【压缩机网】迷宫密封是在旋转轴周围设置几个依次排列的环形密封齿，在齿和齿之间形成一系列截流间隙和膨胀腔。密封介质通过曲折迷宫间隙产生节流效应，达到堵漏的目的。
由于迷宫密封转子与外壳之间存在间隙，无固体接触，无润滑，允许热膨胀，适应高温、高压、高速频率，该密封形式广泛应用于汽轮机、燃气轮机、压缩机、鼓风机轴端和等级密封，其他动态密封前密封。
迷宫密封的密封机理
流体通过迷宫产生阻力并减少流量的功能称为“迷宫效应”。对液体有流体力学效应，包括水力磨阻效应和流束收缩效应；对气体有热力学效应，即由压缩或膨胀引起的热转换；此外，还有“透气效应”等。迷宫效应是这些效应的综合反应，因此迷宫密封机制非常复杂。
1、阻力效应：当泄漏液在迷宫中流动时，液体粘度引起的摩擦减缓了流量（泄漏量）。简单地说，沿流道沿流体摩擦和局部阻力构成阻力效应，前者与通道的长度和截面形状有关，后者与迷宫的弯曲数量和几何形状有关。一般来说：当流道长、转弯急、齿顶时，阻力大，压差损失明显，泄漏量减少。
2、流束收缩效应：由于流体通过迷宫缝，由于惯性的影响，流束的截面会减少。如果设孔面积为A，收缩后的最小流束面积为CC A,CC是这里的收缩系数。同时，气体通过孔后的速度也发生了变化。理想状态下的流速为U1，实际流速小于U1，使CD为速度系数，实际流速为U1=CDU1 因此，通过孔口的流量将等于CCCdAu1式的q=Cccd·Cd=a(流量系数)。迷宫缝的流量系数与缝隙的形状、齿顶的形状和壁面的粗糙度有关。对于非压缩流体，也与需诺数有关；对于压缩流体，压力比与马赫数有关。同时，也会影响接缝前的流动状态。因此，在复杂的迷宫中，一个缝的流量系数不能作为所有缝的流量系数。根据试验，一级流量系数较小，二级后缝口流量系数较大，一般流量系数为1。但尖齿的流量系数比1小，约0.7，圆齿的流量系数接近1，通常取a=l，计算泄漏量大。
3、热效应：理想的迷宫流道模型，由环形齿隙和齿腔串联而成。气体通过齿腔和齿腔的流动可描述如下：在间隙入口处，气体状态为p0、T0和零，气体越接近入口，气流越收缩和加速，在最小间隙后不远处，气流得到最大速度：当进入腔时，流量截面突然扩大，在腔内形成强涡旋。从能量的角度来看，气流的压力能在间隙前后转化为动能。与此同时，当气体高速进入两齿之间的环行腔室时，体积突然膨胀，产生剧烈的漩涡。涡流摩擦的结果将气流的大部分动能转化为热能，被腔室内的气流吸收并升高温度，热焓恢复到接近进入间隙的值。只有少数动能仍以余速进入下一个间隙，因此上述过程逐步重复。
4、透气性：在理想的迷宫中，认为通过缝隙的气流在膨胀室内动能，全部变成热能。也就是说，假设下一个缝的渐近速度等于零，但这只是在膨胀室特别宽和长时间内建立起来的。在一般直接通往迷宫的情况下，由于通过缝隙后的气流只能扩散到一侧，这种速度能(动能)不能在膨胀室内完全转化为热能，而光滑壁一侧的部分气体速度不会降低或只会稍微降低，直接通过每十个齿顶流向低压侧，称为“透气效应”。
结构类型的迷宫密封
根据密封齿的不同结构，迷宫密封分为两种类型：密封片和密封环。
密封件结构紧凑，运行时与外壳碰撞，可向两侧弯曲，减少摩擦，便于拆卸和更换。
密封环由6~8个扇形块组成，装入外壳和转轴，每个环用弹簧片压在外壳上，弹簧片压力约为60～100N，当轴与齿环接触时，齿环自行弹开，避免摩擦。该结构尺寸大，加工复杂，磨损后更换整个密封环，不广泛应用于密封圈结构。
理想迷宫的泄漏计算
给出以下条件：
1)泄漏气体是理想的气体，不考虑焦尔一汤姆逊效应，即气体的焓只与温度有关；
2)假设迷宫是由连续多缝组成的系列，两缝之间的膨胀室足够大；
3)通过缝隙的流动进行绝热循环膨胀，在此引用流量系数a;
4)由于等压控制，膨胀室内通过接缝后的流速能量在恒温下完全恢复，因此每个接缝前的速度接近0，即无透气性。
直通迷宫的特点
由于在轴表面加工槽或各种形状的齿比7L内容易，孔通常加工成光滑的，与带槽或带齿的轴形成迷宫。这是直通迷宫。由于制作方便，直通迷宫应用最广泛。然而，直通迷宫具有透气性，其泄漏量大于理想迷宫。
影响迷宫特征的因素：
1）齿的影响。根据国外试验，齿距一定时，齿数越多，泄漏量越少。当齿距政变时，齿距越大，泄漏量会急剧下降。同时，它可以减少透气性的影响。
2)膨胀室的影响。国外对膨胀室深度的影响进行了试验研究，得出结论，浅膨胀室有利于减少泄漏。
根据对膨胀室流动状态的观察，浅膨胀室中的涡旋不稳定。由于涡旋能迅速耗尽能量，膨胀室的渐近速度降低，从而减少泄漏。
3）副室的影响。所谓“副室”，是指直通迷宫光滑上开的辅助槽。开槽后，迷宫内的流动状态立即发生明显变化。试验证明，只要副室位置合适，泄漏的减少率就相当大。
迷宫气体密封的间隙
除特殊情况外，一般气轮机、燃气轮机等叶轮机械均采用迷宫式气体密封。径向问隙应根据以下因素进行选择：轴承问隙，制造公差。与装载误差、零件变形（如铸件收缩和失圆）、转子的挠度、临界旋转频率引起的振幅、热膨胀和变形等。在各种情况下，热膨胀的影响突出。因此，必须提前估计启动和停车时单个部件尺寸的变化，以及部件的相对位移。静态和动态有限元算法可以用来制定随时间变化的热膨胀规律，从而了解哪些是临界条件，间隙实际上应该有多大。
迷宫密封设计的重点
总结了迷宫密封设计中积累的经验，总结了以下几点：
1)尽量将气流动能转化为热能，而不使余速进入下一个间隙。齿与齿之间的问题应保持适当的距离，或用高低齿强制改变气流方向。齿间距一般为5~9mm。
2)密封齿应尽可能薄，并有锐角。齿尖厚度应小于0.5mm，在运行过程中偶尔与轴碰撞时，齿尖先磨损，脱离接触，不会因摩擦引起轴局部过热而造成事故。
3)由于迷宫密封泄漏量大，在密封易燃、易爆或有毒气体时，应注意防止环境污染。
采用充气迷宫密封，将惰性气体引入间隙，压力略大于密封气体压力；如果介质不允许混合充气，则可以使用抽气迷宫密封。
