深部T-P耦合氣體逸出實驗系統(tǒng)

密封產(chǎn)品對保護環(huán)境是非常重要的，機械密封就是用在流體泄漏或逸出而有害于環(huán)境的場合下阻止工藝流體向外泄漏或逸出的。要使工藝流體徹底不逸出，必須推廣零逸出密封技術(shù)。因此，世界各國都很重視零逸出密封技術(shù)的研究，研究零逸出密封技術(shù)、研制和開發(fā)零逸出密封系統(tǒng)、零逸出密封和零逸出密封輔助措施。特別是要密封有害介質(zhì)和有危險性的介質(zhì)，必須采用零逸出密封、零逸出密封系統(tǒng)和零逸出密封輔助措施。對于石油化工來說，一些關(guān)鍵設(shè)備，例如渦輪壓縮機、汽輪機、攪拌釜必須采用零逸出氣體阻塞密封，關(guān)鍵有害液體泵必須采用零逸出氣體阻塞密封或干運轉(zhuǎn)零逸出密封和抑制密封。

什么是零逸出密封技術(shù)?所謂零逸出，就是指工藝設(shè)備內(nèi)的工藝流體泄漏量和逸出量等于零，也就是無工藝流體逸出。研究零逸出的密封技術(shù)就是零逸出密封技術(shù)。

零逸出密封技術(shù)具體研究零逸出密封系統(tǒng)、零逸出密封、零逸出密封輔助措施和密閉式機泵。零逸出密封系統(tǒng)在零逸出密封系統(tǒng)中采用流體阻塞系統(tǒng)和流體緩沖系統(tǒng)。流體阻塞系統(tǒng)中利用壓力大于工藝流體壓力和大氣壓力的(與工藝流體相容的惰性氣體、蒸汽或油、油品、水)阻塞流體注入密封室中，由于阻塞流體壓力稍大于工藝流體壓力，允許少量阻塞流體通過內(nèi)密封漏人工藝流體側(cè)，同時也可能有少量阻塞流體通過外密封漏到大氣中。工藝流體阻塞流體大氣由于液體阻塞系統(tǒng)所采用的是油、油品或水，整個阻塞液體的增壓系統(tǒng)龐大而昂貴，而且油氣對環(huán)境污染，故均采用較簡單，而且不貴又不污染的氣體阻塞系統(tǒng)。流體緩沖系統(tǒng)中利用壓力小于工藝流體壓力但大于大氣壓力的(與工藝流體相容的)緩沖流體注入密封室中，由于工藝流體壓力大于緩沖流體壓力，就有少量工藝流體流到緩沖流體中，隨緩沖流體引出密封室，到密閉系統(tǒng)或放空系統(tǒng)中去處理掉。工藝流體緩沖流體大氣由于同樣的理由，液體緩沖系統(tǒng)的油、油品或水有可能漏到大氣中，仍有危險性和環(huán)境污染，故均采用氣體緩沖系統(tǒng)。因此，零逸出密封技術(shù)中均采用氣體阻塞系統(tǒng)和氣體緩沖系統(tǒng)。零逸出密封為了達到零逸出，對于有害介質(zhì)和有危險性介質(zhì)，必須采用氣體阻塞系統(tǒng)或氣體緩沖系統(tǒng)。因此，要求密封能在氣體阻塞系或氣體緩沖系統(tǒng)中干運轉(zhuǎn)的密封作為零逸出密封。零逸出密封中可以是單密封、雙密封、串級密封或多密封。如果介質(zhì)是無害的或無危險性的惰性氣體或空氣，則可采用單密封。

然而，對于有害介質(zhì)或有危險性介質(zhì)，則必須采用雙密封、串級密封或多級密封，才能達到零逸出。這樣，零逸出密封中就有靠工藝流體側(cè)的內(nèi)密封和不靠工藝流體側(cè)的外密封和抑制密封。這樣就有各式各樣的密封配置，但其中必然有主密封、副密封和或輔助密封。

一般說來，零逸出密封采用干運轉(zhuǎn)密封。它可以有接觸式干運轉(zhuǎn)密封或非接觸式干運轉(zhuǎn)密封。接觸式干運轉(zhuǎn)密封中有具有固體潤滑性能材料做的普通接觸式機械端面密封、熱流體動力楔密封、唇狀密封分瓣式硬填料密封、軟填料密封、油封、磁流體密封和各種組密封等。非接觸式干運轉(zhuǎn)密封中有非接觸式機械端面密封、迷宮密封、蜂窩密封、節(jié)流環(huán)密封、浮動環(huán)密封、螺旋密封、迷宮螺旋密封、葉輪密封和組合密封等。非接觸式端面密封中，開各種流槽的氣體端面密封發(fā)展較快，出現(xiàn)了螺旋槽、圓弧槽、葉形槽、梯形槽、形槽、形槽、雷列臺階面、斜平面、直槽和各種異形槽等密封。

這些密封的共同特點是利用流槽的各種流體靜動壓效應(yīng)增加流體膜的承載能力和流體膜剛度，同時利用淺槽形成較薄的流體膜和較小的泄漏量。零逸出密封的輔助措施零逸出密封系統(tǒng)中包括阻塞氣體和緩沖氣體的供應(yīng)、氣體過濾(通常采用的雙過濾器)、控制和計量儀表(壓力表和壓力開關(guān)、差壓表和差壓傳送器、壓力調(diào)節(jié)器和壓力指示器、節(jié)流孔板、流量指示器和流量傳送器)、各種閥門(啟閉閥、單向閥、調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)控制器)、主密封泄漏量監(jiān)控和報警以及馳放氣體放空、凝液排污或回收裝置。有必要時采用溫度計指示和冷卻器。

遙耦合系統(tǒng)的典型作用距離可以達到1m。遙耦合系統(tǒng)又可細分為近耦合系統(tǒng)(典型作用距離為15cm)與疏耦合系統(tǒng)(典型作用距離為1m)兩類。遙耦合系統(tǒng)利用的是射頻標簽與讀寫器天線無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成無接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。遙耦合系統(tǒng)的典型工作頻率為13.56MHz，也有一些其他頻率，如6.75MHz、27.125MHz等。遙耦合系統(tǒng)目前仍然是低成本射頻識別系統(tǒng)的主流。

密耦合系統(tǒng)的典型作用距離范圍從0~1cm。實際應(yīng)用中，通常需要將射頻標簽插入閱讀器中或?qū)⑵浞胖玫阶x寫器的天線的表面。密耦合系統(tǒng)利用的是射頻標簽與讀寫器天線無功近場區(qū)之間的電感耦合(閉合磁路)構(gòu)成無接觸的空間信息傳輸射頻通道工作的。密耦合系統(tǒng)的工作頻率一般局限在30MHz以下的任意頻率。由于密耦合方式的電磁泄露很小、耦合獲得的能量較大，因而可適合要求安全性較高，作用距離無要求的應(yīng)用系統(tǒng)，如電子門鎖等。