什么是迷宮密封?
2026-01-09
迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的。
由于迷宮密封的轉子和機殼間存在間隙，無固體接觸，并允許有熱膨脹，適應高溫、高壓、高轉速頻率的場合，這種密封形式被廣泛用于軸端，也可作為其他動密封的前置密封。
迷宮密封的密封機理
流體通過迷宮產生阻力并使其流量減少的機能稱為“迷宮效應”。對液體，有流體力學效應，其中包括水力磨阻效應、流束收縮效應；對氣體，還有熱力學效應，即氣體在迷宮中因壓縮或者膨脹而產生的熱轉換；此外，還有“透氣效應”等。而迷宮效應則是這些效應的綜合反應，所以說，迷宮密封機理是很復雜的。
1、摩阻效應：流體沿流道的沿程摩擦和局部磨阻構成了磨阻效應，前者與通道的長度和截面形狀有關，后者與迷宮的彎曲數和幾何形狀有關。一般是：當流道長、拐彎急、齒頂尖時，阻力大，壓差損失顯著，泄露量減小。
2、流束收縮效應：由于流體通過迷宮縫口，會因慣性的影響而產生收縮，流束的截面減少。在復雜型式的迷宮中，不能把一個縫口的流量系數當作所有縫口的流量系數。
3、熱力學效應：理想的迷宮流道模型，它是由一個個環形齒隙和齒間空腔串聯而成的。在間隙前后，氣流的壓力能轉變為動能。渦流摩擦的結果，使氣流的絕大部分動能轉變為熱能，被腔室中的氣流所吸收而升高溫度。
迷宮密封的結構型式
由上圖示例可以知道，迷宮密封的結構分為光軸式、高低式、曲折式、階梯式等。
圖a所示是在軸封環上，直接車制成梳齒片2，而轉軸的外表面則是光滑的圓柱面，故稱為光軸式迷宮密封。
圖b所示是將預制好的梳齒片2壓嵌在軸封環1的，并用壓條5壓緊，由于梳齒片是長短不相同的，故轉軸表面3則應車削成高低的環形臺階，稱為高低式迷宮密封。
圖c所示是在機殼的軸封環1及轉軸的軸封套4上同時插嵌梳齒片2，形成曲折式迷宮密封。
圖d所示為葉輪進口處的軸封套4上車削臺階，而在軸封環1上嵌上逐片增長的梳齒片2，稱為臺階式迷宮密封。
就密封而言，曲折式效果最好，階梯式、高低式其次，最不好的是光軸式。但強度而言，整體式梳齒片和插嵌式的梳齒片強度大些，不易吹倒，但加工困難。高低式便于加工，強度低容易被氣體吹倒。
理想迷宮的泄露計算
給定下列幾個條件：
1)泄露氣體是理想氣體，不考慮焦爾一湯姆遜效應，即氣體的焓只與溫度有關;
2)假設迷宮是連續的多縫口組成的一個系列，兩縫口之間的膨脹室足夠大;
3)通過縫口的流動作絕熱循環膨脹，在這里引用一個流量系數a;
4)通過縫口之后的流動速度能量在膨脹室內因受等壓支配而完全作恒溫恢復，所以在每一個縫口之前的速度漸近為0，即不發生透氣現象。
直通型迷宮的特性
由于在軸表面加工溝槽或各種形狀的齒要比較容易，因此常把孔加工成光滑的，與帶槽或帶齒的軸組成迷宮，這就是直通型迷宮，因制作方便，所以直通型迷宮應用最廣。
迷宮特性的影響因素：
1)齒的影響。根據國外所進行的試驗得出：齒距一定時，齒數越多，泄露量越少。齒距政變時，齒距越大，泄露量會急劇下降；
2)膨脹室的影響。國外對膨脹室深度的影響進行過試驗研究，結論是淺的膨脹室對減少泄露量有利。
3)副室的影響。所謂“副室”是指直通型迷宮光滑而上開的附屬槽，開槽后迷宮中的流動狀態立即發生明顯的變化。試驗證明，只要副室的位置恰當，泄露量的減少率是相當大的。
來源：地下裝備液壓流體俱樂部
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