馮嬌嬌 胡波
摘 要：本文列舉了迷宮壓縮機密封原理及結構特點，分析其優缺點并說明其特殊應用。
關鍵詞：迷宮壓縮機；密封原理；結構特點；應用
1 迷宮壓縮機的密封原理
迷宮壓縮機是指活塞與氣缸壁、活塞桿與填料之間采用非接觸式迷宮密封技術的一種新型壓縮機。與傳統的采用接觸式密封形式的壓縮機相比，迷宮壓縮機不存在填料密封環、活塞環等摩擦產生的碎屑對氣體的影響，可以獲得較為純凈的氣體。并且對于混入介質中的雜質不是很敏感，此結構特點，決定了迷宮壓縮機的應用領域更加廣泛。
2 迷宮壓縮機的結構特點
迷宮壓縮機的結構分為閉式和開式。兩者在結構上的區別在于曲軸箱是否是封閉結構。
迷宮壓縮機由三部分組成：
（1）氣缸壓縮部分：主要完成氣體增壓，采用迷宮密封結構，在氣缸上和活塞上分別有迷宮槽，進行介質的減壓和密封，為設備中的無油部分。
（2）曲軸箱傳動部分：通過主電機帶動曲軸，曲軸連接連桿和十字頭運動，傳遞給活塞桿，驅動活塞的壓縮過程，并采用導向軸承結構對活塞進行精確導向定心，為設備的有油部分；閉式迷宮壓縮機的曲軸箱帶有機械密封結構，曲軸箱可以承受一定壓力，主要用于不允許泄漏到大氣中的介質，一般用于進氣壓力較低的介質。
（3）隔離區域部分：通過充以惰性氣體，將壓縮部分（無油）與曲軸箱（有油）部分隔離開來。在高溫和低溫的介質時還要增加隔熱或隔冷的腔室。
3 迷宮壓縮機的特點
（1）可靠性：非迷宮往復活塞壓縮機的密封元件采用非金屬材料制作，壓縮機工作時，它與缸體內壁或者活塞桿相互摩擦而產生微粒直接污染壓縮氣體，而迷宮壓縮機采用節流密封，設計上無活塞環、支承環，使迷宮壓縮機具有極高壽命和可靠性。填料密封屬于非接觸式密封。填料環采用石墨材料，填料環的內壁帶有節流環槽。迷宮壓縮機不僅排氣無油，而且壓縮機氣缸內不產生任何粉塵磨屑，同時對壓縮介質中混入的雜質顆粒不敏感，在易燃易爆烴類氣體及氧氣裝置中，或在超高溫或在超低溫工況及壓縮干燥氣體（如：氮氣）時使用更具有極高的安全可靠性。
（2）經濟性：迷宮活塞壓縮機沒有連續摩擦而引起活塞環和填料密封環磨損現象，維修費用低，開工率高，僅有極少的幾個部件要求特別維護，且為立式結構，占地面積小；迷宮活塞既可逾越非金屬材料活塞環允許的Z高工作溫度安全運行，亦可高于氣缸有油潤滑壓縮機的壓縮機油閃點正常工作，還可低于普通金屬材料為防冷脆而限定的Z低工作溫度下正常工作，這無疑提高了經濟效益。
（3）安全性：迷宮活塞壓縮機通過氣流的所有部件用金屬制成，設計盡可能簡單，在壓縮范圍內無機械摩擦產生，在壓縮易燃易爆有毒氣體時還可采用閉式結構，提高了壓縮機的安全性。
迷宮壓縮機的缺點：
（1）密封零件的加工精度要求很高，零件間空間緊湊，拆裝比較困難。
（2）活塞與氣缸間的間隙較小，對于活塞桿的定位導向要求較高，一旦機器運轉不良，發生摩擦磨損，就會降低密封性能，并且修復成本較高。
（3）對于填料環的密封性能要求較高，當設計或組裝不當事，泄露比較嚴重。
4 迷宮壓縮機的特殊應用
迷宮壓縮機主要應用的介質包括：烯烴類、空氣、氮氣、BOG低溫介質、高溫介質等。
（1）對于烯烴類等易液化的介質，要注意進氣液體的分離。由于壓縮機不能壓縮液體，需要核算壓縮機工況是否處在該介質的液化區，并且對于易液化的介質，在分離器上設置自動排液裝置以便可以及時進行冷凝液體的收集和排放。
（2）迷宮壓縮機可以用到低溫-196 ℃和高溫300 ℃的介質中，在設計中主要需要考慮以下幾點。
①與氣體接觸的零件需要采用變形量小的材料。
例如：與介質接觸的氣缸、活塞和氣閥等金屬零件可以采用奧氏體不銹鋼材料和高鎳球鐵材料，對于填料環等密封件采用特制石墨材料。以保證在高溫或低溫時各零件間的膨脹量相對小一些，更有利于各零件的配合。
②與氣體接觸的零件需要做深冷試驗及檢驗，并且對于連接處的螺栓螺母等需要做二次預緊，保證機器運轉時的安全性。另外在重要的連接部位更要注意鎖緊形式的采用，例如在與高溫或低溫介質接觸的部位采用鋼絲螺套進行螺紋的加固，并且采用鬧得牢防松墊圈來增加螺栓、螺母的鎖緊性能，但是鬧得牢防松墊圈在數次重復拆卸后，其性能會降低，應適時的更換，來保證設備的安全。
③在氣缸和曲軸箱間設置隔熱或隔冷的腔室。通過在隔室里通冷凍鹽水或通導熱油的方法，阻隔零件間的熱量傳遞。防止高溫或低溫介質的溫度傳遞到曲軸箱，影響潤滑油的溫度，降低潤滑效果。同時在隔室里充入氮氣吹掃，也可帶走一部分的高溫或低溫介質產生的熱量。
5 迷宮壓縮機的發展前景
1935年瑞士蘇爾壽公司開發研制了臺迷宮壓縮機，開創了迷宮壓縮機應用的先河，并且長期的控制了國內外迷宮壓縮機的市場占有率。隨著石油化工領域的不斷發展，迷宮壓縮機的應用更加廣泛，特別在節能減排項目上的應用，更提高了迷宮壓縮機的使用率，市場的需求推動了迷宮壓縮機國產化的進程，迷宮壓縮機發展潛力是巨大的。
參考文獻
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[3]朱圣東，鄧建，吳家聲.無油潤滑壓縮機[M].北京：機械工業出版社，2001.
（來源：科技資訊）
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