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CN105927542A - 一种双螺杆压缩机转子轴封结构 - Google Patents

一种双螺杆压缩机转子轴封结构 Download PDF

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Publication number
CN105927542A
CN105927542A CN201610438227.3A CN201610438227A CN105927542A CN 105927542 A CN105927542 A CN 105927542A CN 201610438227 A CN201610438227 A CN 201610438227A CN 105927542 A CN105927542 A CN 105927542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
screw
compressor
seal structure
shaft seal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610438227.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李星星
陈文卿
田雅芬
王闯
邢子文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Original Assignee
Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Academy of Xian Jiaotong University filed Critical Suzhou Academy of Xian Jiaotong University
Priority to CN201610438227.3A priority Critical patent/CN105927542A/zh
Publication of CN105927542A publication Critical patent/CN105927542A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00—Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005—Axial sealings for working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/06—Silencing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/40—Pumps with means for venting areas other than the working chamber, e.g. bearings, gear chambers, shaft seals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双螺杆压缩机转子轴封结构，包括靠近转子端面齿形轴肩上均布的螺旋槽，所述螺旋槽与转子轴线有一个夹角，并且槽的旋向与转子齿形的旋向相反，且槽的开口方向与轴肩的法线有一个小夹角，且槽的开口方向与转子旋转方向相反。在压缩机工作时，螺旋槽内的工作面将其内部的液体甩出，前述被甩出的密封液体的运动方向与所在螺杆转子齿的旋向一致指向工作腔。由于螺旋槽内密封液体的供给压力来源于螺杆压缩机排气，并且在螺旋槽工作面的推动下被甩出的密封液能量大于工作腔内介质压力，从而使被甩出的密封液流向压缩机工作腔来阻止腔内介质的泄漏。本发明的突出优点是密封效果较其它轴密封好，使用寿命长，可提高压缩机工作效率。

Description

一种双螺杆压缩机转子轴封结构
技术领域
本发明涉及一种双螺杆压缩机转子轴封结构，属于密封装置技术领域。
背景技术
双螺杆压缩机是瑞典人于1934年发明的，其最初目的是用于柴油机和燃气轮机的增压。20世纪60年代以前，螺杆压缩机的发展非常缓慢，只在军事装备中有高速、无油的螺杆压缩机得以应用。之后，喷油技术应用到螺杆压缩机中，降低了对螺杆转子加工精度的要求，对压缩机的噪声、结构、转速等都产生了有利作用。目前，喷油螺杆压缩机广泛应用于空气动力、制冷空调等领域，无油螺杆压缩机广泛应用于石油、化工、食品、医药等领域。
喷油双螺杆压缩机中与压缩腔紧邻的转子轴段的轴封，特别是在排气端，这种轴封更为重要。为了防止压缩腔的气体通过转子轴向外泄漏，必须在排气端的转子工作段与轴承之间加一个轴封。现有双螺杆压缩机轴封形式非常简单，主要是在与轴颈相应的机体处开设特定的油槽，通入具有一定压力的密封油以实现轴向密封。
由于压缩介质和运行工况的不同，喷油双螺杆空气压缩机的轴封与螺杆制冷和工艺压缩机的轴封有很大的不同。当喷油螺杆制冷和工艺压缩机采用滚动轴承受径向力时，其转子工作段与轴承之间的轴封，可采用与前述螺杆空气压缩机相同的结构。采用滑动轴承承受径向力时，滑动轴承本身就自动起到了轴封的作用。
在实际的产品中，上述密封油来自于油气分离桶，经过一系列管路进入压缩腔与轴承之间的轴肩密封环形空间，实际密封油的压力低于压缩机工作腔的介质压力，会有部分工作介质泄漏到轴承腔然后随润滑油回到低压腔。在高压工艺螺杆压缩机中，必须给滑动轴承提供压力高于所密封气体压力的润滑油，以使轴承沿长度方向布满油，有效地起到密封的作用。这就需要另外增加一套高压供油装置，使系统变得更加复杂。
综上所述，现有技术水平条件下的双螺杆压缩机工作腔排气侧轴封设计结构太简单，实际运行过程中会导致工作腔内的高压介质泄漏，使高压气体泄漏到压缩机低压腔，从而使压缩机容积效率降低。现有技术存在的另一个问题是在高压机组中，滑动轴承的供油压力需要增压泵提供，从而使机组封维护保养麻烦，加上油泵功率损耗，以及润滑油系统的定期保养等一系列问题，亟待有一种新的螺杆转子轴封以解决上述问题。
发明内容
为了解决现有双螺杆压缩机转子轴封存在的一系列的问题，本发明现提供一种双螺杆压缩机转子轴封结构。具体技术方案如下：
一种双螺杆压缩机转子轴封结构，包括靠近螺杆转子端面齿形的轴肩上均布的螺旋槽，所述螺旋槽与转子轴线有一个夹角，所述螺旋槽的旋向与所在螺杆转子端面齿形的旋向相反，所述螺旋槽的开口方向与所在轴肩的法线有一个小夹角，并且螺旋槽的开口与转子旋转方向相反。在螺杆压缩机正常工作时，前述倾斜的螺旋槽上的工作面将其内部的密封液体甩出螺旋槽，前述被甩出的密封液体的运动方向与所在螺杆转子端面齿形的旋向一致指向工作腔。由于螺旋槽内密封液体的供给压力来源于螺杆压缩机排气，并且在螺旋槽工作面的推动下对螺旋槽内的密封液做功，从而使被甩出的密封液能量大于工作腔内介质压力，从而使被甩出的密封液流向压缩机工作腔，最重要的是可减少工作腔内介质的泄漏以提高压缩机的工作效率。
与现有技术相比，本发明所述的双螺杆压缩机转子轴封结构，可实现螺杆压缩机工作腔内工作介质的良好密封，既可以减少压缩腔内泄露，又可以利用所述螺旋槽对密封液做功以增加密封液的压力，从而可以简化高压螺杆压缩机必须增加滑动轴承供油泵的环节，同时降低系统电力能耗与振动噪音水平。本发明的轴封结构较现有密封效果好，属于主动式密封结构，结构简单，密封使用寿命长，可提高压缩机容积效率。
附图说明
为了更好地说明本发明的特征，下面将对实施例描述中所需要的使用的附图进行简单地介绍。
图1是采用本发明制造的阳转子轴封结构图；
图2是采用本发明制造的阳转子轴封主视图；
图3是采用本发明制造的阳转子轴封局部放大图；
图4是采用本发明制造的阳转子轴封局部放大轴侧视图；
图5是采用本发明制造的转子轴封与压缩机主机结构图；
其中，1螺杆转子；2螺旋槽；3螺旋槽内的工作面；4环形槽；5需要被密封的环形间隙；6压缩机排气侧工作腔；7轴承回油腔；8轴肩；9端面齿形。
具体实施方案
下面结合附图实施例对本发明做进一步描述。
图1为螺杆阳转子轴封结构图，本发明的轴封结构主要由靠近螺杆转子1端面齿形9的轴肩8上均布的螺旋槽2、环形槽4构成，所述螺旋槽2与螺杆转子1轴线有一个夹角，该夹角可以在5度-15度之间。
如图2所示，为使螺旋槽2在转子1旋转时对槽内的密封液做功，所述螺旋槽2的旋向与所在螺杆转子1上端面齿形9的旋向相反；并且同时要使螺旋槽2的开口方向与所在轴肩8的法线有一个小夹角，所述小夹角可以在10度-45度之间，且所述螺旋槽2的开口方向与转子1旋转方向要相反，如图3所示。
如图4所示，螺旋槽2中倾斜的工作面3在转子1旋转时对槽内的密封液做功后槽内部的密封液体甩出，前述被甩出的密封液体的运动方向与所在螺杆转子端面齿形9的旋向一致且指向工作腔，从而在需要被密封的环形间隙5内将压缩机工作腔内的工作介质挡住。
如图5所示，螺旋槽2内密封液体的供给压力来源于螺杆压缩机排气，并且在螺旋槽2内工作面3的推动下对密封液体做功，使被甩出的密封液体压力大于工作腔内介质压力，从而可减少工作腔内介质的泄漏以提高压缩机的工作效率。
本发明实施例公开的本发明的双螺杆压缩机转子轴封结构具有结构简单、加工方便，从而可以整体提高双螺杆压缩机的产气量，同时降低能耗与振动噪音水平。本发明的轴封结构较现有密封效果好，属于主动式密封结构，结构简单，密封使用寿命长，可提高压缩机容积效率。
以上所述仅为本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实例外，本发明还有其他实施方式。凡在本发明原则之内，采用等效修改、等同替换或改进等形成的，均应包含在本发明权利要求书定义的范围之内。

Claims (5)

1.一种双螺杆压缩机转子轴封结构，包括靠近螺杆转子(1)端面齿形(9)的轴肩(8)上均布的螺旋槽(2)，其特征在于，所述螺旋槽(2)与螺杆转子(1)轴线有一个夹角。
2.根据权利要求1所述的双螺杆压缩机转子轴封结构，其特征在于，所述螺旋槽(2)的旋向与所在螺杆转子(1)上端面齿形(9)的旋向相反。
3.根据权利要求1和2所述的双螺杆压缩机转子轴封结构，其特征在于，所述螺旋槽(2)的开口方向与所在轴肩(8)的法线有一个小夹角，并且所述螺旋槽(2)的开口方向与螺杆转子(1)旋转方向相反。
4.根据权利要求1、2或3所述的双螺杆压缩机转子轴封结构，其特征在于，所述螺旋槽(2)中倾斜的工作面(3)在螺杆转子(1)旋转时可将其槽内部的密封液体甩出，上述被甩出的密封液体的运动方向与所在螺杆转子端面齿形(9)的旋向一致且指向工作腔。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的双螺杆压缩机转子轴封结构，其特征在于，所述螺旋槽(2)内密封液体的供给压力来源于螺杆压缩机排气，并且在螺旋槽(2)内工作面(3)的推动下被甩出的密封液体压力大于工作腔内介质压力，从而可减少工作腔内介质的泄漏以提高压缩机的工作效率。
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Application publication date: 20160907

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