化工裝備密封技術(shù)主講人：蔣強強迷宮密封課程目標【知識目標】掌握迷宮密封的結(jié)構(gòu)形式和工作原理；了解迷宮密封的主要尺寸參數(shù)及材料?！灸芰δ繕恕磕軌蚋鶕?jù)實際應(yīng)用場景，選擇合適的迷宮密封結(jié)構(gòu)形式。知識點0102目錄結(jié)構(gòu)形式和工作原理主要尺寸參數(shù)及材料迷宮密封迷宮密封也稱梳齒密封，屬于非接觸型密封。主要用于密封氣體介質(zhì)，在汽輪機、燃氣輪機、離心式壓縮機、鼓風機等機器中作為級間密封和軸端密封，或其它動密封的前置密封，有著廣泛的用途。一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理迷宮密封是由一系列節(jié)流齒隙和膨脹空腔構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)形式主要有（1）曲折形

1.結(jié)構(gòu)形式

一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理（2）平滑形

為制造方便，密封段的軸頸也可做成光軸，密封體上車有梳齒或者鑲嵌有齒片。這種平滑形的迷宮密封結(jié)構(gòu)很簡單但密封效果較曲折形差。一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理（3）階梯形

密封效果也優(yōu)于光滑形，常用于葉輪輪蓋的密封，一般有3

5個密封齒。（4）徑向排列形有時為了節(jié)省迷宮密封的軸向尺寸，還采用密封片徑向排列的形式。其密封效果很好。一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理（5）蜂窩形是用0.2mm厚不銹鋼片焊成一個外表面像蜂窩狀的圓筒形密封環(huán)，固定在密封體的內(nèi)圓面上，與軸之間有一定間隙，常用于平衡盤外緣與機殼間的密封。這種密封結(jié)構(gòu)可密封較大壓差的氣體，但加工工藝稍復(fù)雜。一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理密封齒結(jié)構(gòu)迷宮密封的密封齒結(jié)構(gòu)形式有密封片和密封環(huán)兩種

。①密封片式結(jié)構(gòu)（a）中密封片用不銹鋼絲嵌在轉(zhuǎn)子上的狹槽中，而（b）中轉(zhuǎn)子和機殼上都嵌有密封片，其密封效果比（a）好，但轉(zhuǎn)子上的密封片有時會被離心力甩出。密封片式的主要特點是：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，相碰時密封片能向兩旁彎折，減少摩擦；拆換方便；（2）但若裝配不好，有時會被氣流吹倒。一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理②密封環(huán)式

密封環(huán)式的密封環(huán)由6

8塊扇形塊組成，裝入機殼的槽中，用彈簧片將每塊環(huán)壓緊在機殼上，彈簧壓緊力約為60

100N。密封環(huán)式的主要特點是：（1）軸與環(huán)相碰時，齒環(huán)自行彈開，避免摩擦；（2）結(jié)構(gòu)尺寸較大，加工復(fù)雜；（3）齒磨損后要將整塊密封環(huán)調(diào)換，因此應(yīng)用不及密封片結(jié)構(gòu)廣泛。一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理2.工作原理迷宮密封的基本原理是在密封處形成流動阻力極大的一段流道，當有少量氣流流過時，即產(chǎn)生一定的壓力降。工作特點是有一定的漏氣量，并依靠漏氣經(jīng)過密封裝置所造成的壓力降來平衡密封前后的壓力差。

一、結(jié)構(gòu)形式和工作原理

為了提高密封效果（即漏氣量?。?，應(yīng)考慮以下三個方面：①減小齒隙面積，即要求齒隙間隙小，密封周邊短，使得小的漏氣量流過齒隙時，能有較大的動能頭（由靜能頭變來）。②增大空腔內(nèi)局部阻力，使氣流進入空腔時動能盡量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏皇寝D(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋＂墼黾用芊馄瑪?shù)，以減少每個密封片前后的壓力差。

3.迷宮密封的特點（1）迷宮密封是非接觸型密封，無固相摩擦，不需潤滑，并允許有熱膨脹，適用于高溫、高壓、高速和大尺寸密封條件。（2）迷宮密封工作可靠，功耗少，維護簡便，壽命長。（3）迷宮密封泄漏量較大。如增加迷宮級數(shù)，采取抽氣輔助密封手段，可把泄漏量減小，但要做到完全不漏是困難的。二、主要尺寸參數(shù)及材料1.主要尺寸參數(shù)

（1）齒數(shù)Z

為了使迷宮具有良好的密封效果，輪蓋的密封齒數(shù)Z一般取4

6。軸封用的迷宮裝置中，為了減少漏氣量，齒數(shù)不應(yīng)少于6，一般為Z=7

12，也不宜過多，通常齒數(shù)不超過35，否則齒數(shù)增加過多，將占有較長的軸向尺寸，而且對于泄漏量的進一步降低效果并不顯著。（2）梳齒間隙因為迷宮密封的泄漏量與間隙成正比，從密封性能考慮，希望間隙盡可能小些，但由于軸的振動、熱膨脹、加工及裝配精度等因素，密封間隙又不能過小。迷宮密封的最小徑向間隙c，一般可取為0.4mm，也可按下式估算

二、主要尺寸參數(shù)及材料（3）梳齒節(jié)距

梳齒高

與節(jié)距

之比大于1，即

/

1，此值太小則效果差。相鄰兩齒間節(jié)距

與齒隙c之比一般最好是

/c=2

6。

（4）梳齒頂應(yīng)削薄并制成尖角，這樣既可減弱轉(zhuǎn)軸與密封片可能相碰時發(fā)生的危害，又可降低漏氣量。圓角的漏氣量較大。齒頂與氣流的流動方向如圖4-7所示。（5）梳齒密封應(yīng)與轉(zhuǎn)子同心，偏心將增大漏氣量。二、主要尺寸參數(shù)及材料2.迷宮密封片材料在旋轉(zhuǎn)的迷宮密封中，一般迷宮密封片裝在靜止元件上，為了防止高速轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)子振動等原因而引起密封片與轉(zhuǎn)子相碰而損壞轉(zhuǎn)子，通常要求采用硬度低于轉(zhuǎn)子的密封片材料，如鋁、銅等。原則上材料配對是一硬一軟；如果采用了硬梳齒（如整體制造的梳齒），則采用軟材料襯套；如果采用硬材料襯套，則裝配軟材料密封片，以免摩擦生熱或產(chǎn)生火花引起燒損或爆炸。密封片可以用厚0.15

0.2mm金屬帶制成，可以采用黃銅或鎳，用紅銅絲梯形槽斂縫。有時可以直接做在軸套上，而外套用石墨制成，間隙為滑動軸承間隙的0.17

0.25倍。