什么是迷宫密封?
2026-01-09
迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。
由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，并允许有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合，这种密封形式被广泛用于轴端，也可作为其他动密封的前置密封。
迷宫密封的密封机理
流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。对液体，有流体力学效应，其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应；对气体，还有热力学效应，即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换；此外，还有“透气效应”等。而迷宫效应则是这些效应的综合反应，所以说，迷宫密封机理是很复杂的。
1、摩阻效应：流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应，前者与通道的长度和截面形状有关，后者与迷宫的弯曲数和几何形状有关。一般是：当流道长、拐弯急、齿顶尖时，阻力大，压差损失显著，泄露量减小。
2、流束收缩效应：由于流体通过迷宫缝口，会因惯性的影响而产生收缩，流束的截面减少。在复杂型式的迷宫中，不能把一个缝口的流量系数当作所有缝口的流量系数。
3、热力学效应：理想的迷宫流道模型，它是由一个个环形齿隙和齿间空腔串联而成的。在间隙前后，气流的压力能转变为动能。涡流摩擦的结果，使气流的绝大部分动能转变为热能，被腔室中的气流所吸收而升高温度?！?/p>
迷宫密封的结构型式
由上图示例可以知道，迷宫密封的结构分为光轴式、高低式、曲折式、阶梯式等。
图a所示是在轴封环上，直接车制成梳齿片2，而转轴的外表面则是光滑的圆柱面，故称为光轴式迷宫密封。
图b所示是将预制好的梳齿片2压嵌在轴封环1的，并用压条5压紧，由于梳齿片是长短不相同的，故转轴表面3则应车削成高低的环形台阶，称为高低式迷宫密封。
图c所示是在机壳的轴封环1及转轴的轴封套4上同时插嵌梳齿片2，形成曲折式迷宫密封。
图d所示为叶轮进口处的轴封套4上车削台阶，而在轴封环1上嵌上逐片增长的梳齿片2，称为台阶式迷宫密封。
就密封而言，曲折式效果最好，阶梯式、高低式其次，最不好的是光轴式。但强度而言，整体式梳齿片和插嵌式的梳齿片强度大些，不易吹倒，但加工困难。高低式便于加工，强度低容易被气体吹倒。
理想迷宫的泄露计算
给定下列几个条件：
1)泄露气体是理想气体，不考虑焦尔一汤姆逊效应，即气体的焓只与温度有关;
2)假设迷宫是连续的多缝口组成的一个系列，两缝口之间的膨胀室足够大;
3)通过缝口的流动作绝热循环膨胀，在这里引用一个流量系数a;
4)通过缝口之后的流动速度能量在膨胀室内因受等压支配而完全作恒温恢复，所以在每一个缝口之前的速度渐近为0，即不发生透气现象。
直通型迷宫的特性
由于在轴表面加工沟槽或各种形状的齿要比较容易，因此常把孔加工成光滑的，与带槽或带齿的轴组成迷宫，这就是直通型迷宫，因制作方便，所以直通型迷宫应用最广。
迷宫特性的影响因素：
1)齿的影响。根据国外所进行的试验得出：齿距一定时，齿数越多，泄露量越少。齿距政变时，齿距越大，泄露量会急剧下降；
2)膨胀室的影响。国外对膨胀室深度的影响进行过试验研究，结论是浅的膨胀室对减少泄露量有利。
3)副室的影响。所谓“副室”是指直通型迷宫光滑而上开的附属槽，开槽后迷宫中的流动状态立即发生明显的变化。试验证明，只要副室的位置恰当，泄露量的减少率是相当大的。
来源：地下装备液压流体俱乐部
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