通过利用外部加压多孔(EPP)气体轴承间隙中产生的压力，一种新型密封提供了以前没有的功能。
EPP气体轴承已经在其他行业中使用了几十年，但它们现在正应用于旋转设备的密封应用。这种技术应该增加可以密封的压力;减少缓冲、阻隔和密封气体的流量;消除密封应用中的摩擦、热和磨损。
有两种类型的气体轴承:空气动力学和空气静压。大多数大型泵和涡轮转子都支承在流体动力油轴承上。压缩机中的干气密封是空气动力学技术的一个例子，许多微型涡轮是由箔型空气动力学轴承支撑的，而泵密封通常是骑在一个自产生的薄膜上。
图片1。EPP气密封面上出现气泡。(图片和图形由New-Seal Inc.提供)
在这些情况下，表面之间的相对运动将流体或气体吸入间隙。需要运动来产生分离力，在启动、停机和低速条件下会有接触磨损。
在静态轴承中，不需要运动来产生面之间的分离力。相反，外部加压流体或气体源直接注入轴承或密封面之间。这种流体或气体的加压流动通过精确的孔、槽、台阶或多孔补偿技术通过表面引入。
这种补偿思想在旋转设备行业中很重要，但应用并不广泛。
薪酬是第一个限制。它将源压力保持在储备状态。这使得两个面能够在不接触的情况下运行，因为当它们靠近时，它们之间的气体压力会增加。
这是因为间隙是第二个限制，当它减小(增加间隙限制)时补偿限制相对较小，因此间隙中的压力增大并产生分离力。由于小间隙的限制，间隙中的气体压力几乎可以与源压力一样高。
由于流量是间隙的立方函数，因此可能出现的小间隙大大降低了气体消耗。
补偿法
提供补偿的一种方法是将密封气体通过多孔材料扩散。理想的密封设计应该是在整个密封面上均匀地提供压力，并自动限制和抑制流向密封面的气流。多孔介质补偿的稳定性是由于气体在到达工作面时必须流经的通道的阻尼效应。这种阻尼效应使得间隙中的空气体积难以快速变化，从而形成天然稳定的气膜，无法被微粒堵塞。
图1。此图显示了双对向外压多孔(EPP)气体密封。即使供应管和/或端口充满了颗粒(沙子、灰尘、聚四氟乙烯胶带等)，这些碎片也不会像多孔介质本身那样产生多大的限制，而且这些污染物都不能通过多孔介质进入密封间隙。这些特性使EPP补偿成为密封应用的良好选择。多孔介质由石墨、碳或碳化硅等材料制成，这些材料在旋转设备中使用数十年，已经证明了它们作为接触密封面、轴承和刷的滑动轴承摩擦学性能。即使失去了源压力，也几乎没有磨损，并且保持了小的间隙。
这些材料具有很高的热性能，这是在制造过程中烧结的结果;它们能抗氧化到至少600℃，不会像巴比特合金那样熔化，也不会像聚合物那样燃烧。虽然用于转轮的o形圈驱动很方便，但转轮可以硬安装在转轴上，这使得该技术可以应用于高温应用。
蒸汽轮机的密封工作正在进行中，其流量可与干气密封相媲美。外部压力源在高压蒸汽进入涡轮之前从高压蒸汽中放出。这种有效的密封可以极大地减少蒸汽密封所需的轴向长度和蒸汽轮机典型的泄漏率。
图片2。安装双对置EPP气体密封，带有监控排气口EPP气体轴承技术可应用于许多其他密封应用。可被EPP气体密封替代的常规密封包括填料密封、迷宫密封、蒸汽密封、轴承隔离器、注入式密封、机械密封、干气密封和氢密封。与大多数常规密封相比，EPP气体轴承技术所需要的空间更小，并且采用了常见的安装几何形状，因此使用该技术进行改造相当容易。该技术可用于各种应用，如无油涡轮设备，泵，压缩机，蒸汽和燃气轮机。BETVICTOR体育官网
外部加压气体密封的一个独特之处是转轮和轴之间的o形环驱动。这使得易于改造，因为转轮可以定位在轴上的任何地方，适应轴的热增长。o形圈还允许流道处理静态和动态角度偏差。
这个概念可能看起来不如将转轮锁定在轴上的功能健壮。然而，由于流道-密封面界面无摩擦，o形圈驱动只需要克服流道的惯性。
即使在流道上有数百磅的夹紧力，这种力是通过气膜施加的，并且是无摩擦的。
该驱动机构已经过数千小时的测试，已成功应用于密封应用，包括轻气体，粉末，泥浆和密封酸的泵应用。
如图1所示，外部压力注入内部和外部密封壳体。这些端口可以在内部连接，允许使用单个或两个单独的气体(每个表面一个)。输入气流进入360度气体静压区，并通过多孔介质迁移到多孔介质表面与转轮之间的间隙。从每个密封面流出的流体是分开的。
图2。相对于启动间隙间隙的间隙压力在内侧，将有流动进入密封腔和排气口。在外层，气流将出口到大气和排气口。
例如，输入压力为每平方英寸60磅(psig)，多孔介质表面和流道之间的间隙压力(假设效率为50%)大约为30 psig。只要这个间隙压力大于密封腔压力，就会有零流量从空腔进入密封间隙。
对于一个4英寸的轴来说，这样的密封在两个面上的总流量约为每分钟0.5标准立方英尺(SCFM)。这种效率对差距非常敏感;通过间隙的流量是间隙的立方函数。
这是与传统密封的关键区别，因为小间隙允许高间隙压力和低流量。
图3。该图显示了可将气体引入密封间隙的面积。在干气密封应用中，外部加压密封解决方案可能涉及更高的压力。只要多孔介质上有足够的压差，就可以实现1000psi的内腔压力密封。在这种情况下，多孔介质的输入压力大约需要1060psi才能完全密封1000psi的腔压。在较小的间隙和较高的压力下，效率可以更高。有必要保持间隙压力高于待密封压力。
这是EPP气体密封(空气静压密封)与传统气动密封(如干气密封或泵气密封)之间的另一个区别。外压气体密封的进料面积比气动密封大4个数量级。这样可以防止阻塞流，提高可靠性。控制进入密封间隙的物质可以提高可靠性。