CN106838588B - 一种疏导式油雾密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种疏导式油雾密封方法，解决了现有技术中间隙式密封油雾溢出大、接触式密封易磨损与发热，强排油雾难于与油槽气压均衡，均导致密封失效的缺点。一种疏导式油雾密封方法，包括以下步骤：（1）在油槽上设置油雾密封装置；油雾密封装置包括密封盖、集油箱、抽油管和密封盖溢油管，在密封盖密封面上开有旋向与转动轴转动方向相反的螺纹齿结构，螺纹齿结构与转动轴存在间隙；（2）机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入油槽溢油管或密封齿间溢油管，引入集油箱；（3）机组停机后，用抽油泵将集油箱内的润滑油通过抽油管抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油。

Description

一种疏导式油雾密封方法

技术领域

本发明适用于滑动轴承技术领域，确切地说涉及一种疏导式油雾密封方法。

背景技术

在立式旋转电机上，轴承油槽盛装润滑油，用于润滑导轴承或推力轴承。电机旋转，轴承工作并搅动油槽内油流动，从而在油槽内形成油雾。

通常情况下，轴承油槽设置有密封盖，以阻止油槽内油雾溢出，避免污染电机与环境。现有密封采取间隙式密封或随动接触式密封。

间隙式密封的一种典型结构为迷宫式密封，通过在密封面开出数圈凹槽(或凹槽内填充软性耐磨材料)，以加大油雾通过密封间隙时的阻力而达到密封效果，参见《水轮发电机设计与计算》，第五章第六节。这种结构对密封具有一定效果，但油雾溢出大。

作为间隙式密封的一种改进形式，随动接触式密封(专利号94109382.4：防止油、水、氢泄漏机构)应运而生。这种结构密封材料采用耐磨材料，密封块背部安装有弹簧，将密封块压在旋转动轴上。轴转动时密封与轴间无间隙，保证无油雾溢出。但实际运行中，特别是随机组转速升高，密封大量失效。一个重要的原因是，当轴运动面与密封静面相对速度过高时，密封磨损快速加大，最终导致密封间隙扩大而失效。这种接触式密封还存在接触面摩擦发热的缺点，曾出现因摩擦发热量过大引起热套转子膨胀导致脱落的重大事故。

另一种密封改进方式为除设置有间隙密封或随动密封外，外增加抽油雾装置，其思路为将油槽内集聚的油雾用泵抽出，并通过过滤装置过滤后，油排回油槽，气排入大气。由于气压变化大，难于掌握，并存在强制动力，导致不是抽吸能力过大，强制形成油雾溢出就是抽吸能力过弱，达不到抽吸作用，密封无效。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，通过大量实验研究提炼出的一种疏导式油雾密封方法，与传统密封“堵”的思路相反，其核心思路是在“疏”和“导”，是治水思路在密封上的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种疏导式油雾密封方法，包括以下步骤：

(1)在油槽上设置油雾密封装置；油雾密封装置包括密封盖、集油箱、抽油管和密封盖溢油管，在密封盖密封面上开有旋向与转动轴转动方向相反的螺纹齿结构，螺纹齿结构与转动轴存在间隙；

(2)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入油槽，油槽油雾压力升高，多余的油通过与油槽连通的密封盖溢油管引入集油箱；

(3)机组停机后，用抽油泵将集油箱内的润滑油通过抽油管抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油。

进一步地，在步骤(3)之前还包括以下步骤：

(a1)步骤(1)中，所述油雾密封装置还包括密封齿间溢油管，密封盖密封面上还开有旋向与转动轴转动方向相同的第二螺纹齿结构，所述第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构的高度不同,机组转动时，上述两个螺纹齿结构中位于下方的螺纹齿结构与机组转动方向相反时，执行上述步骤(2)；机组转动时，上述两个螺纹齿结构中位于下方的螺纹齿结构与机组转动方向相同时，执行下步骤(a2)。

(a2)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入密封齿间溢油管，密封面油气通过密封齿间溢油管进入集油箱。

具体地，所述油雾密封装置可以为以下结构：油雾密封装置包括发动机本身有的转动轴和绕转动轴一周的油槽，所述油槽上设有密封盖，所述密封盖包括密封支架和设置在密封支架内的第一螺纹齿结构；第一螺纹齿结构靠近转动轴的面设有与转动轴旋转方向相反的螺纹齿；所述第一螺纹齿结构为靠近转动轴的面设有螺纹齿的环状体结构；油槽连通密封盖溢油管和抽油管，密封溢油管和抽油管还连通有集油箱，抽油管上设有抽油泵。第一螺纹齿结构靠近转动轴的面与转动轴之间留有空隙。所述密封支架的内径大于螺纹齿结构的内径，螺纹齿结构从密封支架的内环面凸出来，密封盖溢油管的高度低于螺纹齿的高度。

具体地，所述油雾密封装置还可以为以下结构：所述油雾密封装置，所述油雾密封装置包括发动机本身有的转动轴和绕转动轴一周的油槽，所述油槽上设有密封盖，所述密封盖包括密封支架和设置在密封支架内的两个螺纹齿结构；两个螺纹齿结构上下平行设置，两个螺纹齿结构皆为靠近转动轴的面设有螺纹齿的环状体结构，两个螺纹齿结构设有齿旋方向相反的螺纹齿，使得机组转动时，总有与机组转动方向相同和相反的螺纹齿两个螺纹齿结构、转动轴与密封支架之间的间隙连通密封齿间溢油管，油槽连通密封盖溢油管，所述密封盖溢油管、密封齿间溢油管皆连通有集油箱。油槽和与集油箱连通的抽油管连通，抽油管上设有抽油泵。所述密封支架上开有高度不同的上通孔和下通孔；所述上通孔设置在两个螺纹齿结构之间，上通孔用于连通密封齿间溢油管，下通孔用于连通密封盖溢油管。

具体地所述螺纹齿结构与转动轴之间留有间隙，所述螺纹齿结构的内径小于密封盖的内径。

具体地，所述螺纹齿结构为软性非金属材料制成。

附图说明

图1为实施例1的油雾密封装置的结构示意图。

图2为实施例1的密封间隙的结构示意图。

图3为实施例2的油雾密封装置的结构示意图。

图4为实施例2的密封间隙的结构示意图

其中，附图标记如下所示：1-螺纹齿结构，2-转动轴，3-密封支架，4-密封齿间溢油管，5-密封盖溢油管，6-抽油管，7-集油箱，8-抽油泵，9-油槽，10-润滑油。

具体实施方式

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种疏导式油雾密封方法，下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例主要应用于单向旋转的机组使用的一种疏导式油雾密封方法。

一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在油槽上设置油雾密封装置；油雾密封装置包括密封盖、集油箱7、抽油管6和密封盖溢油管5，在密封盖密封面上开有旋向与转动轴2转动方向相反的螺纹齿结构1，螺纹齿结构与转动轴存在间隙；

(2)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入油槽，油槽油雾压力升高，多余的油通过与油槽连通的密封盖溢油管引入集油箱；

(3)机组停机后，用抽油泵将集油箱内的润滑油通过抽油管抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油。

发动机的轴承上设有油槽9和转动轴2，油槽内部的空腔作为存放发动机的轴承进行润滑的润滑油10，是一个环形槽，随着温度的升高，浸泡在润滑油中的轴承的高速旋转对润滑油的搅动、撞击作用，会使润滑油产生油雾。

如图1～2所示，所述油雾密封装置，包括密封盖、转动轴、油槽；所述密封盖包括密封支架和螺纹齿结构。由于转动轴、轴承和油槽本身的结构的关系，所述螺纹齿结构和密封支架都为绕转动轴一圈的环状结构。

具体地，所述螺纹齿结构为内环面设有螺纹齿的环状体结构。

所述密封盖设置在油槽上，即设置在轴承与转动轴之间，所述密封支架3内环面开有螺纹齿结构槽，螺纹齿结构槽内把合有螺纹齿结构1，使得螺纹齿结构固定在密封支架上。

值得特别强调的是，所述密封支架的内径要大于螺纹齿结构的内径。螺纹齿结构从密封支架的内环面凸出来。螺纹齿结构的内环面和转动轴之间留有缝隙。

所述密封支架上还开有两个通孔，分别用于连通密封盖溢油管和抽油管的一端，使得油槽与密封盖溢油管5和抽油管连通。密封盖溢油管另一端和集油箱连通，抽油管另一端与抽油泵出口相连，抽油泵6与集油箱底部相连通。

值得特别强调的是，螺纹齿结构可以为一体成型的环状螺纹齿结构，也可以为由几个分瓣组装而成的环状螺纹齿结构。

值得特别强调的是，螺纹齿结构内环面上开有螺纹齿，螺纹齿结构的螺纹齿的齿旋转方向与转动轴转动方向相反

螺纹齿结构的内环面与转动轴间存在间隙。

当轴转动时，会搅动油槽润滑油，形成油雾。

轴转动方向与螺旋螺纹齿结构齿旋向相反，由于油雾的粘性作用，转动轴会将附着在密封间隙A间的油雾压入油槽。所述密封间隙为转动轴与密封盖之间的间隙。油槽油雾压力升高，油雾会通过密封盖溢油管，自动进入集油箱，成为液体沉积下来。直至达到平衡，不再有油雾溢入集油箱，此后进入完全无油雾溢入集油箱的零溢出工作状态。当轴停止转动后，启动抽油泵，将集油箱中沉积的润滑油通过抽油管抽回油槽，保证轴承下次转动时起始油位要求。

本实施例中，所述螺纹齿结构把合于密封支架上，除此之外，还可以使用嵌于密封支架上等能够使得螺纹齿结构固定的其它方式。

本实施例中，螺纹齿结构的内环面与转动轴存在间隙，当机组转动时，利用流体粘性，将密封面上存在的油气压入油槽；在密封盖上连通密封盖溢油管，将油槽多余的油引入流体收集容器。机组停机后，用泵将回收的油抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油。

实施例2

本实施例主要应用于双向旋转的机组使用的一种疏导式油雾密封方法。

一种疏导式油雾密封方法，包括以下步骤：

(a1)在油槽上设置油雾密封装置，油雾密封装置包括密封盖、集油箱、密封齿间溢油管、抽油管和密封盖溢油管，在密封盖密封面上开有齿旋方向相反的两个螺纹齿结构，两个螺纹齿结构与转动轴存在间隙；两个螺纹齿结构的高度不同,机组转动时，上述两个螺纹齿结构中位于下方的螺纹齿结构与机组转动转动方向相反时，执行下述步骤(a2)；机组转动时，上述两个螺纹齿结构中位于下方的螺纹齿结构与机组转动方向相同时，执行下步骤(a3)；

(a2)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入油槽，油槽油雾升高，多余的油通过与油槽连通的密封盖溢油管引入集油箱；

(a3)；机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入密封齿间溢油管，密封面油气通过密封齿间溢油管进入集油箱；

(a4)机组停机后，用抽油泵将集油箱内的润滑油通过抽油管抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油；

发动机的轴承上设有油槽和转动轴，油槽内部的空腔作为存放发动机的轴承进行润滑的润滑油，是一个环形槽，随着温度的升高，浸泡在润滑油中的轴承的告诉旋转对润滑油的搅动、撞击作用，会使润滑油产生油雾。

如图3～4所示，一种疏导式油雾密封方法，包括密封盖、转动轴、油槽；所述密封盖包括密封支架和两个螺纹齿结构，两个螺纹齿结构上下平行设置，位于下方为第一螺纹齿结构，位于上方的为第二螺纹齿结构。由于转动轴、轴承和油槽本身的结构的关系，所述第一螺纹齿结构、第二螺纹齿结构和密封支架都为绕转动轴一圈的环状结构。

具体地，所述第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构为内环面设有螺纹齿的环状体结构。

所述密封盖设置在油槽上，即设置在油槽与转动轴之间，所述密封支架内环面开有上下平行分布的两个螺纹齿结构槽，所述上、下分布的两个螺纹齿结构槽内分别把合有第二螺纹齿结构和第一螺纹齿结构，使得第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构固定在密封支架上。

值得特别强调的是，所述密封支架的内径要大于第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构的直径。这是由于螺纹齿结构为软性非金属材料制成，密封支架为金属材料制成，如果因为意外导致转动轴与密封盖接触，会损坏螺纹齿结构而保护昂贵的转动轴。第一螺纹齿结构、第二螺纹齿结构和转动轴之间留有缝隙。

所述密封支架上，开有位于两个螺纹齿结构槽之间的通孔，用于连通密封齿间溢油管，使得密封齿间溢油管一端与由第一螺纹齿结构、第二螺纹齿结构、密封支架和转动轴围成的间隙连通，密封齿间溢油管另一端与集油箱连通。

所述密封支架上还开有两个通孔，分别用于连通密封盖溢油管和抽油管的一端，使得油槽与密封盖溢油管和抽油管连通。密封盖溢油管另一端和集油箱连通，抽油管另一端与抽油泵出口相连，抽油泵与集油箱底部相连通。

密封支架上用于连通密封齿间溢油管的通孔高于密封支架上用于连通密封盖溢油管的通孔；密封支架上用于连通抽油管的通孔不高于用于连通密封盖溢油管的通孔。

值得特别强调的是，第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构可以为一体成型的环状螺纹齿结构，也可以为由几个分瓣组装而成的环状螺纹齿结构。

使用时，与轴靠近的第一螺纹齿结构内环面上开有螺纹齿，第二螺纹齿结构内环面上也开有螺纹齿，二螺纹齿旋向相反。螺纹齿结构的内环面与转动轴间存在间隙。

当轴转动时，会搅动油槽润滑油，形成油雾。

值得特别强调的是，所述第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构内环面的螺纹齿旋向相反。

如果轴转动方向与第一螺纹齿结构齿旋向相反，由于油雾的粘性作用，转动轴会将附着在密封间隙B或齿间间隙的油雾压入油槽。所述密封间隙为密封盖与转动轴之间的间隙，齿间间隙为第一螺旋齿结构与第二螺旋齿结构之间的间隙。油槽油雾压力升高，油雾会通过密封盖溢油管，自动进入集油箱，成为液体沉积下来。直至达到平衡，不再有油雾溢入集油箱，此后进入完全无油雾溢入集油箱的零溢出工作状态。当轴停止转动后，启动抽油泵，将集油箱中沉积的润滑油通过抽油管抽回油槽，保证轴下次转动时起始油位要求。这一过程，密封齿间溢油管无油雾流动。

如果轴转动方向与第一螺纹齿结构齿旋向相同，由于油雾的粘性作用，转动轴会将附着在密封间隙或齿间隙间的油雾压入第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构间隙。由于第二螺纹齿结构齿旋向与轴转向相反，由于油雾的粘性作用，转动轴会将附着在第二螺纹齿结构的密封间隙或齿间隙间的油雾压入密封齿间溢油管，进入集油箱，成为液体沉积下来。直至达到平衡，不再有油雾溢入集油箱，此后进入完全无油雾溢入集油箱的零溢出工作状态。当轴停止转动后，启动抽油泵，将集油箱中沉积的润滑油通过抽油管抽回油槽，保证轴下次转动时起始油位要求。这一过程，密封盖溢油管无油雾流动。

本实施例中，所述第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构把合于密封支架上，除此之外，还可以使用嵌于密封支架上等能够使得第一螺纹齿结构和第二螺纹齿结构固定分其它方式。

本实施例中，螺纹齿结构的内环面与转动轴存在间隙，当机组转动时，利用流体粘性，将密封面上存在的油气压入密封盖溢油管或密封齿间溢油管，将油槽多余的油引入集油箱。机组停机后，用泵将回收的油抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油。

与一般油雾密封相比，本发明的有益效果表现在：

本发明采用“螺纹齿结构加油槽泄压”这样的技术方案，具有以下技术效果：

在密封盖上设有螺纹齿结构，利用流体粘性，强迫油雾朝密封盖溢油管或密封齿间溢油管中流去，并将溢出油流引入收集容器，避免油槽油从密封面强行溢出。当机组停机后，泵将收集容器中溢出的油抽回油槽，避免机组起机轴承缺油。在机组转动时，本密封方式将油雾完全引导在规定管路流动，从而实现完全密封。与常规密封采用封堵方式相反，本发明采用疏导方式。

与常规间隙密封油雾朝外溢出相反，本密封采用螺纹齿结构，利用轴转动为油雾提供动力，驱动油雾流动；油槽内油雾会溢出到集油箱，停机后抽油泵会将溢出的油抽回油槽，维持油槽油量。

与随动式密封不同，本密封采用非接触式，不会存在密封磨损，及摩擦导致的发热，及磨损导致轴的损坏。

与强排油雾不同，本密封采用系统自动平衡气压，自行流动，油雾仅在油槽与集油箱压力不平衡时才流动。而在平衡状态，是无油雾流动的。油始终在油槽与集油箱间交替流动，而不会扩散到密封盖外而污染环境。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，包括以下过程S1或过程S2：

过程S1包括以下步骤：

(1)在油槽上设置油雾密封装置；油雾密封装置包括密封盖、集油箱、抽油管和密封盖溢油管，在密封盖密封面上开有旋向与转动轴转动方向相反的螺纹齿结构，螺纹齿结构与转动轴存在间隙，密封盖溢油管的高度低于螺纹齿的高度；

(2)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入油槽，油槽油雾压力升高，多余的油通过与油槽连通的密封盖溢油管引入集油箱；

(3)机组停机后，用抽油泵将集油箱内的润滑油通过抽油管抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油；

过程S2包括以下步骤：

(1)在油槽上设置油雾密封装置；油雾密封装置包括密封盖、集油箱、抽油管、密封齿间溢油管和密封盖溢油管，在密封盖密封面上开有旋向与转动轴转动方向相反的螺纹齿结构和旋向与转动轴转动方向相同的螺纹齿结构，螺纹齿结构与转动轴存在间隙，密封盖溢油管的高度低于螺纹齿的高度；两个所述螺纹齿结构的高度不同,机组转动时，上述两个螺纹齿结构中位于下方的螺纹齿结构与机组转动方向相反时，执行步骤(2)；机组转动时，上述两个螺纹齿结构中位于下方的螺纹齿结构与机组转动方向相同时，执行下步骤(3)；

(2)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入油槽，油槽油雾压力升高，多余的油通过与油槽连通的密封盖溢油管引入集油箱；

(3)机组转动时，利用流体粘性、机组转动方向、螺纹齿的旋向配合，将密封面上存在的油气压入密封齿间溢油管，密封面油气通过密封齿间溢油管进入集油箱；

(4)机组停机后，用抽油泵将集油箱内的润滑油通过抽油管抽回油槽，避免机组起机时轴承缺油。

2.根据权利要求1所述的一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，过程S1中所述油雾密封装置，包括发动机本身有的转动轴和绕转动轴一周的油槽，所述油槽上设有密封盖，所述密封盖包括密封支架和设置在密封支架内的螺纹齿结构；螺纹齿结构靠近转动轴的面设有齿旋方向与转动轴旋转方向相反的螺纹齿；所述螺纹齿结构为靠近转动轴的面设有螺纹齿的环状体结构；油槽连通密封盖溢油管和抽油管，密封溢油管和抽油管还连通有集油箱，抽油管上设有抽油泵。

3.根据权利要求1所述的一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，过程S2中所述油雾密封装置，所述油雾密封装置包括发动机本身有的转动轴和绕转动轴一周的油槽，所述油槽上设有密封盖，所述密封盖包括密封支架和设置在密封支架内的两个螺纹齿结构；两个螺纹齿结构上下平行设置，两个螺纹齿结构皆为靠近转动轴的面设有螺纹齿的环状体结构，两个螺纹齿结构设有齿旋方向相反的螺纹齿，使得机组转动时，总有与机组转动方向相同和相反的螺纹齿；两个螺纹齿结构、转动轴与密封支架之间的间隙连通密封齿间溢油管，油槽连通密封盖溢油管，所述密封盖溢油管、密封齿间溢油管皆连通有集油箱。

4.根据权利要求3所述的一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，油槽和与集油箱连通的抽油管连通，抽油管上设有抽油泵。

5.根据权利要求3所述的一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，所述密封支架上开有高度不同的上通孔和下通孔；所述上通孔设置在两个螺纹齿结构之间，上通孔用于连通密封齿间溢油管，下通孔用于连通密封盖溢油管。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，所述螺纹齿结构的内径小于密封盖的内径。

7.根据权利要求6所述的一种疏导式油雾密封方法，其特征在于，所述螺纹齿结构为软性非金属材料制成。