什么是迷宮密封?
2026-01-09
迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個依次排列的環(huán)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(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達到阻漏的目的。
由于迷宮密封的轉(zhuǎn)子和機殼間存在間隙，無固體接觸，并允許有熱膨脹，適應(yīng)高溫、高壓、高轉(zhuǎn)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(chǎn)生阻力并使其流量減少的機能稱為“迷宮效應(yīng)”。對液體，有流體力學效應(yīng)，其中包括水力磨阻效應(yīng)、流束收縮效應(yīng)；對氣體，還有熱力學效應(yīng)，即氣體在迷宮中因壓縮或者膨脹而產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換；此外，還有“透氣效應(yīng)”等。而迷宮效應(yīng)則是這些效應(yīng)的綜合反應(yīng)，所以說，迷宮密封機理是很復雜的。
1、摩阻效應(yīng)：流體沿流道的沿程摩擦和局部磨阻構(gòu)成了磨阻效應(yīng)，前者與通道的長度和截面形狀有關(guān)，后者與迷宮的彎曲數(shù)和幾何形狀有關(guān)。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(yīng)：由于流體通過迷宮縫口，會因慣性的影響而產(chǎn)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(shù)當作所有縫口的流量系數(shù)。
3、熱力學效應(yīng)：理想的迷宮流道模型，它是由一個個環(huán)形齒隙和齒間空腔串聯(lián)而成的。在間隙前后，氣流的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽堋u流摩擦的結(jié)果，使氣流的絕大部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽磺皇抑械臍饬魉斩邷囟取！?/p>
迷宮密封的結(jié)構(gòu)型式
由上圖示例可以知道，迷宮密封的結(jié)構(gòu)分為光軸式、高低式、曲折式、階梯式等。
圖a所示是在軸封環(huán)上，直接車制成梳齒片2，而轉(zhuǎn)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(huán)1的，并用壓條5壓緊，由于梳齒片是長短不相同的，故轉(zhuǎn)軸表面3則應(yīng)車削成高低的環(huán)形臺階，稱為高低式迷宮密封。
圖c所示是在機殼的軸封環(huán)1及轉(zhuǎn)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(huán)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(yīng)，即氣體的焓只與溫度有關(guān);
2)假設(shè)迷宮是連續(xù)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(huán)膨脹，在這里引用一個流量系數(shù)a;
4)通過縫口之后的流動速度能量在膨脹室內(nèi)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(fā)生透氣現(xiàn)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(yīng)用最廣。
迷宮特性的影響因素：
1)齒的影響。根據(jù)國外所進行的試驗得出：齒距一定時，齒數(shù)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(jié)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(tài)立即發(fā)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
（版權(quán)歸原作者或機構(gòu)所有）
