干气密封是受到气体止推轴承的启发而产生的。由于干气密封与气体止推轴承具有一些相似的特点，因此许多对于干气密封的研究可以借鉴已有的气体止推轴承方法及理论。现以螺旋槽气体密封为例，讨论干气密封的基本结构和工作原理。

图13-3为干气密封中典型的螺旋槽气体密封的结构简图。尽管干气密封的结构千差万别，但一般来说，都可以简化为：密封座体，可以沿轴向浮动的浮环即是通常说的补偿环(通常即静环），高速旋转的动环。浮环是由弹簧和辅助密封支撑在固定的密封座体上，弹簧提供了一部分闭合力并保证了浮环对旋转动环的追随性。辅助密封具有阻尼作用，它也有定的弹性，它除起到对浮环进行密封的作用外，还要保证浮环可以跟随旋转的动环一起轴向的窜动。旋转的动环是靠密封端面间的一层很薄的气膜与浮环连接在一起的，这层气膜既要保证密封不要过度的泄漏并提供一定的刚度，在扰动的工作状态下又要保证密封在受到外界扰动时不失效。

动环的表面开有各种不同形状的微米级动压槽，若开的是螺旋槽就称做螺旋槽干气密封，如图13-4所示。动环密封端面分为动压（ 螺旋）槽区、密封堰区和密封坝区三部分。当动环旋转时，如图13-5所示，动压槽起着泵送作用， 密封气体被吸入动压槽， 进人到密封端面之间， 由于密封堰的节流作用， 进入密封面的气体被压缩， 气体在动压槽的根部压力升高， 产生流体动压效应， 使密封端面分静环推开。而在非运转状况下， 动环和浮环靠弹簧的推力贴合在一起 ， 密封坝的存在也可以保证密封不产生泄漏。

密封端面在具有微小间隙的正常运转状态下，作用于静环上的力是平衡的，如图13-6( a) 所示。介质压力分布在静环的两面， 开启力由作用于静环密封端面的介质压力及螺旋槽的动压效应形成的气膜压力组成；闭合力由作用于静环背面的介质压力和弹簧力组成的。当力平衡时， 即开启力等于闭合力， 密封运转稳定可靠， 此时密封端面间有确定的气膜间隙，称为平衡间隙， 其值一般为 2~8um。

如果外界因素引起密封端面跳动 、振动等干扰，将导致密封间隙减小，则开启力大于闭合力，开启力将会撑开密封面，迫使密封工作间隙增大直到恢复平衡为止，如图13-6( b)所示。同样地，如果干扰使间隙增加，则开启力小于闭合力，迫使两密封面相互靠拢，直到重新恢复平衡，如图13-6 (c) 表示。相对于使密封端面间隙发生变化的外界因素而言， 为保持非接触状态而要求的特性， 也就是浮力（ 开启力）的变化量和间隙的变化量在计算上的比例值叫着气膜刚度。理论上气膜刚度越大， 间隙不易发生变化， 密封性能会比较稳定。由于螺旋槽干气密封具有很高的气膜刚度和具有很好的追随性， 能很好地保持密封系统的平衡状态 ， 因此受到很多人的青睐。圆弧槽干气密封与螺旋槽干气密封基本结构和工作原理基本相同。其差别在于：对数螺旋槽的切线与矢径的夹角为常数，而任一点的曲率半径为变量；圆弧槽的曲率半径为常数，而切线与矢径的夹角为变量。T 形槽干气密封最大的特点是克服了螺旋槽和圆弧槽干气密封无法解决的问题，可以不受转向限制，双向旋转。此外，人字形槽、双 L 形槽干气密封也与丁形槽一样， 可以双向旋转。

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