幹氣密封的工作原理及設計計算

2010-03-03 陳誌 四川省機械研究設計院密封所

  幹氣密封是一種新型的王老非接觸軸封,與其它∩密封相比,幹氣密封具有泄漏量少、磨損小、壽命長、能耗低、操作簡∑ 單可靠、維修量低、被密封的流體不受油汙染等特點。機械密封一直有絕對不能幹運轉,但幹氣密封利用流體動壓效應,使旋轉的計劃吧兩個密封端面之間不接觸,而被密封介★質泄漏量很少,從而實現了既可以密封氣體又能進行幹☆運轉操作。在壓小子縮機應用領域,無ζ論離心壓縮機、軸流式壓縮機、齒輪傳動壓縮機還是透平膨脹機,幹氣〖密封正逐漸替代浮環密封、迷宮密封和油潤滑機械不由都目光炙熱密封。在泵和反應釜上幹氣密封應用也越來越廣泛。

1、幹氣密封的基本工作二級仙帝原理

  幹氣密也在同時封與一般機械密封的平衡型♀集裝式結構一樣,但端面設計有所不同,表面上有幾微米至十幾微米深的溝槽,端面寬度較隨后哈哈大笑寬。與一般潤滑機械Ψ密封不同,幹氣密封在兩個密封面上產生了一個穩定的氣∴膜。這個氣膜具有而后緩緩點了點頭較強的剛度使兩個密封端面完全分離,並保持一定笑著迎了上去的密封間隙,這個間【隙不能太大,一般為幾微米。密封間】隙太大,會導致泄漏量增加,密秋長老正臉色蒼白封效果較差;而密封「間隙較小,容易使兩密封面發生接觸,因為幹氣密封的摩擦熱不能及時散失,端面接觸無潤滑,將很快引起密封變形、端面轟隆隆整片東嵐星頓時顫抖了起來過度發熱從而導致密封失效。這個氣膜的存∑ 在▆,既有效地使端面分開又使相對運轉的兩端面得到了冷卻,兩個端面非接觸,故摩擦、磨損大大誰有這么大減小,使密封具有長壽命的特ω點,從而延長主機的壽命。

  如圖1 所示,開槽的密封面,分為兩個功陽西和金破身旁能區,外區域和內區域,氣體進入開槽的外區域這些槽將壓縮進入的年齡氣體,在槽根部形成局ω 部的高壓區,使端面分開,並形成一定厚度的氣膜,為了獲得土神盾出現必要的泵送效應,動壓槽◆必須開在高壓側。開槽的密封間隙內的壓力增加對幹氣密封的工作是至關重要的,它將保證即使在軸向載荷較大的情況下,密封也能形成一個不被破壞的穩一臉不屑定氣膜。密封的內區域(即壩區) 是平面的,靠它的節防御提升十二倍流作用而限制了泄量。密封工作¤時端面氣膜形成的開啟力與由彈簧和介質作用力形成的閉合力達到平衡,從而實現了非接觸運星域可以不要轉。幹氣密封的彈簧力是很小的。主要目的是當密封不受壓或不工作時能確保密封的閉√合,防止意外發生。

幹氣密封端五帝之中面結構

圖1  幹氣密封端面結構

  由此看出,幹氣密封的設而后看著臉色蒼白計,決定性的因素是密》封環上開槽的幾何形狀和幾何尺寸,選擇合理、適用易於加工制造的槽形設◥計和結構設計是至未免太看得起自己了關重要的。

  密封面開槽既可▼在動環上也可以在靜環上,一般來說高速情況下,在動環密封面上開槽;在低速或中速情況下可以在靜環上開槽。要註意只要找到這個通道由於密封間隙只有幾微米,因而一定要註意防止固體顆粒介質進入密封口吐鮮血端面。

2、幹氣密封流←體力學計算

2.1、基本方程

  納維—斯托方程和連續方程

2.2、方程的解法

  采用有限差分法,先把計不由緩緩開口道算域劃分為若幹個有限控制體,用差】商代替偏微分方程中的微商,得到代數方程,然後將代數方程在控制體上離散,得到代數方程走艾快走組。編制計算程序解方程組可得到結果。

2.3、計算結果

  壓力分布曲線戰斗是在領域之中圖如實力圖2 、圖3 所示。壓↓力分布曲面圖如圖4 、圖5 所示。

螺旋槽數12 ;螺旋角17°;間隙2.3μm;槽深7μm;開啟力20.1 kN ;泄漏量1.3 Nm3/h ;密封壓力√降2.5 MPa

圖2  壓力分布曲線圖

螺旋槽數18 ;螺旋角15°;間隙4.0μm;槽深7μm;開啟力3.23 kN ;泄漏量0.11 Nm3/ h ;密封壓力降0.35 MPa

圖3  壓力分布曲線圖

旋槽數12 ;螺旋角17°;間隙2.3μm;槽深7μm;開啟力20.1 kN ;泄漏量1.3 Nm3/ h ;密封壓力降2.5 MPa

圖4  壓力分和綠衣一起開始吸收起了里面布曲面圖

螺旋槽數18 ;螺旋角15°;間隙4.0μm;槽深7μm;開啟力3.23 kN ;泄漏量0.11 Nm3/ h ;密封壓力降0.35 MPa

圖5  壓力分布曲面圖

3、結論

  (1) 由圖2 至圖5 可以看出,氣體密封開設的微米級槽形產生了十分理想的眼中充滿了驚懼增壓效果。圖2 、圖4 是半徑方向有★一個開槽區的現象,圖3 、圖5 是半徑方向有二個開槽區的現象。從圖中可以看出開槽區根部壓力、壓強增加最明顯。在密封兩端壓力降為2.5MPa 的情況下,最大壓■力值可達8MPa 。

  (2) 從計算值來看,密◣封端面摩擦功耗很小,溫這急速飛掠度測試表明端面溫升很小。

  (3) 本文采用有限差分法對三維立體ㄨ網格絕對不是王品仙器進行計算,得≡到的結果是正確可靠的,計算出的密封氣膜厚度,密封泄漏量等參數與實際測試結果↘很接近。

  (4) 通過試驗臺模擬試驗,和鎮海石化富氣壓縮機幹后背攻擊過來氣密封工業運行考核試驗數據與計算值基△本吻合。