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技術(shù)文章

膜壓分布在密封功能中起什么作用

閱讀:225發(fā)布時(shí)間:2022-5-17

  氣膜密封的組成與普通接觸式機(jī)械密封相同,但主要區(qū)別在于氣膜密封的兩端由穩(wěn)定的薄氣膜隔開,并借助端面形成的流體動力螺旋槽處于非接觸工作狀態(tài)。其工作原理是:動環(huán)轉(zhuǎn)動時(shí),密封氣體沿圓周方向從外徑向中心吸入螺旋槽,徑向分量流向密封通道。密封堰阻止氣體向中心流動,使氣體被壓縮增加壓力,密封端面之間的間隙動態(tài)穩(wěn)定,形成一定厚度的氣膜。這樣,端面之間的間隙可以自動控制界面的打開力fo和外部的關(guān)閉力Fc之間的平衡,使得氣膜具有良好的彈性(氣膜的高剛性),形成穩(wěn)定的操作并防止密封端面相互接觸。

  為了保證密封端面有足夠的開啟力和氣膜剛度,需要在流體靜壓作用的基礎(chǔ)上增加流體動力效應(yīng),這是通過在密封端面加工流體動力壓力槽來實(shí)現(xiàn)的;同時(shí),動壓槽可以提供和控制氣膜的靜水壓力效應(yīng)和動壓效應(yīng)。因此,氣膜密封被認(rèn)為是一種兼有靜壓效應(yīng)和動壓效應(yīng)的混合密封。

膜壓分布在密封功能中起什么作用(圖1)

  膜壓力分布在氣膜密封中起著重要的作用。

  正常工況下,密封壩區(qū)膜壓分布均勻,其值等于密封介質(zhì)的壓力Pf;而密封槽堰區(qū)的壓力分布用曲線AC表示,從槽內(nèi)徑到槽根逐漸增大,壓力為零時(shí)對應(yīng)的端面半徑為Re。

  當(dāng)端面間隙增大時(shí),密封壩區(qū)的膜壓均勻分布,其值等于密封介質(zhì)的壓力Pf;但密封槽堰的壓力分布如曲線所示,仍是從內(nèi)徑到槽根逐漸增大,但小于曲線對應(yīng)的值,即液膜的開啟力變小,零壓力對應(yīng)的端面小半徑大于密封端面內(nèi)徑Ri。

  當(dāng)端隙減小時(shí),密封壩區(qū)的膜壓仍均勻分布,其值等于密封介質(zhì)的壓力Pr;但是密封槽堰區(qū)的壓力分布由曲線表示,從內(nèi)徑到槽根仍然是逐漸增大的,但大于曲線對應(yīng)的值,即液膜的開啟力變大,零壓力對應(yīng)的端面半徑為R8,也大于密封端面的內(nèi)徑Ri。

  無論何種工作狀態(tài),只要端面膜壓為零所對應(yīng)的半徑大于等于端面的小半徑,就能保證零泄漏密封功能。



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