1、迷宮密封的形式及其特點和用途在泄漏通道內由許多齒或槽組成迷宮式的間隙，對被密封產生節流效應而起密封作用，這種密封形式叫迷宮密封。它具有在高速條件下有良好的密封性能，不需潤滑，無摩擦，維修簡單，使用壽命長，不需要采用其他密封材料的優點。但是加工精度高，難于裝配。它主要用于密封氣體，在汽輪機，燃氣輪機、壓縮機、鼓風機的軸端和級間均廣泛采用迷宮密封。對一般密封所不能勝任的高溫、高壓、高速和大尺寸密封部位特別有效。圖1a為直通形迷宮，結構簡單，形狀很像梳齒，密封有很大的直通效應。圖1b為復合直通形迷宮，是臺階和梳齒復合組成的,使密封性能有所改善，但加工復雜，直通效應減弱。圖1c為參差形迷宮，齒間有足夠

2、的距離，膨脹腔愈大，密封效果較好。圖1d為階梯形迷宮，結構在徑向尺寸上有所變化，適用于徑向-軸向密封。圖1迷宮密封的形式迷宮密封的工作原理：由于在轉軸的周圍依次排列著許多環形密封齒，當氣體經過每一個密封齒時，氣流經間隙高速進入環形空腔后，突然膨脹而產生強烈的漩渦，使氣流的大部分能量轉化為熱量而散失掉，使焓值恢復到接近于間隙前的值，這時氣體壓力逐級下降，從而達到密封的效果，如圖2所示。1 / 10圖2迷宮密封的工作原理 文章來源：密封技術網 迷宮密封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

3、的。由于迷宮密封的轉子和機殼間存在間隙，無固體接觸，毋須潤滑，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汽輪機、燃汽輪機、壓縮機、鼓風機的軸端和的級間的密封，其他的動密封的前置密封。一、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、摩阻效泄露液流在迷宮中流動時，因液體粘性而產生的摩擦，使流速減慢流量(泄露量)減少。

4、簡單說來，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。設孔口面積為A，則收縮后的流束最小面積為Cc A,此處Cc 是收縮系數。同時，氣體通過孔后的速度也有變化，設在理想狀態下的流速為u1，實際流速度比u1小，令Cd為速度系數，則實際流速度u1為u1=Cd u1 于是，通過孔口的流量將等于q=CcCdA u1式中Cc·Cd=a(流量系數)。迷宮縫口的流量迷宮縫口的流量系數

5、，與間隙的形狀，齒頂的形狀和壁面的粗糙度有關。對非壓縮性流體，還與需諾數有關;對壓縮性流體，還于壓力比和馬赫數有關。同時，對縫口前的流動狀態也有影響。因此在復雜型式的迷宮只，不能把一個縫口的流量系數當作所有縫口的流量系數。根據試驗，第一級的流量系數小一些，第二級以后的縫口流量系數大一些，一般流量系數常取1。但是尖齒的流量系數比1小，約在0.7左右，圓齒的流量系數接近于1，通常取a=l，計算的泄露量是犏大。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。氣體每通過一個齒隙和齒間空腔的流動可描述如下：在間隙入口處，氣體狀態為p0，T0和零開始，氣體越接近入口，氣流越是收

6、縮和加速，在間隙最小處的后面不遠處，氣流獲得最大的速度：當進入空腔，流速截面突然擴大，并在空腔內形成強烈的旋渦。從能量觀點來看，在間隙前后，氣流的壓力能轉變為動能。同時，當溫度下降(熱焓值h減小)，氣體以高速進入兩齒之間的環行腔室時，體積突然膨脹產生劇烈旋渦。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，熱焓又恢復到接近進入問隙前的值，只有小部分動能仍以余速進入下一個問隙，如此逐級重復上述過程。4、透氣效應在理想迷宮中，認為通過縫口的氣流在膨脹室內動能，全部變成熱能。也就是說，假定到下一個縫口時的漸近速度等于零，但這只是在膨脹室特別寬闊和特別長時才成立。在一般

7、直通迷宮中，由于通過縫口后的氣流只能向一側擴散，在膨脹室內不能充分的進行這種速度能(動能)向熱能的能量轉換，而靠光滑壁一側有一部分氣體速度不減小或者只略微減小，直接越過各十齒頂流向低壓側，把這種一掠而過的現象稱為”透氣效應”。二、迷宮密封的結構型式迷宮密封按密封齒的結構不同，分為密封片和密封環兩大類型。密封片結構緊湊，運轉中與機殼相碰，密封片能向兩側彎曲，減少摩擦，且拆換方便。密封環由68塊扇形塊組成，裝入機殼與轉軸中，用彈簧片將每塊環壓緊在機殼上，彈簧片壓緊力約60100N，當軸與齒環相碰時，齒環自行彈開，避免摩擦。這種結構尺寸較大，加工復雜，齒磨損后將整塊密封環調換，因此應用不及密封圈結構

8、廣泛。三、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。四、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7L內加工容易，因此常把孔加工成光滑而，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。但是，直通型迷宮存在著透氣現象，其泄露量大于理想迷宮

9、的泄露量。1、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，同時述可以減少透氣現象的影響。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。根據對膨脹室流動狀態的觀察，認為淺膨脹室中的旋渦是不穩定的。由于旋渦能很快地把能量耗盡，所以膨脹室的漸近速度減小，起到減小泄露的效果。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。五、迷宮式氣體密封的間隙除特殊情況外，

10、一般氣輪機、燃氣輪機等葉輪機械都采用迷宮式氣體密封。其徑向問隙應根據以下因素選取：軸承問隙，制造公差。與裝酡誤差，部件的變形(如鑄件收縮和失圓)，轉子的撓度，以及通過臨界旋轉頻率時的振幅，熱膨脹以及由此引起的變形等。在多種情況下，熱膨脹的影響晟突出。因此，對啟動與停車時單個部件尺寸的變化，以及部件的相對位移必須預先估算。可用靜態和動態有限元算法出隨時間變化的熱膨脹規律，由此可了解哪些是臨界條件，間隙實際上應當多大尺寸。1、迷宮密封設計的注意點總結迷宮密封設計中積累的經驗，歸納起來有下列要點：1)盡量使氣流的動能轉化為熱能，而不使余速進入下一個問隙。齒與齒之問應保持適當的距離，或用高-低齒強制改

11、變氣流方向。齒間距一般為59mm。2)密封齒要做得盡量薄，并帶銳角。齒尖厚度應小于0.5mm，運行中偶爾與軸的相碰時，齒尖先磨損而脫離接觸，不致因摩擦出現軸的局部過熱而造成事故。3)由于迷宮密封泄露量大，因此在密封易燃、易爆或有毒氣體時，要注意防止污染環境。采用充氣式迷宮密封，問隙內引入惰性氣體，其壓力稍大于被密封氣體壓力;如果介質不允許混入充氣，則可采用抽氣式迷宮密封。 文章來源：密封技術網 離心密封介紹 2009年12月17日 09:47 點擊數：214核心提示：離心密封的結構型式 離心密封是利用回轉體帶動流體使之產生離心力以克服泄露的裝置，其密封能力來源于機器軸的旋轉帶動密封元件所做的功

12、，因此它屬于一種動力密封。 .離心密封的結構型式 離心密封是利用回轉體帶動流體使之產生離心力以克服泄露的裝置，其密封能力來源于機器軸的旋轉帶動密封元件所做的功，因此它屬于一種動力密封。 離心密封有光滑圓盤、背葉片、副葉輪等多種型式。圖10-1所示是甩油盤結構。它是最常見的光滑圓盤離心密封，其中圖10-1A型結構最簡單，就密封能力而言，圖10-1D型設計較合理，圖10-1C型是最常用的一種型式，因為這種型式既有較好的密封性能，又便于制造。甩油盤密封白廣泛用于各種傳動裝置密封潤滑油或其他液體。 圖10-2為最簡單的離心密封，是在光滑軸上車出一、二個環槽，以阻止液體沿軸爬行，使液體在離心力作用下沿溝

13、槽端面徑向甩出，由集液槽引至回液箱。這種密封型式常用作低壓軸端密封。 背葉片密封（圖10-3）和副葉輪密封（圖10-4）是離心泵常用的軸封裝置。副葉輪密封一般都在密封腔內側設置若干個固定導葉片，可以起穩流和部分消除副葉輪光滑面的增壓作用，提高副葉輪的密封能力。 離心密封的特點：它沒有直接接觸的摩擦副，可以采用較大的密封間隙，因此能密封含有固相雜質的介質，磨損小，壽命長，若設計合理可以做到接近于零泄露。但是這種密封所能克服的壓差小，亦即密封的減壓能力低。離心密封的功率消耗大，甚至可達泵有效功率的1/3。此外，由于它是一種動力密封，所以一停車立即喪失密封功能，為此必須輔以停車密封。 離心密封的減壓

14、能力 背葉片密封 如果工作輪后蓋板上無葉片，亦即為光滑盤時，則處于后蓋板與泵殼間隙腔中的液體將以工作輪角速度的/2的旋轉。此時，間隙空腔中的壓力沿徑向按拋物線規律分布，如圖10-5中的壓力將沿ABEKG分布，也就是說，軸封處的壓力降低了。 由此，根據圖10-5可求出經背葉片減壓后的壓頭Hbr 式中U2、Ur、Ub分別為直徑D2、Dr、Db處液體的線速度。 在式10-1的第二項中光滑輪部分液體角速度為 =/2 式中10-1的第3項中有背葉片部分的液體角速度顯然大于/2，但仍小于工作輪的角速度，因為背葉片與泵殼之間存在一定間隙。 式中工作輪后蓋板與泵殼間隙中液體的角速度，r/s； 工作輪的角頻率，

15、r/s； S泵殼與工作輪后蓋板的平均距離，cm; t背葉片的平均高度，cm; 式中Hbr背葉片減壓后的能頭，單位為J/Kg; n工作輪旋轉頻率，單位為r/min； D2工作輪外徑，單位為m； Dr背葉片外徑，單位為m； Db軸或軸套外徑，單位為m； H2蝸殼內的能頭，單位為J/Kg. 在普通離心泵中，如果略去蝸殼內摩擦引起的能頭損失和吸入管的速度頭，則蝸殼內的能頭就等于泵的總能頭減去蝸殼內的速度頭即 式中H泵的總能頭，單位為J/Kg; C3蝸殼內液體平均流速，單位為m/s，由實驗方法確定。 計算時，背葉片厚度t可先選定，一般取0.51.0cm。背葉片與殼的間隙（s-t）隨加工精度而異。當零件精

16、度為46級時，一般取（s-t）=0.030.3cm(小泵取小值)。 副葉輪密封 副葉輪密封能力的計算與背葉片密封基本類似。如圖10-6所示的副葉輪所能克服的壓差為： 式中C1副葉輪葉片與密封腔壁面間隙中液體的角頻率與葉輪角頻率的比值： Di液體的自由表面的直徑。 因此 當液面位于D0處，即Di=D0時，副葉輪產生的壓差為最大，并設Dk=D0，并以 代入式10-6，則副葉輪所能克服的最大壓差 式中液體密度，單位為Kg/; n葉輪旋轉頻率，單位為r/min； D0、D1分別為副葉輪葉片內、外徑，單位為m； C與葉片結構有關的經驗修正系數； 當間隙>3mm時，取C=0.750.8, 間隙<

17、;3mm時，取C=0.850.9, 副葉輪密封的葉片形狀，有直葉片和后彎葉片兩種。實驗表明，后彎葉片的揚程稍高于直葉片，但不顯著。考慮加工方便，普通采用徑向直葉片。葉片的數目在超過6片以后對提高揚程不很明顯，一般采用812片。 通常所說的副葉輪密封，一般包括背葉片及副葉輪兩個部分。此時副葉輪密封所能克服的壓差為 離心密封的功率消耗 光滑盤的輪盤摩擦損失 當葉輪旋轉時，充滿輪盤與殼體間的液體由于被葉輪撓動產生復雜的運動而消耗一部分功，這種損失稱為輪盤摩擦損失。 如圖10-7所示，直徑為D2（或半徑r2）的圓盤以角速度旋轉，設與圓盤表面接觸的液體處于紊流狀態，則作用在半徑r處微塊上的摩擦力為 式中

18、dRu摩擦阻力切向分力； 液體密度，單位為Kg/m3 u輪盤半徑為r處的圓周速度，單位為m/S； K1系數，與雷諾數、輪盤與外殼間隙及殼壁表面狀態有關。 式中u2輪盤外徑上的圓周速度，單位為m/s； D2輪盤外徑，單位為m。 系數K可根據楚姆布什和普夫萊德爾等人提出的K與雷諾數的關系曲線（圖10-8）求得。雷諾數Re=ur/v，這里v為液體的運動粘度系數（/s）。 副葉輪的功率消耗 副葉輪的功率消耗可按戈魯別夫由實驗得的經驗式估算 D1副葉輪外徑，單位為m; L副葉輪葉片高度與蓋板厚度之和，單位為m； U1副葉輪圓周上的圓周速度，單位為m/s； p無因次功率，隨副葉輪結構參數而異。 無因次功率

19、可根據圖10-9確定。在橫坐標參數（2+t）/D1和（2t+）/D1（符號意義參照圖10-6）中，t為葉片的平均厚度，對葉輪功率消耗的影響比t大，因此，計算時 信息來源：密封 文章來源：密封技術網 密封知識連載（三） 之螺旋密封 2010年05月31日 09:14 點擊數：175核心提示：螺旋密封應用于許多尖端技術部門，如氣冷堆壓縮機密封、增殖堆鈉泵密封等。有時也用于減速機高速軸密封。螺旋密封應用于許多尖端技術部門，如氣冷堆壓縮機密封、增殖堆鈉泵密封等。有時也用于減速機高速軸密封。它的最大優點是密封偶件之間既使有較大的間隙，也能有效的起密封作用。如設計合理，其使用壽命可達無限大。由于可以從材料

20、上作廣泛的選擇，且制造上極其容易，當壓差不大時，螺旋密封功率耗損和發熱都很小，用冷卻水套散熱已足夠。螺旋密封往往需要輔以停車密封，這樣就使結構復雜，并加大了尺寸，故常使應用受到限制。螺旋密封可用于高溫、深冷、腐蝕和帶有顆粒等的液體，密封條件苛刻，密封效果良好。13.1 螺旋密封的密封機理 螺旋密封的軸表面開有螺旋槽，而孔為光表面，這同迷宮密封的開槽情況是一致的，所以可以把螺旋密封看成是迷宮密封的一種特殊型式，稱為螺旋迷宮。但是，螺旋迷宮的齒是連續的，不象前述的各種迷宮的齒是連續的齒。由于齒的連續性，通過齒的介質的流動狀態發生變化。螺旋槽不再作為膨脹室產生旋渦來消耗流動能量，而是作為推進裝置與介質發生能量交換，產生所謂的“泵送作用”，并產生泵送壓頭，與被密封介質的壓力相平衡，即壓力差 p=0，從而阻止泄露。所以在密封機理上與迷宮密封略有不同。但是，介質在通過間隙時會有一部分越過齒頂留過，而不沿槽向流動，即有透氣效應，這和迷宮密封中的情況是一樣的。 根據螺旋結構，螺旋密封的密封機理又稍有區別。 單段螺旋，它利用螺旋桿泵原理，利用螺旋的泵送作用，把沿泄露間隙的介質推趕回去，以實現密封。它適用于密封液體或氣液混合