迷宫密封

离心压缩机的密封从作用上可以分为内部密封和外部密封。内部密封是指防止机器内部通流部分各空腔之间气体泄漏的密封；外部密封是防止或减少由机器向外界泄漏或由外界向机器内部泄漏（在机器内部气体压力低于外界大气压时）的密封，又称轴端密封。离心压缩机的轴端密封主要有迷宫密封、浮环密封、机械接触式密封和干气密封四大类。 迷宫密封通过梳齿间隙对气体产生节流效应而起密封作用，适用于对泄漏要求不高且压力较低的场合。

1.结构形式

迷宫密封又称梳齿密封，在离心压缩机中应用很普遍，它不仅用于空气、氮气、二氧化碳等无毒害气体的压缩机轴封装置，而且广泛用作压缩机内部的级间密封以及平衡盘密封。目前，压缩机内采用较多的迷宫密封有图1和图2所示的4种形式。台阶形密封多用于轮盖处。蜂窝形结构具有密封效果好和密封片结构风度大的特点，常用于平衡盘外缘与机壳间的密封。

图1 迷宫密封

图2 蜂窝形迷宫密封

2.密封原理

下面通过分析图所示的迷宫密封中的流动情况来简要说明迷宫密封的工作原理。当气体在密封前、后压差的作用下，从高压端流向低压端，气体通过齿缝时，气流速度加快，压力和温度都降低，此过程近似于绝热节流过程。气流从齿缝进入密封片间空腔时，由于通流面积突然扩大，气流形成很强的旋涡，从而使速度几乎完全消失，而且动能全部转化为热量，即在空腔中进行等压膨胀过程，压力不变而温度上升，回升到密封片前的温度。气流每通过一个齿缝和空腔时，气流的变化都重复上述过程。密封中的气体流动如图3所示，迷宫密封中的压力降如图4所示。 气流每通过一个齿后，压力就降低一次，而且随着流动气体比体积的不断增加，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越多。 如此逐齿重复直至通过全部密封，压力越来越低，比体积越来越大，气流速度越来越高，最后压力趋近于背压，但温度却保持不变，达到了密封目的。

图3 密封中的气体流动

Ω— 节距 ； δ— 顶高； s— 间隙； l— 密封长度

图4 迷宫密封中的压力降

p一压力；z一齿数

由此可见， 迷宫密封的特点是有一定的漏气经过密封装置所造成的压力降来平衡密封前后的压力差 。要想达到良好的密封效果，即漏气量小，应从三方面入手： 一方面是减小齿缝面积；另一方面是增加密封片数，减小每个密封片前后的压力差；第三方面是增大局部阻力，使气流进入空腔时动能尽可能转变为热量而不是恢复为压力能，曲折形迷宫密封效果之所以较好，原因就在于此。

轮盖密封处的漏气属于内部漏气，它仅造成内漏气损失。因为一级叶轮的增压有限，所以在轮盖密封间隙处一般不会出现临界声速。此处的漏气量可按式（3-115）计算:

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