
【化】 radial seal energized by internal pressure; radial self-seal
radial
【化】 seal energized by medium pressure
徑向自緊密封(Radial Self-tightening Seal)是一種依靠介質壓力實現動态密封的機械結構,其核心原理是通過系統内部壓力在徑向方向上産生自增強的密封效果。該技術廣泛應用于高壓流體設備中,例如離心泵、液壓缸和燃氣輪機,其設計特點在于無需外部預緊力即可在運行中自動調整密封接觸面的緊密度。
從結構上看,徑向自緊密封通常由彈性元件(如彈簧或波紋管)和密封環組成。當介質壓力升高時,壓力通過特定的傳力通道作用于密封環背部,推動密封面與配合件産生更緊密的徑向接觸。這種壓力-形變的耦合作用顯著提升了密封界面的接觸應力,有效防止介質洩漏。根據《ASM密封技術手冊》記載,典型設計中的密封環多采用碳化矽或硬質合金材料,可承受超過35MPa的工作壓力。
該密封形式相較于傳統軸向密封具有兩大優勢:其一,壓力相關性使其在極端工況下仍能保持穩定密封性能;其二,自調節特性可補償機械磨損帶來的間隙變化。美國機械工程師學會(ASME)在B73.1-2022泵類标準中指出,此類密封結構可使設備運行壽命延長40%以上。當前技術發展已衍生出分瓣式、階梯式等多種變體設計,在核電站主循環泵和航天燃料系統中均有成功應用案例。
徑向自緊密封是一種依靠内部介質壓力沿徑向方向(垂直于軸線方向)壓緊密封元件,從而實現密封效果的結構。其核心原理是:隨着系統壓力升高,密封元件在介質壓力作用下向外擴張,與密封面貼合更緊密,形成動态增強的密封效果。
自增強性
密封效果隨壓力升高自動增強,無需過大初始預緊力。
典型結構
常見形式如B形環密封:B形環的兩個凸峰與設備内壁過盈配合,内壓作用使環向外擴張,進一步壓緊密封面。
應用場景
適用于高壓容器、反應釜等設備,尤其大直徑且不頻繁拆卸的場合。
優缺點
徑向密封的受力方向為垂直于軸線(如B形環),而軸向密封(如C形環)的受力方向平行于軸線。兩者均屬于自緊密封,但適應不同工況需求。
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