迷宫型密封的结构形式及密封原理是什么(迷宫密封原理图)
导语：迷宫型密封的结构形式及密封原理
迷宫型密封的结构多种多样，压缩机内采用较多的有以下几种。
（1）曲折型。图1是整体曲折型密封。这种形式的特点是除了密封体上有密封齿（或密封片）外，轴上还有沟槽。整体型的缺点是密封齿间距不可能加工得太短，因而轴向尺寸长。采用镶嵌型可以大大缩短轴向尺寸（图2）。
图1 整体曲折型密封
图2 镶嵌曲折型密封
（2）平滑型。这种密封或者是轴做成光轴，或者是密封体做成光滑内表面，可分为整体平滑型[图3（a）]和镶嵌平滑型[图3（b）]。
图3 平滑型密封
图4 台阶型密封
（3）台阶型。（图4）这种形式多用于轮盖处。
（4）蜂窝型。图5是蜂窝型密封简图。这种密封加工工艺复杂，但密封效果好，密封片结构刚度大。
图5 蜂窝型密封示意
02密封原理为了说明迷宫密封原理，下面对气体通过密封时的流动情况进行简略的分析。气体在密封前、后压差的作用下，从高压端流向低压端，通过密封齿和轴的间隙时，气流速度加快，压力和温度都降低。由间隙流入齿间空腔时，由于面积突然扩大，气流形成强烈的旋涡（图6），在比间隙容积大很多的齿腔空腔中气流速度几乎等于零，动能由于旋涡作用全部变为热量，加热气体本身，因而气体焓保持和齿前焓相等，对理想气体来说，气体温度又从流经间隙时的温度回升到流入间隙前的温度，但空腔中的压力却回升很少，可认为保持流经间隙时的压力不变。气体从这个空间流经下一个密封齿和轴之间的间隙，又流入再下一个齿间空隙，重复上述过程。
如此流经每一个齿，最后从整个密封流出。气体每从一个大的齿间空腔流经一个小的齿和轴间的间隙，再流入另一个大的齿间空腔时，压力就降低一次，而且随着流动气体比容的不断增加，通过间隙的速度不断加快，因而越到下游经过一个齿的压力降低得越多（图7），即经过每个齿的压降是不一样的，越到下游经过齿的压降越大。而温度，对理想气体来说，虽然在流经间隙时也要降低，但流入大的齿间空腔又回升，一直到最后流出密封装置仍能基本保持不变。这个现象通常叫节流现象。利用这种现象可起到密封和减少泄漏量的作用，道理很简单，根据流量计算式，漏气量G1应为
G1=ρFsc
式中，ρ为气体密度；Fs为流经间隙时的通流面积；c为流经间隙时的速度。设置密封装置首先可以使密封齿和轴的间隙比不设置密封时的间隙小得多，减少流通面积Fs，其次，由于节流使得每个齿前、后的压差远比整个密封装置前、后压差小。若密封装置前后压差为p1-p2，密封齿数为z，那么，每个齿的前、后压差可近似地认为平均等于（p1-p2）/z。压差减少了，流速就降低，因而漏气量就会减少。
图6 密封中的气体流动
图7 迷宫密封中的压力降
由此可以得出如下结论：为了使密封效果好，第一，必须增加密封齿数。当然，不是密封齿数越多越好，因为增加密封齿数，会使轴向尺寸加长，而且密封效果在齿数增加到一定数目后并不显著提高。因此，根据密封压力的要求，一般密封齿数不宜过多，现在除轮盖密封有4~6个齿外，其余密封齿数都在6~35之间，或稍多些。第二，密封齿和轴的间隙应当尽可能减小，一般最小半径间隙s和直径D（mm）的关系为
s=0.2+（0.3~0. 6）D/1000 （mm）
有时为了减少间隙，提高密封效果而又不使密封齿和机壳擦伤，常在壳体上镶软金属块。第三，提高节流效果，相邻齿间的容积和间隙相比要足够大，这就要求间隙值s和齿距Ω以及顶高δ（图6）要选择恰当，一般Ω/s=9~35。
了解了密封原理，在维修时就必须特别注意密封装置的修复。一台机器经过搬运或者是经过一段时间的运转，密封片常常被破坏或者磨平，密封齿间空腔被脏物堵塞，这些现象都会严重影响密封效果，必须注意修复，清除脏物，及时更换密封片。更换密封片时，要注意削薄和安装方向，使尖角朝着来流方向（图8），这样可以使气体流经间隙时流束收缩得好，减小实际流通面积，并有助于加强节流效果，从而减少漏气量。安装密封片时要检查与轴的对中情况，存在偏心会引起漏气量增加很多。为了保护轴，应注意密封片的材料选择，一般选用比轴软的材料如铝板、青铜等。
图8 密封片的安装方向
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