干气密封基本原理..
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"
干气密封工作原理
干气密封工作原理
干气密封是一种常用于机械设备的密封方式，它的工作原理主要是利用气体的压力差来实现对介质的密封。
干气密封的工作原理可分为以下几个部分：
1. 气体压力：在干气密封中，通常会利用高压气体来形成一个气体密封区域。
高压气体通过密封间隙进入密封区域，并且由于气体分子的碰撞，形成气体压力。
这种气体压力能够与外界介质形成良好的隔离，从而实现密封效果。
2. 密封间隙：干气密封中的密封间隙通常由一对摩擦表面之间的间隙形成。
这个间隙足够小，以至于气体分子无法通过间隙漏出或外界介质无法进入其中。
密封间隙通常由密封面的平衡结构保持，以确保间隙的稳定性。
3. 干气供给：为了保持密封的效果，干气密封需要持续地向密封间隙供给干燥的气体。
这种干气通常由外部气源供给，并通过压缩机或其他气流装置进行处理，以确保气体的干燥性和稳定性。
供给干燥的气体能够减少介质中的水分，从而避免气体在密封过程中的胀缩问题。
干气密封的工作原理实质是通过控制气体压力和密封间隙，以及供给干燥的气体，来实现对介质的有效密封。
它具有结构简单、维护方便、适用范围广等优点，在各种机械设备中得到广泛应用。
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
01
02
03
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 。
干气密封的工作原理
干气密封的工作原理
干气密封是一种常用的密封方式，其工作原理是通过利用摩擦阻挡气体泄漏的现象来实现密封目的。
在干气密封中，密封间隙中注入一定压力的气体，形成一个密闭的气氛，从而阻挡外界气体侵入。
干气密封的密封效果主要依赖于摩擦力和气体压力的共同作用。
当机械设备运转时，密封部件与轴或壳体表面之间会产生摩擦力，从而产生一定的密封效果。
同时，通过在密封间隙中注入一定压力的气体，可以使气体与外界之间保持一定的差异，从而形成压力梯度，阻挡气体泄漏。
在干气密封中，通常使用一些特殊的密封材料和结构，以提高密封效果。
常见的干气密封材料有适应各种工况的高性能聚合物、金属和陶瓷材料，这些材料具有较好的耐磨损和耐腐蚀性能。
此外，密封结构上的设计也非常重要，可以通过使用多级密封、双端密封等方式来提高密封效果。
干气密封广泛应用于各个领域的机械设备中，如离心压缩机、轴封、泵等。
它具有结构简单、可靠性高、密封效果好等优点。
在高温、高速、高压等工况下，干气密封表现出良好的性能，能够满足工业生产对密封的各种要求。
压缩机干气密封原理
压缩机干气密封原理压缩机干气密封原理是指在压缩机工作过程中，利用适当的密封装置，阻止气体泄漏到环境中的过程。
干气密封有助于提高压缩机的工作效率，减少能源损耗，保护环境以及延长压缩机的使用寿命。
压缩机干气密封原理主要包括以下几个方面：1. 压缩机的挤压密封原理：挤压密封是利用密封装置对气体进行挤压，将气体封闭在密封装置内。
常见的挤压密封装置有活塞密封、活塞环密封和活塞杆密封等。
这些密封装置通过与活塞或活塞杆的接触，形成一个相对密闭的空间，阻止气体泄漏。
2. 压缩机的间隙密封原理：间隙密封是利用密封装置对气体间隙进行封闭，阻止气体泄漏。
常见的间隙密封装置有静密封和动密封。
静密封通常是通过嵌入式垫片、填料或螺纹连接等方式，在密封面上形成一定的压力，使密封面之间的间隙被填满，从而达到密封的目的。
动密封则是通过机械密封或液体环形密封等装置，在动态工作状态下，形成一个压力高于环境的封闭空间。
3. 压缩机的润滑密封原理：润滑密封是通过润滑油或润滑脂等物质，在压缩机工作过程中，对部件进行润滑和封闭。
润滑油或润滑脂在压缩机内部形成一层润滑膜，防止气体泄漏，同时起到减少磨损和摩擦的作用。
常见的润滑密封装置有轴承密封和动密封装置等。
压缩机干气密封原理的实现可以提供以下几个优点：1. 提高能源利用率：通过有效的气密封装置，可减少气体泄漏，从而降低能源损耗。
在压缩机工作过程中，气体泄漏会导致能源的浪费，使用干气密封装置可以有效降低这种能源损耗，提高能源利用率。
2. 保护环境：压缩机在工作过程中可能会产生对环境有害的气体排放，使用干气密封装置可以有效防止气体泄漏，减少对环境的污染，保护生态环境。
3. 延长压缩机使用寿命：通过使用干气密封装置，可以有效防止气体对压缩机内部部件的腐蚀和磨损，减少机械故障的发生，延长压缩机的使用寿命。
总之，压缩机干气密封原理通过挤压、间隙和润滑等方式，有效阻止气体泄漏，提高能源利用率，保护环境和延长使用寿命。
压缩机干气密封原理
压缩机干气密封原理压缩机干气密封原理是指在压缩机工作过程中，通过适当的措施使压缩机的气缸与气缸盖之间形成密封，以防止气体泄漏和外界杂质进入气缸，保证压缩机正常工作。
干气密封的原理和方法有多种，下面将介绍几种常见的原理。
1.机械密封原理：机械密封是通过设置在活塞杆或曲柄轴上的密封装置，如密封圈、密封环等，来实现干气密封的。
它通过材料的弹性和变形性，将活塞杆或曲轴轴颈与气缸之间形成密封层，防止气体泄漏。
机械密封原理的优点是密封效果好、使用寿命长，但缺点是密封装置需要经常更换和维修，成本较高。
2.润滑油密封原理：润滑油密封是通过在气缸壁上涂覆一层润滑油，并在活塞上设置油环来实现的。
润滑油在活塞上形成一层保护薄膜，起到密封气体的作用。
润滑油密封的优点是结构简单、维护方便，但缺点是密封效果较差，容易出现气体泄漏的情况。
3.渗碳密封原理：渗碳密封是指在气缸和气缸盖的接触面上进行处理，使其表面产生渗碳层，从而提高密封效果。
渗碳层的特点是硬度高、耐磨损性好，能够有效地防止气体泄漏。
渗碳密封的优点是密封效果好、使用寿命长，但缺点是工艺复杂、成本较高。
4.气体密封原理：气体密封是通过在气缸和气缸盖之间设置特殊的密封结构，如O型密封圈、V型密封圈等，来实现干气密封的。
这种密封原理的优点是密封效果好、维护方便，但缺点是密封结构复杂，需要定期更换维修。
综上所述，压缩机干气密封原理主要包括机械密封原理、润滑油密封原理、渗碳密封原理和气体密封原理。
不同的压缩机根据其工作原理和工作条件的不同，选择适合的干气密封原理，以保证其正常运行和高效性能。
干气密封原理及使用课件
$number {01}
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
干气密封基本原理干气密封基本原理2010-03-22 14:18:24 阅读19 评论0 字号：大中小干气密封在气体动压轴承的基础上发展而来的。
干气密封于1979年由JONH CRANE公司研制成功，JOHN CRANE借此成为干气密封技术之执牛耳者。
时至今日，干气密封技术在离心式压缩机等高速流体机械上已获得了广泛应用，在泵和反应釜等低转速设备应用已经必然成为趋势。
JOHN CRANE公司研制了泵用2800 和2800E 系列干运转气体润滑机械密封，占领了泵用密封的高端市场。
干气密封在结构上与普通机械密封相比，干气密封的旋转环与静止环密封端面较宽；在旋转环或静止环端面上加工出特殊形状的流体动压槽，如螺旋槽、圆弧槽、T形槽等，槽深一般在10-9m数量级。
具有动压槽的环通常采用SiC为材料，不具动压槽的环采用C石墨作为材料。
（图1-1、1-2）以螺旋槽干气密封说明干气密封的运行原理。
当旋转环高速旋转时，旋转环或静止环端面上的螺旋槽将外径处的高压气体向下泵入密封端面间，气体由外径向中心流动，而密封坝节制气体流向中心，于是气体被压缩引起压力升高，在槽根处形成高压区。
端面气膜压力形成开启力，在密封稳定运转时，开启力与由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、无磨损运转。
（图1-2、1-3）如果出现某些扰动因素使密封间隙减小，此时由螺旋槽产生的气膜压力将增大，引起开启力增大，而闭合力不变，密封间隙将增大，直到恢复平衡为止；反之，如果出现某些扰动因素使密封间隙增大，此时由螺旋槽产生的气膜压力将减小，引起开启力减小，而闭合力不变，密封间隙将减小，密封将很快再次恢复平衡。
干气密封的这种抵抗气膜间隙变化的能力称之为气膜刚度。
（图1-4、1-5）由于其优越的摩擦润滑性能，更长的工作周期和更短的MTBM，以及更高的可靠性和稳定性，干气密封作为一种性价比高的密封产品，可以预期在将来会得到更加广泛的应用。
干气密封的原理和结构
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]。
干气密封工作原理
干气密封工作原理
干气密封是一种常用于轴封的技术，其工作原理如下：
1. 气体压力作用：干气密封通过提供一定的气体压力来阻止液体或气体泄漏。
密封部分被填充或封闭在一个密封腔内，腔内通过一个气体供应系统提供压力。
2. 气体屏障效应：干气密封通过形成一个气体屏障来防止液体或气体进入密封部位。
在密封腔内的气体屏障通过气体流动的原理，在液体或气体传播至密封部位之前截断它们。
3. 速度差效应：干气密封通过利用液体或气体进入密封区域时速度的差异来实现密封。
当液体或气体进入密封部位时，由于速度差异，其无法进一步流动或逃逸。
4. 流量控制：干气密封通过控制气体的流量来控制与外部环境的交换，从而实现密封。
密封部分与外部环境之间需要保持一定的气体对流，以维持压力平衡。
总之，干气密封通过气体压力、气体屏障效应、速度差效应和流量控制等原理工作，从而实现对液体或气体的密封，防止泄漏。
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。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气膜刚度 - 单向螺旋槽 v 双向螺旋槽
100
T28 单向螺旋槽
Film Stiffness (MN/m)
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10
改进型 双向螺旋槽
Speed = 14,500 rpm 6.625 in O/B Seal
最初双向螺旋槽
Min'm Film Thickness (um)
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
工作原理 (正常间隙)
气膜厚度约 0.003mm
闭合力
开启力
压缩
膨胀 弹簧力 和背压
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
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
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
静态密封性能分析
密封直径 162mm 转速 0
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
干气密封基本原理
干气密封的工作原理
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
工作原理
John Crane 动环槽形
单向螺旋槽
双向螺旋槽
©2005 John Crane Inc.
人的头发
静环 动环
气膜厚度 3-5 um
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
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
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
TM 、28系列干气密封特点
密封反转 －密封反转是不能接受的，应避免 －可使用双向密封设计 密封反压 －密封不能接受 密封液体污染
－少量液体污染可以接受，但应避免
©2005 John Crane Inc.
工作原理
非接触密封的热量平衡
W .9 .8 .7 .6
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
.5 .4 .3 .2 .1
气体粘性剪切产生热量
0
0 1 2 3 4 5 6 膜厚 mm
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
干气密封材料 碳化钨 （钴基）
• 韧性好
• 强度高 • 钴基不耐腐蚀
• 镍基抗腐蚀性较好
碳化硅 • 抗腐蚀性好 • 易碎 – 怕磕碰、易缺边
©2005 John Crane Inc.
TM 、28系列干气密封主要特征
允许最大轴向窜量通常为+ 2.5mm
允许最大径向跳动通常为+ 0.6mm
能在全压下启 / 停
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
TM 、28系列干气密封特点
密封开启压力 • @n=0 RPM, 约 7 BarG 密封开启速度 • △p=0, 约0.6 m/s（以轴径计算）
Major Components (Barrel Type)
Suction Return Channels Diffusers
Discharge Inner Casing Balance Piston
Radial Bearing
Shaft
Impellers Thrust Bearing End Cover
干气密封基本原理 约翰克兰科技（天津）有限公司 霍凤茹
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
透平压缩机及干气密封
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
TM 、28系列干气密封特点 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
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
TM 、28系列干气密封特点
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
双向螺旋槽
旋向 气体向中心泵送
气体受压，压力升高，产生间隙 密封坝
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
螺旋槽及气膜的形成
气体向中心泵送
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
New BD vs. UD : Seal Size 5.687" Leakage vs. Pressure
Spiral ~ N=5000 Spiral ~ N=10000rpm BD ~ N=5000rpm BD ~ N=10000rpm
Leakage [std.l/min]
5
10
15
20
25
30
35
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
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
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
6.625 in 密封直径 改进型双向螺旋槽
最初的双向螺旋槽 雷列台阶
Speed (rpm)
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
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
75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
CSTEDY 计算 －气膜厚度
Min'm Film Thickness (um)
10
单向螺旋槽
8 6 4 2 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
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
10
单纯流体静压
0
1
2
3
4
5
膜厚 (mm)
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
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
唯一包含： 有限元分析(FEA)； 计算流体动力学 (CFD)； 以及根据试验室试验 结果得出的经验公式。
©2005 John Crane Inc.
工作原理 (间隙减小)
闭合力
开启力增加
气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值 气膜刚度越大，密封工作越稳定。
KZ
dFo dh
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
工作原理 (气膜厚度增加)
闭合力
开启力减小
©2005 John Crane Inc.
金属件 －410不锈钢 / 316不锈钢 / 哈氏合金 / 其它 弹簧 －哈氏合金C
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
干气密封材料
静环材料（Face） • 碳石墨 –浸金属 (T28AT & XP)
–浸树脂 (如强腐蚀性介质)
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
TM 、28系列干气密封特点 低速盘车 －手动盘车是可以接受的，低于1000转的低速暖机 不能超过1小时 振动 －密封可承受API617振动公差要求
©2005 John Crane Inc.
此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播
压力 90 bar 温度 150 ℃
泄漏量 = 16 l/min