干氣密封雖然在工作時端面為非接觸，但在開停車時仍會有短暫的接觸，這就要求配對材料的耐磨性好。干氣密封摩擦副材料，硬環(huán)一般采用低膨脹系數(shù)、高彈性模量、抗拉強度、熱導率及硬度的材料，如SiC或硬質合金。軟環(huán)用浸漬石墨或SiC。流體動環(huán)槽一般加工在動環(huán)表面。

由于干氣密封在結構上與普通機械密封差別不大，因此干氣密封的設計主要體現(xiàn)在密封環(huán)端面槽形參數(shù)的設計上。干氣密封的理論基礎源于螺旋槽推力軸承，氣體的動壓效應服從于雷諾方程及納維爾-斯托克斯方程。我公司采用有限元差分法進行數(shù)值計算，由公司開發(fā)的專用軟件可計算出螺旋槽密封面的氣膜壓力分布，并進一步求得螺旋槽干氣密封的承載能力、密封的氣膜剛度以及密封的氣體泄漏量。

干氣密封運轉的穩(wěn)定性和可靠性取決于密封面氣膜剛度大小，無論是工藝參數(shù)還是螺旋槽結構參數(shù)對密封性能的影響，都主要體現(xiàn)在對氣膜剛度的影響，氣膜剛度越大，密封穩(wěn)定性越好。我公司在考慮氣膜剛度的同時，也考慮了密封的泄漏量，即密封應具有最大的剛漏比。其物理意義是密封既具有較大的剛度又具有較小的泄漏量。只有具有最大剛漏比和較大氣膜剛度的干氣密封才能保證密封長周期、穩(wěn)定、理想地運行。

影響氣膜剛度的螺旋槽的結構參數(shù)主要有槽深、螺旋角、槽數(shù)、槽寬與堰寬比、槽長與壩長比等，需用專用軟件進行優(yōu)化設計。而影響氣膜剛度的工藝參數(shù)主要有以下幾類：

1．緩沖氣粘度

密封氣粘度的大小對氣膜剛度的影響比較大，粘度越大、動壓效應越強、氣膜剛度也就越大。

2．密封氣溫度

在不同溫度下，氣體的粘度是不一樣的；溫度越高、粘度越大、氣膜剛度越大。

3．密封轉速

轉速越高，動壓效應越強、氣膜剛度越大。在理想狀態(tài)下（即不考慮密封加工精度和安裝精度的影響），干氣密封的轉速越高、其穩(wěn)定性越好，而不受機械密封PV值的限制，因此干氣密封特別適合高速運轉下使用。

4．密封端面的直徑大小

在同一轉速下，密封直徑越大線速度越高，氣膜剛度越大。

5．緩沖氣的壓力

緩沖氣壓力對氣膜剛度的影響較小，一般來說，壓力越高，氣膜剛度略有增大。