原创提出了一种新型非接触式自冲击密封结构

引入阻塞流体实施封严是非接触式密封的基本形式，节流效率低是制约此类技术性能提升、系统简化的关键。特斯拉阀凭借独特的造型结构，反向流动时形成的巧妙逐节冲击阻塞特性具有高效的节流效率。借鉴这一结构提出一种新型非接触式自冲击密封结构，兼具零磨损、高稳定性、结构简单和节流高效等特点，极具吸引力。应用CFD技术，仿真模拟不同结构和工况参数下新型密封的性能表现，结果表明：相比于水平型和阶梯型自冲击密封结构，层叠式结构具有更高的级数布置效率，并以AbBa式组合、交错比k=2时的抑漏效果最佳；新型密封对氢气、甲烷等低密度气体的泄漏偏高，对其他高密度气体的泄漏基本不变；新型密封泄漏量受压力影响较大、受转速影响较小，通过减小密封间距及增大密封级数可有效抑漏。相同工况下，以泄漏量为指标，新型密封较迷宫、螺旋、间隙密封可分别减漏27.79%、53.33%、64.34%；以密封间距为指标，新型密封实现标准泄漏时的密封间距是干气密封十几倍甚至几十倍，且新型密封间距为刚性间隙，稳定性更高。提出的新型密封结构，将衍生出一种密封新理论和原创技术，可以实现对现有非接触密封体系的理论拓展和技术革新。