CN104405641B - 一种罗茨式蒸汽压缩机 - Google Patents

Abstract

一种罗茨式蒸汽压缩机,涉及蒸汽压缩机技术领域，用于解决现有蒸汽压缩机当传动轴向攒动较大时容易造成流体泄露的问题，并对机械密封进行冷却保证机械密封件处于最佳工作环境中。该蒸汽压缩机，推环端面始终与动环的端面接触配合并贴紧，同时动环相对推环滑动。该机械密封采用在两个静环之间设置一个动环的结构，使得静环上的推环始终与动环端面紧密接触，避免了流体泄露的发生。止动扣和固定螺钉的设置避免了密封内套与传动轴之间的相对转动，为密封圈的密封作用提供保障。在蒸汽压缩机主体上设置冷却水循环系统，通过流经进水口和出水口的冷却水，实现对机械密封的冷却，为机械密封提供良好的环境，以避免流体的泄露。

Description

一种罗茨式蒸汽压缩机

技术领域

本发明涉及蒸汽压缩机技术领域，具体地说是一种罗茨式蒸汽压缩机。

背景技术

蒸汽压缩机是热回收系统对产生的蒸汽通过压缩作用而提高蒸汽温度和压力的关键设备，作用是对低温的蒸汽进行加温加压，以达到工程和工艺要求的温度和压力。现有的蒸汽压缩机机械密封密封效果不好，当风机传动轴向攒动大时容易造成流体泄露，蒸汽压缩机在工作过程中，机械密封及传动轴温升高，造成的流体泄露严重。机械密封件的温度升高后，受热膨胀导致机械密封件内部的配合不再精确，进而导致机械密封的密封作用失效，流体泄漏量增大，目前尚无很好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种罗茨式蒸汽压缩机，用于解决现有蒸汽压缩机当传动轴向攒动较大时容易造成流体泄露的问题，并对机械密封进行冷却保证机械密封件处于最佳工作环境中。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种罗茨式蒸汽压缩机，包括机械密封、蒸汽入口、蒸汽出口、主动轴和从动轴，在所述主动轴和从动轴上设有转子，其特征是，在蒸汽压缩机主体的两端设有墙板，在所述墙板中安装有机械密封，

所述机械密封包括第一外套、第二外套、动环、静环、弹簧、密封圈和密封内套，所述第一外套和第二外套均为圆环形的金属件并通过连接螺栓固定连接为一体，在所述第一外套与第二外套的接触面上设有密封圈；在所述第一外套和第二外套的内腔中分别设有一静环，在两所述静环与第一外套和第二外套之间分别设有一密封圈，在所述静环与第一外套、静环与第二外套之间分别设有一弹簧，在两所述静环相对的端面上分别设有一推环，在两所述推环之间设有一动环；所述动环的内壁与固定在传动轴上的密封内套接触配合，并在所述动环与密封内套的接触面上设有密封圈，所述动环的左右端面分别与对应推环的端面接触配合；在与传动轴接触配合的所述密封内套的内壁上设有环形的凹槽，在所述密封内套的一端设有一止动扣，所述止动扣通过固定螺钉与密封内套连接，所述固定螺钉的一端穿过密封内套后伸向传动轴所在的一侧；

在所述第一外套或第二外套上设有进水口和出水口；

还包括贯穿机械密封的冷却水循环系统；

所述冷却水循环系统包括四通、第一胶管、第二胶管、第三胶管、第四胶管、第一三通和第二三通，所述四通的其中一个接口为冷却水进口，在所述四通的其余三个接口上分别连接有两个第一胶管和一个第二胶管，所述第二胶管的另一端与蒸汽压缩机的机壳连通，在每一所述第一胶管的另一端连接一第一三通，在每一所述第一三通的其余两个接口上分别连接一第三胶管，每一所述第三胶管的另一端与对应机械密封的进水口连通；在每一所述机械密封的出水口连接有一个第四胶管，四个所述第四胶管分成两组，在每成组的两第四胶管之间设有第二三通，所述第二三通的第三个接口为冷却水出口。

进一步地，所述墙板包括平行设置的左侧板和右侧板，在所述左侧板与右侧板之间设有若干连接板；在所述左侧板上设有两个上下设置的轴承室装配孔，在所述右侧板上设有两个上下设置的机械密封装配孔，两所述机械密封装配孔分别与两轴承室装配孔对应设置，且对应设置的机械密封装配孔与轴承室装配孔共轴线设置。

进一步地，所述密封圈为O型圈。

进一步地，设置在密封内套与传动轴之间的密封圈数量为两个。

进一步地，在所述第一外套和第二外套上分别设有一凹槽，两所述弹簧的安装端分别固定在第一外套和第二外套的凹槽中。

进一步地，所述动环由石墨浸泽呋喃树脂制成。

进一步地，在所述静环的表面喷涂碳化钨。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种罗茨式蒸汽压缩机，推环端面始终与动环的端面接触配合并贴紧，同时动环相对推环滑动。该机械密封采用在两个静环之间设置一个动环的结构，使得静环上的推环始终与动环端面紧密接触，避免了流体泄露的发生。止动扣和固定螺钉的设置避免了密封内套与传动轴之间的相对转动，为密封圈的密封作用提供保障。在蒸汽压缩机主体上设置冷却水循环系统，通过流经进水口和出水口的冷却水，实现对机械密封的冷却，为机械密封提供良好的环境，以避免流体的泄露。

附图说明

图1为本发明的俯视示意图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的正视图；

图4为本发明的仰视图；

图5为机械密封与传动轴的配合示意图；

图6为图5的剖视示意图；

图7为图6中的A处局部放大图；

图8为墙板的正视图；

图9为墙板的后视图；

图10为墙板剖视示意图；

图中：1蒸汽入口，2蒸汽出口，3墙板，31左侧板，32右侧板，33连接板，41四通，42第一胶管，43第二胶管，44第一三通，45第三胶管，46阀门，47第二三通，48第四胶管，5传动轴，61第一外套，62第二外套，621进水口，622出水口，63连接螺栓，64固定螺钉，65弹簧，66静环，67动环，68密封内套，69密封圈，71止动扣，72推环，81轴承室装配孔，82机械密封装配孔，83螺纹孔。

具体实施方式

如图1至图10所示，本发明包括蒸汽入口1、蒸汽出口2、墙板3、蒸汽压缩机主体、冷却水循环系统、机械密封和传动轴5，下面结合附图对本发明进行描述。

蒸汽压缩机主体为本发明的骨架，在蒸汽压缩机的两侧分别设有墙板3，在两个墙板上安装有四个机械密封，传动轴的两端分别安装在机械密封件中，传动轴包括主动轴和从动轴，在主动轴和从动轴上分别安装有转子，两转子相向运动，实现对蒸汽的压缩，以提高蒸汽压力。

如图5所示，该机械密封的主体为第一外套61和第二外套62，第一外套和第二外套均为圆环形的金属件，如图6所示，第一外套和第二外套一左一右设置，第一外套和第二外套通过连接螺栓63连接在一起。连接螺栓在第二外套上沿周向均匀设置，以实现第一外套和第二外套的紧固连接。为保证第一外套与第二外套之间密封良好，在第一外套与第二外套的接触面上设有密封圈。在第二外套的圆柱形外壁上沿径向设有进水口621和出水口622，进水口和第二外套圆心的连线与出水口与第二外套圆心的连线成一钝角夹角，通过进水口注入冷却水，冷却水对机械密封进行冷却后经出水口流出。

如图7所示，在第一外套和第二外套的内部分别设有一静环66，静环66为圆环形的金属件，表面喷涂碳化钨，在两静环与第一、第二外套之间分别设有一弹簧65，左侧弹簧的两端分别与静环和第一外套固定连接，右侧弹簧的两端分别与静环和第二外套固定连接，静环可相对第一、第二外套做轴向的移动，且移动距离较小。在第一外套和第二外套上分别设有一凹槽，两所述弹簧的安装端分别固定在第一外套和第二外套的凹槽中。在两静环相对的一端面上分别设有一由耐磨材料制成的推环72，在两推环之间设有一动环67，动环为圆环形的石墨浸泽呋喃树脂(M106K)件，动环的两端面分别与两推环接触，动环可相对静环旋转。在动环的内腔中设有一密封内套68，密封内套为具有一定传动轴向长度的圆环形的金属件，密封内套的内壁与传动轴外壁接触，并在传动轴与密封内套的接触面上设有密封圈69；为保证密封内套与传动轴的紧密接触，在密封内套上设有一止动扣71，在止动扣上设有一固定螺钉64，固定螺钉的下端紧紧的顶在传动轴上，通过固定螺钉实现密封内套与传动轴之间的相对固定。在密封内套的内壁上设有一环形槽，环形槽的设置使得密封内套与传动轴之间形成一环形空间。动环可相对密封内套旋转，在密封内套与动环的接触面上设有密封圈69，密封圈与传动轴过盈配合，以保证密封效果。上述所有的密封圈均采用O型圈，以保证良好的密封效果。

工作时在流体压力和弹簧的弹力作用下，推环端面始终与动环的端面接触配合并贴紧，同时动环相对推环滑动。该机械密封采用在两个静环之间设置一个动环的结构，使得静环上的推环始终与动环端面紧密接触，避免了流体泄露的发生。

机械密封在工作过程中，温升较快，当机械密封的内部部件温度升高到一定程度后，受热膨胀，导致机械密封的各零部件配合不再紧密、精确，使得静环和动环的接触面之间存在较大间隙，导致流体泄漏严重。为此，本发明在蒸汽压缩机主体上设置了冷却水循环系统，该冷却水循环系统穿过机械密封，对机械密封件进行冷却降温。

如图1至图4所示，冷却水循环系统包括四通41、第一胶管42、第二胶管43、第一三通44、第三胶管45、阀门46、第二三通47和第四胶管48。如图1、图2所示，在蒸汽压缩机内设有两个传动轴，分别为主动轴和从动轴，在主动轴和从动轴上分别固定有一转子，通过两转子的相向转动对蒸汽进行压缩，以提高蒸汽的压力。墙板3的作用为转动安装主动轴和从动轴，机械密封设置在墙板中。一第二胶管43与蒸汽压缩机的蒸汽入口1连通，在第二胶管的另一端连接一四通41，在四通与蒸汽入口之间的第二胶管上安装一阀门46，以控制管路的通断、调节密封水的用量，以防止密封水过多导致对风机造成的较大阻力，并防止密封水过少起不到密封的作用。在四通的其余三个接口的任意两个接口上(第二接口和第三接口)分别管连接有第一胶管42，四通的第四个接口为冷却水进口，用于注入冷却水，在每一第一胶管的另一端连接有第一三通44，两个第一三通分别与左右两个墙板对应。在每一第一三通的其余两个接口上连接有第三胶管45，每一第三胶管的另一端与对应机械密封的进水口621连接，即自第一三通的两个接口引出一第三胶管，通过第三胶管实现第一三通与机械密封的连通。

如图3、图4所示，在每一机械密封的底部连接有两个第四胶管48，每一第四胶管与机械密封的出水口622连通进而间接与对应的第三胶管连通，四个第四胶管分成两组，左侧机械密封上的第四胶管与右侧机械密封上的对应第四胶管为一组。并在成组的两第四胶管之间连接有一第二三通47，第二三通共有两个，每一第二三通的第一、第二接口用于与成组的第四胶管连接，每一第二三通的第三个接口为冷却水出口。

工作时，通过四通的冷却水进口注入冷却水，冷却水进入四通后通过两路第一胶管流向两个第一三通，冷却水进入每一第一三通后分两路通过第三胶管流入机械密封中，然后经机械密封的进水口进入到机械密封内腔中进行冷却，最后经过第四胶管流向第二三通，完成冷却作业的冷却水进入第二三通后经第二三通的冷却水出口流出。冷却水进入机械密封内对机械密封件进行降温冷却，以保证机械密封件正常的工作环境。

墙板的作用为固定安装机械密封，如图8至图10所示，墙板3包括平行设置的左侧板31和右侧板32，左侧板与右侧板通过连接板固定连接；在左侧板上开有两个轴承室装配孔81，两轴承室装配孔在左侧板上对称分布；在右侧板上开有两个机械密封装配孔82，两机械密封装配孔分别与两轴承室装配孔对应设置，且机械密封装配孔的轴线与对应的轴承室装配孔的轴线重合。在左侧板和右侧板的边缘分别均匀分布有直径相同的螺纹孔83，以便于墙板的安装。在左侧板与右侧板之间设置若干均匀布置的连接板，使得墙板成中空结构，减少了墙板及整个压缩机的总重量，提高了散热效果。该墙板可以通过铸造成型技术完成墙板的主体成型，然后再进行孔的机加工。

Claims (7)

1.一种罗茨式蒸汽压缩机，包括机械密封、蒸汽入口、蒸汽出口、主动轴和从动轴，在所述主动轴和从动轴上设有转子，其特征是，在蒸汽压缩机主体的两端设有墙板，在所述墙板中安装有机械密封，

所述机械密封包括第一外套、第二外套、动环、静环、弹簧、密封圈和密封内套，所述第一外套和第二外套均为圆环形的金属件并通过连接螺栓固定连接为一体，在所述第一外套与第二外套的接触面上设有密封圈；在所述第一外套和第二外套的内腔中分别设有一静环，在两所述静环与第一外套和第二外套之间分别设有一密封圈，在所述静环与第一外套、静环与第二外套之间分别设有一弹簧，在两所述静环相对的端面上分别设有一推环，在两所述推环之间设有一动环；所述动环的内壁与固定在传动轴上的密封内套接触配合，并在所述动环与密封内套的接触面上设有密封圈，所述动环的左右端面分别与对应推环的端面接触配合；在与传动轴接触配合的所述密封内套的内壁上设有环形的凹槽，在所述密封内套的一端设有一止动扣，所述止动扣通过固定螺钉与密封内套连接，所述固定螺钉的一端穿过密封内套后伸向传动轴所在的一侧；

在所述第一外套或第二外套上设有进水口和出水口；

还包括贯穿机械密封的冷却水循环系统；

所述冷却水循环系统包括四通、第一胶管、第二胶管、第三胶管、第四胶管、第一三通和第二三通，所述四通的其中一个接口为冷却水进口，在所述四通的其余三个接口上分别连接有两个第一胶管和一个第二胶管，所述第二胶管的另一端与蒸汽压缩机的机壳连通，在每一所述第一胶管的另一端连接一第一三通，在每一所述第一三通的其余两个接口上分别连接一第三胶管，每一所述第三胶管的另一端与对应机械密封的进水口连通；在每一所述机械密封的出水口连接有一个第四胶管，四个所述第四胶管分成两组，在每成组的两第四胶管之间设有第二三通，所述第二三通的第三个接口为冷却水出口。

2.根据权利要求1所述的一种罗茨式蒸汽压缩机，其特征是，所述墙板包括平行设置的左侧板和右侧板，在所述左侧板与右侧板之间设有若干连接板；在所述左侧板上设有两个上下设置的轴承室装配孔，在所述右侧板上设有两个上下设置的机械密封装配孔，两所述机械密封装配孔分别与两轴承室装配孔对应设置，且对应设置的机械密封装配孔与轴承室装配孔共轴线设置。

3.根据权利要求1所述的一种罗茨式蒸汽压缩机，其特征是，所述密封圈为O型圈。

4.根据权利要求1所述的一种罗茨式蒸汽压缩机，其特征是，设置在密封内套与传动轴之间的密封圈数量为两个。

5.根据权利要求1所述的一种罗茨式蒸汽压缩机，其特征是，在所述第一外套和第二外套上分别设有一凹槽，两所述弹簧的安装端分别固定在第一外套和第二外套的凹槽中。

6.根据权利要求1所述的一种罗茨式蒸汽压缩机，其特征是，所述动环由石墨浸泽呋喃树脂制成。

7.根据权利要求1所述的一种罗茨式蒸汽压缩机，其特征是，在所述静环的表面喷涂碳化钨。