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。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,表明密封的抗干扰力越强,密封运行越稳定。干气密封的设计通常考虑到高温和高压环境,以确保在极端条件下依然能正常工作。湖南压缩机干气密封类型

此外,还有双端面干气密封结构,它适用于那些不允许工艺气泄漏到大气中,但允许阻封气(如氮气)进入机内的工况。这种结构的特点和适用场景进行了解。双端面密封的设计原理是将两套单端面密封面对面布置,有时还会采用两个动环。这种结构特别适用于没有火炬条件,但允许少量阻封气如氮气进入工艺介质的情况。通过在两组密封之间通入氮气作为阻塞气体,可以形成一个性能可靠的阻塞密封系统。关键在于控制氮气的压力,使其始终维持在比工艺气体压力高0.2~0.3MPa的水平,从而确保密封气泄漏的方向始终朝向工艺气和大气,进而防止工艺气向大气泄漏。山西泵用干气密封尺寸干气密封耐振动性能好,在车载压缩机组中减少路况影响。

当动环(其端面外侧开设有流体动压槽)旋转时,这些流体动压槽会将在外径侧的高压隔离气体泵入密封端面之间。随着气膜从外径向槽径处移动,其压力逐渐升高;而从槽径向内径处移动时,气膜压力则逐渐降低。随着端面膜压的逐渐增加,开启力逐渐超过闭合力,从而在摩擦副之间形成一层极薄的气膜,使密封在非接触状态下得以运行。这一气膜有效地阻断了相对低压的密封介质泄漏通道,实现了零泄漏或零溢出的密封效果。由于密封端面通常充入氮气,因此这种密封方式也被称为氮气密封。由于其非接触式的密封方式和气体润滑特性,干气密封需要配备供气系统,但同时也带来了长寿命、高可靠性、低能耗以及低运行维护费用等优势。
泵用串联式干气密封:泵用串联式干气密封为干气密封与接触式机械密封串联使用,机械密封为主密封,干气密封为次密封,如图 13-13所示。干气密封与主密封间通入密封气( 一般为氮气),保证主密封具有一定背压 ,减小了主密封的工作压差,极大地延长主密封的使用寿命。主密封泄漏的易挥发工艺介质随密封气排入火炬,不易挥发介质排入泄漏收集罐定点排放,保证工艺介质不向大气泄漏,是一种环保型密封。主密封失效后,干气密封短时间内起到主密封作用,防止工艺介质向大气大量泄漏。该类密封使用寿命取决于机械密封的使用寿命,一般在2~3年左右。该类密封对密封气压力要求不高,即使密封气中断,干气密封也不会损坏。泵用串联式干气密封的不足之处是该密封还不是完全意义上的干气密封,其总体性能介于机械密封和干气密封之间。泵用串联式干气密封适用于泵入口压力高的轻烃类介质,如乙烯 、丙烯 、丙烷 、甲烷 、乙烷 、 氨水等及介质中不允许氮气进入的场合。干气密封的维护相对简单,但定期检查仍然是确保其性能的重要步骤。

随着更可靠密封技术的不断提出和发展,干气密封技术已经逐渐被部分炼化企业应用到关键设备的密封方式中。干气密封是一种非接触式的机械密封,结构与普通机械密封相似,不同点是在密封端面上加工出微米量级浅槽,通过气体作用在密封端面形成气膜,达到端面的非接触状态。干气密封通过“以气封气”或“以气封液”的方式实现工艺介质的零泄漏和零污染,具有运行稳定可靠、维护成本低、使用寿命长等优点,因此将液环真空泵的传统机械密封改造为干气密封,可以克服传统机械密封的不足,保证设备安全平稳运行。干气密封在航空发动机测试台,适应高速高压,密封可靠性高。山西泵用干气密封尺寸
干气密封在焦炉煤气压缩机中,适应含焦油气体,过滤后运行稳定。湖南压缩机干气密封类型
串联式干气密封的结构。这种密封结构因其操作可靠性高而受到青睐,尤其在允许少量介质气体泄漏到大气中的工况下表现尤为出色。它普遍应用于石油化工企业的引进机组中。串联式干气密封可以看作是两套或更多套干气密封按照相同方向首尾相连而构成的系统。与单端面结构相似,它同样利用工艺气体作为密封气体。通常采用两级结构,其中头一级(主密封)承担全部负荷,而另一级则作为备用密封,不承受压力降。当主密封发生泄漏时,泄漏出的工艺气体被引入火炬进行燃烧处理。只有极少量的未燃烧气体通过二级密封漏出,并被引入安全地带排放。这种设计确保了在主密封失效时,第二级密封能发挥辅助安全密封的作用,从而有效防止工艺介质大量向大气中泄漏。湖南压缩机干气密封类型