CN104806560B - 密封零件及离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种密封零件及离心压缩机，其密封零件包括密封件，密封件上设置有通孔，密封件的通孔内设置有沿通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构，密封件的外表面设置有沿通孔的轴线方向分布的第二梳齿结构。其离心压缩机含有上述密封零件。本发明的密封零件及离心压缩机，结构设计简单合理，通过在密封件上设置有沿通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构和第二梳齿结构，气体经过第一梳齿结构和第二梳齿结构时，压力逐渐下降，且压力差越来越小，最后密封件两侧的气压趋于相同，气体流动停止，达到密封效果。

Description

密封零件及离心压缩机

技术领域

本发明涉及机械密封结构，特别是涉及一种应用在离心压缩机上的密封零件，以及含有上述密封零件的离心压缩机。

背景技术

目前，离心压缩机等叶轮机械内部密封，一般采用梳齿密封形式，即：一个固定的梳齿密封零件与转子间隙配合。气流从间隙通过时，流经梳齿产生回旋，相当于节流的作用。经过多个梳齿相当于经历多次节流，压力逐渐下降而趋于背压。所以，梳齿密封可以避免压缩机内部由于压力差引起的泄漏。一般来说，梳齿越多，密封效果越好。但是，由于结构所限，梳齿个数就有限。

现有技术中也有同时具有轴向梳齿和径向梳齿的梳齿密封零件，但在制造、装配时，需要同时考虑轴向和径向的精度和尺寸链，导致工艺复杂，且成本较高。

发明内容

基于此，有必要针对梳齿零件制作工艺复杂等问题，提供一种工艺简单、且增加梳齿结构的密封零件，以及含有上述密封零件的离心压缩机。上述目的通过下述技术方案实现：

一种密封零件，包括密封件，密封件上设置有通孔；

所述密封件的通孔内设置有沿所述通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构；

所述密封件的外表面设置有沿所述通孔的轴线方向分布的第二梳齿结构。

上述目的还可以通过下述技术方案进一步实现。

其中，所述第一梳齿结构设置有多个第一梳齿，多个所述第一梳齿沿所述通孔的轴线方向成列分布；

所述第二梳齿结构设置有多个第二梳齿，多个所述第二梳齿沿所述通孔的轴线方向成列分布。

其中，所述第一梳齿设置有第一倾斜面和第二倾斜面；

所述第一倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角；

所述第二倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角或直角；

所述第二梳齿设置有第三倾斜面和第四倾斜面；

所述第三倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角；

所述第四倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角或直角。

其中，所述第一梳齿的形状、尺寸与所述第二梳齿的形状、尺寸相同或相异。

其中，所述密封零件还包括支撑件，所述密封件安装在所述支撑件上；

所述密封件与所述支撑件为一体或可拆卸连接。

还涉及一种离心压缩机，包括本体、叶轮、轴，叶轮安装在轴上，还包括如上述任一技术特征所述的密封零件；

所述密封零件固定安装在所述本体上，与所述叶轮、轴相配合。

其中，所述密封件的第一梳齿结构与所述轴相配合，形成第一密封面；

所述密封件的第二梳齿结构与所述叶轮相配合，形成第二密封面。

其中，所述密封件的第一梳齿结构还与所述叶轮相配合，形成第三密封面。

其中，所述叶轮上设置有第一凸起部和第二凸起部，且所述第一凸起部与所述第二凸起部形成环形凹槽；

所述环形凹槽具有第二侧壁，所述第二侧壁与所述第二梳齿结构相配合，形成第二密封面。

其中，所述环形凹槽具有第一侧壁，所述第一侧壁与所述第一梳齿结构相配合，形成第三密封面。

其中，所述第一侧壁为所述第一凸起部形成所述环形凹槽的圆周面；

所述第二侧壁为所述第二凸起部形成所述环形凹槽的圆周面。

其中，所述密封件的通孔的轴线与所述轴的轴线重合。

本发明的有益效果是：

本发明的密封零件及离心压缩机，结构设计简单合理，通过在密封件上设置有沿通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构和第二梳齿结构，密封件与轴、叶轮配合，气体从高压侧流向低压侧，经过第一梳齿结构和第二梳齿结构时，压力逐渐下降，且压力差越来越小，最后密封件两侧的气压趋于相同，气体流动停止，达到密封效果。通过增加的第二梳齿结构，增加了梳齿的数量，提高了密封效果，能够达到提高离心压缩机能效系数的目的。

附图说明

图1为本发明的离心压缩机一实施例的局部剖视图；

图2为图1所示的离心压缩机中的密封零件的局部剖视图；

图3为图2所示密封零件的A处的局部放大图；

图4为图2所示密封零件的B处的局部放大图；

图5为图1所示的离心压缩机中的叶轮的局部剖视图；

其中：

100-密封零件；

110-密封件；

111-第一梳齿结构；

1111-第一梳齿；

11111-第一倾斜面；11112-第二倾斜面；

112-第二梳齿结构；

1121-第二梳齿；

11211-第三倾斜面；11212-第四倾斜面；

120-支撑件；

200-轴；

300-叶轮；

310-第一凸起部；

311-第一侧壁；

320-第二凸起部；

321-第二侧壁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的密封结构及离心压缩机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的离心压缩机（未示出），包括本体（未示出）、叶轮300、轴200和密封零件100，叶轮300安装在轴200上，密封零件100固定安装在本体上，密封零件100固定不动，密封零件100与叶轮300、轴200相配合。

离心压缩机依靠叶轮300对冷媒做功，在做功过程中，防止冷媒泄漏是必须的工作，否则，会影响离心压缩机的做功能力，造成能效系数下降。所以，在离心压缩机的内部也需要密封，本发明的离心压缩机采用带有第一梳齿结构111和第二梳齿结构112的密封零件100进行密封。

参见图2至图5，本发明的密封零件100，包括密封件110和支撑件120，密封件110安装到支撑件120上，密封件110上设置有通孔（未示出），密封件110的通孔内设置有沿通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构111，密封件110的外表面设置有沿通孔的轴线方向分布的第二梳齿结构112。

通过在密封件110上设置沿通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构111和第二梳齿结构112，密封件110在与轴200相配合时，气体从高压侧流向低压侧，经过第一梳齿结构111和第二梳齿结构112时，压力逐渐下降，且压力差越来越小，最后密封零件100两侧的气压趋于相同，气体流动停止，达到密封效果。

通过增加的第二梳齿结构112，增加了梳齿的数量，提高了本发明密封零件100的密封效果。

作为一种可实施方式，第一梳齿结构111设置有多个第一梳齿1111，第二梳齿结构112设置有多个第二梳齿1121。第一梳齿1111的数量可以与第二梳齿1121的数量可以相同，可以不同。

通过增加的第二梳齿结构112上的多个第二梳齿1121，可以降低密封件110两侧的压力，提高密封效果。

进一步地，多个第一梳齿1111沿通孔的轴线方向成列分布，多个第二梳齿1121沿通孔的轴线方向成列分布。

如图3所示，作为一种可实施方式，第一梳齿1111设置有第一倾斜面11111和第二倾斜面11112，第一倾斜面11111与通孔的径向方向存在夹角，且夹角为锐角，第二倾斜面11112与通孔的径向方向存在夹角，且夹角为锐角或直角。

第一梳齿1111通过第一倾斜面11111引入气体，第二倾斜面11112用于缓冲气体，经过多个第一梳齿1111的引入与缓冲，可以达到降低气体压力的作用，并且，第一倾斜面11111和第二倾斜面11112可以提高第一梳齿1111的耐磨性。

如图4所示，第二梳齿1121设置有第三倾斜面11211和第四倾斜面11212，第三倾斜面11211与通孔的径向方向存在夹角，且夹角为锐角，第四倾斜面11212与通孔的径向方向存在夹角，且夹角为锐角或直角。

第二梳齿1121通过第三倾斜面11211引入气体，第四倾斜面11212用于缓冲气体，经过多个第二梳齿1121的引入与缓冲，可以达到降低气体压力的作用，并且，第三倾斜面11211和第四倾斜面11212可以提高第二梳齿1121的耐磨性。

在本实施例中，第一倾斜面11111与通孔的径向方向的夹角为锐角，第二倾斜面11112与通孔的径向方向的夹角为直角；第三倾斜面11211与通孔的径向方向为锐角，第四倾斜面11212与通孔的径向方向为直角。

进一步地，第一梳齿1111的形状、尺寸与第二梳齿1121的形状、尺寸相同或相异。在本实施例中，为了平衡密封件110两侧的气压，第一梳齿1111的形状、尺寸与第二梳齿1121的形状、尺寸相同。

作为一种可实施方式，密封件110与支撑件120为一体或可拆卸连接。在本实施例中，密封件110与支撑件120采用一体成型的加工方式加工出来。

密封件110与轴200以第一梳齿结构111相配合，由于密封件110的两侧有气压存在，气体通过密封件110的间隙从高压侧流向低压侧，经过第一个第一梳齿1111时，压力下降，经过多个第一梳齿1111后，压力差越来越小。同样，密封件110与叶轮300以第二梳齿结构112相配合，经过第一个第二梳齿1121的气体再次逐一通过多个第二梳齿1121，压力进一步下降，最后，密封件110的两侧气压趋于相同。所以，气体流动停止，即达到密封效果。

如图5所示，作为一种可实施方式，密封件110的第一梳齿结构111与轴相配合，形成第一密封面，密封件110的第二梳齿结构112与叶轮相配合，形成第二密封面。离心压缩机的轴200与密封件110的通孔的第一梳齿结构111相配合，叶轮300与密封件110上的第二梳齿结构112相配合。

进一步地，密封件110的第一梳齿结构111还与叶轮300相配合，形成第三密封面。

作为一种可实施方式，叶轮300上设置有第一凸起部310和第二凸起部320，第一凸起部310是叶轮300轮盘的一部分，第二凸起部320是叶轮300轮毂的一部分，且第一凸起部310与第二凸起部320形成环形凹槽，环形凹槽具有第二侧壁321，第二侧壁321与第二梳齿结构112相配合，形成第二密封面。

环形凹槽具有第一侧壁311，第一侧壁311与第一梳齿结构111相配合，形成第三密封面。

进一步地，第一侧壁311为第一凸起部310形成环形凹槽的圆周面，第二侧壁321为第二凸起部320形成环形凹槽的圆周面。

由于制作工艺等问题，通孔与轴200之间存在间隙，密封件110与叶轮300之间存在间隙，要保证间隙要尽量小，气体通过间隙流入到第一梳齿结构111与第二梳齿结构112中，并通过第一梳齿结构111与第二梳齿结构112减少气体流动，保持密封件110两侧的气压平衡。

作为一种可实施方式，第一梳齿结构111与第二梳齿结构112同为沿通孔的轴线方向排列，只需要制造时直径尺寸和同轴度达到配合间隙设计的要求即可。装配没有特别的要求，所以工艺不复杂，成本没有提高。因此，本发明的离心压缩机要求密封件110的通孔的轴线与轴200的轴线重合，以满足同轴度的要求。

离心压缩机的内部密封，一般采用带有第一梳齿结构111和第二梳齿结构112的密封件110进行密封，即：一个固定的密封件110与轴200之间存在间隙。气流从间隙通过时，流经第一梳齿结构111的多个第一梳齿1111和第二梳齿结构112的多个第二梳齿1121产生回旋，相当于节流的作用。

经过多个第一梳齿1111和多个第二梳齿1121相当于经历多次节流，压力逐渐下降而趋于背压。所以，带有第一梳齿结构111和第二梳齿结构112的密封件110可以避免离心压缩机的内部由于压力差引起的泄漏。

本发明的密封零件100为了充分利用有限空间，在密封件110的第一梳齿结构111的背面，增加第二梳齿结构112，同时叶轮300的第一凸起部310与第二凸起部320形成的环形凹槽与第二梳齿结构112配合。通过增加的第二梳齿结构112，直接增加了梳齿的数量，提高了密封效果。

上述发明的密封零件及离心压缩机，结构设计简单合理，通过在密封件上设置有沿通孔的轴线分布的第一梳齿结构和第二梳齿结构，密封件与轴、叶轮配合，气体从高压侧流向低压侧，经过第一梳齿结构和第二梳齿结构时，压力逐渐下降，且压力差越来越小，最后密封件两侧的气压趋于相同，气体流动停止，达到密封效果。通过增加的第二梳齿结构，增加了梳齿的数量，提高了密封效果，能够达到提高离心压缩机能效系数的目的。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种离心压缩机，包括本体、叶轮、轴，叶轮安装在轴上，其特征在于：

还包括密封零件；

所述密封零件固定安装在所述本体上，与所述叶轮、轴相配合;

所述密封零件包括密封件，密封件上设置有通孔；

所述密封件的通孔内设置有沿所述通孔的轴线方向分布的第一梳齿结构；

所述密封件的外表面设置有沿所述通孔的轴线方向分布的第二梳齿结构；

所述密封件的第一梳齿结构与所述轴相配合，形成第一密封面；

所述密封件的第二梳齿结构与所述叶轮相配合，形成第二密封面;

所述第一梳齿结构设置有多个第一梳齿，多个所述第一梳齿沿所述通孔的轴线方向成列分布；

所述第二梳齿结构设置有多个第二梳齿，多个所述第二梳齿沿所述通孔的轴线方向成列分布；

所述第一梳齿设置有第一倾斜面和第二倾斜面；

所述第一倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角；

所述第二倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角或直角；

所述第二梳齿设置有第三倾斜面和第四倾斜面；

所述第三倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角；

所述第四倾斜面与所述通孔的径向方向存在夹角，且所述夹角为锐角或直角；

所述第一梳齿通过所述第一倾斜面引入气体，通过所述第二倾斜面缓冲气体，所述密封件与轴通过所述第一梳齿结构配合后，气体通过所述密封件的间隙从高压侧流向低压侧，经过多个所述第一梳齿后以降低气体压力；

所述第二梳齿通过所述第三倾斜面引入气体，通过所述第四倾斜面缓冲气体，所述密封件与叶轮以所述第二梳齿结构配合后，气体经过多个所述第二梳齿后以进一步降低气体压力，使所述密封件的两侧气压趋于相同。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于：

所述第一梳齿的形状、尺寸与所述第二梳齿的形状、尺寸相同或相异。

3.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于：

所述密封零件还包括支撑件，所述密封件安装在所述支撑件上；

所述密封件与所述支撑件为一体或可拆卸连接。

4.据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于：

所述密封件的第一梳齿结构还与所述叶轮相配合，形成第三密封面。

5.根据权利要求4所述的离心压缩机，其特征在于：

所述叶轮上设置有第一凸起部和第二凸起部，且所述第一凸起部与所述第二凸起部形成环形凹槽；

所述环形凹槽具有第二侧壁，所述第二侧壁与所述第二梳齿结构相配合，形成第二密封面。

6.根据权利要求5所述的离心压缩机，其特征在于：

所述环形凹槽具有第一侧壁，所述第一侧壁与所述第一梳齿结构相配合，形成第三密封面。

7.根据权利要求6所述的离心压缩机，其特征在于：

所述第一侧壁为所述第一凸起部形成所述环形凹槽的圆周面；

所述第二侧壁为所述第二凸起部形成所述环形凹槽的圆周面。

8.根据权利要求7所述的离心压缩机，其特征在于：

所述密封件的通孔的轴线与所述轴的轴线重合。