CN104019053B - 高速转子启停时防止密封圈损坏的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，包括轴、轴承和齿轮箱，其特征在于：齿轮箱上对应轴伸出端的部位设有密封安装腔，轴端密封组件装配在密封安装腔内；油密封圈固定在密封安装腔底部，油密封圈套设在轴上，油密封圈与轴之间存有间隙；封板设置在油密封圈外侧，封板固定在齿轮箱上，封板套设在轴上，封板内孔与轴之间设置轴套，轴套与封板配合连接，轴套与轴之间存有间隙；气密封圈设置在封板与油密封圈之间，气密封圈固定在封板上，气密封圈套设在轴上，气密封圈与轴之间存有间隙；轴套与轴之间的间隙小于油密封圈与轴之间的间隙和气密封圈与轴之间的间隙。本发明能够有效防止密封圈损坏，保证风机能够长期正常运行。

Description

高速转子启停时防止密封圈损坏的结构
技术领域
本发明涉及一种高速离心风机上使用的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，属于机械结构技术领域。
背景技术
在已有技术中，由于高速离心风机的高速转子重心位于两轴承支承点外，风机在静止时高速转子受到重力的作用，其中轴先接触密封圈。风机在启动和停机的瞬间，高速转子中的轴会与密封圈发生强烈的摩擦，由于密封圈一般用铝合金材料制作而成，强烈摩擦很容易导致其损坏，从而影响高速离心风机的正常运行，需要维修。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其用于高速离心风机上，能够有效防止高速离心风机的高速转子在启动、停机时与密封圈发生强烈摩擦而导致密封圈损坏，保证风机能够长期正常运行，降低设备维修维护成本，延长设备使用寿命。
按照本发明提供的技术方案：高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，包括轴、轴承和齿轮箱，轴通过两个轴承支承装配在齿轮箱内，轴承与轴之间存有间隙，轴的伸出端用于安装叶轮，轴的伸出端与齿轮箱之间通过轴端密封组件密封；其特征在于：所述齿轮箱上对应轴伸出端的部位设有密封安装腔，所述轴端密封组件装配在密封安装腔内；所述轴端密封组件包括油密封圈、气密封圈、轴套和封板，所述油密封圈固定在密封安装腔底部，油密封圈套设在轴上，油密封圈与轴之间存有间隙；所述封板设置在油密封圈外侧，封板固定在齿轮箱上，封板套设在轴上，封板内孔与轴之间设置轴套，轴套与封板配合连接，轴套与轴之间存有间隙；所述气密封圈设置在封板与油密封圈之间，气密封圈固定在封板上，气密封圈套设在轴上，气密封圈与轴之间存有间隙；所述轴套与轴之间的间隙小于油密封圈与轴之间的间隙和气密封圈与轴之间的间隙。
作为本发明的进一步改进，所述油密封圈内设有回油腔，所述轴位于回油腔内的部分设有甩油盘；所述油密封圈的内孔周壁上设有相互平行的第一环形油槽和第二环形油槽，所述第一环形油槽邻近回油腔的一侧开口并与回油腔连通，第一环形油槽的开口边沿与所述甩油盘的内侧面之间存有间隙；所述第二环形油槽通过所述油密封圈和齿轮箱上设有相连通的回油孔，所述回油腔和第一环形油槽均通过回油孔连通至齿轮箱内部。
作为本发明的进一步改进，所述油密封圈、气密封圈和封板围成集气腔，所述集气腔通过通气孔与外界大气连通，所述轴位于集气腔内的部分设有甩气环。
作为本发明的进一步改进，所述甩气环设置在轴上贴近油密封圈外端面的位置处，甩气环内侧面与油密封圈外端面之间存有间隙。
作为本发明的进一步改进，所述轴承与轴的半径间隙为0.04mm~0.1mm，所述轴套与轴的半径间隙为0.04mm~0.1mm，所述油密封圈与轴的半径间隙为0.1mm~0.18mm，所述气密封圈与轴的半径间隙为0.1mm~0.18mm。
作为本发明的进一步改进，所述轴承采用可倾瓦轴承。
作为本发明的进一步改进，所述轴套采用青铜材料制成。
作为本发明的进一步改进，所述气密封圈采用多级迷宫式密封圈。
本发明与已有技术相比，具有以下优点：本发明结构简单、紧凑、合理，能够有效防止高速离心风机的高速转子在启动、停机时与密封圈发生强烈摩擦而导致密封圈损坏，有利于保护密封圈，延长密封圈的使用寿命，从而保证风机能够长期正常运行，降低设备维修维护成本，延长设备使用寿命；并且制造成本低，适合所有规格的高速离心风机上使用，适用范围广泛。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，实施例中的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构主要由轴1、轴承2、齿轮箱3、油密封圈4、气密封圈5、轴套6、封板7和叶轮8等零部件组成。
如图1所示，轴1通过两个轴承2支承装配在齿轮箱3内，轴承2与轴1之间存有间隙，轴1的伸出端安装叶轮8，轴1的伸出端与齿轮箱3之间通过轴1端密封组件密封；所述齿轮箱3上对应轴1伸出端的部位设有密封安装腔，所述轴1端密封组件装配在密封安装腔内；所述轴1端密封组件主要由油密封圈4、气密封圈5、轴套6和封板7组成，所述油密封圈4通过螺钉直接固定在密封安装腔底部，油密封圈4套设在轴1上，油密封圈4与轴1之间存有间隙；所述封板7设置在油密封圈4外侧，封板7通过螺钉固定在齿轮箱3上，封板7套设在轴1上，封板7内孔与轴1之间设置轴套6，轴套6与封板7配合连接，轴套6与轴1之间存有间隙；所述气密封圈5设置在封板7与油密封圈4之间，气密封圈5通过螺钉固定在封板7上，气密封圈5套设在轴1上，气密封圈5与轴1之间存有间隙；所述轴套6与轴1之间的间隙小于油密封圈4与轴1之间的间隙和气密封圈5与轴1之间的间隙。
如图1所示，本发明实施例中，所述油密封圈4内设有回油腔14，所述轴1位于回油腔14内的部分设有甩油盘1a；所述油密封圈4的内孔周壁上设有相互平行的第一环形油槽11和第二环形油槽12，所述第一环形油槽11邻近回油腔14的一侧开口并与回油腔14连通，第一环形油槽11的开口边沿与所述甩油盘1a的内侧面之间存有间隙；所述第二环形油槽12通过所述油密封圈4和齿轮箱3上设有相连通的回油孔13，所述回油腔14和第一环形油槽11均通过回油孔13连通至齿轮箱3内部。所述第一环形油槽11和第二环形油槽12也构成了多级迷宫式密封，提高了油密封圈4的密封性能。
如图1所示，本发明实施例中，所述油密封圈4、气密封圈5和封板7围成集气腔10，所述集气腔10通过通气孔9与外界大气连通，所述轴1位于集气腔10内的部分设有甩气环1b。优选地，所述甩气环1b设置在轴1上贴近油密封圈4外端面的位置处，甩气环1b内侧面与油密封圈4外端面之间存有间隙。
由于高速转子的重心在轴承2的支承点外，采用上述结构后，风机静止时受重力作用，高速转子中的轴1先接触轴套6，轴套6对轴1有向上的支承作用，由于轴套6与轴1之间的间隙小于油密封圈4与轴1之间的间隙和气密封圈5与轴1之间的间隙，在风机启停瞬间，轴1在轴套6的支承作用下不会与油密封圈4和气密封圈5发生强烈摩擦，从而保护了油密封圈4和气密封圈5。本发明实施例中，经过多次实际使用测试，各间隙的设计数据优选如下：所述轴承2与轴1的半径间隙a1为0.04mm~0.1mm，所述轴套6与轴1的半径间隙a2为0.04mm~0.1mm，所述油密封圈4与轴1的半径间隙b1为0.1mm~0.18mm，所述气密封圈5与轴1的半径间隙b2为0.1mm~0.18mm。
本发明中，所述轴承2优选采用可倾瓦轴承2。所述轴套6优选采用耐磨的青铜材料制成，有利于减轻轴套6的磨损，延长其使用寿命。所述气密封圈5优选采用多级迷宫式密封圈，以提高密封效果。
具体应用时，在风机启动瞬间，轴1高速转动，从静止时的下垂位置到正常工作时的位置，此时轴1与轴套6之间发生瞬间摩擦，轴套6有向上的支承作用，轴1不会与油密封圈4和气密封圈5发生强烈摩擦，从而保护了油密封圈4和气密封圈5。
在风机停机瞬间，轴1减速运转至平稳停机，从工作时的位置到静止时的下垂位置，此时轴1与轴套6之间发生瞬间摩擦，轴1在轴套6的支承作用下仍然不会与油密封圈4和气密封圈5发生强烈摩擦，保护了油密封圈4和气密封圈5。
在风机正常工作时，蜗壳内的压缩空气会从叶轮8与齿轮箱3的间隙泄漏出来，由于多级迷宫式的气密封圈5与轴1之间存有间隙，该间隙会使流经的气流大幅降压，从而控制气体通过此间隙的泄漏量，而且泄漏出的空气随后被高速转动的轴1上的甩气环1b甩至集气腔10，然后经过通气孔9通往外界大气。齿轮箱3内的部分润滑油会沿着轴1与轴承2的间隙泄漏出来，由于多级迷宫式的油密封圈4与轴1之间也存有间隙，该间隙会使流经的润滑油大幅降压，从而控制润滑油通过此间隙的泄漏量，而且泄漏出的润滑油被高速转动的轴1上的甩油盘1a甩至回油腔14后经过回油孔13流入到齿轮箱3内，避免润滑油进到集气腔10带来污染，可有效地实现油、气分离。

Claims (8)

1.高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，包括轴（1）、轴承（2）和齿轮箱（3），轴（1）通过两个轴承（2）支承装配在齿轮箱（3）内，轴承（2）与轴（1）之间存有间隙，轴（1）的伸出端用于安装叶轮（8），轴（1）的伸出端与齿轮箱（3）之间通过轴（1）端密封组件密封；其特征在于：所述齿轮箱（3）上对应轴（1）伸出端的部位设有密封安装腔，所述轴（1）端密封组件装配在密封安装腔内；所述轴（1）端密封组件包括油密封圈（4）、气密封圈（5）、轴套（6）和封板（7），所述油密封圈（4）固定在密封安装腔底部，油密封圈（4）套设在轴（1）上，油密封圈（4）与轴（1）之间存有间隙；所述封板（7）设置在油密封圈（4）外侧，封板（7）固定在齿轮箱（3）上，封板（7）套设在轴（1）上，封板（7）内孔与轴（1）之间设置轴套（6），轴套（6）与封板（7）配合连接，轴套（6）与轴（1）之间存有间隙；所述气密封圈（5）设置在封板（7）与油密封圈（4）之间，气密封圈（5）固定在封板（7）上，气密封圈（5）套设在轴（1）上，气密封圈（5）与轴（1）之间存有间隙；所述轴套（6）与轴（1）之间的间隙小于油密封圈（4）与轴（1）之间的间隙和气密封圈（5）与轴（1）之间的间隙。
2.如权利要求1所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述油密封圈（4）内设有回油腔（14），所述轴（1）位于回油腔（14）内的部分设有甩油盘（1a）；所述油密封圈（4）的内孔周壁上设有相互平行的第一环形油槽（11）和第二环形油槽（12），所述第一环形油槽（11）邻近回油腔（14）的一侧开口并与回油腔（14）连通，第一环形油槽（11）的开口边沿与所述甩油盘（1a）的内侧面之间存有间隙；所述第二环形油槽（12）通过所述油密封圈（4）和齿轮箱（3）上设有相连通的回油孔（13），所述回油腔（14）和第一环形油槽（11）均通过回油孔（13）连通至齿轮箱（3）内部。
3.如权利要求1所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述油密封圈（4）、气密封圈（5）和封板（7）围成集气腔（10），所述集气腔（10）通过通气孔（9）与外界大气连通，所述轴（1）位于集气腔（10）内的部分设有甩气环（1b）。
4.如权利要求3所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述甩气环（1b）设置在轴（1）上贴近油密封圈（4）外端面的位置处，甩气环（1b）内侧面与油密封圈（4）外端面之间存有间隙。
5.如权利要求1~3任一项所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述轴承（2）与轴（1）的半径间隙（a1）为0.04mm~0.1mm，所述轴套（6）与轴（1）的半径间隙（a2）为0.04mm~0.1mm，所述油密封圈（4）与轴（1）的半径间隙（b1）为0.1mm~0.18mm，所述气密封圈（5）与轴（1）的半径间隙（b2）为0.1mm~0.18mm。
6.如权利要求1所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述轴承（2）采用可倾瓦轴承（2）。
7.如权利要求1所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述轴套（6）采用青铜材料制成。
8.如权利要求1所述的高速转子启停时防止密封圈损坏的结构，其特征在于：所述气密封圈（5）采用多级迷宫式密封圈。
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