封效果。
2. 防止液体溢出和泄漏在一些工程设备中，如旋转机械、离心机等，液体的溢出和泄漏将会对设备性能和安全性产生严重的影响。
干气密封能够有效地防止液体的溢出和泄漏，从而保护设备的正常运行和操作人员的安全。
3. 减少摩擦和磨损干气密封可以在工程设备的各种活动部件之间形成一个气膜，减少部件之间的摩擦和磨损。
相比于液体密封，干气密封具有更低的摩擦系数，能够显著延长设备的使用寿命。
4. 防止腐蚀和污染在一些特殊的工作环境中，如化学工程、生物工程等，液体的腐蚀性和污染性将会对设备和产品质量产生严重的影响。
而干气密封可以有效地防止液体的腐蚀和污染，保护设备和产品的安全性和可靠性。
四、干气密封的应用干气密封广泛应用于各个领域的工程中，下面介绍几个常见的应用案例：1. 化工设备在化工设备中，由于工作环境的特殊性，常规的液体密封无法满足要求。
而干气密封则可以在高温、高湿等恶劣条件下实现可靠的密封效果，保护设备的安全和产品的质量。
干气密封介绍
3．（1）压缩机带中间梳齿串联式干气密封HXGS-YFAMA
串联式带中间梳齿干气密封是高速离心压缩机轴封中采用得最多的一种密封形式；适用于不允许工艺气泄漏到大气中的工况。该 结构型式的干气密封，第一级密封气为工艺气，第二级密封气为氮气。一级泄漏出的全部工艺气和通过中间梳齿泄漏的大部分氮气由 火炬线排出。二级密封泄漏出的气体为氮气，从放空管线排出。主密封承受全部工作压力负荷，二级密封作为保护密封在低压下运行。 主密封失效后，次密封可起到主密封的作用，保证机组安全。密封气为工艺介质气体，保证了工艺介质不受外来气体的污染。密封非 接触运行，具有很长的使用寿命（5年以上）及很低的功率消耗。
（2）压缩机串联干气密封HXGS-YFAA
串联干气密封适用于允许少量工艺气泄漏到大气的工况。串联式干气密封通常情况下采用2级结构，第I级密封 （主密封）承担全部或者大部分负荷，第II级密封作为备用密封承受很小的差压。通过主密封泄漏出的工艺气大部 分由火炬线排出，少量工艺气通过II级密封泄漏出，通过放空管线排空。当主密封失效时第II级密封起主密封的作 用，保证工艺介质不向大气泄漏。
图2 干气密封端面动压槽（螺旋槽）简图
干气密封力平衡示意图
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。 可见，干气密封的密封面间形成的 气膜具有一定的气膜刚度，气膜刚度越 大，干气密封抗干扰能力越强。密封运 行越稳定可靠。干气密封的设计就是以 获得最大的气膜刚度为目标而进行的。
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 。
干气密封原理及使用课件
5/9/2020
6
三、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，如下图所 示
1. 密封油站费用高； 2. 操作麻烦； 3. 运行费用高； 4. 可靠性差。
5/9/2020
3
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
设备的轴端密封。目前诸多大型离心式压缩机轴封 均采用了干气密封技术。我部门的大型机组也选用 了此技术。
5/9/2020
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。
5/9/2020
13Biblioteka 5/9/202014
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。
离心压缩机干气密封原理与典型故障分析
离心压缩机干气密封原理与典型故障分析一、干气密封基本结构及工作原理1. 干气密封基本结构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。
如图1-1所示，包含有静环、动环组件(动环)、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座(腔体)等零部件。
干气密封的结构设计特点为在密封端面上开设动压浅槽,其转动形成的气膜厚和流槽槽深均属微米级,并采用润滑槽、径向密封坝和周向密封堰组成密封和承载部分。
可以说是开面密封和开槽轴承的结合。
干气密封动压槽有单旋向和双旋向，一般单旋向为螺旋槽，双旋向常见有T型槽、枞树槽和U型槽。
如图所示，单旋向螺旋槽干气密封不能反转，反转则产生负气膜反力，导致密封端面压紧，致密封损坏失效。
而双旋向枞树槽则无旋向要求，正反转都可以。
单向槽相对于双向槽，具有较大的流体动压能，产生更大的气膜反力和气膜刚度，产生更好的稳定性。
2. 干气密封工作原理如图，对于螺旋槽干气密封，其工作原理是靠流体静压力、弹簧力与流体动压力之间的平衡。
当密封气体注入密封装置时，使动、静环受到流体静压力的作用。
而流体的动压力只是在转动时才产生。
如图1-2所示，当动环随轴转动时，螺旋槽里的气体被剪切从外缘流向中心，产生动压力，而密封堰对气体的流出有抑制作用，使得气体流动受阻，气体压力升高，这一升高的压力将挠性安装的静环与配对动环分开，当气体压力与弹簧力恢复平衡后，维持一最小间隙，形成气膜，膜厚一般为3-5μm，使旋转环和静止环脱离接触，从而端面几乎无磨损，同时密封工艺气体。
3. 干气密封的类型干气密封基本结构类型有单端面密封、串联式密封、带中间迷宫串联式密封和双端面密封。
（1）单端面密封适用于没有危害、允使微量的工艺气泄漏到大气的工况。
如N2压缩机、CO2压缩机、空气压缩机等。
（2）串联式密封适用于允许少量工艺气泄漏到大气的工况。
一般采用两级串联布置方式，一级为主密封，二级为备用密封。
正常工况下，全部或大部分负荷由主密封承担，而二级备用密封不承受或承受小部分的负荷和压力降。
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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"
Leakage vs. Pressure
75
70 65
Spiral ~ N=5000
60
Spiral ~ N=10000rpm
55 50
BD ~ N=5000rpm
45
BD ~ N=10000rpm
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
干气密封典型结构
静环 (碳石墨) (Cranite 2000) 弹簧座 (410 S.S.)
弹簧 (哈氏合金 C)
推环 (410 S.S.)
腔体 (410 S.S.)
动环 (碳化钨) (碳化硅)
轴套 (410 S.S.)
波纹带 (蒙耐尔 K-500)
压紧套 (410 S.S.)
干气密封材料
• 旋转环
－碳化钨 / 碳化硅
• 静止环
－碳石墨/ Cranite 2000 （特种材料，克兰专利）
• 金属件
－410不锈钢 / 316不锈钢 / 哈氏合金 / 其它
• 弹簧
－哈氏合金C
干气密封基本原理
干气密封的工作原理
工作原理
John Crane 动环槽形
单向螺旋槽
双向螺旋槽
工作原理
John Crane Timing 动环槽形
干气密封基本原理及应用
气体压缩机密封
一台典型的透平压缩机包含两个介于轴承之间的集装式干气密封。
干气密封的定义及特点
1. 定义 干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简 称。 2. 特点 以气封气、非接触、气膜润滑、低功耗、长寿命、高可靠性、 低运行维护费用。
干气密封－目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设 计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。
100
90
T28 单向螺旋槽
80
改进型
70
双向螺旋槽
Speed = 14,500 rpm 6.625 in O/B Seal
60
50
40 最初双向螺旋槽
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
Min'm Film Thickness (um)
CSTEDY 计算 －气膜厚度
Min'm Film Thickness (um)
10
单纯流体静压012 Nhomakorabea3
4
5 膜厚 (mm)
工作原理
非接触密封的热量平衡
W .9 .8 .7 .6 .5 .4 .3 .2 .1 0
0
密封温度高 于环境温度
密封温度 低于环境 温度
气体膨胀热量散发
气体粘性剪切产生热量
1
2
3
4
5
6 膜厚 mm
CSTEDY / CTRANS 分析软件
干气密封性能预测 采用 CSTEDY/CTRANS 自有专用软件 稳态 & 瞬态 气膜模拟 实时干气密封性能 预测
静态密封性能分析
密封直径 162mm 转速 0
压力 90 bar 温度 150 ℃
泄漏量 = 16 l/min
5 Microns/ div
干气密封基本原理
干气密封主要特征
干气密封主要特征
允许最大轴向窜量通常为+ 3.2mm 允许最大径向跳动通常为+ 0.6mm 能在全压下启 / 停
干气密封主要特征
正常间隙
FC = FO
FO 开启力
压缩 膨胀
气膜压力分布
工作原理
FC 闭合力
S
P
间隙增大
FC >FO
FO 开启力
弹簧力+流体压力
气膜压力分布
工作原理
FC 闭合力
S
P
间隙减小
FC < FO
FO 开启力
弹簧力+流体压力
气膜压力分布
工作原理
3 0
非接触密封流体静压与流体动压刚性
刚度(GN/m)
20
静、动压组合刚度
单向螺旋槽
双向螺旋槽
其他公司的专利槽形
• Burgmann
• Flowserve
单向V型槽
双向U型槽 双向T型槽
单向螺旋槽
旋向
气体向中心泵送
气体受压，压力升高，产生间隙 密封坝
双向螺旋槽
旋向
气体向中心泵送
密封坝
气体受压，压力升高，产生间隙
气膜刚度 - 单向螺旋槽 v 双向螺旋槽
Film Stiffness (MN/m)