Vortex Seal Strip: Yüksək Sürətli Fırlanan Avadanlıqlar üçün Maye Sızdırmazlığında İnqilab

Vortex Seal Strip

 

Aeromühərriklər, hidrogen kompressorları və yarımkeçirici vakuum sistemləri kimi yüksək səviyyəli avadanlıq sektorlarında burulğan sızdırmazlıq zolağı dəqiq loqarifmik spiral həndəsə vasitəsilə fırlanan interfeyslərdə nanoölçülü maye nəzarətinə nail olur. Test məlumatları təsdiqləyir:

  • Kritik sürət:42.000 rpm.
  • Helium sızma dərəcəsi:​≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s.
  • Sürtünmə gücü itkisi:19% mexaniki möhürlər.

.I. Əsas struktur və iş prinsipi.

.1. Üç qatlı funksional dizayn.

Komponent Material sistemi Performans Parametri
Spiral yivli baza Ni əsaslı super ərinti (GH4169) CTE: 3,8×10⁻⁶/K (20-800°C)
Seal Strip Array Qrafenlə dəyişdirilmiş PI (PI/Gr) Bükülmə gücü: 452MPa @300°C
Radial kompensasiya Belleville Springs (17-7PH SS) Əvvəlcədən yükləmə gradienti: 50±3 N/mm

.2. Dinamik Bağlama Mexanizmi.

  • .Əks təzyiqin yaradılması: Spiral yivlərdə Coriolis effekti 1:12 təzyiq nisbəti yaradır
  • .Nano Qaz Film Baryeri: 0,5-3μm boşluq 10⁸ N/m³ qaz filminin sərtliyini saxlayır
  • .Özünü Təmizləmə: >200m/s xətti sürətdə >5μm hissəciklərin 99,2%-ni təmizləyir

.II. Performansda irəliləyişlər.

.1. Ekstremal Vəziyyət Uyğunluğu.

Parametr Aralığı Doğrulama işi
Temperatur Aralığı -253°C ilə 850°C arasında CJ-1000A Mühərriki (2500 istilik dövrü)
Sürət tutumu 42.000 rpm NASA-Glenn Test Sertifikatı

.2. Sıfır Çirklənmə Zəmanəti.

Orta Sızma dərəcəsi Sertifikatlaşdırma
He ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s ASME PTC 19.1
H₂ 3,2×10⁻⁹ mol/(m·s) ISO 15848-1

.3. Enerji Effektivliyi və Baxım İnqilabı.

Metrik Mexanik möhür Vortex Seal Strip Təkmilləşdirmə
Sürtünmə itkisi 35,2 kVt 6,8 kVt ↓80,7%
Soyuducu Suyu 8,5 L/dəq 0 100% qənaət
Baxım dövrü 3 ay 24 ay ↑700%

.III. Sənaye Tətbiqi Parametrləri.

Tətbiq sahəsi Xətti Sürət (m/s) Təzyiq diapazonu Xidmət müddəti
Aero-Mühərriklər 420 0,2-3,5 MPa 25.000 saat
Hidrogen kompressorları 280 0,8-2,0 MPa 40.000+ saat
EUV Litoqrafiya Vakuumu 9.5 <10⁻⁵ Pa Ömür boyu baxımsız

.Texniki nəticə: Fırlanan möhürlərin sərhədlərinin yenidən müəyyən edilməsi.

Burulğan möhür zolağı həndəsi topologiya və materialşünaslıq vasitəsilə üç inqilabi irəliləyiş əldə edir:

  • .Fiziki məhdudiyyətləri fəth edir: -253°C-dən 850°C-yə qədər əhatə edir, 42.000 rpm-ə dözür
  • .Təmizliyi təmin edir: Molekulyar səviyyəli sızdırmazlıq (O sızma ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s)
  • .Səmərəliliyi yenidən kəşf edir: 80,7% sürtünmə azaldılması, soyutma sistemlərini aradan qaldırır (ildə 4500 ton suya qənaət edir)

 

SpaceX-in Raptor mühərriki 1056 rad/s sürətlə işlədikdə, bu mikron miqyaslı spiral xətt nanoölçülü dəqiqliklə qabaqcıl mühəndisliyin sərhədlərini müdafiə edir.

Aeromühərriklər, hidrogen kompressorları və yarımkeçirici vakuum sistemləri kimi yüksək səviyyəli avadanlıq sektorlarında burulğan sızdırmazlıq zolağı dəqiq loqarifmik spiral həndəsə vasitəsilə fırlanan interfeyslərdə nanoölçülü maye nəzarətinə nail olur. Test məlumatları təsdiqləyir:
Kritik sürət: ​42,000 rpm​Helium sızma dərəcəsi: ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s​Sürtünmə gücü itkisi: ​19% mexaniki möhürlər​

I. Əsas struktur və iş prinsipi 1. Üç qatlı funksional dizayn

KomponentMaterial SistemiPerformans ParametriSpiral Groove BaseNi əsaslı super ərinti (GH4169)CTE: 3.8×10⁻⁶/K (20-800°C)Möhürləmə zolağı ArrayQrafenlə modifikasiya olunmuş PI (PI/Gr)Əyilmə gücü: 450°CRadial @ Componentsville (17-7PH SS)Ön yükləmə qradiyenti: 50±3 N/mm2. Dinamik Sızdırmazlıq Mexanizmi
​Tərs Təzyiq Yaradılması: Spiral yivlərdəki Koriolis effekti 1:12 təzyiq nisbəti yaradır​Nano Qaz Film Baryeri: 0,5-3μm boşluq 10⁸ N/m³ qaz filmi sərtliyini qoruyur​ Özünü Təmizləmə: >200m/xəttilikdə >5μm hissəciklərin 99.2%-ni təmizləyir

II. Performans nailiyyətləri 1. Ekstremal Vəziyyət Uyğunluğu

ParameterRangeValidation CaseTemperatur diapazonu-253°C - 850°CCJ-1000A Mühərrik (2500 istilik dövrü)Sürət Tutumu42.000 rpmNASA-Glenn Test Sertifikatı2. Sıfır Çirklənmə Zəmanəti

Orta Sızma RateSertificationHe≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/sASME PTC 19,1H₂3,2×10⁻⁹ mol/(m·s)ISO 15848-1​3. Enerji Səmərəliliyi və Baxım İnqilabı

MetricMechanical SealVortex Seal Strip TəkmilləşdirməSürtünmə itkisi35,2 kW6,8 kW↓80,7%Soyutma suyu8,5 L/dəq0100% qənaət Baxım dövrü 3 ay24 ay↑700%
III. Sənaye Tətbiqi Parametrləri

Tətbiq SahəsiXətti Sürət (m/s)Təzyiq AralığıXidmət ÖmrüAero-Mühərrikləri4200,2-3,5 MPa25,000 saatHidrogen Kompressorları2800,8-2,0 MPa40,000+ saatEUV Litoqrafiya Vakuum9,5⁵Pulsuz xidmət
Texniki Nəticə: Fırlanan Möhürlərin Sərhədlərinin Yenidən Müəyyənləşdirilməsi Burulğan möhür zolağı həndəsi topologiya və materialşünaslıq vasitəsilə üç inqilabi irəliləyiş əldə edir:
​Fiziki məhdudiyyətləri fəth edir: -253°C-dən 850°C-yə qədər əhatə edir, 42.000 rpm-ə dözür. Saflığı təmin edir: Molekulyar səviyyəli sızdırmazlıq (O sızma ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s)​Effektivliyi yenidən ixtira edir, soyutma sistemlərini 07% azaldır. 4500 ton su/il/vahid)
SpaceX-in Raptor mühərriki 1056 rad/s sürətlə işlədikdə, bu mikron miqyaslı spiral xətt nanoölçülü dəqiqliklə qabaqcıl mühəndisliyin sərhədlərini müdafiə edir.


Göndərmə vaxtı: 23 iyun 2025-ci il