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离心压缩机基础知识之密封

离心压缩机基础知识之密封 埃利沃特
2014-06-11
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导读:迷宫密封目前是离心压缩机用得较为普遍的密封装置,用于压缩机的外密封和内密封。

  离心压缩机中密封种类很多,常用的有以下几种:

  

  1)迷宫密封

  

  迷宫密封目前是离心压缩机用得较为普遍的密封装置,用于压缩机的外密封和内密封。迷宫密封的气体流动(见图6-2) ,当气体流过梳齿形迷宫密封片的间隙时,气体经历了一个膨胀过程,压力从P1降至右端的P2,这种膨胀过程是逐步完成的,当气体从密封片的间隙进入密封腔时,由于截面积的突然扩大,气流形成很强的旋涡,使得速度几乎完全消失,密封面两侧的气体存在着压差,密封腔内的压力和间隙处的压力一样,按照气体膨胀的规律来看,随着气体压力的下降,速度应该增加,温度应该下降,但是由于气体在狭小缝隙内的流动是属于节流性质的,此时气体由于压降而获得的动能在密封腔中完全损失掉,而转化为无用的热能,这部分热能转过来又加热气体,从而使得瞬间刚刚随着压力降落下去的温度又上升起来,恢复到压力没有降低时的温度,气流经过随后的每一个密封片和空腔就重复一次上面的过程,一直到压力P2为止。由此可见迷宫密封是利用节流原理,当气体每经过一个齿片,压力就有一次下降,经过一定数量的齿片后就有较大的压降,实质上迷宫密封就是给气体的流动以压差阻力,从而减小气体的通过量。

  

图6-2迷宫密封的气体流动图


  常用的迷宫密封用的较多的有以下几种。

  

  平滑形 见图6-3,轴作成光轴,密封体上车有梳齿或者镶嵌有齿片,结构简单。

图6-3 平滑形迷宫密封

  

  曲折形 见图6-4,为了增加每个齿片的节流降压效果,发展了曲折型的迷宫密封,密封效果比平滑形好。

  

  图6-4 曲折形迷宫密封

  

  台阶形 见图6-5,这种型式的密封效果也优于平滑形,常用于叶轮轮盖的密封,一般有3~5个密封齿。

  

  2)油膜密封,即浮环密封

  

  浮环密封的原理是靠高压密封在浮环与轴套间形成的膜,产生节流降压,阻止高压侧气体流向低压侧,浮环密封既能在环与轴的间隙中形成油膜,环本身又能自由径向浮动。

6-5 台阶形迷宫

  靠高压侧的环叫高压环,低压侧的环叫低压环,这些环可以自由沿径向浮动,但不能转动,密封油压力通常比工艺气压力高0.5Kg/cm2 左右进入密封室,一路经高压环和轴之间的间隙流向高压侧,在间隙中形成油膜,将高压气封住,另一路则由低压环与轴之间的间隙流出,回到油箱,通常低压环有好几只,从而达到密封的目的。

  

  浮环密封用钢制成,端面镀锡青铜,环的内侧浇有巴氏合金,以防轴与油环的短时间的接触,巴氏合金作为耐磨材料。浮环密封可以做到完全不泄露,被广泛地用作压缩机的轴封装置。

  

  3)机械密封

  

  机械密封装置有时用于小型压缩机轴封上,压缩机用的机械密封与一般泵用的机械密封的不同点,主要是转速高,线速度大,PV值高,摩擦热大和动平衡要求高等。因此,在结构上一般将弹簧及其加荷装置设计成静止式而且转动零件的几何形状力求对称,传动方式不用销子、链等,以减少不平衡质量所引起的离心力的影响,同时从摩擦件和端面比压来看,尽可能采取双端面部分平衡型,其端面宽度要小,摩擦副材料的摩擦系数低,同时还应加强冷却和润滑,以便迅速导出密封面的摩擦热。

 

  4)干气密封

  

  随着流体动压机械密封技术的不断完善和发展,其重要的一种密封型式螺旋槽面气体动压密封即干气密封在石化行业得到了广泛的应用。相对于封油浮环密封干气密封具有较多的优点:运行稳定可靠易操作,辅助系统少,大大降低了操作人员维护的工作量,密封消耗的只是少量的氮气,既节能又环保。

  

  图6-6所示为螺旋槽面干气密封的示意图。它由动环1、静环2、弹簧4、O形环3、5、8,组装套7及轴6组成。图6-7所示为动环表面精加工出螺纹槽而后研磨、抛光的密封面。一般来讲螺旋槽深度约2.5~10μm,密封环表面平行度要求很高,需小于1μm,螺旋槽形状近似对数螺旋线。

  

6-7 螺旋槽动环密封面

  如图6-7示,当动环旋转时将密封用的氮气周向吸入螺旋槽内,由外径朝向中心,径向方向朝着密封堰流动,而密封堰起着阻挡气体流向中心的作用,于是气体被压缩引起压力升高,此气体膜层压力企图推开密封, 形成要求的气膜。此平衡间隙或膜厚h典型值为3μm。这样,被密封气体压力和弹簧力与气体膜层压力配合好,使气膜具有良好的弹性既气膜刚度高,形成稳定的运转并防止密封面相互接触,同时具有良好刚度的氮气膜可有效的阻止被介质的泄漏。

  

6-8干气密封作用力

  干气密封作用力情况见图6-8在正常运转条件下该密封的闭合力(弹簧和气体作用力)等于开启力(气膜作用力),当受到外力干扰,间隙减小,则气体剪切率增大,螺旋槽开启间隙的效能增加,开启力大于闭合力,恢复到原间隙,若受到外扰间隙增大,则间隙内膜压下降,开启力小于闭合力,密封面合拢恢复到原间隙 。


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上海埃利沃特贸易有限公司是FSELLIOTT离心式压缩机中国大陆地区专业的销售及服务公司。 我们一直坚信:更好的品质、更好的服务是FSELLIOTT可以在市场上存在并领先百年的根本。
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