Уплътнителна лента Vortex: Революция в уплътняването с течност за високоскоростно въртящо се оборудване

Vortex Seal Strip

 

В секторите на висококачественото оборудване, като авиационни двигатели, водородни компресори и полупроводникови вакуумни системи, вихровата уплътнителна лента постига наномащабен контрол на флуида при въртящи се интерфейси чрез прецизна логаритмична спирална геометрия. Данните от тестовете потвърждават:

  • Критична скорост:42 000 об/мин
  • Скорост на изтичане на хелий:≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s
  • Загуба на мощност от триене:19% от механичните уплътнения

I. Основна структура и принцип на работа

1. Трислоен функционален дизайн

Компонент Материална система Параметър на производителност
Основа със спирална бразда Суперсплав на базата на никел (GH4169) CTE: 3,8×10⁻⁶/K (20-800°C)
Масив от уплътнителни ленти Графен-модифициран PI (PI/Gr) Якост на огъване: 452MPa при 300°C
Радиална компенсация Белвил Спрингс (17-7PH SS) Градиент на предварително натоварване: 50±3 N/mm

2. Механизъм за динамично запечатване

  • Генериране на обратно наляганеЕфектът на Кориолис в спиралните канали създава съотношение на налягането 1:12
  • Нано газова филмова бариераМеждина от 0,5-3 μm поддържа твърдост на газовия филм от 10⁸ N/m³
  • СамопочистванеПремахва 99,2% от частици >5μm при линейна скорост >200m/s

II. Пробиви в производителността

1. Адаптивност към екстремни условия

Параметър Диапазон Случай на валидиране
Температурен диапазон от -253°C до 850°C Двигател CJ-1000A (2500 термични цикъла)
Скорост Капацитет 42 000 об/мин Сертифициране на теста на НАСА-Глен

2. Гаранция за нулево замърсяване

Среден Степен на течове Сертифициране
He ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s ASME PTC 19.1
H₂ 3,2×10⁻⁹ mol/(m·s) ISO 15848-1

3. Революция в енергийната ефективност и поддръжката

Метричен Механично уплътнение Vortex Seal Strip Подобрение
Загуба от триене 35,2 kW 6,8 кВт ↓80,7%
Охлаждаща вода 8,5 л/мин 0 100% спестявания
Цикъл на поддръжка 3 месеца 24 месеца ↑700%

III. Параметри на промишленото приложение

Област на приложение Линейна скорост (m/s) Диапазон на налягането Срок на експлоатация
Авиационни двигатели 420 0,2-3,5 МПа 25 000 часа
Водородни компресори 280 0,8-2,0 МПа 40 000+ часа
EUV литография Вакуум 9.5 <10⁻⁵ Па Без нужда от поддръжка през целия живот

Техническо заключение: Предефиниране на границите на въртящите се уплътнения

Вихровата уплътнителна лента постига три революционни напредъка чрез геометрична топология и материалознание:

  • Преодолява физическите границиПокрива температури от -253°C до 850°C, издържа на 42 000 оборота в минута
  • Осигурява чистотаМолекулярно уплътнение (изтичане на He ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s)
  • Преоткрива ефективността: 80,7% намаление на триенето, елиминира охладителните системи (спестява 4500 тона вода/година/единица)

 

Когато двигателят Raptor на SpaceX работи с 1056 rad/s, тази спирална линия с микронен мащаб защитава границите на модерното инженерство с наномащабна прецизност.

В секторите на висококачественото оборудване, като авиационни двигатели, водородни компресори и полупроводникови вакуумни системи, вихровата уплътнителна лента постига наномащабен контрол на флуида при въртящи се интерфейси чрез прецизна логаритмична спирална геометрия. Данните от тестовете потвърждават:
Критична скорост: ​42 000 об/мин​Степен на изтичане на хелий: ​​≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s​Загуба на мощност от триене: ​19% от механичните уплътнения​

I. Основна структура и принцип на работа 1. Трислоен функционален дизайн

КомпонентМатериална системаПараметър на производителносттаСпирална жлебова основаСуперсплав на базата на никел (GH4169)CTE: 3.8×10⁻⁶/K (20-800°C)Уплътнителна лентаРешеткаМодифициран с графен PI (PI/Gr)Якост на огъване: 452MPa при 300°CРадиална компенсацияПружини Belleville (17-7PH SS)Градиент на предварително натоварване: 50±3 N/mm2. Динамичен уплътнителен механизъм
​Генериране на обратно налягане: Ефектът на Кориолис в спиралните канали създава съотношение на налягане 1:12​Нано газов филмова бариера: Междина от 0,5-3 μm поддържа твърдост на газовия филм от 10⁸ N/m³​Самопочистване: Пречиства 99,2% от частици >5 μm при линейна скорост >200 m/s

II. Пробиви в производителността 1. Адаптивност към екстремни условия

ПараметърДиапазонВалидиранеКутияТемпературен диапазон-253°C до 850°CCJ-1000A Двигател (2500 термични цикъла)Скорост Капацитет42 000 об/минСертификация по теста NASA-Glenn2. Гаранция за нулево замърсяване

Сертификация на среден процент на течове He≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s ASME PTC 19.1H₂3,2×10⁻⁹ mol/(m·s) ISO 15848-1​3. Енергийна ефективност и революция в поддръжката​

Метрично Механично уплътнениеВихрова уплътнителна лентаПодобрениеЗагуба от триене35.2 kW6.8 kW↓80.7%Охлаждаща вода8.5 L/min0100% спестяванияЦикъл на поддръжка3 месеца24 месеца↑700%
III. Параметри за промишлено приложение

Област на приложение Линейна скорост (m/s) Диапазон на налягането Експлоатационен живот Авиационни двигатели 4200,2-3,5 MPa 25 000 часа Водородни компресори 2800,8-2,0 MPa 40 000+ часа EUV литография Вакуум 9,5 < 10⁻⁵ Pa Без нужда от поддръжка през целия живот
Техническо заключение: Предефиниране на границите на въртящите се уплътнения. Вихровата уплътнителна лента постига три революционни напредъка чрез геометрична топология и материалознание:
Преодолява физическите граници: Покрива от -253°C до 850°C, издържа на 42 000 об/мин. Осигурява чистота: Уплътняване на молекулярно ниво (изтичане на He ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/s). Преоткрива ефективността: Намаление на триенето с 80,7%, елиминира охладителните системи (спестява 4500 тона вода/година/единица).
Когато двигателят Raptor на SpaceX работи с 1056 rad/s, тази спирална линия с микронен мащаб защитава границите на модерното инженерство с наномащабна прецизност.


Време на публикуване: 23 юни 2025 г.