CN104847689A - 主动式离心鼓风机密封结构 - Google Patents

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沙宏磊
潘洪涛
孙吉松
胡志强
王士玉
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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/102—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/104—Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps the sealing fluid being other than the working fluid or being the working fluid treated

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Abstract

本发明提供的主动式离心鼓风机密封结构，用于密封离心鼓风机的转轴和定子之间的间隙，所述密封结构包括跟随转轴转动的转轴叶齿和安装于定子上的定子叶齿，所述转轴叶齿与定子叶齿至少部分交错设置，且所述转轴叶齿的高度和定子叶齿的高度之和大于间隙宽度。通过设置至少部分交错相对的转轴叶齿和定子叶齿，转轴叶齿跟随转轴转动时，与定子叶齿共同作用下产生气体压缩效果，该作用下产生的气流压力大于等于叶轮工作时蜗壳内气流向外的压力，从而可以主动阻止蜗壳内的气体经间隙向蜗壳外泄漏。

Description

主动式离心鼓风机密封结构
技术领域
本发明涉及离心鼓风机，尤其涉及了一种用于密封离心鼓风机转轴和定子之间间隙的主动式密封结构。
背景技术
离心鼓风机的蜗壳背板内嵌电机定子，电机转轴一端穿过定子进入蜗壳，并与蜗壳内叶轮连接，转轴与定子之间存在间隙。离心鼓风机运行时，蜗壳内为高压腔，蜗壳内的高压气流会通过转轴与定子之间的间隙向蜗壳背板后端泄漏气体，影响离心鼓风机的工作效率，因而需要对间隙进行密封。
为解决上述问题，通常在间隙处采用迷宫密封的方式，但是迷宫密封为一种被动式的密封，通过节流效应达到阻漏的目的，其效果达不到完全密封，仍会有气体泄漏到蜗壳背板后端的低压强空间。
授权公告号为CN203702593U的发明专利公开了一种离心鼓风机，转轴与外壳交界处设有密封圈，密封圈的密封唇与转轴过盈配合，密封圈由密封盖压紧，从而实现轴密封。该专利公开的密封方式密封效果好，但是密封唇与转轴过盈配合，转轴旋转时，密封唇与转轴之间必然产生摩擦阻力，影响转轴的正常运行，长期如此还会造成转轴磨损。
授权公告号为CN203783953U的发明专利公开了一种密封装置，在离心风机轴的轴套上设置风扇，离心风机轴转动时，风扇产生风压与离心风蜗壳向外的压力相抵，实现轴密封。该专利公开的密封装置对离心风机轴的运行无影响，但是该密封装置不能对间隙完全密封，密封效果欠佳。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种主动式离心鼓风机密封结构，通过设置至少部分交错相对的转轴叶齿与定子叶齿，转轴叶齿跟随转轴转动时，与定子叶齿共同作用下实现密封。
本发明公开的主动式离心鼓风机密封结构，用于密封离心鼓风机的转轴和定子之间的间隙，所述密封结构包括跟随转轴转动的转轴叶齿和安装于定子上的定子叶齿，所述转轴叶齿与定子叶齿至少部分交错设置，且所述转轴叶齿的高度和定子叶齿的高度之和大于间隙宽度。通过设置至少部分交错相对的转轴叶齿与定子叶齿，转轴叶齿跟随转轴转动时，与定子叶齿共同作用下产生气体压缩效果，该作用下产生的气流压力大于等于叶轮工作时蜗壳内气流向外的压力，从而可以主动阻止蜗壳内的气体经间隙向蜗壳外泄漏，实现轴密封。
其中，所述定子叶齿安装于定子的内圆周面，所述转轴外圆周面上与所述定子叶齿相对的部位设置转轴叶齿。在定子叶齿相对的部位设置转轴叶齿，二者相互作用的区域较大，密封效果好。
其中，所述定子叶齿安装于定子的内圆周面，所述转轴外圆周面上与所述内圆周面相对的部位处设有轴套，所述转轴叶齿设置在轴套上。将转轴叶齿设置在轴套上，不直接设置于转轴，不需要改变转轴结构，而转轴通常套有轴套，不增加额外部件，且轴套易于定制生产，安装也简单。
其中，所述转轴叶齿的高度和定子叶齿的高度分别小于间隙宽度，减少转轴叶齿和定子叶齿对转轴运行的影响。
其中，所述转轴叶齿的高度和定子叶齿的高度分别略小于间隙高度。当转轴叶齿转轴叶齿的高度和定子叶齿的高度都略小于间隙高度，既不影响转轴运行，二者的相互作用部位最大，密封效果较好。
其中，所述间隙的任一垂直于转轴轴向的截面仅分布转轴叶齿或定子叶齿，转轴旋转时，转轴叶齿和定子叶齿不接触，不影响转轴运行。
其中，所述转轴叶齿和定子叶齿间隔分布在间隙的任一轴向截面，即整个间隙交错分布转轴叶齿和定子叶齿，提升密封效果。
与现有技术相比，本发明的优点与效果在于：1.通过设置至少部分交错相对的转轴叶齿和定子叶齿，转轴叶齿跟随转轴转动时，与定子叶齿共同作用下产生气体压缩效果，该作用下产生的气流压力大于等于叶轮工作时蜗壳内气流向外的压力，从而可以主动阻止蜗壳内的气体经间隙向蜗壳外泄漏，实现轴密封。2.不改变原离心鼓风机的结构，仅增加转轴叶齿与定子叶齿，在原离心鼓风机转轴的带动下，转轴叶齿随转轴转动并与定子叶齿相互作用，实现密封。
附图说明
图1是现有离心鼓风机的结构示意图。
图2是本发明一种主动式离心鼓风机密封结构的示意图。
图3是本发明一种主动式离心鼓风机密封结构的另一示意图。
图4是本发明一种主动式离心鼓风机密封结构的轴向剖面图。
图5是图4中沿A-A的剖面图。
图6是图4中沿B-B的剖面图。
图7是本发明转轴的结构示意图。
图8是本发明定子的结构示意图。
标号说明：
背板110，定子1，转轴2，蜗壳100，叶轮200，间隙3，内圆周面11，外圆周面21，部位210，定子叶齿5，转轴叶齿4，轴套7。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例一：
如图1所示，离心鼓风机的蜗壳背板110内嵌电机定子1，电机转轴2一端穿过定子1进入蜗壳100，并与蜗壳100内的叶轮200连接，转轴2与定子1之间存在间隙3。
如图2所示为本发明公开的用于密封离心鼓风机的转轴2和定子1之间的间隙3的密封结构，定子1的内圆周面11相对并包围转轴2外圆周面21的部位210，内圆周面11与外圆周面21的部位210之间的空间就是间隙3。转轴2的部位210具有跟随转轴2转动的转轴叶齿4，内圆周面11上设有定子叶齿5，转轴叶齿4与定子叶齿5交错设置，且转轴叶齿4的高度和定子叶齿5的高度之和大于间隙3宽度。当转轴叶齿4跟随转轴2转动时，与定子叶齿5共同作用下产生气体压缩效果，该作用下产生的气流压力大于等于叶轮200工作时蜗壳100内气流向外的压力，从而可以主动阻止蜗壳100内的气体经间隙3向蜗壳100外泄漏，实现轴密封。
实际应用时，转轴叶齿4与定子叶齿5部分或完全交错设置，即只要转轴叶齿4与定子叶齿5有部分交错设置，就能实现在转轴2转动时相互作用，实现密封，若转轴叶齿4与定子叶齿5完全交错，二者相互作用的区域较大，有利于提高密封效果。
实施例二：
如图3所示，本实施例与实施例一基本相同，区别在于：跟随转轴2转动的转轴叶齿4在轴套7上，轴套7套在转轴2外圆周面21的部位210，部位210与定子1的内圆周面11相对，定子1的内圆周面11安装定子叶齿5。将转轴叶齿4设置在轴套7上，不直接设置于转轴2，不用改变转轴2的结构，而转轴2通常套有轴套7，因而也不会增加额外部件，且轴套7易于定制生产，安装也简单。
实施例三：
如图4所示，本实施例与实施例一、二基本相同，区别在于:转轴叶齿4的高度和定子叶齿5的高度分别小于间隙3宽度，若转轴叶齿4和定子叶齿5的高度过高，会与转轴2之间产生接触摩擦，影响转轴2运行。通常，转轴叶齿4的高度和定子叶齿5的高度分别略小于间隙3高度，既不影响转轴2运行，二者相互作用的有效部位最大，密封效果较好。
实施例四：
如图5和图6分别为任意图4中沿A-A、B-B截面示意图，如图5所示，间隙3的任一垂直于转轴轴向的截面仅分布转轴叶齿4，如图6所示，间隙3的任一垂直于转轴轴向的截面仅分布定子叶齿5，转轴2旋转时，转轴叶齿4和定子叶齿5不接触，不影响转轴2运行。
实施例五：
如图7和图8所示，整个间隙3间隔分布转轴叶齿4和定子叶齿5，即如图4所示，任一轴向截面的转轴叶齿4和定子叶齿5间隔分布在间隙3，此时整个间隙3布满相互交错设置的转轴叶齿4和定子叶齿5，二者相互作用的区域达到最大，整个间隙3都在进行气体压缩，有利于密封效果。如图7所示，转轴叶齿4与转轴的轴向成一定夹角，通常最好为30°至60°夹角，如图8所示，其中一排定子叶齿5沿轴向分布，其他定子叶齿5的顶端均朝向沿轴向分布的一排定子叶齿5，即向沿轴向分布的一排定子叶齿5靠拢，这样设置转轴叶齿4和定子叶齿5，间隙3中没有气流直通的路径，转轴叶齿4和定子叶齿5交替阻挡向外的气流，对气流存在一定阻力；转轴叶齿4与转轴的轴向成一定夹角，转轴2转动时，转轴叶齿4参与压缩气流的面积大，加强压缩效果。
与现有技术相比，本发明的优点与效果在于：1.通过设置至少部分交错相对的转轴叶齿和定子叶齿，转轴叶齿跟随转轴转动时，与定子叶齿共同作用下产生气体压缩效果，该作用下产生的气流压力大于等于叶轮工作时蜗壳内气流向外的压力，从而可以主动阻止蜗壳内的气体经间隙向蜗壳外泄漏，实现轴密封。2.不改变原离心鼓风机的结构，仅增加转轴叶齿与定子叶齿，在原离心鼓风机转轴的带动下，转轴叶齿随转轴转动并与定子叶齿相互作用，实现密封。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种主动式离心鼓风机密封结构，用于密封离心鼓风机的转轴(2)和定子(1)之间的间隙(3)，所述密封结构包括跟随转轴(2)转动的转轴叶齿(4)和安装于定子(1)上的定子叶齿(5)，所述转轴叶齿(4)与定子叶齿(5)至少部分交错设置，且所述转轴叶齿(4)的高度和定子叶齿(5)的高度之和大于间隙(3)宽度。
2.根据权利要求1所述的主动式离心鼓风机密封结构，其特征在于，所述定子叶齿(5)安装于定子(1)的内圆周面(11)，所述转轴(2)外圆周面(21)上与所述定子叶齿(5)相对的部位(210)设置转轴叶齿(4)。
3.根据权利要求1所述的主动式离心鼓风机密封结构，其特征在于，所述定子叶齿(5)安装于定子(1)的内圆周面(11)，所述转轴(2)外圆周面(21)上与所述内圆周面(11)相对的部位(210)处设有轴套(7)，所述转轴叶齿(4)设置在轴套(7)上。
4.根据权利要求1或2或3所述的主动式离心鼓风机密封结构，其特征在于，所述转轴叶齿(4)的高度和定子叶齿(5)的高度分别小于间隙(3)宽度。
5.根据权利要求4所述的主动式离心鼓风机密封结构，其特征在于，所述转轴叶齿(4)的高度和定子叶齿(5)的高度分别略小于间隙(3)高度。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的主动式离心鼓风机密封结构，其特征在于，所述间隙(3)的任一垂直于转轴轴向的截面仅分布转轴叶齿(4)或定子叶齿(5)。
7.根据权利要求1或2或3或5所述的主动式离心鼓风机密封结构，其特征在于，所述转轴叶齿(4)和定子叶齿(5)间隔分布在间隙(3)的轴向截面。
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