三维层流通道干气密封环

开启力提升10%

在旋转环内部设置泵入泵出分层通道，通过轴向孔与端面动压槽连通，在宽转速范围内同时提升开启力并降低泄漏率，克服传统干气密封端面空间受限导致的性能瓶颈。

Qinyao, Lu · 江锦波 · Meng, Xiangkai · 陈源 · 马毅 · 彭旭东

Tribology International 2025

具体参数

开启力增幅

{'zh': '10', 'en': '10'} %

泄漏率降幅

{'zh': '35', 'en': '35'} %

工作转速范围

{'zh': '10k–30k', 'en': '10k–30k'} rpm

泵入/泵出孔数量

{'zh': '2–3', 'en': '2–3'}

技术优势

宽速域下同时增力降漏

通过泵入和泵出通道的组合，在10k–30k rpm内实现开启力提高10%、泄漏降低35%，解决了传统结构性能随工况变化波动大的问题。

端面压力峰值向中部迁移

分层通道使密封端面压力峰值从动压槽槽根移至泵入孔出口附近的槽区中部，增大了槽区膜压并降低坝区压力梯度，同时提高承载力并抑制泄漏。

四种通道结构性能对比

系统对比了经典螺旋槽、分层泵出、分层泵入和泵入泵出组合四种结构，明确了各自的性能特征和适用工况，为设计选型提供依据。

应用场景

• 干气密封：用分层通道同时提高承载力并降低泄漏，替代传统端面槽型，提升宽工况适应性。
• 旋转机械密封：在宽转速范围内保持低泄漏和高开启力，适用于变工况旋转机械的轴端密封。
• 压缩机密封：通过内部泵送通道控制泄漏，满足压缩机对密封效率和宽转速运行的需求。
• 涡轮机械：在涡轮机械高转速下仍能提升开启力并降低泄漏，保障转子稳定性与密封性能。