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/минСтепен на изтичане на хелий: ≤1,5×10⁻⁷ Pa·m³/sЗагуба 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 1:12Нано газов филмова бариера: Междина от 0,5-3 μm поддържа твърдост на газовия филм от 10⁸ N/m³Самопочистване: 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 15848-13. 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.