迷宫密封在蒸汽牵伸炉中的应用

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迷宫油封原理

迷宫油封原理
迷宫油封是一种常见的密封装置，它主要用于防止机械设备中的液体或气体泄漏。

迷宫油封的原理是通过利用迷宫结构和润滑油的粘附作用，形成一道有效的密封屏障，从而实现密封效果。

下面将详细介绍迷宫油封的原理及其工作过程。

首先，迷宫油封的结构是其原理的基础。

迷宫结构是由一系列环形或螺旋形的通道组成，这些通道可以有效地阻止液体或气体的泄漏。

当液体或气体进入迷宫结构时，会受到多次的阻挡和挤压，从而减缓其流动速度，增加了密封效果。

其次，润滑油的粘附作用也是迷宫油封原理的重要组成部分。

润滑油具有一定的粘附性，可以在迷宫结构的表面形成一层薄膜。

当液体或气体流经迷宫结构时，会与润滑油发生接触，从而减小了摩擦阻力，增加了密封效果。

在工作过程中，当机械设备中的液体或气体需要进行密封时，迷宫油封会起到关键作用。

液体或气体首先进入迷宫结构，然后在迷宫结构中受到多次的阻挡和挤压，从而减缓了其流动速度。

同时，润滑油的粘附作用也发挥作用，形成了一道有效的密封屏障，最终实现了密封效果。

总之，迷宫油封的原理是通过迷宫结构和润滑油的粘附作用，形成一道有效的密封屏障，从而实现了机械设备中液体或气体的密封。

迷宫油封在工程领域中有着广泛的应用，它不仅可以有效地防止液体或气体的泄漏，还可以减小摩擦阻力，提高机械设备的工作效率。

希望本文对迷宫油封的原理有所帮助，谢谢阅读！。

迷宫密封的形式及特点和用途

迷宫密封的形式及特点和用途一、密封的作用及分类离心式压缩机若要获得良好的运行效果必须在转子与定子间保留一定间隙以避免其间的摩擦磨损以及碰撞损坏等故障的发生同时由于间隙的存在自然会引起级间和轴端的泄漏现象泄漏不仅降低了压缩机的工作效率而且还将导致环境污染甚至着火爆炸等事故因此泄漏现象是不允许产生的密封就是保留转子与定子间有适当间隙的前提下避免压缩机级间和轴端泄漏的有效措施根据压缩机的工作温度压力和气体介质有无公害等条件则密封可选用不同的结构形式并通称它为密封装置.密封装置按结构特点可分为抽气式迷宫式浮环式机械式和螺旋式等5 种形式一般有毒易燃易爆气体应选用浮环式机械式螺旋式以及抽气式等密封装置如果气体无毒无害升压较低则可选用迷宫式密封装置二、迷宫密封装置的结构特点迷宫密封的型式有：直通形迷宫、复合直通形迷宫、参差形迷宫、阶梯形迷宫等四种。

图1a为直通形迷宫，结构简单，形状很像梳齿，密封有很大的直通效应。

图1b为复合直通形迷宫，是台阶和梳齿复合组成的,使密封性能有所改善，但加工复杂，直通效应减弱。

图1c为参差形迷宫，齿间有足够的距离，膨胀腔愈大，密封效果较好。

图1d为阶梯形迷宫，结构在径向尺寸上有所变化，适用于径向-轴向密封。

图1 迷宫密封的形式三迷宫密封的工作原理为说明迷宫密封装置的密封原理我们首先对气体在密封中的流动状态进行分析当气体流过密封齿与轴表面构成的间隙时气流受到了一次节流作用气流的压力和温度下降而流速增加经过间隙之后是两密封齿形成的较大空腔如图3-5 所示气体在这一空腔容积增加速度下降并形成旋涡流动产生一定的热能因此气体在这一空腔使温度又回到了节流之前气体每经过一次间隙和随后的较大空腔气流就受到一次节流和扩容作用随着气体流经间隙和空腔数量的增多以及间隙值的减小气体的流速和压降越来越大待压力降至近似背压时气体不再继续外流从而实现了气体的密封图2 迷宫密封的工作原理四如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。

迷宫密封结构对泄漏量和轴系临界转速影响分析研究

迷宫密封结构对泄漏量和轴系临界转速影响分析研究作者：马文生陈照波焦映厚等来源：《振动工程学报》2013年第06期摘要：运用数值方法对转子轴承密封系统动力学模型求解，对3种密封间隙、8种密封直径、8种压差、8种入口损失率和21种密封长度对泄漏量和临界转速的影响进行研究；通过密封结构对轴系临界转速影响规律进行研究，对比分析了有、无密封力作用下转子轴承密封系统对临界转速影响。

研究结果表明：通过与DYNLAB程序、TASCFlow程序的结果对比分析，该数学模型能较好的模拟计算泄漏量和转子系统临界转速；通过对泄漏量影响规律研究，得出泄漏量随着密封间隙、密封直径和密封长度做增大而增大，泄漏量随压差和入口损失率的增大而减小。

通过对临界转速影响规律研究，得到考虑密封会提高临界转速，密封长度的变化对临界转速的影响最大、密封间隙的变化对临界转速影响最小。

关键词：迷宫密封；动力学模型；转子轴承密封系统；泄漏量；临界转速中图分类号：V231.9文献标识码： A文章编号： 10044523（2013）06082308引言随着高性能、大容量的旋转机械（汽轮机、航空发动机和离心压缩机等）的广泛应用，密封流体参数（流体密度、流速、压差、温度等）的不断增加，导致气流对旋转转子的作用力增大，从而对轴承转子密封系统的动力学特性和稳定性产生影响，产生密封力同时对转子的振动产生影响，有时会引起转子系统的自激振动。

以往研究密封产生的密封力小于轴承油膜力流固耦合的影响，但是随着流体参数不断增加、密封的长度和齿数不断增加，密封的结构对泄漏量、临界转速、动力学特性以及轴系的稳定性起着重要作用[1]。

最早提出密封力模型是美国的Thomas和Alford，但模型忽略了气流周向速度，而周向速度是产生交叉力的主要因素[2，3]。

Black采用短轴承理论，给出了密封动力学系数的计算公式[4]。

Child采用Hirs紊流方程，用摄动法求解密封动力学系数[5]。

迷宫密封机械密封原理

迷宫密封机械密封原理1. 引言迷宫密封机械密封是一种用于防止流体或气体泄漏的装置，常用于旋转轴的密封。

它可以在高速、高温、高压等恶劣工况下有效地防止泄漏，并保证设备的正常运行。

本文将详细介绍迷宫密封机械密封的基本原理和工作过程。

2. 机械密封的基本原理机械密封是通过两个相对运动的平面或曲面之间的互相接触来实现密封效果的。

迷宫密封是一种特殊形式的机械密封，它由多个环形障碍物组成，使流体无法直接穿过，从而达到防止泄漏的目的。

3. 迷宫密封结构迷宫密封由两个主要部分组成：固定环和旋转环。

固定环安装在设备壳体上，不随轴的旋转而移动；旋转环安装在轴上，并随轴一起旋转。

固定环上有若干个形状各异、相互平行的障碍物，形成一个迷宫。

旋转环上也有相应数量的障碍物，与固定环的障碍物相互咬合。

当轴旋转时，流体或气体只能沿着迷宫的路径流动，无法通过障碍物之间的缝隙泄漏出来。

4. 工作原理当轴不旋转时，迷宫密封处于静止状态，两个环之间的接触面积较大，可以防止流体或气体泄漏。

当轴旋转时，由于摩擦力和惯性力的作用，旋转环会沿着轴向移动一小段距离。

在这个过程中，固定环和旋转环之间的接触面积会减小。

同时，由于迷宫中障碍物之间形成了一个复杂的通道，流体或气体只能顺着这个通道流动，并且需要克服较大的阻力。

这样就有效地防止了泄漏。

5. 密封效果迷宫密封具有良好的密封效果和耐磨性能。

其密封效果取决于以下几个因素：5.1 接触压力迷宫密封的接触面积较小，因此需要较高的接触压力来保证密封效果。

通常采用弹簧或液体压力来提供足够的接触压力。

5.2 材料选择迷宫密封所使用的材料必须具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

常用的材料包括硬质合金、陶瓷和聚四氟乙烯等。

5.3 润滑剂为了减小摩擦阻力和磨损，迷宫密封通常需要添加润滑剂。

润滑剂可以在固定环和旋转环之间形成一层薄膜，减少直接接触，从而降低摩擦和磨损。

6. 应用领域迷宫密封广泛应用于各种旋转设备中，如离心泵、搅拌机、压缩机等。

迷宫密封课件

源损失。
迷宫密封的稳定性和可靠性对于旋转机械的性能和寿命具有重要影响，是保证机械正常运行的关
键因素之一。
迷宫密封具有多种优点，如结构简单、维护方便、成本低廉等，因此在许多领域得到了广泛应用
。
未来发展方向与展望
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，迷宫密封的发展方向将更加多元化和个性化。
在设计时，应考虑压力对密封件的影响，并采取相应的措施来提高其耐压性能。
耐温性能
迷宫密封的耐温性能取决于其材料的热稳定性和工作温度。一般来说，其能够承受的温度范围较广，可以在高温或低温环境下工作。
在高温环境下，密封材料可能会发生热变形或热氧化，导致密封性能下降。因此，在高温环境下使用时，应选择合适的材料和采取相应的冷却措施。
由于其非接触式的特点，迷宫密封具有较长的使用寿命和较低的维护成本，因此在许多工业设备中被广泛应用。
02
迷宫密封的设计与制造
设计原则与标准
1 2
遵循行业标准和规范
根据不同行业和设备用途，遵循相应的国家和国际标准，如ISO、API等。
考虑密封性能要求
根据设备的工作压力、温度和介质特性，选择合适的密封材料和结构，以满足密封性能要求。
耐磨性能
迷宫密封的耐磨性能取决于其材料的硬度和表面光洁度。一般来说，其具有较强的耐磨能力，能够承受较大的摩擦力。
VS
在摩擦过程中，密封材料可能会发生磨损或疲劳，导致密封性能下降。因此，在使用过程中，应定期检查和维护密封件，保持其良好的工作状态。
寿命与维护
迷宫密封的使用寿命取决于其材料、工况条件和制造精度等因素。一般来说，其使用寿命较长，能够满足大多数设备的需求。
材料质量检测

气液两相条件下迷宫密封泄漏分析与试验研究

第３４卷第５期中国机械工程V o l ．３４㊀N o ．５２０２３年３月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p．６２３Ｇ６２９气液两相条件下迷宫密封泄漏分析与试验研究曹恒超１㊀徐乙人２㊀孙楠楠１㊀陆㊀健３㊀朱桂香１㊀李永健２１．潍柴动力股份有限公司,潍坊,２６１０６１２．清华大学摩擦学国家重点实验室,北京,１０００８４３．潍柴重机股份有限公司,潍坊,２６１１０８摘要:为解决大型船用柴油机曲轴箱轴端漏油问题,通过仿真和试验对气液两相条件下迷宫密封的泄漏行为开展研究.基于F L U E N T 软件进行迷宫密封流场仿真,利用离散相模型开展油滴逃逸行为分析,揭示迷宫密封在气液两相环境中的密封机理和泄漏规律.在试验器上模拟了曲轴箱密封的实际结构和工况条件,测量了不同转速条件下的漏油速率,研究了密封装置中的不同结构特征的功能作用,最终提出了两种改进措施并验证了措施的有效性.研究结果表明:交错迷宫结构与直通型迷宫结构相比可以更显著地减少空气泄漏,增加交错迷宫结构可大幅减少空气对液相介质的向外输运,此外,合理利用迷宫结构进行回油亦能显著减少滑油泄漏.关键词:迷宫密封;两相流;离散相模型;交错迷宫中图分类号:T B ４２D O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００４１３２X．２０２３．０５．０１３开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):A n a l y s i s a n dE x p e r i m e n t a lR e s e a r c h f o rL e a k i n g B e h a v i o r o fL a b y r i n t hS e a l s u n d e rG a s Ｇl i q u i dT w o Ｇph a s eC o n d i t i o n s C A O H e n g c h a o １㊀X U Y i r e n ２㊀S U N N a n n a n １㊀L UJ i a n ３㊀Z HU G u i x i a n g １㊀L IY o n g ji a n ２１．W e i c h a i P o w e rC o ．,L t d ．,W e i f a n g ,S h a n d o n g,２６１０６１２．S t a t eK e y L a b o r a t o r y o fT r i b o l o g y ,T s i n g h u aU n i v e r s i t y ,B e i j i n g ,１０００８４３．W e i c h a iH e a v y M a c h i n e r y C o ．,L t d ．,W e i f a n g ,S h a n d o n g,２６１１０８A b s t r a c t :I no r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m s o f l u b r i c a n t o i l l e a k a ge a t t h e s h af t e n do f c r a n k c a s e o n l a rg em a r i n e d i e s e l e n g i n e s ,th e l e a k a g eb e h a vi o r o f l a b y r i n t hs e a l s u n d e r g a s Ｇl i q u i d t w o Ｇph a s e c o n d i Ｇt i o n sw a s s t u d i e db y n u m e r i c a l s i m u l a t i o na n d e x p e r i m e n t s ．I no r d e r t o r e v e a l t h e s e a l i n g me c h a n i s m a n d l e a k a g e l a wof l a b y r i n t hs e a l s i ng a s Ｇl i q u i dt w o Ｇph a s ee n vi r o n m e n t s ,t h e f l o wf i e l d i nl a b yr i n t h s e a l sw a s c a l c u l a t e db y u s i n g F L U E N T ,a n d t h eD P M w a su s e d t o a n a l y z e t h e e s c a peb e h a v i o r o f o i l d r o p l e t s ．T h e s e a l i n g s t r u c t u r e a n d t h ew o r k i n g c o n d i t i o n sw e r eb u i l t b a s e do na t e s t r i g,a n d t h eo i l l e a k a g e r a t ew a sm e a s u r e du n d e rd i f f e r e n t r o t a t i n g s pe e d s ,t h ef u n c t i o n so fd i f f e r e n t s t r u c t u r a l f e a Ｇt u r e s o f t h e s h a f t e n d s e a l sw e r e s t u d i e d ,a n d f i n a l l y t w o e f f e c t i v e i m pr o v e m e n tm e a s u r e sw e r e g i v e n ．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e s t a g g e r e d l a b y r i n t hs t r u c t u r em a y s i g n i f i c a n t l y r e d u c e t h e a i r l e a k a g e c o m Ｇp a r e dw i t h t h e s t r a i g h t l a b y r i n t h ．T h e o u t w a r d t r a n s p o r t o n l i q u i d p h a s e b y a i r a r e g r e a t l y w e a k e nb ya d d i n g s t a g g e r e d l ab y r i n t h ．I na d d i t i o n ,t h e o i l l e a k a g em a y b e s i g n i f ic a n t l y r ed u ce db y a p p r o p r i a t e l yu s i n g l a b yr i n t hs t r u c t u r e t o r e t u r no i l ．K e y wo r d s :l a b y r i n t hs e a l ;t w o Ｇp h a s e f l o w ;d i s c r e t e p h a s em o d e l (D P M );s t a g g e r e d l a b y r i n t h 收稿日期:２０２１１１１６基金项目:清华大学潍柴动力智能制造联合研究院项目(２０１８２９１２１２１)０㊀引言迷宫密封是应用广泛的非接触式密封,具有结构简单㊁成本低㊁寿命长的优点[１Ｇ３].迷宫密封在气相和液相介质环境下均可使用,例如航空发动机空气流路中的迷宫密封均工作在气体中,而油泵及齿轮箱轴端位置的迷宫密封一般工作在液体环境或气液两相环境中.本文中大型船用柴油机曲轴箱轴端位置采用了非接触式的迷宫密封,被密封介质为滑油和空气的混合物.利用迷宫结构对气液两相介质进行密封在工程上较为常见.Z H A N G 等[４]研究了迷宫密封在多相泵气泡流条件下的密封性能,并研究了迷宫密封对泵振动特性的影响.高旺[５]针对某高速列车齿轮箱迷宫密封和甩油环,分析了各种因素对密封间隙的影响,为高速列车齿轮箱迷宫密封间隙计算提供了理论支持.朱小晶[６]通过对某动车组牵引齿轮箱轴端３２６ Copyright ©博看网. All Rights Reserved.迷宫密封进行C F D流场仿真,确定了密封结构中轴承座与甩油环密封空腔的最佳深度比值.徐继林[７]研究了船用大型低速主机主轴承的迷宫密封,通过改进油槽㊁回油孔及密封环的结构,排除了漏油故障.曹海军[８]设计了一种离心式轴端密封结构,利用回转轴上的密封盖和甩油环转动时产生离心作用,实现了对油气腔的密封,解决了漏油问题.气液两相介质的运动行为非常复杂,很多情况下难以准确描述,在轴承腔㊁齿轮箱及曲轴箱等油气腔的轴端密封中,一般要求液相介质的泄漏量不超过一定标准,对空气的泄漏往往没有明确限制,但两种介质的泄漏是密切联系的.对于迷宫密封在气液两相介质条件下的应用研究,研究人员一般重点关注某一种改进措施的有效性,对气液两相介质的泄漏机理和密封机制缺乏深入研究.本文以大型船用柴油机曲轴箱迷宫密封为研究对象,通过开展泄漏测量试验获得两相介质条件下的泄漏特性,利用F L U E N T软件进行流场及油滴运动仿真,揭示密封机理和泄漏规律,最终提出改进措施并验证措施的有效性.１㊀密封结构图１为船用大型柴油机曲轴箱的迷宫密封结构示意图,其中转轴㊁飞轮轮毂和甩油盘为转动件,而箱体盖板㊁挡油盘和垫板为静止件.为防止转静子碰摩,转动件与静止件之间的半径间隙设计值为０．７５mm.曲轴箱内的液相介质为滑油,腔内最高温度为８０ħ,腔内最大压力为３k P a(表压).图１中密封装置的左侧为油气腔,右侧为外界空气环境,泄漏路径已在图中用箭头示出,具体为:油气混合物绕过甩油盘和挡油盘,然后穿过飞轮轮毂和箱体盖板之间的间隙,最后泄漏进入外界环境.箱体盖板的内孔表面加工有一组迷宫齿槽,迷宫齿槽与飞轮轮毂之间构成了典型的直通式迷宫结构.对密封装置整体而言,转动件和静止件之间形成了曲折的泄漏通道,包含一系列节流间隙和膨胀空腔,所以亦可认为甩油盘㊁挡油盘㊁飞轮轮毂及箱体盖板等构成了更复杂的迷宫密封.如图１所示,挡油盘底部设计有漏油孔,该漏油孔可使挡油盘底部的滑油流回腔内,避免此处积聚滑油.箱体盖板上迷宫齿槽的底部通过一组回油孔与U形管连接,迷宫齿槽收集的滑油沿回油孔和U形管流回腔内.U形管作为回油通道的同时,其内部存储的滑油还可阻止腔内气体沿图１㊀曲轴箱迷宫密封结构F i g．１㊀S t r u c t u r e o f l a b y r i n t h s e a l o n c r a n k c a s eU形管外漏.在曲轴箱工作时,允许曲轴箱内的空气排至腔外,但不允许曲轴箱轴端位置出现明显的滑油泄漏,暂定的泄漏量上限值为５m L/h.在整机试验过程中发现,在曲轴箱腔内压力值接近３k P a 时轴端密封处滑油泄漏量超过暂定标准.虽然可通过在腔体上安装抽气设备达到降低腔压并避免滑油泄漏的目的,但这种方法会使系统复杂,因而不被接受,仍需研究密封结构的改进方案.为便于开展试验,按图１设计并加工了迷宫密封试验件,试验件的各间隙尺寸及迷宫齿槽尺寸与实际结构相同,但缩小了各零件的径向尺寸.在试验件中,箱体盖板内孔与飞轮轮毂之间的半径间隙保持为０．７５mm,箱体盖板上内孔直径缩小为ϕ１８６mm,甩油盘的外径缩小为ϕ３１６mm.箱体盖板试验件上的三个迷宫齿槽的截面为梯形,槽宽为９．０４mm,槽底部的宽度为６．２４mm,槽深为４．５mm,相邻迷宫齿槽所夹迷宫齿的齿顶宽度为０．４mm.根据换算,试验件的最高试验转速须不低于２０００r/m i n.下文所述的仿真和试验工作均基于试验件尺寸进行,以方便将仿真结果与试验数据对比分析.２㊀气液两相介质泄漏仿真在F L U E N T软件中开展气液两相介质泄漏仿真分析,虽然流体域可简化为二维轴对称模型,但为便于研究油滴在壁面旋转条件下的泄漏行为,本文基于三维几何模型进行仿真分析.建立１/１６流体域三维几何模型,如图２所示.流体域两侧的分割面采用周期性对称边界条件,流体４２６中国机械工程第３４卷第５期２０２３年３月上半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.域入口压力设置为３k P a(表压),出口压力设置为标准大气压,静止壁面和旋转壁面处均采用固壁边界条件 .使用理想气体模型描述空气物理特性,基于R N G kＧε模型计算求解.因流体域具有回转特征,故采用了扫掠式网格划分方法.在仿真过程中开展了网格无关性验证,当箱体盖板与飞轮轮毂间隙处的网格尺寸依次为０．０５mm㊁０．０３mm和０．０２mm时,对应的网格数依次约为３７万㊁７４万和２００万,计算得到的泄漏量相差不超过２％.为保证计算结果准确并兼顾计算效率,在模型中宽度小于１mm的缝隙处,网格尺寸按０．０５mm设置,且保证网格层数不小于１５.图２㊀流体域几何模型及边界条件F i g．２㊀G e o m e t r i c a n db o u n d a r y c o n d i t i o n s o ff l u i dd o m a i nF L U E N T软件中提供了多种两相流计算模型,包括离散相模型(d i s c r e t e p h a s e m o d e l, D P M)㊁流体体积模型㊁欧拉模型及混合模型[９],其中离散相模型适用于第二相体积占比低且以液滴㊁颗粒等形式离散分布的情况[１０Ｇ１１].在曲轴箱工作过程中,大部分滑油在重力作用下直接流至箱体底部,少部分滑油因飞溅㊁雾化等作用弥散在曲轴箱腔内,因轴端迷宫密封无法完全阻止空气泄漏,所以可出现少量滑油在气流输运作用下泄漏至腔外的现象.依据实际滑油泄漏情况及空气泄漏量的计算结果可以判断,迷宫密封流体域内液相体积百分数远小于１０％,因此基于离散项模型开展气液两相介质泄漏仿真是合理的.模型中的油滴运动条件定义如下:油滴沿垂直于入口界面的方向飞入,其初速度为小值,当油滴与壁面接触时,油滴被吸附,油滴运动至出口后,油滴逃逸至外界环境.在模型中定义一系列尺寸的油滴粒子后,便可在计算结果中获得一系列尺寸油滴的运动轨迹.在腔压３k P a㊁转速２０００r/m i n的条件下,计算得到的气体压力分布见图３a,气体速度矢量图见图３b.在图３a中,可见甩油盘和挡油盘处气流压力损失较小,大部分压力损失集中在轮毂和箱体盖板之间的间隙及迷宫齿槽处.在轮毂和盖板之间的间隙值为０．７５mm的情况下,空气泄漏量计算结果为４６．５m３/h.通过改变流体域的几何特征参数进行对比分析,可发现飞轮轮毂和箱体盖板之间的小间隙起着主要的节流作用,很大程度上决定了空气泄漏量.而箱体盖板上迷宫齿槽的形状和数量对空气泄漏量影响相对较小,取消三个迷宫齿槽的情况下,空气泄漏量增加约２０％.(a)压力云图(b)速度矢量图图３㊀流体域内的压力和速度分布F i g．３㊀P r e s s u r e f i e l d a n d v e l o c i t y f i e l d i n f l u i dd o m a i n根据图３b中的气体速度矢量图,在２０００r/m i n 转速条件下,甩油盘等旋转件的壁面使流体域内的空气出现较为强烈的周向旋转现象,另外迷宫齿槽的空腔中存在气流漩涡.通过对多个转速条件进行对比分析可知,虽然壁面旋转导致气流出现显著周向旋转,但在不超过２０００r/m i n的转速条件下,转速对空气泄漏量的影响仍是微弱的.图４所示为粒径为２０μm㊁１０μm㊁５μm和１μm油滴运动轨迹的计算结果,对应的转速和腔压值亦为２０００r/m i n和３k P a.可见在旋转气流的作用下,进入密封装置的油滴会迅速获得周向速度,粒径越大的油滴,越容易在离心力和惯性力的作用下与壁面接触,而粒径小的油滴更倾向于沿着气流的流线运动,并可能逃逸至外界环境中.图４a中粒径为２０μm的油滴在密封装置入口附近便全部与壁面碰撞;如图４b所示,１０μm粒径的油滴运动距离有所增加;而在图４c中一部分５２６气液两相条件下迷宫密封泄漏分析与试验研究曹恒超㊀徐乙人㊀孙楠楠等Copyright©博看网. All Rights Reserved.５μm粒径的油滴成功越过了挡油盘,但仍未能逃逸,在图４d中,１μm粒径的油滴中已有相当一部分逃逸至外界环境中,根据逃逸液滴数量及液滴总数量可算得１μm粒径油滴的逃逸率为３６％.虽然实际情况下油气两相介质运动行为极为复杂,油滴与壁面接触后的铺展㊁破碎㊁融合及吹起等行为难以准确描述,油滴的初始粒径分布亦无准确数据,但仍可从油滴泄漏仿真分析得到以下结论:①存在空气泄漏时,迷宫密封难以阻止微小油滴的泄漏;②虽然甩油盘和挡油盘对气体的阻力较小,但在拦截大粒径油滴方面发挥着重要作用.(a)粒径为２０μm油滴轨迹(b)粒径为１０μm 油滴轨迹(c)粒径为５μm油滴轨迹(d)粒径为１μm油滴轨迹图４㊀不同粒径油滴的运动轨迹仿真F i g．４㊀S i m u l a t i o no f t h e t r a j e c t o r y o f o i l d r o p l e t sw i t hd i f fe r e n t p a r t i c l e s i z e s３㊀气液两相条件下的密封试验根据曲轴箱迷宫密封实际结构和工况条件搭建了气液两相迷宫密封试验装置,试验装置由供气系统㊁供油系统㊁动力系统㊁排风系统及试验腔体等组成,可在该试验装置中设定转子转速㊁腔内压力㊁供油温度及供油压力等参数.试验腔体的三维结构见图５,试验腔体被密封装置分隔为油雾腔和空气腔,油雾腔用于模拟曲轴箱内部的油气两相环境,油雾通过压力雾化喷嘴产生.在试验装置进气管路上设置涡街流量计以测量空气泄漏量,流量计测量精度为ʃ１．５％,测量范围为７~５６m３/h.利用量筒测量漏油速率,需测量两个位置的漏油速率,分别是箱体盖板正下方的集油孔一和空气腔底部的集油孔二 ,集图５㊀气液两相密封试验装置的结构F i g．５㊀S t r u c t u r e o f t e s t r i g f o r g a sＧl i q u i d t w oＧp h a s e s e a l 油孔一与图１中的U形管对应, 集油孔二与泄漏至外界环境的滑油量相对应.测量空气泄漏量及漏油速率可为气液两相密封机理研究及密封装置改进提供依据.为保证供油温度在要求范围内,将油温测量热电偶设置在压力雾化喷嘴附近,并由试验人员实时监控并调节油箱加温功率.绝大部分滑油在重力作用下沿油雾腔底部的回油管回到油箱,实现了滑油循环利用,这使得试验状态能够长时间保持,从而避免了试验启停过程中壁面滑油黏附带来的泄漏量测量误差.在试验调试过程中发现,喷油条件对漏油速率有明显影响,根据调试情况将喷油压力设置为５．５M P a,此时的漏油速率水平适中,便于使用量筒测量.供油温度值设置为４５ʃ３ħ,此时油品黏度约为３０M P a s,通过调节供气阀门使油雾腔的压力保持在３k P a;供气温度与环境温度相近,为１８ʃ３ħ.试验转速范围为０~２４００r/m i n,每间隔４００r/m i n设置一个漏油速率测量点.为便于对比不同密封结构的密封能力,本文中的漏油速率均按上述参数进行试验测量.图６为试验测得的漏油速率随转速变化曲线,其中最终泄漏量是指在空气腔中集油孔二处测得的漏油速率,而总和泄漏量是集油孔一和集油孔二的漏油速率的总和.最终泄漏量为泄漏至外界环境的泄漏量,能够表征密封装置整体的密封性能.总和泄漏量为绕过甩油盘和挡油盘的总油量,可反映挡油盘和甩油盘对滑油的密封作用.由图６可知,在试验工况条件下,密封装置的总和泄漏量显著高于最终泄漏量,这说明有相当比例的滑油从U形管处流回腔内.为验证密封装置中甩油盘和挡油盘的滑油密封作用,对图７所示的两种密封结构进行了漏油速率测量,其中图７a所示的密封结构中取消了挡６２６中国机械工程第３４卷第５期２０２３年３月上半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.图６㊀原密封结构的漏油速率F i g ．６㊀T h e o i l l e a k a g e r a t e o f o r i gi n a l s e a l s t r u c t u re ㊀㊀(a)未安装挡油盘(b)未安装甩油盘和挡油盘图７㊀无挡油盘或甩油盘的密封结构F i g ．７㊀S e a l i n g s t r u c t u r ew i t h o u t o i l b a f f l e o r s l i n ge r 油盘,而图７b 所示结构中同时取消了甩油盘和挡油盘.图８a 所示为图７a 中密封结构对应的漏油速率曲线,与图６对比可知,在不安装挡油盘时,最终泄漏量和总和泄漏量均有所增加,各转速条件下的最终漏油量大约增加一倍.图８b 所示为图７b 密封结构对应的漏油速率曲线,可见不安装甩(a)未安装挡油盘时的漏油速率(b)未安装挡油盘和甩油盘时的漏油速率图８㊀甩油盘和挡油盘对滑油泄漏的影响F i g ．８㊀I n f l u e n c e o f o i l b a f f l e a n do i l s l i n ge r o n o i l l e a k a ge 油盘和挡油盘条件下,漏油速率增加１０倍以上.还测量了图７两种密封结构的空气泄漏量,结果表明是否安装挡油盘或甩油盘对空气泄漏量影响较小,取消挡油盘和甩油盘后空气泄漏量增幅不超过１０％.试验过程中发现,当油雾腔中的滑油雾化良好时,空气腔一侧的排气口均能观察到雾状滑油溢出,这验证了难以阻止微小油滴随空气泄漏的分析结论.４㊀结构改进及验证空气对滑油的向外输运是滑油泄漏的驱动力,减少空气泄漏有助于减少滑油泄漏.另一方面,甩油盘㊁挡油盘及U 形管的挡油㊁回油行为已被证明具有显著减漏效果,所以可以进一步改进密封装置中的挡油㊁回油结构.转静子之间理论间隙不得小于０．７５mm ,故难以缩小箱体盖板和飞轮轮毂之间的间隙.经研究,提出了图９所示的两种改进方案.在图９a 所示的方案中,挡油盘上增加了一组直通式迷宫齿,迷宫齿形状为矩形,新增迷宫齿的齿顶间隙值为１mm .图９b 的改进方案在挡油盘和飞轮轮毂之间设置了交错式迷宫结构[１２Ｇ１３],其齿形亦为矩形,交错迷宫的径向间隙和轴向间隙均为１mm .在这两种改进方案中,均取消了挡油盘正下方的漏油孔(图１),目的是防止滑油沿该漏油孔向外泄漏,避免油气混合物绕过新增的迷宫结构.㊀㊀(a )改进方案一㊀㊀㊀㊀(b)改进方案二图９㊀两种增加迷宫结构的改进方案F i g ．９㊀T w o i m p r o v e d s t r u c t u r e sw i t ha d d e d l a b yr i n t h 对图９所示两种密封结构进行仿真,并在试验装置中测量其空气泄漏量和漏油速率.表１为腔压为３k P a ㊁转速为２０００r /m i n 条件下的空气泄漏量数据,可见两种改进结构的空气泄漏量相对原结构均明显下降,方案一的空气泄漏量降幅约为２０％,而采用交错迷宫的方案二空气泄漏量降幅达到了６０％.图１０为两种改进密封结构的７２６气液两相条件下迷宫密封泄漏分析与试验研究曹恒超㊀徐乙人㊀孙楠楠等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.压力分布图,可见泄漏压力损失不再集中于挡油盘和轮毂之间的迷宫间隙处.在图１０a 中,挡油盘处新增迷宫结构承担了约１k P a 的压降,约占总压降的１/３.在图１０b 中,交错迷宫结构承担了约２k P a 的压降,约占总压降的２/３.显然增加的交错迷宫结构承担了大部分泄漏阻力,并使空气泄漏量减少.表１㊀原结构及改进结构的空气泄漏量T a b ．１㊀A i r l e a k a g e o f o r i g i n a l a n d i m pr o v e d s t r u c t u r e 序号结构泄漏量计算值(m ３/h )泄漏量测量值(m ３/h)１图５４６．５４８．８２图９a ３７．５３９．９３图９b２０．８１９．６(a)改进方案一(b)改进方案二图１０㊀两种改进密封结构的压力场F i g ．１０㊀P r e s s u r e f i e l do f t w o i m pr o v e d s e a l s t r u c t u r e s ㊀㊀在气液两相迷宫密封试验装置中测量两种改进密封结构的滑油泄漏特性,方法及条件参数与第３节相同,获得的滑油泄漏特性曲线见图１１.将图１１a 与图６所示原密封结构滑油泄漏曲线进行对比可知,改进方案一在零转速时的漏油速率有所增大,但其他转速条件下的泄漏量均减小,特别是最终泄漏量有较大降幅.将图１１b 与图６进行对比可知,增加交错迷宫结构的改进方案二各转速点滑油泄漏速率均有减小,没有出现零转速点漏油速率显著增大的情况,且４００r /m i n 及更高转速条件下的漏油速率亦减小至很低的水平.零转速不包含在正常工作转速范围内,因此统计了４００r /m i n 以上转速点漏油速率的平均值,结果见表２.由表２可知,改进方案一的总和漏油速率为原结构的５０％,最终漏油速率为原结(a)改进方案一(b)改进方案二图１１㊀两种改进方案的漏油速率F i g ．１１㊀O i l l e a k a g e r a t e o f t w o i m pr o v e d s t r u c t u r e s 表２㊀原结构及改进结构的平均漏油速率T a b ．２㊀A v e r a g e o i l l e a k a g e r a t e o f o r i gi n a l a n d i m pr o v e d s t r u c t u r e s 序号结构总和漏油速率均值(m L /m i n )最终漏油速率均值(m L /m i n )１图５１．１００．４５０２图９a０．５５０．０８３３图９b０．３６０．０２０构的２０％.改进方案二的总和漏油速率为原结构的３０％,最终漏油速率仅为原结构漏油速率的４．５％.零转速条件下,进入密封装置的滑油主要依靠重力作用流回腔内,不存在离心作用,图９a 中挡油盘的迷宫齿会对重力回油产生一定的阻碍作用,导致更多的滑油在气流吹拂作用下进入箱体盖板和轮毂的间隙处,这是改进方案一中零转速时漏油量增大的原因.而在图９b 的改进方案中,新增的交错迷宫结构在挡油盘和轮毂之间,不会阻碍零转速条件下的重力回油行为,因此改进方案二中没有出现零转速时漏油量增大的情形.在两种改进结构中,最终漏油量的下降幅值均明显高于总和漏油量的下降幅值,这可能与改进方案取消了挡油盘底部的漏油孔有关.本节的仿真和试验结果表明:在密封装置中增加迷宫齿能够减少空气泄漏,进而使滑油泄漏量减小;间隙相同的条件下交错式迷宫结构的密封效果显著优于直通式迷宫结构;取消挡油盘底部的回油孔不会造成漏油量增大,反而可能减小滑油泄漏量.５㊀结论对气液两相条件下的迷宫密封进行了仿真分８２６中国机械工程第３４卷第５期２０２３年３月上半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.析㊁试验研究及改进设计,主要结论如下: (１)可利用迷宫密封中的旋转流动对油气两相介质进行分离和回油,但这种分离和回油作用对微米级粒径或更小粒径的微小油滴效果有限. (２)同样间隙条件下,交错式迷宫结构的密封效果显著优于直通式迷宫结构,可利用交错迷宫结构降低空气泄漏,进而减少空气对液相介质的向外输运.(３)在气液两相介质的迷宫密封设计中,甩油㊁挡油及回油结构对液相介质的泄漏行为具有重要影响,需结合迷宫结构进行合理设计.参考文献:[１]㊀蔡仁良．流体密封技术[M]．北京:化学工业出版社,２０１３．C A IR e n l i a n g．F l u i d S e a l i n g T e c h n o l o g y[M]．B e iＧj i n g:C h e m i c a l I n d u s t r y P r e s s,２０１３．[２]㊀J I A X i n g y u n,Z HA N G H a i,Z H E N G Q u n,e ta l．I n v e s t i g a t i o no n R o t o rＧl a b y r i n t h S e a lS y s t e m w i t hV a r i a b l eR o t a t i n g S p e e d[J]．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fT u r b o&J e tＧe n g i n e s,２０２０,３７(３):２０９Ｇ２１９．[３]㊀A N D R O S O V I C H I,B O R O V I K O V D,S I L U YＧA N O V A M．A n a l y s i so f t h eG e o m e t r i cP a r a m e t e r sI n f l u e n c eo nt h eL a b y r i n t hS e a l sP e r f o r m a n c e[J]．J o u r n a lo f P h y s i c s:C o n f e r e n c e S e r i e s,２０２１,１９２５(１):０１２０７５．[４]㊀Z HA N G M,C H I L D SD．E f f e c t s o f I n c r e a s e dT o o t hC l e a r a n c eo nt h eP e r f o r m a n c eo faL a b y r i n t hS e a lw i t hO i lＧr i c hB u b b l y L a m i n a rF l o w[J]．J o u r n a lo fE n g i n e e r i n g f o rG a sT u r b i n e sa n dP o w e r,２０２１,１４３(１１):１１１００７．[５]㊀高旺．高速列车齿轮箱迷宫密封间隙的计算与分析[J]．机械制造,２０１８,５６(１１):２９Ｇ３２．G A O W a n g．C a l u l a t i o na n d A n a l y s i so fL a b y r i n t hS e a l i n g G a p o fE MU G e a r b o x[J]．M a c h i n e r y,２０１８,５６(１１):２９Ｇ３２．[６]㊀朱小晶．基于F L U E N T的动车齿轮箱密封结构的数值研究[J]．机械工程与自动化,２０１８(１):１０７Ｇ１０８．Z HU X i a o j i n g．N u m e r i c a lA n a l y s i so nS e a lS t r u cＧt u r e o fE MU G e a r b o xB a s e do nF L U E N TS o f t w a r e[J]．M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g&A u t o m a t i o n,２０１８(１):１０７Ｇ１０８．[７]㊀徐继林．某型主机轴封泄漏故障实例[J]．航海技术,２０１８(６):４１Ｇ４３．X U J i l i n．F a u l tE x a m p l ef o rS h a f tS e a lL e a k a g eo fM a i nE n g i n e[J]．M a r i n eT e c h n o l o g y,２０１８(６):４１Ｇ４３．[８]㊀曹海军．离心式无损密封结构设计[J]．机械传动,２０１０,３４(１１):７８Ｇ７９．C A O H a i j u n．T h eD e s i g no fa K i n do fC e n t r i f u g a lN o n d e s t r u c t i v e S e a l i n g S t r u c t u r e[J]．J o u r n a l o fM eＧc h a n i c a lT r a n s m i s s i o n,２０１０,３４(１１):７８Ｇ７９．[９]㊀李伟．轴承腔油气两相流动特性的数值研究[D]．南京:南京航空航天大学,２０１７．L IW e i．N u m e r i c a lS i m u l a t i o na n dR e s e a r c ho nt h eC h a r a c t e r i s t i c s o fO i l/G a sT w oＧp h a s eF l o wi nB e a rＧi n g C h a m b e r[D]．N a n j i n g:N a n j i n g U n i v e r s i t y o fA e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s,２０１７．[１０]㊀HA O G,Z HA N GC,S U N K,e t a l．R e s e a r c ho n t h e I n f l u e n c e o f t h eD e f l e c t o rA n g l e o n t h eD r o p l e tT r a j e c t o r y B a s e d o n t h eC F DD i s c r e t eP h a s eM o d e l[J]．J o u r n a lo fP h y s i c s:C o n f e r e n c eS e r i e s,２０２０,１６００(１):０１２０３４．[１１]㊀李亚林,袁寿其,汤跃,等．离心泵内示踪粒子运动的离散相模型模拟[J]．农业机械学报,２０１２,４３(１１):１１３Ｇ１１８．L I Y a l i n,Y U A NS h o u q i,T A N GY u e,e t a l．S i m uＧl a t i o no f T r a c e r P a r t i c l e s M o v e m e n tb y D i s c r e t eP h a s eM o d e l i n t h eC e n t r i f u g a l P u m p[J]．T r a n s a cＧt i o n so ft h e C h i n e s eS o c i e t y o f A g r i c u l t u r a l M aＧc h i n e r y,２０１２,４３(１１):１１３Ｇ１１８．[１２]㊀L I NZ h i r o n g,WA N G X u d o n g,Y U A N X i n,e t a l．I n v e s t i g a t i o na n dI m p r o v e m e n to ft h e S t a g g e r e dL a b y r i n t hS e a l[J]．C h i n e s eJ o u r n a lo f M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n g,２０１５,２８(２):４０２Ｇ４０８．[１３]㊀张晓旭,李雪松,王路遥,等．直通齿和交错齿迷宫密封流场与动特性的比较[J]．工程热物理学报,２０１４,３５(６):１０８３Ｇ１０８６．Z HA N G X i a o x u,L IX u e s o n g,WA N G L u y a o,e ta l．T h e C o m p a r i s o n o fF l o w F i e l da n d D y n a m i cC h a r a c t e r i s t i co fS t r a i g h t a n dS t a g g e r e dL a b y r i n t hS e a l[J]．J o u r n a lo f E n g i n e e r i n g T h e r m o p h y s i c s,２０１４,３５(６):１０８３Ｇ１０８６．(编辑㊀王艳丽)作者简介:曹恒超,男,１９８８年生,工程师.研究方向为密封技术.EＧm a i l:c a o h e n g c h a o＠w e i c h a i．c o m.李永健(通信作者),男,１９８０年生,副教授㊁博士研究生导师.研究方向为密封技术. EＧm a i l:l i y o n g j i a n＠m a i l．t s i n g h u a．e d u．c n.９２６气液两相条件下迷宫密封泄漏分析与试验研究曹恒超㊀徐乙人㊀孙楠楠等Copyright©博看网. All Rights Reserved.。

阻力迷宫式轴密封装置概述

阻力迷宫式轴密封装置概述
陶继平
【期刊名称】《低碳世界》
【年(卷),期】2017(000)019
【摘要】迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的.在火电机组烟风道中,为了关闭或调节烟、风量的大小、安装了大量的关闭或调节挡板风门.本文针对常规烟气挡板门带灰热一、二次风外漏污染环境进行了改进.
【总页数】2页(P77-78)
【作者】陶继平
【作者单位】东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川成都610000
【正文语种】中文
【中图分类】TB42
【相关文献】
1.基于CAE、CFD技术的迷宫式调节阀设计应用概述
2.迷宫式高差压流量调节阀阻力特性测试
3.制氧机双材料迷宫式轴密封器的研制
4.新型迷宫式船舶尾轴密封防绳罩研究设计
5.迷宫式阻尼钢轨减噪装置车内减噪效果研究
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迷宫密封工作原理

迷宫密封工作原理今天咱们来唠唠迷宫密封这个超有趣的玩意儿。

你看啊，迷宫密封就像是一个超级神秘的小迷宫，不过这个迷宫可不是用来让人玩的哦。

想象一下，在一些机器设备里，有很多地方需要把一些东西密封起来，就像把小秘密藏起来一样。

迷宫密封就承担了这个重要的任务。

迷宫密封主要是由好多好多的密封齿和密封腔组成的。

这些密封齿就像一个个小小的卫士，整整齐齐地排列着。

当有气体或者液体想要偷偷跑出去或者跑进来的时候，就会被这些小卫士给拦住。

比如说有一股气体，它就像一个调皮的小捣蛋鬼，朝着密封的地方冲过来。

它刚碰到第一个密封齿的时候，就像撞在了一堵小墙上，这时候气体就会改变方向，向旁边跑去。

可是旁边呢，又有其他的密封齿在等着它呢。

这个气体啊，就只能在这些密封齿之间的小缝隙里拐来拐去。

就像我们在迷宫里找不到出口一样，它也很难找到一条能顺利通过的路。

而且啊，每经过一个密封齿，这个气体的压力就会降低一点。

这就好比这个小捣蛋鬼在迷宫里跑着跑着就没力气了。

为啥会压力降低呢？这是因为气体在经过密封齿的时候，会发生膨胀和收缩。

就像我们吹气球，吹得太大了突然松一点口，气球里的气就会冲出去，这时候气球里的压力就变小了。

气体在迷宫密封里也是这样，每拐一个弯，就会消耗一点自己的能量，压力也就越来越小啦。

液体呢，也是类似的情况。

液体就像一个小滑头，但是在迷宫密封这个大迷宫里，它也得乖乖听话。

液体在这些密封齿之间流来流去的时候，也会因为不断地改变方向，和密封齿发生碰撞，能量就被消耗掉了。

而且啊，迷宫密封里的密封齿和密封腔的形状设计得特别巧妙。

有些密封齿可能是弯弯的，就像小月牙一样，有些密封腔可能是圆圆的，就像小山洞。

这些形状组合在一起，就更让那些想要偷偷溜走的气体或者液体摸不着头脑了。

你知道吗？迷宫密封还有一个很厉害的地方呢。

它在工作的时候，虽然一直在和那些想要跑出去或者跑进来的东西做斗争，但是它自己却不怎么需要额外的能量。

就像一个很自律的小卫士，自己就能坚守岗位。

一种主蒸汽疏水用迷宫式阀门

专利名称：一种主蒸汽疏水用迷宫式阀门
专利类型：发明专利
发明人：高俊男,陈方毅,解继刚,解涛,徐德勤,王海彬,富勇申请号：CN202111207700.4
申请日：20211018
公开号：CN113970059A
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种主蒸汽疏水用迷宫式阀门,包括阀体外壳，阀体外壳一侧设有斜进液流道、另一侧设有斜出液流道，阀体外壳内设有与斜进液流道以及斜出液流道连通的阀芯腔，阀体外壳底部设有自升降迷宫阀芯装置，自升降迷宫阀芯装置包括设于阀体外壳底部的可拆盖板，设于可拆盖板底部的升降部件，设于升降部件执行端的排液柱，以及设于排液柱顶部的迷宫管；迷宫管内设有疏水启闭装置，疏水启闭装置包括固定管，滑动连接固定管内壁的滑动管，设于滑动管底部的反压密封部件，以及套设于滑动管外壁的波纹管；阀体外壳底部设有反冲洗装置。

本发明是一种便于对阀体内部进行清洁的，阀体使用寿命长的迷宫式蒸汽疏水阀。

申请人：华能国际电力股份有限公司大连电厂
地址：116000 辽宁省大连市甘井子区大连湾村883-33号
国籍：CN
代理机构：湖南楚墨知识产权代理有限公司
代理人：王磊
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迷宫密封、浮环密封机理与维修

迷宫密封、浮环密封机理与维修第一篇：迷宫密封、浮环密封机理与维修迷宫密封、浮环密封机理与维修摘要：关键词：迷宫密封、浮环密封、维修我公司水煤浆装置中……………………………………，迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，毋须润滑，并允许有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合，这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封，其他的动密封的前置密封。

一、迷宫密封的密封机理流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。

对液体，有流体力学效应，其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应；对气体，还有热力学效应，即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换；此外，还有“透气效应”等。

而迷宫效应则是这些效应的综合反应，所以说，迷宫密封机理是很复杂的。

二、迷宫密封的结构型式迷宫密封按密封齿的结构不同，分为密封片和密封环两大类型。

密封片结构紧凑，运转中与机壳相碰，密封片能向两侧弯曲，减少摩擦，且拆换方便。

密封环由6～8块扇形块组成，装入机壳与转轴中，用弹簧片将每块环压紧在机壳上，弹簧片压紧力约60～100N，当轴与齿环相碰时，齿环自行弹开，避免摩擦。

这种结构尺寸较大，加工复杂，齿磨损后将整块密封环调换，因此应用不及密封圈结构广泛。

三、直通型迷宫的特性由于在轴表面加工沟槽或各种形状的齿要比孔内加工容易，因此常把孔加工成光滑面，与带槽或带齿的轴组成迷宫，这就是直通型迷宫，因制作方便，所以直通型迷宫应用最广。

但是，直通型迷宫存在着透气现象，其泄露量大于理想迷宫的泄露量。

3.1 迷宫特性的影响因素：1)齿的影响。

齿距一定时，齿数越多，泄露量越少。

齿距改变时，齿距越大，泄露量会急剧下降，同时还可以减少透气现象的影响。

2)膨胀室的影响。

一种迷宫式密封结构[发明专利]

专利名称：一种迷宫式密封结构专利类型：发明专利
发明人：孙忠良,田继发,田家东申请号：CN202110002916.0申请日：20210104
公开号：CN112628189A
公开日：
20210409
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明的迷宫式密封结构，主要由机壳和隔板组成的定子组、转轴、叶轮和安装在机壳和转轴之间的密封组件等组成，其特征在于：(1)在转轴上设置依次间隔排列设置的密封齿；(2)定子组中隔板上设有配合槽，密封组件直接与配合槽连接或通过螺栓把合连接；(3)密封齿高3.5mm～
5mm，齿与齿中心线间距4mm～5mm,两个密封齿之间的夹角为30度；(4)叶轮口圈处密封齿的结构形式不同，密封位置与密封齿数也可不同，一般在4～25齿。

申请人：沈阳斯特机械制造有限公司
地址：110164 辽宁省沈阳市沈北新区蒲南路155号
国籍：CN
代理机构：沈阳晨创科技专利代理有限责任公司
代理人：张晨
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燃气机曲折型迷宫密封的泄漏特性

燃气机曲折型迷宫密封的泄漏特性阎洪涛;杨健;赵铎;万杰;刘娇【摘要】以F级燃气轮机中曲折型迷宫密封为研究对象,对其内部流场和泄漏特性进行数值模拟,研究密封间隙、压比对迷宫密封泄漏特性的影响.结果表明:在相同密封间隙下,泄漏量随着压比的提高而增加;相同压比下,泄漏量随着密封间隙的减小而减少.基于数值计算结果,对现有迷宫密封泄漏量计算公式进行修正,建立曲折型迷宫密封的泄漏量计算公式.该公式计算结果与CFD数值模拟结果吻合很好,和同类公式相比,能够更为精确地计算该类型密封结构的泄漏量.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2016(041)007【总页数】4页(P112-114,125)【关键词】迷宫密封;泄漏量;燃气轮机【作者】阎洪涛;杨健;赵铎;万杰;刘娇【作者单位】中海石油(中国)有限公司北京100020;中国船舶重工集团公司第七○三研究所黑龙江哈尔滨150030;中国船舶重工集团公司第七○三研究所黑龙江哈尔滨150030;南京遒涯信息技术有限公司江苏南京211505;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TB42燃气轮机是一类广泛应用于油气田的动力设备，其密封性能是影响气轮机性能的关键问题之一，受到研究者的广泛关注。

燃气轮机采用的迷宫密封是应用非常广泛的一类非接触密封，主要通过在密封间隙的节流过程和空腔内的动能耗散过程中增加流体流动的局部损失来减少流体的泄漏量。

迷宫密封用于密封气体，具有结构简单、使用方便、工作可靠等优点。

泄漏量是迷宫密封的重要参数，精确计算出其泄漏量对于迷宫密封的设计及应用具有非常重要的意义[1]。

数值模拟能够可视化迷宫密封内的压力场和速度场，有助于分析研究迷宫密封的密封机制[2-3]。

本文作者采用二维k-ε模型，研究了某型燃气轮机中典型曲折型迷宫密封在不同间隙、不同压比下的泄漏特性，得到迷宫密封在不同工况下的泄漏量，并根据仿真分析结果建立了曲折型迷宫密封泄漏量计算公式，为同类型迷宫密封的研究提供了一种计算方法。