4-1非接触式机械端面密封技术
机械密封原理

机械密封的安装注意事项
10、动环安装后,必须保证它在轴上轴向移动 灵活(用动环压弹簧,然后能自由地弹回来) 。 11、安装时应看下轴的窜动量是不是太大了 ,或者是你安装密封时光面就已经坏了,平 衡盘是不是没有贴近摩擦面,这时才能安装 机封,机械密封的压缩量是5毫米左右,要用 深度尺测下。 如何确定机械密封弹簧的压缩量 (1)机械密封弹簧压缩量测量直接用卡尺测 就是,先测量在自由状态下的弹簧伸缩量, 再测量机封安装到位后的量,相减就是压缩 量。
机械密封的分类
1、按用途分类 (1)按应用的工业部门分类有运输机械制 造业、家用电器制造业、动力机械和泵制 造业、化学工业及石油工业、国防工业、 船舶制造业等部门用的机械密封。 (2)按应用的主机分类泵、釜、离心机、 风机、潜水电机、冷冻机、内燃机、冷却 水泵、船用泵以及其他主机用的机械密封 。
机械密封的分类
机械密封的分类
(8)按补偿环离密封端面最远的背面处 于流体的低压侧或高压侧分为背面低压 式机械密封及背面高压式机械密封。 (9)密封端面直接接触为接触式机械密 封,反之为非接触式,其又可分为流体静压 式和流体动压式机械密封。 (10)按有否波纹管零件分为非波纹管 型及波纹管型机械密封、波纹管有液压 成型金属波纹管、焊接金属波纹管、聚 四氟乙烯波纹管和橡胶波纹管等几种。
机械密封的安装注意事项
4、安装中,要在动环和静环(尤其是密封端面上), 辅助密封圈、轴和端盖上抹透平油或洗洁精,减 小摩擦力,以免损坏静环的密封端面及辅助密封 圈。 5、装配辅助密封圈。 1)橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤, 以免胀大变形,过早老化。 2)O形密封圈装于动环组件或静环组件上后,要顺 理,不让其扭曲,使毛边处于自由状态时的横断面 上。 3)推进组件时,要防止O形密封圈损伤。主要损伤 形式有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲。
密封技术考试题

2012 /2013学年第1学期期末考试试题《密封技术》(设备0831、0832、0833班适用120分钟开卷)班级:__________ 姓名:__________ 学号:_____________ 考试时间:120分一、判断题(每空2分,共30分)1、选择垫片密封时,在满足密封要求的情况下,尽可能选择比较宽的垫片,这样使单位面积上的力小,从而避免垫片被压坏。
()2、卡扎里密圭寸属于自紧式密圭寸装置。
()3、成型填料按工作特性分为挤压型和唇型密封圈两大类。
()4、三角形密封圈、X形圈、U形圈、V形圈和Y形圈都属于唇形密封圈。
()5、机械密封又称为端面密封,是典型的非接触型密封,也是静密封的典型代表。
()6其他条件相同的情况下,内装式的机械密封比外装式机械密封更容易泄漏。
()7、所有正常运转的机械密封都有一定的泄漏量,泄漏率的大小取决于很多因素,其中主要的是密封运行时的摩擦状态。
()8、直角式的密封环的密封效果比迷宫式的密封环好。
()9、离心密封主要的结构形式有曲折形、平滑形、阶梯形、蜂窝形和副叶轮密封。
()10、停车密封是动力密封的重要组成部分,停车密封本身也属于非接触型密封。
()11、磁流体密封是一种用磁流体作为密封介质的独特静密封。
()12、机械密封的传动形式有弹簧传动、传动套传动、传动钉传动和波纹管传动等。
()13、常见的机械密封的实效形式有腐蚀失效、热损伤和磨损实效。
()14、机械密封分类,按补偿机构中的个数分类可以分为大弹簧密封和小弹簧密封。
()15、对于普通的机械密圭寸来说,密圭寸端面处于流体摩擦时,不存在固体的磨损,磨损小,而且泄漏量也不大,因此常使密封端面在液体摩擦状态下工作。
()二、填空题。
(每空1分,共20分)1 、机械密封一般主要有四大部分组成______________________2、机械密封的泄漏率是指_______________________________________________ ,是评定密封性能的主要参数。
机械设备的润滑和密封

机械设备的润滑和密封(总10页)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第三章机械设备的润滑和密封第一节摩擦、磨损和润滑概述摩擦-两个接触的物体在外力作用下发生相对运动时,在接触表面上产生切向运动阻力的一种物理现象;磨损-是摩擦的结果;润滑-是降低、减少磨损的重要措施。
摩擦的类型:按相对运动表面润滑情况,摩擦分为:干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。
1.干摩擦:两摩擦表面直接接触,表面间无任何润滑剂的摩擦。
实际工程中不存在真正的干摩擦,表面有氧化膜、多少也会是有润滑剂分子的气体润滑;机械技术中,通常把未经人为润滑的摩擦状态看做干摩擦。
2.边界摩擦:两摩擦表面间被吸附在表面的边界膜所隔开的摩擦。
润滑剂在摩擦面有吸附或化学反应生成一层边界膜,边界膜直接传递载荷时摩擦;两摩擦面由吸附着的很簿的边界膜隔开,摩擦表面仍会有一定的摩擦功耗和磨损;边界膜很薄,小于摩擦面的不平度;边界膜:物理吸附膜、化学吸附膜化学反应膜。
3.流体摩擦:两摩擦表面间被流体完全隔开的摩擦。
如油膜厚度较大,两摩擦面被液体层完全隔开,表面微观凸峰不直接接触,形成液体摩擦;可避免磨损,摩擦仅发生在油层内部,摩擦因素很小。
(理想的摩擦--液体膜)4.混合摩擦:两摩擦表面间处于边界摩擦与流体摩擦之间的混合状态。
摩擦面有润滑油,但不足形成液体摩擦,就可能形成边界、液体摩擦并存;或局部粗糙凸峰接触,形成干摩擦,其余为边界、液体摩擦,则干、边界、液体摩擦共存。
典型的磨损过程(三阶段):磨合磨损过程:在一定载荷作用下形成一个稳定的表面粗糙度,且在以后过程中,此粗糙度不会继续改变,所占时间比率较小;稳定磨损阶段:经磨合的摩擦表面加工硬化,形成了稳定的表面粗糙度,摩擦条件保持相对稳定,磨损较缓,该段时间长短反映零件的寿命;剧烈磨损阶段:经稳定磨损后,零件表面破坏,运动副间隙增大→动载、振动→润滑状态改变→温升↑→磨损速度急剧上升→直至零件失效。
最全机械密封知识(概述原理、优缺点、安装使用、渗漏原因、摩擦副材料)

10.常见的渗漏现象
11.机械密封正常运行及维护问题
12.机械密封摩擦副材料宝典
13.机械密封常用型号
一、机械密封概述
机械密封(端面密封)是一种用来解决旋转轴与机体之间密封
的装置。它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面的流体压力和补偿
机构弹力(或磁力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合下并相对
滑动而构成防止流体泄漏的装置,常用于泵、压缩机、反应搅拌釜
最全机械密封知识(概述原理、优缺点、安装使
用、渗漏原因、摩擦副材料)
中国工业清洗
导
读
1.机械密封概述
2.机械密封优缺点
3.机械密封工作原理
4.机械密封常用材料选用
5.密封材料的种类及用途
6.机械密封安装、使用技术要领
7.机械密封在工业方面发展及应用
8.机械密封冲洗方案及特点
9.机械密封典型失效原因分析
1 / 26
等旋转式流体机械,也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。因此,机械 密封是一种通用的轴封装置。
机械密封结构多种多样,最常用的机械密封结构是端面密封。 端面密封的静环、动环组成一对摩擦副,摩擦副的作用是防止介质 泄漏。它要求静环、动环,具有良好的耐磨性,动环可以在轴向灵 活的移动,自动补偿密封面磨损,使之与静环良好的贴合;静环具 有浮动性,起缓冲作用。为此,密封面要求有良好的加工质量,保 证密封副有良好的贴合性能。构成机械密封的基本元件有静环、动 环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈 轴套密封圈等。
(2)寿命长。在机械密封中,主要磨损部分是密封摩擦副端 面,因为密封端面的磨损量在正常工作条件下不大,一般可以连续 使用 1~2 年,特殊场合下也用到 5~10 年。
(3)运转中无需调整。由于机械密封靠弹簧力和流体压力使 摩擦副贴合,在运转中自动保持接触,装配后就不用像普通软填料 那样需调整压紧。
机械密封冲洗方案及特点

上述几类密封的结构特点是:采用浅槽,且膜厚和 流槽的深均属微米级,并采用润滑槽,径向密封坝和 周向密封堰组成密封和承载部分。也可以说开槽密封 是平面密封和开槽轴承的结合。其优点是泄漏量小 (甚至无泄漏)、膜厚大,消除接触摩擦、功耗和发 热量小。热流体动压密封技术它是利用各种形状较深 的密封面流槽,造成局部热变形,以产生流体动力楔 效应。这种具有流体动压承载能力的密封,称之为热 流体动力楔密封。
一、内冲洗 1、正冲洗 1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密 封腔。 2)应用:用于清洁流体, p1稍大于p进,当温度高或有杂质时,可在 管路上设置冷却器、过滤器等 2、反冲洗 1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端引入密封腔,冲 洗后通过管路流回泵入口。 2)应用:用于清洁流体,且p进<p1<p出,当温度高或有杂质时,可 在管路上设置冷却器、过滤器等。 3、全冲洗 1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密 封腔,冲洗后再经管路流回泵入口。
c.按泵旋向盘车,检查是否轻快均匀。
如盘车吃力或不动时,则应检查装配尺寸
是否错误,安装是否合理。
H10进口型机械密封
2.安装与停运 a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的
介质时,应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必 须盘车,以防止突然启动而造成软环碎裂。
b.对于利用泵外封油系统的机械密封,应先启动封油 系统。停车后最后停止封油系统。
密封材料的种类及用途
密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不 同,以及设备的工作条件不同,要求密封材料的具有不同 的适应性。对密封材料的要求一般是:
1) 材料致密性好,不易泄露介质。 2) 有适当的机械强度和硬度。 3) 压缩性和回弹性好,永久变形小。 ST80 型机械密封 4) 高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂。 5) 抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作, 其体积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上。 6) 摩擦系数小,耐磨性好。 7) 具有与密封面结合的柔软性。 8) 耐老化性好,经久耐用。 9) 加工制造方便,价格便宜,取材容易。HR进口型机械密封
机械密封原理、选用、安装、使用技术要领

M74-D
H10进口型机械密封
2.安装与停运 a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的 介质时,应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必 须盘车,以防止突然启动而造成软环碎裂。 b.对于利用泵外封油系统的机械密封,应先启动封油 系统。停车后最后停止封油系统。 c.热油泵停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷 却水,应待端面密封处油温降到80度以下时,才可以停 止冷却水,以免损坏密封零件。 3.运转 a.泵启动后若有轻微泄漏现象,应观察一段时间。如 连续运行4小时,泄漏量仍不减小,则应停泵检查。 b.泵的操作压力应平稳,压力波动不大于1公斤/平方 厘米。 c.泵在运转中,应避免发生抽空现象,以免造成密封 面干摩擦及密封破坏。
二、外冲洗 特点:引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲 洗。 应用:外冲洗液压力应比被密封介质大0.05--0.1MPa,适用于介 质为高温或固体颗粒的场合。冲洗液的流量应保证带走热量,还需 满足冲洗的需要,不会产生对密封件的冲蚀。为此,需控制密封腔 的压力和冲洗的流速,一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒 的浆状液体须小于3m/s,为达到上述的流速值,冲洗液与密封腔压 力的差值应<0.5MPa,一般取0.05--0.1MPa,对双端面机械密封可取 0.1--0.2MP.冲洗液进入和排出密封腔的孔口位臵,应设臵在密封端 面附近,且应在靠近动环侧,为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均 引起温差变形,以及杂质堆积和结焦等,可采用切向引入或多点冲 洗.必要时,冲洗液可以是热水或蒸汽。
机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50 %以上,机械密封的 运行好坏直接影响到水泵的正常运行,现总结分析如下: 周期性渗漏: (1)泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转,动、静环磨损后,得不 到补偿位移。 对策:在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应小于 0.1mm ,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的 同时,动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能 自由地弹回来)。 (2)密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。 对策:油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。 (3)转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中 或叶轮和主轴不平衡,汽蚀或轴承损坏(磨损),这种情况会 缩短密封寿命和产生渗漏。 对策:可根据维修标准来纠正上述问题。
动压式机械密封技术及相关问题研究

动压式机械密封技术及相关问题研究摘要:流体动压机械密封和流体静压机械密封都是非接触式机械密封。
流体动压密封是利用流体动压效应产生流体动压承载能力,使密封面完全分开的密封,其理论基础仍然是雷诺方程。
在流体动压密封中摩擦副表面的分离和承受挤压载荷是靠流体在摩擦力作用下从间隙收敛部分压出产生作用力来实现的。
收敛间隙是通过在密封面上开槽、开口或台阶来产生的。
这些槽的轴向深度与密封面流体膜处在同一量级,为?%em量级。
关键词:动压式机械密封;收敛间隙;摩擦副表面;非接触式机械密封;干气密封;刚度;泄露量1引言动压型机械密封技术是当前国内外密封技术研究应用的热点。
动压型机械密封可以胜任普通机械密封难以达到的高参数工况,同时在普通工况下应用这一技术将极大地延长密封寿命。
2流体动压式机械密封在流体动压密封中,为了使端面摩擦副分开,利用了密封面的动能。
图1为流体膜密封端面间隙、压力分布自动调整示意图,并不考虑具体的槽型结构。
图1a表示了转速为零,间隙为h0的端面间流体膜压力分布,流体膜静压力与闭合力平衡,流体通过槽和间隙流动而,压力由p1降至p2。
由于流体流经大间隙槽区的阻力很小,所以压力下降不多,大部分的压力降发生在未开槽的密封坝区。
(a)转速为零,间隙为h0的端面膜压分布(b)密封旋转时端面间膜压分布图1密封端面间隙和压力分布的自动调整当轴旋转时,流体被压送到槽的底部产生附加的流体动压力,如图1b所示,压力分布从平衡位置移开,此时作用在浮动环上的力不再平衡,实际上浮动环将对此做出响应,将间隙从h0增大到h,以恢复力平衡状态;此时如果停止旋转,动压效应消失,压力分布将从平衡压力处降低,这又将导致浮动环运动,将间隙从h减少到h0。
当密封高速旋转时,由薄层流体膜将密封面分开,出现有限的泄漏,甚至无泄漏。
用来产生流体动压力的槽形有:平底台阶槽、圆叶槽、圆弧槽、t型槽、径向直线槽、斜直线槽和螺旋槽等,其中最常用的槽形为螺旋槽或其组合。
了解机械密封基本原理及构造

一. 国内机械密封的发展
1. 国内机械密封的发展
(1)1959年,兰州炼油厂为解决工艺流程中泵的泄漏,开 始研制机械密封。
(2)1963年一机部通用机械所开始研究硫化氢压缩机机械 密封。
(3)1964年该所成立密封研究组,开始研究开发机械密 封,将引进设备上的机械密封国产化。
西安永华集团有限公司
先进的技术
全面引进,消化和吸收 了美国EG&G Sealol的先进 技术,波纹片采用45度角的 先进工艺,增强了耐压性, 调节了弹力的线性关系,引 进 了 美 国 Sealol 先 进 的 干 气 机封设计加工设备,具有加 工制造各种形式干气机封的 能力。采用先进的电脑自动 设计软件进行产品优化设计 以保证各种工况条件的最佳 使用效果。
材料 SUS316L AM350 17-4PH 3J1 Hastelloy B
Hastelloy C
使用温度 (℃)
特性与用途
备注
≤150 ≤300 ≤500 ≤250 ≤500
≤500
冷作强化奥氏体不锈 钢,耐蚀性较好,抗 松弛稳定性差。
热处理强化不锈钢, 强度和弹性好。 抗 松弛稳定性好,遇水 易晶间腐蚀。
西安永华集团有限公司
企业简介
西安永华集团有限公司是在原西乐机封有限公司(西安永华石化机械 配件厂与美国EG&G Sealol 公司的合资企业)的基础上,全资收购世界 上最大的波纹管机封公司的股份而创建的一个代替进口焊接金属波纹管机 封为主导产品的高科技专业机械密封的制造企业。
公 司 占 地 面 积 13000 多 平 方 米 , 加 工 设 备 精 良 , 质 量 检 测 手 段 先 进,技术力量雄厚,管理科学有效。旨在生产国际一流的机械密封产品。 公司可以生产出从低温系列到高温系列,从单双端面机封到串联式机封以 及集装式机封和干气机封。产品的核心组件均精选进口材料,完全可以成 功替代JOHNCRANE 、BURGMANN等公司的同类产品。
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H 1.非接触式机械端面密封概述
• 基于现代流体动压润滑理论的新型非接触式机械密封 。与普通接触式机械密封相比,气膜密封与液膜密封 可实现密封介质的零泄漏甚至零逸出(即工艺流体的 液态泄漏量和气态逸出量等于零),彻底消除对环境 的污染;同时,由于密封端面之间无直接的固体摩擦 磨损而具有使用寿命大大延长、密封可靠性显著提高 、运行维护费用显著下降、经济效益明显提高等技术 优势,在国外已在各种旋转流体机械上推广应用。
• 上世纪九十年代初,约翰克兰公司开发出泵用气膜密封产品。
• 1992年,约翰克兰公司气膜密封产品随高速透平离心压缩机进口中 国。
• 1996年,国产气膜密封产品在巴陵石化鹰山石油化工厂首次使用。
• 至今,已开发出系列透平机组、各类转子泵、多种低速搅拌设备用 气膜密封产品并不断推广应用。
H
2.4 气膜密封产品的主要技术指标
有密封油或工艺介质泄漏,对环境有一定污染。泄漏量过大 时对生产带来较大安全隐患。
运行费用 一次性投入大,运行成本极低
一次性投入小,运行成本高
H 各种密封系统的泄漏对比(计算结果)
密封形式
特征值
质量泄漏量
气体泄漏量
(kg/h)
(m3/min)
迷宫密封 15个齿
气
体 碳环密封 4环,各10mm,
润
0.05mm间隙
H 1.非接触式机械端面密封概述
包括: ➢ 气膜润滑非接触式机械密封(Gas Lubricated Non-
contacting Mechanical Seal):简称“气膜密封” 或“Gas Film Seal”,广泛称之为“Dry Gas Seal”。 ➢ 液膜润滑非接触式机械密封(liquid Lubricated Non-contacting Mechanical Seal):简称“液膜 密封”或Liquid Film Seal)
图1 气膜密封结构示意图
H
气膜密封的基本组成
动环
弹簧
弹簧盒
弹性元件 动环O形圈
静环
静环O形圈
推环
H
气膜密封的工作原理
a 密封端面结构
b 下游泵送原理
图2 气膜密封工作原理
H
H
图3 气膜密封力平衡示意图
H
H 2.2 液膜密封工作原理 • 下图为普遍采用的液膜润滑螺旋槽上游泵送机械密封端面结构。 若动环外径侧为高压被密封液体(规定为上游侧或高压侧),内 径侧为低压流体(可气体亦可液体,规定为下游侧或低压侧), 当动环以图示方向旋转时,在螺旋槽粘性流体动压效应的作用下 ,动静环端面之间产生一层厚度极薄的流体膜(图b所示h0),使 动静环端面保持分离即非接触状态。在外径与内径压力差的作用 下,高压被密封液体产生方向由外到内的压差流Qp,而螺旋槽的 流体动压效应所产生的粘性剪切流Qs的方向由内径指向外径,与 压差流Qp的方向相反,此为上游泵送概念的由来。 • 上游泵送机械密封包括零泄漏密封和零逸出密封两种。
4-1非接触式机 械端面密封技术
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H
《非接触式机械密封技术》
专题讲座
实现以人为本— 健康 安全 环保 经济
—现代化生产新理念
主讲人: 郝木明,孙鑫晖
中国石油大学密封技术研究所 山东省东营市东营区北二路271号, 电话:0546-8392752,8179007(传真
),13505462368 13356837188, haommupc@sina, Http://hsseal
滑 气膜密封 膜厚5微米
141.6 28.8 4.8
1.82 0.37 0.06
液 体 润 滑 浮环密封 2环,各20mm,
H
理论基础:1886年,雷诺(Reynolds)提出润滑理论 的基本方程(即N-S方程)。
x 1 h 32 p x y 1 h 32 p y x h 20 U th
压差流
剪切流
挤压流
H
H 2. 非接触式机械密封工作原理
2.1 气膜密封
H
目录
• 1.非接触式机械密封概述 • 2.非接触式机械密封工作原理 • 3.非接触式机械密封与接触式机械密封比较 • 4.影响非接触式机械密封性能的主要参数 • 5.非接触式机械密封典型结构 • 5.1 离心压缩机用非接触式机械密封 • 5.2 离心泵用非接触式机械密封 • 5.3 低速搅拌器用非接触式机械密封 • 6.非接触式机械密封监控系统
密封公司 压力,MPa 温度,℃
John Crane
45
400
周向速度 m/s
轴径,mm
200
330
Burgmann
20
550
200
300
Flowserve
23
230
200
300
国内
15
200
150
300
H
3. 非接触式密封与机械密封比较
气膜密封
机械密封
应用时间
1976年ห้องสมุดไป่ตู้
1900年
工作原理 气膜润滑、非接触式密封
混合摩擦润滑、接触式密封
使用寿命
3年以上
平均1年左右
功率消耗
不足机械密封的5%
与密封轴径、转速有关
辅助系统
对工艺 影响程度 对环境 污染程度
辅助系统简单、可靠性高、使 用中无需维护、无功率消耗。
密封介质为工艺气体本身或氮 气,对工艺无任何影响。
仅有微量氮气往大气泄漏,对 环境无污染,是环保型密封。
密封辅助系统复杂,需专用阻塞流体泵送及压力控制系统, 压力控制要求严格;辅助系统故障率高,运行、维护成本高 。 密封介质为液体,密封介质泄漏进入工艺流程后会对后续工 艺产生极大影响,甚至破坏工艺造成停产。
• 1976年,约翰克兰公司设计制造的第一套气膜密封在海洋平台输气 管线离心压缩机上得到使用。
• 1985年,美国杜拉美特立公司掌握气膜密封技术并开始制造气膜密 封。
• 1987年,1988年德国的Burgmann公司和美国的EG&G SEALOL公司开 始从事气膜密封生产制造。
• 1988年,中国石油大学开始从事气膜密封研究工作。
H
a 密封端面结构
b上游泵送原理
图4 上游泵送机械密封工作原理
H
图5 零逸出液膜密封力学分析
H
H 2.3 气膜密封的产生及发展
• 上世纪六十年代初,首次基于气体润滑轴承理论提出气膜密封( Dry Gas Seal)概念,并试图应用于航空发动机上。
• 1969年,英国约翰克兰(Johncrane International)公司并开始从 事气膜密封的研究。