CN102767533A - 一种油封密封结构及压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油封密封结构及压缩机，其涉及压缩机油封技术，包括叶轮、高速轴、拉杆和锁母；其中，还包括一设于所述转子转轴中的气道；所述气道进气口径向设于所述转轴位于所述拉杆的区段且位于所述叶轮朝向所述锁母的一侧；所述气道的出气口径向设于所述转轴位于所述高速轴的区段且位于所述油封与所述叶轮之间，并使所述出气口朝向所述油封的梳齿。其技术方案的有益效果是：降低结构的复杂性；改善叶轮的气动性能；提升油封的密封效能；结构简单，工艺相对简单，易于实现。

Description

一种油封密封结构及压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机油封技术，尤其是一种油封密封结构及压缩机。
背景技术
现有的离心压缩机一般以油作为齿轮之间及轴承中的润滑剂。为了防止油从齿轮箱中溢出，通常采用机械密封或迷宫密封来进行密封。机械密封的密封一般不能应用在高转速的转子上。迷宫密封可以应用在高转速场合，但存在下列缺陷：在不引入缓冲气体的情况下，为了保证密封效能，需要引入更多的梳齿结构，结果是油封总长增大，导致转子的总长相应地增大，而引起了转子动力学中一系列的问题；在引入缓冲气体的情况下，需要确保有连续的气体进入梳齿结构以保证油封的密封效能，导致整个机组需要另带一种密封气体介质，导致整机的结构过于复杂，难于维修。
发明内容
针对现有的离心压缩机存在的上述问题，现提供一种油封密封结构及压缩机。
具体技术方案如下：
一种油封密封结构，包括叶轮、高速轴、拉杆和锁母；所述叶轮包括叶轮柄，所述叶轮穿设于所述拉杆上，所述拉杆近所述叶轮柄的一端与所述叶轮柄一同伸入所述高速轴端面中心的台阶孔中并连接固定，所述锁母穿设于所述拉杆背向所述高速轴的一端，并抵靠所述叶轮，所述高速轴设有带梳齿的油封；所述叶轮、高速轴、拉杆和锁母形成以高速轴及拉杆为转轴的转子，其中，还包括一设于所述转子转轴中的气道；所述气道进气口径向设于所述转轴位于所述拉杆的区段且位于所述叶轮朝向所述锁母的一侧；所述气道的出气口径向设于所述转轴位于所述高速轴的区段且位于所述油封与所述叶轮之间，并使所述出气口朝向所述油封的梳齿。
优选的，所述气道包括第一区段和第二区段，所述第一区段主要由与所述拉杆中轴线重合的孔道形成，所述第二区段主要由所述拉杆周面与所述叶轮之间的间隙形成，所述第一区段与所述第二区段之间通过径向设于所述拉杆上的连接孔道联通。
优选的，所述气道的进气口主要由径向穿透所述锁母且由所述拉杆径向伸入并与所述第一区段的孔道联通的进气孔道形成。
优选的，所述气道的出气口主要由径向设置于所述高速轴端面中心的台阶孔孔壁上且与所述第二区段联通的出气孔道形成。
优选的，所述连接孔道有多个，多个所述连接孔道沿所述拉杆横截面周向均布。
优选的，所述进气孔道有多个，多个所述进气孔道沿所述锁母横截面周向均布。
优选的，所述进气孔道中轴线垂直于所述锁母表面曲面于进气孔道中轴线处的切平面。
优选的，所述进气孔道中轴线与所述拉杆的中轴线以所述拉杆背向所述高速轴一端为正方向成锐角。
优选的，所述出气孔道有多个，多个所述出气孔道沿所述高速轴横截面周向均布。
一种压缩机，其中，包括上述油封密封结构。
上述技术方案的有益效果为：
1.  利用锁母上产生的边界层作为密封气体，代替一般油封上使用的密封气体，降低结构的复杂性；
2.  降低黏附在叶轮轮毂表面的边界层厚度，改善叶轮的气动性能；
3.  以边界层气流为介质，替代梳齿与高速轴台阶之间的毛细管作用，提升油封的密封效能；
4.  结构简单，工艺相对简单，易于实现。
附图说明
图1为本发明一种油封密封结构的实施例的剖面结构示意图；
图2为本发明一种油封密封结构的实施例于锁母与叶轮连接处的剖面结构示意图；
图3为本发明一种油封密封结构的实施例于高速轴与油封连接处的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1、图2和图3所示，一种油封密封结构，包括叶轮1、高速轴2、拉杆3和锁母4；叶轮1包括叶轮柄11，叶轮1穿设于拉杆3上，拉杆3近叶轮柄11的一端与叶轮柄11一同伸入高速轴2端面中心的台阶孔中并连接固定，锁母4穿设于拉杆3背向高速轴2的一端，并抵靠叶轮1，高速轴2设有带梳齿51的油封5；叶轮1、高速轴2、拉杆3和锁母4形成以高速轴2及拉杆3为转轴的转子，其中，还包括一设于转子转轴中的气道；气道进气口径向设于转轴位于拉杆3的区段且位于叶轮1朝向锁母4的一侧；气道的出气口径向设于转轴位于高速轴2的区段且位于油封5与叶轮1之间，并使出气口朝向油封5的梳齿51。
上述技术方案的原理是：压缩机空气气流在通过压缩机进气道6后，在进入到叶轮1前，将通过转子与进气道6之间的流道，并在转子位于叶轮1与进气道6之间的部分表面形成边界层；通过在转子位于叶轮1与进气道6之间的部分上开设进气口，在空气气流压强的作用下，边界层将会流进进气口；并通过设于转子转轴中的气道流动至位于转子转轴上位于油封5与叶轮1之间的出气口，并从出气口流出，由于出气口朝向油封5的梳齿51，使出气口流出的气流阻止油滴从梳齿51往叶轮1方向漏出，并使由空气气流于转子位于叶轮1与进气道6之间的部分表面形成的边界层成为稳定的气压，代替梳齿51与高速轴3之间流道的微细管作用，提高油封的密封效果。
于上述技术方案基础上，进一步的，气道包括第一区段和第二区段，第一区段可主要由与拉杆3中轴线重合的孔道71形成，第二区段可主要由拉杆3周面与叶轮1之间的间隙72形成，第一区段与第二区段之间通过径向设于拉杆3上的连接孔道73联通。其中孔道71可通过直接由拉杆3近锁母4一端的端面中心钻孔并以物料填充拉杆3的端面至进气口处的孔道形成。
气道的进气口可主要由径向穿透锁母4且由拉杆3径向伸入并与第一区段的孔道71联通的进气孔道81形成。为保证锁母4在多次组装与拆卸后依然能够对准，锁母4与拉杆3上的进气孔道81可在在装配后进行配钻形成进气孔道81。一种较优的实施方式是，使进气孔道81中轴线垂直于锁母4表面的曲面于进气孔道81中轴线处的切平面。由于锁母4表面的曲面为适应空气动力学需要一般设计为类似圆台或者圆锥的形状，当进气孔道81中轴线垂直于锁母4表面的曲面于进气孔道81中轴线处的切平面时，进气孔道81中轴线与拉杆3的中轴线以拉杆3背向高速轴2一端为正方向成锐角，从而更有利于边界层气流进入进气孔道81。在此基础上，可使连接孔道73与拉杆3的中轴线以拉杆3背向高速轴2一端为正方向的夹角与进气孔道81中轴线与拉杆3的中轴线以拉杆3背向高速轴2一端为正方向的夹角互为补角，从而有利于边界层气流在气道内的流通。
于上述技术方案基础上，进一步的，气道的出气口可主要由径向设置于高速轴2端面中心的台阶孔孔壁上且与第二区段联通的出气孔道82形成。一种较优的实施方式是，使形成第二区段的拉杆3周面与叶轮1之间的间隙72的流道截面积大于出气孔道82的截面积，从而可使气道内边界层气流的压力获得提升，从而增强出气孔道82中流出的气体的密封效果。 
于上述技术方案基础上，进一步的，连接孔道73可设置多个，多个连接孔道73沿拉杆横截面周向均布。
于上述技术方案基础上，进一步的，进气孔道81可设置多个，多个进气孔道81沿锁母4横截面周向均布。
于上述技术方案基础上，进一步的，出气孔道82可设置多个，多个出气孔道82沿高速轴2横截面周向均布。
本发明的实施例中还包括一种压缩机，其中，包括上述油封密封结构。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，所以凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等效结构变化，或者本领域技术人员惯用的技术手段进行替换，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油封密封结构，包括叶轮、高速轴、拉杆和锁母；所述叶轮包括叶轮柄，所述叶轮穿设于所述拉杆上，所述拉杆近所述叶轮柄的一端与所述叶轮柄一同伸入所述高速轴端面中心的台阶孔中并连接固定，所述锁母穿设于所述拉杆背向所述高速轴的一端，并抵靠所述叶轮，所述高速轴设有带梳齿的油封；所述叶轮、高速轴、拉杆和锁母形成以高速轴及拉杆为转轴的转子，其特征在于，还包括一设于所述转子转轴中的气道；所述气道进气口径向设于所述转轴位于所述拉杆的区段且位于所述叶轮朝向所述锁母的一侧；所述气道的出气口径向设于所述转轴位于所述高速轴的区段且位于所述油封与所述叶轮之间，并使所述出气口朝向所述油封的梳齿。
2.如权利要求1所述油封密封结构，其特征在于，所述气道包括第一区段和第二区段，所述第一区段主要由与所述拉杆中轴线重合的孔道形成，所述第二区段主要由所述拉杆周面与所述叶轮之间的间隙形成，所述第一区段与所述第二区段之间通过径向设于所述拉杆上的连接孔道联通。
3.如权利要求2所述油封密封结构，其特征在于，所述气道的进气口主要由径向穿透所述锁母且由所述拉杆径向伸入并与所述第一区段的孔道联通的进气孔道形成。
4.如权利要求2所述油封密封结构，其特征在于，所述气道的出气口主要由径向设置于所述高速轴端面中心的台阶孔孔壁上且与所述第二区段联通的出气孔道形成。
5.如权利要求2所述油封密封结构，其特征在于，所述连接孔道有多个，多个所述连接孔道沿所述拉杆横截面周向均布。
6.如权利要求3所述油封密封结构，其特征在于，所述进气孔道有多个，多个所述进气孔道沿所述锁母横截面周向均布。
7.如权利要求3所述油封密封结构，其特征在于，所述进气孔道中轴线垂直于所述锁母表面曲面于进气孔道中轴线处的切平面。
8.如权利要求3所述油封密封结构，其特征在于，所述进气孔道中轴线与所述拉杆的中轴线以所述拉杆背向所述高速轴一端为正方向成锐角。
9.如权利要求4所述油封密封结构，其特征在于，所述出气孔道有多个，多个所述出气孔道沿所述高速轴横截面周向均布。
10.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一所述油封密封结构。
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