泵（bèng）用幹氣密封的原理及主要特點

1.工作原理

泵用（yòng）幹氣密封是一種高性能、長壽命的新型密封型式，在結構（gòu）上（shàng）它與普通機械密封顯著不同的是：動、靜環密封端麵（miàn）較寬；在動環（huán）或靜環端麵上加工出特殊形狀的流體動壓槽，如螺（luó）旋槽，槽（cáo）深一般在3-10pm之間。當動環高速（sù）旋轉時，動環或靜環端麵上的螺（luó）旋槽將外徑（jìng）處的（de）高（gāo）壓氣體向下泵入密封端麵間，氣體由外徑向中心流動（dòng），而密封壩節製（zhì）氣體流向中心，於是氣體被壓縮引起壓力升高，在槽根處（chù）形成高壓區。端麵氣膜壓（yā）力形成形（xíng）成開啟力，在（zài）密封穩定運轉時，該開啟（qǐ）力與由作用在補償環背麵的（de）氣體壓力和（hé）彈簧力形成的閉合力平衡，密封保持非（fēi）接觸、無磨損運轉，其氣膜厚度一般維持（chí）在2-3pm。如果出現某些擾動因素使密封間隙減小（xiǎo），引起開啟力減小，而閉合力不變，密封間（jiān）隙將減小，密封將很快再次恢複平衡（héng）。幹氣密封的這種抵抗氣膜間隙變化的能力稱之為氣膜剛（gāng）度。雖然泵用幹氣密封的氣膜間隙很小，但氣膜剛度很大，比液膜潤滑機械密封的膜剛度要大得多。

2.主要優（yōu）點

與傳統（tǒng）的接觸式機械密封（fēng）相比，在離心泵中（zhōng）采用幹氣密封有以下幾個（gè）方麵的優點：

（1）摩擦（cā）功耗（hào）低

由於（yú）幹氣密封的兩密封端（duān）麵被一薄層穩定的氣膜所隔離（lí）而且密封腔內為（wéi）低粘度的氣體介質，因此幹氣密封的端麵摩擦（cā）功耗和動環組件的攪拌摩擦損失要比液體潤滑的密封裝置的摩擦功（gōng）耗小很多，一般兩者消耗的功率之比約為1：10-20.

（2）無磨損運轉、使用壽命長

對幹氣（qì）密封，由於兩個相（xiàng）對旋轉的端麵是非接觸的，在正常使用條件下，一般（bān）都（dōu）可達到3年以上。

（3）無封（fēng）液係統、能實現泵送介質的零泄漏或零溢出

封液係統時常是複雜的和（hé）昂貴的，並存（cún）在（zài）不可避（bì）免（miǎn）的故障危險。泵送介質的外泄漏（lòu）和封液冷卻密封都依賴於封液係統的完善化。幹氣密封避免了（le）所有這些複雜因素，它利用幹燥潔淨（jìng）的氮氣源作為密封氣，很容易實現泵送介（jiè）質的零（líng）泄漏或零溢出（chū），對泵送介質沒有任何汙染，而且係統比較簡單、可靠性非常高。

3、主要技術難點

與（yǔ）高速透平壓縮機用幹氣密封相比，離心泵用幹氣密封存在三個方麵的難點：

（1）結構尺寸受限製。離心（xīn）泵填料箱徑向空間相對較小，特別是對一些老泵軸封的改（gǎi）造，問題就更顯突出。這樣，一般（bān）泵用幹氣密封的密封麵（miàn）相對就（jiù）比較窄，由於密封麵必須包括起向下泵送作用的槽區和起密封作用的（de）壩區兩部分，因此泵用幹氣密封的端麵結構參（cān）數（shù）（包括流槽的（de）幾何參數）的設計與透平壓縮機（jī）用幹（gàn）氣密封並不（bú）一樣，其難度更（gèng）大（dà）。

（2）轉速低（dī），動壓效應小。由於離心泵（bèng）主軸轉（zhuǎn）速不高，為了盡可能提高（gāo）密封在工作膜厚下的（de）氣膜剛度以增強密封工作的可靠性，在（zài）端麵槽型的選擇及其結構參數（shù）的優化上必須作特殊（shū）的（de）考慮。

（3）性能價格比高。由於離（lí）心泵機器本身的價值相（xiàng）對（duì）於透平壓縮機而言要小很（hěn）多，因此泵用幹氣密封的價（jià）格相對（duì）於透平壓縮機用幹氣密封而言就（jiù）要低（dī）很多，這就要求其（qí）性能價格比必須非（fēi）常高。因此在（zài）設計泵用幹氣密封及其控製係統時，在保證密封和係（xì）統性能的前提下，還必須充分考慮其經濟性，以便於泵（bèng）用幹氣密封的推廣應用，這就增加了密封和（hé）係統設（shè）計和生產的難（nán）度（dù）。