CN102878108B - 一种轴向进气型空压机入口气密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向进气型空压机入口气密封装置，由外供密封气管道、密封气入口管道、一级中抽气管道及密封腔部分组成；外供密封气管道设在空压机进气侧，外供密封气管道安装第一针阀、第一止回阀和第一压力表；密封气入口管道设置在第一压力表后直至空压机的轴承箱；密封气入口管道从进气端安装有压力开关和第二针阀；一级中抽气管道设置一级冷却器后至第一压力表后压力开关前，一级中抽气管道装有第二止回阀。本发明能够实现机组未运行时采用外供仪表气密封，正常后切换至一级中抽气密封，使空压机组入口气密封所需气源得到可靠保证。当机组密封气压力发生异常时能够及时报警，以便操作人员及时响应，按照安全操作规程实现机组安全运行。

Description

一种轴向进气型空压机入口气密封装置

本发明属于空压机装置领域，涉及一种空压机气密封装置，尤其是一种轴向进气型空压机入口气密封装置。

背景技术

轴向进气型空压机以其减少空气压力损失的特点在空分装置中得到广泛使用，但是轴向进气型空压机由于轴承箱内置于入口管道内，机组运行时空压机进气侧轴承箱处于负压环境，如果密封工作做得不好，轴承润滑油便有可能漏入空压机进气室，进而带入空分装置，进入空分装置的油将随着冷箱温度的降低而结冰，造成冷箱流道不畅，氧气、氮气纯度不高，严重时可能引起冷箱阻塞，造成空分装置故障、停产，因此空分装置要求禁油、禁水。如何避免润滑油进入空压机进气室以确保空分装置的安全、可靠运行是亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种轴向进气型空压机入口气密封装置，以解决轴承润滑油漏入空压机进气室的问题，在机组未运行时采用外供仪表气（或氮气）密封，当机组运行正常后自动切换至一级中抽气（经过空压机第一级压缩后的气体）密封，使空压机组入口气密封所需的气源得到可靠保证，特别是在机组正常运行中；同时该装置通过设置密封气压力开关来限制机组处于非运行状态、润滑油泵处于“就地”操作状态时的手动操作，使润滑油泵在机组密封气压力未达到设定值前无法启动，确保机组处于非运行状态时润滑油同样无法泄漏入空压机进气室。密封气压力变送器可将密封腔内密封气压力远传至机组控制系统进行远程监测、保护，当机组密封气压力发生异常时，能够及时报警，以便操作人员及时响应，按照安全操作规程实现机组安全运行。

为实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种轴向进气型空压机入口气密封装置，其由外供密封气管道、密封气入口管道、一级中抽气管道及密封腔部分组成；其中：

所述的外供密封气管道设置在空压机的进气侧，外供密封气管道从进气端沿气流方向依次安装有第一针阀、第一止回阀和第一压力表；

所述的密封气入口管道设置在第一压力表后直至空压机的轴承箱；密封气入口管道从进气端沿气流方向依次安装有压力开关和第二针阀；

所述的一级中抽气管道设置在空压机一级冷却器后直至第一压力表后和压力开关前，一级中抽气管道上装有第二止回阀；

所述的密封腔部分包括空压机的轴承箱，轴承箱内靠近轴承箱最左端的主轴外表面一周设有拉别令气封；轴承箱包括由螺栓连接的上箱盖和下箱盖；上箱盖下表面边沿处刻有一条环绕空压机轴承箱中分面的槽，槽的首尾两端分别位于拉别令气封水平方向的两侧，下箱盖上表面上与该槽的对应位置也刻有一条相同的槽；上箱盖与下箱盖扣合时，两条槽完全扣合，从而在轴承箱的中分面上形成中分面密闭腔，该中分面密闭腔在水平方向上将轴承箱的上箱盖和下箱盖之间进行密封；

拉别令气封中段处的轴承箱内壁上环绕拉别令气封刻有一条环形槽，且该环形槽为竖直方向，该环形槽与拉别令气封的外壁形成轴径密封腔；该轴径密封腔与中分面密闭腔的两端相连通，轴径密封腔在竖直方向上对轴承箱与拉别令气封之间进行密封；

密封气入口管道与轴径密封腔以及中分面密封腔相连通。

本发明还包括如下其他技术特征：

所述轴承箱通过三个支撑筋支撑固定在空压机的进气蜗壳内，该三个支撑筋包括水平方向上对称设置在轴承箱两侧的两个支撑筋以及下箱盖底部的一个支撑筋；水平方向的一个支撑筋中设置密封气进气口，密封气入口管道通过该密封气进气口与轴径密封腔以及中分面密封腔相连通。

所述下箱盖底部与支撑筋连接处经支撑筋引出排放口及密封气压力变送器的监测口，该排放口及监测口均开口于空压机进气蜗壳底部之外。

本发明的优点：设置的外供密封气管道、密封气入口管道、一级中抽气管道及其管道上的针阀、止回阀，既可以向密封腔内提供压力适当的可靠稳定的密封气源，防止轴承润滑油漏入空压机进气室，又可使一级中抽气代替外供密封气完成空压机入口气密封，节省了外供密封气的用气量。密封气入口管道上设置的压力开关，有效的限制了轴承密封未建立之前润滑油泵被启动的危险，从源头上避免了轴承润滑油漏入空压机进气室。密封腔部分设置的拉别令气封，有效的阻止了密封气向空压机渗漏，同时防止空压机内压缩空气向轴承箱渗漏；设置的压力变送器，又可将密封腔内密封气压力远传至机组控制系统，以便操作人员能及时监测密封气压力状况，出现问题时及时做出响应，保证机组安全运行。

附图说明

图1是本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置的竖直方向剖面图；

图2是本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置的水平方向剖面图；

图3是本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置在空压机组未运行时的密封原理示意图；

图4是本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置在空压机组正常运行时的密封原理示意图；

图5是本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置设置的压力开关工作原理示意图。

图中的附图标记分别表示：1、外供密封气管道，2、第一针阀，3、第一止回阀，4、第一压力表，5、一级中抽气管道，6、第二止回阀，7、密封气入口管道，8、压力开关，9、第二针阀，10、轴承箱，10-1、上箱盖，10-2、下箱盖，11、拉别令气封，12、中分面密封腔，13、轴径密封腔，14、支撑筋，15、密封气进气口，16、排放口，17、压力变送器，18、空压机，19、空压机进气蜗壳，20、空压机进气室，21、主轴，22、轴承。

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式

参见图1-图4，本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置，由外供密封气管道1、密封气入口管道7、一级中抽气管道5及密封腔部分组成；其中：

所述的外供密封气管道1设置在空压机18的进气侧，在机组运行前提供仪表气或氮气等密封气源，外供密封气管道1从进气端沿气流方向依次安装有第一针阀2、第一止回阀3和第一压力表4；其中，第一针阀2用来调整外供密封气压力（减压）；第一止回阀3用来防止外供密封气倒流，同时防止一级中抽气由一级中抽气管道5进入外供密封气管道1；第一压力表4用来显示第一止回阀3后密封气供气压力；通过调节第一针阀2使外供密封气第一针阀2后压力稍低于空压机19一级中抽气压力。

所述的密封气入口管道7设置在第一压力表4后直至空压机18的轴承箱10；密封气入口管道7从进气端沿气流方向依次安装有压力开关8和第二针阀9；其中，压力开关8用来作为润滑油泵“就地”手动启动的限制条件；第二针阀9用来调整密封腔内密封气压力。

所述的一级中抽气管道5设置在空压机18一级冷却器后直至第一压力表4后和压力开关8前，一级中抽气管道5上装有第二止回阀6；机组运行正常后，一级中抽气从一级中抽气管道5进入密封气入口管道7，一级中抽气（经过空压机第一级压缩后的气体）代替外供密封气作为机组密封气。第二止回阀6用来防止外供密封气由外供密封气管道1通过一级中抽气管道5进入空压机18。

所述的密封腔部分包括空压机18的轴承箱10，轴承箱10内靠近轴承箱10最左端的主轴21外表面一周设有拉别令气封11，拉别令气封11既可防止空压机内的压缩空气进入轴承箱10内，又可防止轴承箱10内的润滑油及密封气进入空压机18；轴承箱10包括由螺栓连接的上箱盖10-1和下箱盖10-2；上箱盖10-1下表面边沿处刻有一条环绕空压机轴承箱10中分面的槽，槽的首尾两端分别位于拉别令气封11水平方向的两侧，下箱盖10-2上表面上与该槽的对应位置也刻有一条相同的槽；上箱盖10-1与下箱盖10-2扣合时，两条槽完全扣合，从而在轴承箱10的中分面上形成中分面密闭腔12，该中分面密闭腔12在水平方向上将轴承箱的上箱盖10-1和下箱盖10-2之间进行密封；

拉别令气封11中段处的轴承箱10内壁上环绕拉别令气封11刻有一条环形槽，且该环形槽为竖直方向，该环形槽与拉别令气封11的外壁形成轴径密封腔13；该轴径密封腔13与中分面密闭腔12的两端相连通，轴径密封腔13在竖直方向上对轴承箱10与拉别令气封11之间进行密封；

轴承箱10通过三个支撑筋14支撑固定在空压机18的进气蜗壳19内，该三个支撑筋14包括水平方向上对称设置在轴承箱10两侧的两个支撑筋14以及下箱盖10-2底部的一个支撑筋14；水平方向的一个支撑筋14中设置密封气进气口15，密封气入口管道7通过该密封气进气口15与轴径密封腔13以及中分面密封腔12相连通，密封气进气口15用来将密封气入口管道7输送的密封气注入密封腔；

下箱盖10-2底部与支撑筋14连接处经支撑筋14引出排放口16及密封气压力变送器的监测口17，该排放口16及监测口17均开口于空压机进气蜗壳19底部之外；其中，排放口16用来将轴承箱10内过量的密封气排出，防止密封气在轴承箱10内积聚产生过大压力，同时可将轴承箱10内少量渗出的轴承润滑油排出；密封气压力变送器17用来实现密封腔内密封气压力远程监测及报警。

参照图3，机组运行前，外供密封气通过外供密封气管道1的第一针阀2减压后送入密封气入口管道7，经过第二针阀8再次减压后通过密封气进气口15送入中分面密封腔12及轴径密封腔13。密封气充满轴径密封腔12及轴径密封腔13，向轴承22方向扩散的密封气可对轴承润滑油的外渗起到一定的阻碍作用，同时可将渗漏出的少许轴承润滑油引流至排放口16排出，有效的避免轴承润滑油漏入空压机进气室20，空压机进气室20是空压机进气蜗壳19与轴承箱10之间的空间。

参照图4，当机组正常运行后，一级中抽气经过第二止回阀6进入一级中抽气管道5，由于经第一针阀2调整后外供密封气供气压力略小于一级中抽气压力，使得一级中抽气自动取代外供密封气作为机组密封气进入密封气入口管道7，经过第二针阀9减压后送入密封腔，完成机组正常运行时的空压机18进气侧入口气密封。机组停运后，经第一针阀2、第一止回阀3、第二止回阀6、第二针阀9的调整作用，密封气源又自动切换回外供密封气，外供密封气与一级中抽气的自动切换不但保证空压机组入口气密封所需的可靠的密封气源供应，而且可使外供密封气消耗量最小。

参照图5，密封气入口管道7上设置的压力开关8限制润滑油泵“就地”手动启动，参照图4，将压力开关8的常开触点串联入润滑油泵“就地”手动控制电气回路中，当密封气压力未达到设定值时，压力开关8的常开触点断开，按下启泵按钮，无法启动润滑油泵。当密封气压力大于等于设定值时，压力开关8常开触点闭合，按下启泵按钮，保位继电器线圈得电，保位继电器常开触点闭合，控制回路闭合，润滑油泵启动，确保在密封气压力未正常建立时，润滑油泵无法启动，从源头上避免了轴承润滑油漏入空压机进气室20。

压力变送器17将监测到的密封腔内密封气压力信号转换为标准4~20mADC信号送至机组控制系统进行监测，当密封腔内压力异常时，控制系统及时报警，以便操作人员及时排除故障，实现安全生产。

本发明的轴向进气型空压机入口气密封装置，安全易操作，避免了轴向进气型空压机在运行过程中由于密封不良导致轴承润滑油渗漏入空压机进气室，进而导致对空压机组的运行产生较大影响甚至故障停机。通过外供密封气与一级中抽气的自动切换，有效的保证了密封气源供应，又节约了外供密封气的用气量。该装置还具有密封气压力限制润滑油泵启动及密封气压力远程监测报警的功能，进一步保证了空压机入口气密封的可靠性。经多次现场验证，取得了非常理想的效果。

Claims (3)

1.一种轴向进气型空压机入口气密封装置，其特征在于，由外供密封气管道（1）、密封气入口管道（7）、一级中抽气管道（5）及密封腔部分组成；其中：

所述的外供密封气管道（1）设置在空压机（18）的进气侧，外供密封气管道（1）从进气端沿气流方向依次安装有第一针阀（2）、第一止回阀（3）和第一压力表（4）；

所述的密封气入口管道（7）设置在第一压力表（4）后直至空压机（18）的轴承箱（10）；密封气入口管道（7）从进气端沿气流方向依次安装有压力开关（8）和第二针阀（9）；

所述的一级中抽气管道（5）设置在空压机（18）一级冷却器后直至第一压力表（4）后和压力开关（8）前，一级中抽气管道（5）上装有第二止回阀（6）； 

所述的密封腔部分包括空压机（18）的轴承箱（10），轴承箱（10）内靠近轴承箱（10）最左端的主轴（21）外表面一周设有拉别令气封（11）；轴承箱（10）包括由螺栓连接的上箱盖（10-1）和下箱盖（10-2）；上箱盖（10-1）下表面边沿处刻有一条环绕空压机轴承箱（10）中分面的槽，槽的首尾两端分别位于拉别令气封（11）水平方向的两侧，下箱盖（10-2）上表面上与该槽的对应位置也刻有一条相同的槽；上箱盖（10-1）与下箱盖（10-2）扣合时，两条槽完全扣合，从而在轴承箱（10）的中分面上形成中分面密封腔（12），该中分面密封腔（12）在水平方向上将轴承箱的上箱盖（10-1）和下箱盖（10-2）之间进行密封； 

拉别令气封（11）中段处的轴承箱（10）内壁上环绕拉别令气封（11）刻有一条环形槽，且该环形槽为竖直方向，该环形槽与拉别令气封（11）的外壁形成轴径密封腔（13）；该轴径密封腔（13）与中分面密封腔（12）的两端相连通，轴径密封腔（13）在竖直方向上对轴承箱（10）与拉别令气封（11）之间进行密封；

密封气入口管道（7）与轴径密封腔（13）以及中分面密封腔（12）相连通。

2.如权利要求1所述的轴向进气型空压机入口气密封装置，其特征在于，所述轴承箱（10）通过三个支撑筋（14）支撑固定在空压机（18）的进气蜗壳（19）内，该三个支撑筋（14）包括水平方向上对称设置在轴承箱（10）两侧的两个支撑筋（14）以及下箱盖（10-2）底部的一个支撑筋（14）；水平方向的一个支撑筋（14）中设置密封气进气口（15），密封气入口管道（7）通过该密封气进气口（15）与轴径密封腔（13）以及中分面密封腔（12）相连通。

3.如权利要求2所述的轴向进气型空压机入口气密封装置，其特征在于，所述下箱盖（10-2）底部与支撑筋（14）连接处经支撑筋（14）引出排放口（16）及密封气压力变送器的监测口（17），该排放口（16）及监测口（17）均开口于空压机进气蜗壳（19）底部之外。