CN108317080A - 一种防爆的罗茨鼓风机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆罗茨鼓风机，其结构包括机壳、第一密封部、墙板、侧板、主油箱、副油箱、支撑轴承座、定位轴承座、主动叶轮部、从动叶轮部、主动齿轮和从动齿轮，主动叶轮部所在主轴与副油箱之间设有第二密封部，所述第一密封部采用填料密封时，在主轴上套置一个轴套，在轴套与主轴之间使用三道成形填料并形成密封；所述轴套横跨侧板和墙板，其中，在轴套与侧板接触部位为间隙配合，并在对应的轴套位置设置有一组半圆槽底迷宫密封，形成动态密封；密封部采用迷宫密封时，在主轴上套置一个轴套，在轴套与主轴之间使用弧底锯齿形迷宫密封，轴套采用铜合金材质。该鼓风机具有密封效果好、密封使用寿命长、运行稳定可靠，实现输送介质的“零逸出”的特点。

Description

一种防爆的罗茨鼓风机

技术领域

该发明涉及一种鼓风机，具体涉及一种防爆罗茨鼓风机，其适用于易燃易爆气体的输送。

背景技术

现有的罗茨鼓风机，一般适于输送非易燃易爆介质，或气体含量在非爆炸界限内的易燃易爆气体。随着环保力度的加大，化工行业易燃易爆尾气风机的需求量越来越大。对于化工行业某些区域内设备排放的易燃易爆尾气，因是多台设备的动态排放，不能确认动态排放尾气中各种易燃易爆气体的具体含量，为避免不必要损失，有必要设计一种防爆罗茨鼓风机。因化工尾气处理方式的不同，对罗茨鼓风机要求的升压有不同要求，为解决该问题，更有必要提供一种具有良好结构的防爆罗茨鼓风机，以满足用户的不同工况要求使用。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种适于输送易燃易爆气体的罗茨鼓风机。要解决现有的罗茨鼓风机因出现故障，叶轮与机壳，叶轮与端板，风机轴密封部位接触磨擦产生火花的问题，并要注意在高升压要求易燃易爆介质在风机轴伸端出现的泄漏，再次对环境造成污染问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种防爆的罗茨鼓风机，其结构包括机壳、第一密封部、墙板、侧板、主油箱、副油箱、支撑轴承座、定位轴承座、主动叶轮部、从动叶轮部、主动齿轮和从动齿轮，所述机壳中具有安装主动叶轮部和从动叶轮部的腔室，所述主油箱、副油箱位于主动叶轮部和从动叶轮部两外端并在主油箱中设置主动齿轮和从动齿轮，形成传动关系，所述支撑轴承座、定位轴承座分别设置在主、副油箱中并对所述主动叶轮部和从动叶轮部形成支撑，在所述机壳两侧分别设有侧板，在两侧板外侧分别安装有墙板，所述密封部设置在侧板、墙板与主动叶轮部、从动叶轮部所在主轴之间的部位；

主动叶轮部所在主轴与副油箱之间设有第二密封部，所述第一密封部采用填料密封时，在主轴上套置一个轴套，在轴套与主轴之间使用三道成形填料并形成密封；左侧板、右侧板、左墙板和右墙板，其中，在轴套与侧板接触部位为间隙配合，并在对应的轴套位置设置有一组半圆槽底迷宫密封，形成动态密封；密封部采用迷宫密封时，在主轴上套置一个轴套，在轴套与主轴之间使用弧底锯齿形迷宫密封，轴套采用铜合金材质。

进一步，所述第二密封部是由密封压盖，油封压盖、轴套，O形密封圈、螺钉和密封垫构成，在主轴上套置一个轴套，轴套与主轴处设有螺钉，螺钉将轴套与主轴紧定，无相对转动，轴套与主轴间设有O形密封圈，形成静密封，切断副油箱内的润滑油通过轴套及主轴泄漏；轴套上套置油封，油封安装在油封压盖内，油封压盖与副油箱联接面间设有密封垫，形成密封，切断副油箱内的润滑油通轴套及密封压盖泄漏。

进一步，所述主动叶轮部和从动叶轮部均采用铜合金材质。

进一步，在从动齿轮上设有锥度配合的齿轮毂，所述主动齿轮与主轴之间直接采用锥度配合。

进一步，所述左、右墙板结构相同，所述右墙板两侧为分别与轴承座和侧板进行配合的法兰状，中间为镂空状。

进一步，轴套采用铜合金材质。

进一步，左墙板和右墙板为开式结构或闭式结构。

进一步，低压升时，左墙板和右墙板为开式结构；高压升时，左墙板和右墙板为闭式结构。

进一步，低压升时，第一密封部采用成型填料与半圆槽底迷宫密封的组合式密封，第二密封部采用成型填料密封；高压升时，第一密封部采用迷宫密封，第二密封部采用机械密封。

本发明的有益效果是：

本鼓风机，其叶轮，密封轴套采用铜合金材质。铜合金材质是一种非火花材料，即使因故障原因造成风机叶轮与机壳、侧板发生接触磨擦，轴套与侧板发生接触磨擦也不会产生火花，可以确保设备的安全运转。低压升时(升压≤ 30kPa)，第一密封部采用成型填料密封+弧底锯齿形迷宫密封的组合密封，密封效果好，采用开式结构墙板，即使输送介质微量泄漏，也不会影响风机油箱内润滑油油品，第二密封部采用成型填料密封。高压升(升压＞30kPa)时，第一密封部采用迷宫密封,第二密封部采用机械密封，同时，将墙板下部的排污孔封堵，与大气隔绝，形成闭式结构墙板，并在墙板上部通入比风机排气口压力高 20～30kPa的氮气，防止输送易燃易爆混合气体影响风机油箱内润滑油品质。

密封部通过上述的作用，可以使得鼓风机具有密封效果好、密封使用寿命长、运行稳定可靠，实现输送介质的“零逸出”的特点。

附图说明

图1,图3是本发明鼓风机的立面图。

图2，是图1沿A-A的剖面图；

图4是图3沿A-A的剖面图；

图5，图7为第一密封部的示意图；

图6，图8是第二密封部的示意图。

图中：1机壳，2第一密封部，21主轴，211迷宫密封，22轴套，23密封外套，24O形密封圈，25成形填料，25’成形填料，26填料压盖，31左墙板， 311充气接口，312排污口，32右墙板，321充气接口，322排污口，41左侧板， 42右侧板，51主油箱，52副油箱，61支撑轴承座，611锁紧螺母，612油封 612’橡胶密封圈，62定位轴承座，63、63’轴承，71主动叶轮部，72从动叶轮部，8齿轮传动机构，81主动齿轮，82从动齿轮，83齿轮毂，9第二密封部， 91密封压盖，92油封压盖，93轴套，94O形密封圈、95螺钉、96密封垫。

具体实施方式

如图1至图8所示，针对现有缺陷，本发明的保护主体如下：

一种防爆的罗茨鼓风机，适于易燃易爆混合气体的输送。其基本的原理是，当风机输送的介质为易燃易爆时，为保证介质的安全增压，采用合理的防火花材料选择，并在轴端及墙板部设置合理的密封方式，保证介质的安全输送。

基于上述的描述，本发明提供一种适于输送易燃易爆介质的罗茨鼓风机，由机壳1、第一密封部2，左墙板31、右墙板32、左侧板41、右侧板42、主油箱51、副油箱52、支撑轴承座61、定位轴承座62、主动叶轮部71、从动叶轮部72、主动齿轮81、从动齿轮82、第二密封部9等部件组成。下面就其结构进行详细的描述。

机壳1中具有安装主动叶轮部71和从动叶轮部72的腔室，两个叶轮彼此咬合，并安装在机壳中，形成罗茨风机的压缩部件。其中，在机壳1两端分别固定一对侧板，每一侧的侧板数量为两个，分别作用于主动叶轮部和从动叶轮部的轴端，标记为左侧板41和右侧板42，侧板中具有一个容主轴通过的圆孔。在两侧板外侧分别安装在左墙板31或右墙板32，为对称结构，形成第一密封部 2安装部位；左墙板31及右墙板32安装于机壳1两端且位于侧板的外侧，主动叶轮部71与副油箱52，形成第二密封部9的安装部位。

下面结合附图对第一密封部2及第二密封部9的密封情况分别做一下介绍。

左端的第一密封部2(填料密封与弧底锯齿形迷宫密组合密封)：

所述第一密封部2在低压升时(升压≤30kPa)，采用填料密封与弧底锯齿形迷宫密封的组合，其中，在主轴21上套置一个轴套，在轴套22与主轴21采用过盈热装配合，形成密封，由于轴套22于与主轴21是过盈配合的，所以主轴与轴套之间的密封效果很好，此处不会发生泄漏的情况。

上述的轴套22外端横跨左侧板41和密封外套23，即其中的一段与密封外套23接触，另一段与左侧板41接触。其中，在轴套22与左侧板41接触部位为弧底锯齿形迷宫密封的配合，形成动态密封，并在对应的轴套22位置设置一组同心有弧底锯齿形迷宫密封221，其中，每一组中迷宫密封221的数量为5个，这样，自动态的情况下，当有少量带压介质通过轴套22与左侧板41接触部位泄漏出来后，首先聚集在该处的迷宫密封221中，因空间的突然扩大，逐步降低了泄漏带压气体的压力，经过多个迷宫密封后，泄漏的带压气体压力进一步降低，降低压力后的带压气体，再进入轴套22与密封外套23处的成形填料密封部位，填料密封压力一般不超过50kPa，针对易燃易爆介质，为保证密封安全，降低了输送介质压力，这样一来，成形填料与弧底锯齿形迷宫密封的组合式密封起到很好的密封效果。为防止微量泄漏的气体积聚在墙板31内，进入到风机油箱52内，污染润滑油油品，在墙板上设有排污口312，排污口312位于下部。排污口312敞开与大气相通，泄漏气体不会积聚在墙板31内部。为防止万一积聚在墙板31内的泄漏气体进入到油箱31内，在支承轴承座61后部，设有油封 612，油封612还可以防止轴承座后漏油。

轴套22的外侧的主轴与支撑轴承座61之间通过轴承进行可转动的连接，并使用锁紧螺母611进行轴向压紧，在外侧还设置有防尘盖的设施，并形成副油箱52。

该组合密封属接触式密封，由于逐级减压，使用泄漏气体压力小，具有泄漏量小，使用寿命长的特点。

右端同样也设有第一密封部，两个第一密封部2分别安装于左墙板31及右墙板32及侧板内，结构上完全相同，不同之处为：

在主轴21的外侧还设有一个齿轮传动机构8及主油箱51，其中所述主油箱 51安装于右墙板32上，所述主动齿轮81、从动齿轮82、定位轴承座62位于主油箱51内，通过齿轮传动将两个主轴建立传动关系。在从动齿轮82上设有锥度配合的齿轮毂83，主动齿轮81与主轴之间直接采用锥度配合，方便从动齿轮的安装及拆卸。

所述主动叶轮部71及从动叶轮部72穿过机壳1；并通过轴承63、63’支撑于支撑轴承座61上。其中，轴承63安装于主油箱51内，轴承63’安装于副油箱52内。

主动齿轮81安装于主动叶轮部71的主轴上，从动齿轮82安装于从动叶轮部72的主轴上，与主动齿轮81相啮合形成同步齿轮副，从而实现等速反向旋转，实现动力传递。

左墙板31及右墙板32、左、右侧板是根据组合密封的功用要求而进行特殊设计的零部件，具体地，开式结构墙板是指，两侧为分别与轴承座和侧板进行配合的法兰状，中间通过联接板联接。为实现开式功能，在墙板下部开设排污口312。

左、右墙板(31和32)起到以下几个作用：通过与侧板的配合，一是实现风机主动叶轮部71及从动叶轮部72在机壳1中的精准定位，是轴承的安装部位，从而保证63、63’的安装精度；二是为密封提供安装空间需求；开式结构墙板保证输送低升压易燃易爆介质时，泄漏的微量介质直接排入大气，不会进入主油箱51及副油箱52内，污染润滑油影响油品质；开式结构墙板，还可保证在负压状态输送时，主油箱51及副油箱52内的润滑油不会进入到风机机壳体内部，影响风机的安全运转。

第二密封部9：

在主轴21与副油箱52相联接处，设计第二密封部9，所述第二密封部是由密封压盖91，油封压盖92，轴套93，O形密封圈94、螺钉95和密封垫96构成，在主轴21上套置一个轴套93，轴套93与主轴21设有螺钉95，螺钉95将轴套93与主轴21紧定，无相对转动，轴套93与主轴21间设有O形密封圈94，形成静密封，切断副油箱52内的润滑油通过轴套93及主轴21泄漏。轴套上套置油封，油封安装在油封压盖内，油封压盖与副油箱52联接面间设有密封垫，形成密封，切断副油箱52内的润滑油通轴套及密封压盖泄漏。

左端的第一密封部2(弧底锯齿形迷宫密封)：在高压升时(升压＞30kPa)，采用弧底锯齿形迷宫密封的组合，其中，在主轴21上套置一个轴套，在轴套22 与主轴21采用过盈热装配合，形成密封，由于轴套22于与主轴21是过盈配合的，所以主轴与轴套之间的密封效果很好，此处不会发生泄漏的情况。

上述的轴套22外端横跨左侧板41和密封外套23，即其中的一段与密封外套23接触，另一段与左侧板41接触。其中，在轴套22与左侧板41接触部位为弧底锯齿形迷宫密封的配合，形成动态密封，并在对应的轴套22位置设置一组同心有弧底锯齿形迷宫密封211，其中，每一组中迷宫密封211的数量为15 个，这样，自动态的情况下，当有少量带压介质通过轴套22与左侧板41接触部位泄漏出来后，首先聚集在该处的迷宫密封211中，因空间的突然扩大，逐步降低了泄漏带压气体的压力，经过多个迷宫密封后，泄漏的带压气体压力进一步降低。因风机本体升压较高，为防止泄漏后的带压气体进入到风机油箱52 内，影响润滑油油品，在墙板31上部设计有充气接口311。将左墙板31下部的排污口312封堵，并在充气接口311充入较风机排气口压力高20～30kPa左右的氮气，形成气封，阻止介质通过密封槽泄漏。为降低充气密封氮气进入到油箱52内的气量，在支撑轴承座61后设计有橡胶密封圈612’。

因左墙板31通过充气接口311充入高压氮气(比风机排气口压力高20～ 30kPa)，超过油封的密封压力(一般不超过50kPa)，为防止墙板31内充入的带压气体通过油箱52与主轴21联接处密封泄漏，将第二密封部9设计为机械密封。机械密封采用高位油箱对机械密封进行冲洗冷却。

在低压升时(≤30Pa)时,第一密封部采用成形填料与环状凹槽的组合式密封，第二密封部采用填料密封，墙板下部的排污孔与大气相通，形成开式结构墙板；在高压升时(＞30kPa),第一密封部采用迷宫密封,第二密封部采用机械密封，此时墙板下部的排污孔要封闭，与大气隔绝，形成闭式结构墙板,同时向闭式结构墙板内部充入比风机排气口压力高20～30kPa的氮气,以保证风机油箱内润滑油不受所输送的易燃易爆混合气体的劣化影响。

第一密封部和第二密封部通过上述的作用，可以使得鼓风机具有密封效果好、密封使用寿命长、运行稳定可靠，实现输送介质的“零逸出”的特点。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种防爆的罗茨鼓风机，其结构包括机壳(1)、第一密封部(2)、墙板、侧板、主油箱(51)、副油箱(52)、支撑轴承座(61)、定位轴承座(62)、主动叶轮部(71)、从动叶轮部(72)、主动齿轮(81)和从动齿轮(82)，所述机壳(1)中具有安装主动叶轮部(71)和从动叶轮部(72)的腔室，所述主油箱(51)、副油箱(52)位于主动叶轮部(71)和从动叶轮部(72)两外端并在主油箱中设置主动齿轮(81)和从动齿轮(82)，形成传动关系，所述支撑轴承座(61)、定位轴承座(62)分别设置在主、副油箱中并对所述主动叶轮部(71)和从动叶轮部(72)形成支撑，在所述机壳(1)两侧分别设有侧板(41、42)，在两侧板外侧分别安装有墙板(31、32)，所述密封部(2)设置在侧板、墙板与主动叶轮部、从动叶轮部所在主轴(21)之间的部位；

其特征在于：主动叶轮部所在主轴与副油箱(22)之间设有第二密封部(9)，所述第一密封部(2)采用填料密封时，在主轴(21)上套置一个轴套，在轴套(22)与主轴(21)之间使用三道成形填料并形成密封；所述轴套(22)横跨左侧板(41)、右侧板(42)、左墙板(31)和右墙板(32)，其中，在轴套(22)与左侧板(41)、右侧板(42)接触部位为间隙配合，并在对应的轴套(22)位置设置有一组半圆槽底迷宫密封(221)，形成动态密封；密封部(2)采用迷宫密封时，在主轴(2)上套置一个轴套，在轴套(22)与主轴(21)之间使用弧底锯齿形迷宫密封，轴套(22)采用铜合金材质。

2.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，所述第二密封部是由密封压盖(91)，油封压盖(92)，(93)轴套，O形密封圈(94)、螺钉(95)和密封垫(96)构成，在主轴(21)上套置一个轴套，轴套与主轴(21)处设有螺钉，螺钉将轴套与主轴(21)紧定，无相对转动，轴套与主轴(21)间设有O形密封圈，形成静密封，切断副油箱(52)内的润滑油通过轴套及主轴(21)泄漏；轴套上套置油封，油封安装在油封压盖内，油封压盖与副油箱(52)联接面间设有密封垫，形成密封，切断副油箱(52)内的润滑油通轴套及密封压盖泄漏。

3.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，所述主动叶轮部(71)和从动叶轮部(72)均采用铜合金材质。

4.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，在从动齿轮(82)上设有锥度配合的齿轮毂(83)，所述主动齿轮(81)与主轴之间直接采用锥度配合。

5.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，所述左、右墙板结构相同，所述右墙板两侧为分别与轴承座和侧板进行配合的法兰状，中间为镂空状。

6.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，轴套(23)采用铜合金材质。

7.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，左墙板(31)和右墙板(32)为开式结构或闭式结构。

8.根据权利要求7所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，低压升时，左墙板(31)和右墙板(32)为开式结构；高压升时，左墙板(31)和右墙板(32)为闭式结构。

9.根据权利要求1所述的一种防爆罗茨鼓风机，其特征在于，低压升时，第一密封部(2)采用成型填料与半圆槽底迷宫密封的组合式密封，第二密封部(9)采用成型填料密封；高压升时，第一密封部(2)采用迷宫密封，第二密封部(9)采用机械密封。