CN109404282A - 一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构及其监测系统 - Google Patents

一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构及其监测系统 Download PDF

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Abstract

一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构及其监测系统，螺杆蒸汽压缩机包括壳体、置于壳体内的螺杆转子、轴封结构、高、低压侧轴承，螺杆转子包括螺杆压缩部和两侧的转子轴部，螺杆压缩部对水蒸汽进行压缩，高、低压侧轴承套设在两转子轴部上，特点：轴封结构包括设在转子轴部上且位于高、低压侧轴承与螺杆压缩部之间的高、低压侧轴封组件，高压侧轴封组件包括高压侧前置密封、高压侧骨架气封和高压侧骨架油封，低压侧轴封组件包括低压侧前置密封、低压侧骨架气封和低压侧骨架油封。监测系统监测高、低压侧骨架气封和高、低压侧骨架油封的工作状态。简化结构，降低蒸汽放空量，取消压缩空气的注入，节约成本；且在不拆机的情况下实现对轴封结构的监测。

Description

一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构及其监测系统
技术领域
本发明属于压缩机密封技术领域，具体涉及一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，并且还涉及对该轴封结构进行监测的监测系统。
背景技术
螺杆蒸汽压缩机操作温差大，效率高，流量调节方便，操作简单，已成功应用于污水处理、乏汽回收、过热干燥、热泵精馏等领域。螺杆蒸汽压缩机结构与无油螺杆空压机相类似，最大的区别在于螺杆蒸汽压缩机轴封结构设计难度更高，既要防止润滑油进入蒸汽系统污染气体，也要防止蒸汽进入润滑油系统破坏润滑油品质。
常规的螺杆蒸汽压缩机普遍采用多道碳环密封，通过蒸汽平衡、蒸汽放空、压缩空气隔离等多重手段，确保蒸汽与润滑油相互不污染，例如，中国发明专利授权公告号CN103603803B公开了“一种水蒸汽螺杆压缩机轴封结构”，其设置在螺杆压缩机轴承与压缩腔体之间的轴段上，具体包括依次安装在所述轴段上的第一段碳环密封、第二段碳环密封、第三段碳环密封、迷宫密封，所述第一段碳环密封靠近所述压缩腔体，所述迷宫密封靠近所述轴承，每段碳环密封包括至少两个碳环组件，在第一段碳环密封和第二段碳环密封之间设置有与外部相通的平衡口，在第二段碳环密封和第三段碳环密封之间设置有与外部相通的凝气口，在第三段碳环密封内设置有隔离气入口。此结构具有的优点是：具有耐高压、耐高温、密封性能好、使用寿命长。但是，上述结构在实际使用中还存在下列欠缺：首先，一方面使得密封结构及密封应用系统复杂；其次，蒸汽的放空额外增加了蒸汽的消耗，带来了一定的大气污染风险，压缩空气的注入也增加了公用工程的成本，且在不拆机的条件下无法判断轴封的工作状态。
鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的首要任务是要提供一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，解决常规螺杆蒸汽压缩机存在的轴封结构与其应用系统复杂、蒸汽放空量大及压缩空气消耗量大的问题。
本发明的另一任务是要提供一种对该螺杆蒸汽压缩机的轴封结构进行监测的监测系统，有效监测轴封的工作状态，从而保障螺杆蒸汽压缩机的轴封结构所述技术效果的全面体现。
为完成首要任务，本发明所提供的技术方案是：一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，所述的螺杆蒸汽压缩机包括壳体、安装于壳体内的螺杆转子、轴封结构、高压侧轴承和低压侧轴承，所述的螺杆转子包括螺杆压缩部和向两侧延伸的转子轴部，所述的螺杆压缩部对水蒸汽进行压缩，所述的高压侧轴承和低压侧轴承分别套设在两转子轴部上，其特征在于：所述的轴封结构包括套设在转子轴部上且位于高压侧轴承与螺杆压缩部之间的高压侧轴封组件和套设在转子轴部上且位于低压侧轴承与螺杆压缩部之间的低压侧轴封组件，所述的高压侧轴封组件包括紧邻螺杆压缩部的高压侧前置密封、紧邻高压侧轴承的高压侧骨架油封和置于高压侧前置密封和高压侧骨架油封之间的高压侧骨架气封；所述的低压侧轴封组件包括紧邻螺杆压缩部的低压侧前置密封、紧邻低压侧轴承的低压侧骨架油封和置于低压侧前置密封和低压侧骨架油封之间的低压侧骨架气封。
在本发明的一个具体的实施例中，所述的低压侧前置密封与高压侧前置密封上分别开设有高压侧平衡孔和低压侧平衡孔，所述的高压侧平衡孔和低压侧平衡孔之间利用平衡管相连通。
在本发明的另一个具体的实施例中，所述的高压侧骨架气封与高压侧骨架油封之间设有高压密封腔，所述的低压侧骨架气封与低压侧骨架油封之间设有低压密封腔。
在本发明的又一个具体的实施例中，所述的高压侧前置密封和低压侧前置密封采用非接触式迷宫密封或碳环密封。
在本发明的再一个具体的实施例中，所述的高压侧骨架气封和低压侧骨架气封采用自润滑材料。
在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的高压侧骨架油封和所述的低压侧骨架油封采用油润滑材料。
为完成另一任务，本发明所提供的技术方案是：一种对螺杆蒸汽压缩机的轴封结构进行监测的监测系统，其特征在于：所述的监测系统包括收集器、放空阀、液位计和排凝阀，所述的收集器与低压密封腔之间通过低压侧轴封连接管道连通，与高压密封腔之间通过高压侧轴封连接管道连通。
在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的收集器上设置有放空阀、液位计和排凝阀，用于监测高压侧骨架气封、低压侧骨架气封、高压侧骨架油封和低压侧骨架油封的工作状态。
本发明由于采用了上述结构，具有的有益效果之一，可有效简化螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，降低蒸汽放空量，同时取消了压缩空气的注入，从而节约了压缩机的运行成本；之二，所述的轴封结构的检测系统可在不拆机的情况下，通过日常点检能够及时检测轴封的工作状态，判断轴封是否有效，以便及时维护轴封，节约人力及时间成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
图中：1.壳体；2.高压侧轴承；3.高压侧骨架油封；4.高压密封腔；5.高压侧骨架气封；6.高压侧平衡孔；7.高压侧前置密封；8.平衡管；9.螺杆转子、91.螺杆压缩部、92.转子轴部；10.低压侧前置密封；11.低压侧平衡孔；12.低压侧骨架气封；13.低压密封腔；14.低压侧骨架油封；15.低压侧轴承；16.高压侧轴封连接管道；17.放空阀；18.收集器；19.液位计；20.排凝阀；21.低压侧轴封连接管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。
请参阅图1，本发明涉及一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，所述的螺杆蒸汽压缩机包括壳体1、安装于壳体1内的螺杆转子9、轴封结构、高压侧轴承2和低压侧轴承15，所述的螺杆转子9包括螺杆压缩部91和向两侧延伸的转子轴部92，所述的螺杆压缩部91对水蒸汽进行压缩，所述的高压侧轴承2和低压侧轴承15分别套设在两转子轴部92上，所述的轴封结构包括套设在转子轴部92上且位于高压侧轴承2与螺杆压缩部91之间的高压侧轴封组件和套设在转子轴部92上且位于低压侧轴承15与螺杆压缩部91之间的低压侧轴封组件，所述的高压侧轴封组件包括紧邻螺杆压缩部91的高压侧前置密封7、紧邻高压侧轴承2的高压侧骨架油封3和置于高压侧前置密封7和高压侧骨架油封3之间的高压侧骨架气封5；所述的低压侧轴封组件包括紧邻螺杆压缩部91的低压侧前置密封10、紧邻低压侧轴承15的低压侧骨架油封14和置于低压侧前置密封10和低压侧骨架油封14之间的低压侧骨架气封12。
所述的低压侧前置密封10与高压侧前置密封7上分别开设有高压侧平衡孔6和低压侧平衡孔11，所述的高压侧平衡孔6和低压侧平衡孔11之间利用平衡管8相连通，平衡低压侧前置密封10与高压侧前置密封7之间的气压。所述的低压侧前置密封10和高压侧前置密封7可根据蒸汽的操作压力选择迷宫密封或碳环密封。
所述的高压侧骨架气封5与高压侧骨架油封3之间设有高压密封腔4，所述的低压侧骨架气封12与低压侧骨架油封14之间设有低压密封腔13。所述的低压侧骨架气封12与高压侧骨架气封5均采用自润滑材料，分别防止蒸汽向低压密封腔13与高压密封腔4中泄露。所述的低压侧骨架油封14与高压侧骨架油封3均采用油润滑材料，分别防止轴承润滑油向低压密封腔13与高压密封腔4中泄露。
所述的对螺杆蒸汽压缩机的轴封结构进行监测的监测系统包括收集器18、放空阀17、液位计19和排凝阀20，所述的收集器18与低压密封腔13之间通过低压侧轴封连接管道21连通，与高压密封腔4之间通过高压侧轴封连接管道16连通。所述的收集器18上设置有放空阀17、液位计19和排凝阀20。具体的监测方法如下：螺杆蒸汽压缩机运行期间，可定期打开放空阀17，检测高压侧骨架气封5与低压侧骨架气封12的状态，若放空阀17检测到蒸汽泄露或空气倒吸，说明高压侧骨架气封5与低压侧骨架气封12失效，应予以更换。若液位计19显示有液位，则打开排凝阀20检测液体类型，如液体为凝结水，说明高压侧骨架气封5与低压侧骨架气封12失效；如液体为润滑油，说明高压侧骨架油封3与低压侧骨架油封14失效；如同时检测到凝结水与润滑油，说明高压侧骨架气封5与低压侧骨架气封12及高压侧骨架油封3与低压侧骨架油封14同时失效。

Claims (8)

1.一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，所述的螺杆蒸汽压缩机包括壳体(1)、安装于壳体(1)内的螺杆转子(9)、轴封结构、高压侧轴承(2)和低压侧轴承(15)，所述的螺杆转子(9)包括螺杆压缩部(91)和向两侧延伸的转子轴部(92)，所述的螺杆压缩部(91)对水蒸汽进行压缩，所述的高压侧轴承(2)和低压侧轴承(15)分别套设在两转子轴部(92)上，其特征在于：所述的轴封结构包括套设在转子轴部(92)上且位于高压侧轴承(2)与螺杆压缩部(91)之间的高压侧轴封组件和套设在转子轴部(92)上且位于低压侧轴承(15)与螺杆压缩部(91)之间的低压侧轴封组件，所述的高压侧轴封组件包括紧邻螺杆压缩部(91)的高压侧前置密封(7)、紧邻高压侧轴承(2)的高压侧骨架油封(3)和置于高压侧前置密封(7)和高压侧骨架油封(3)之间的高压侧骨架气封(5)；所述的低压侧轴封组件包括紧邻螺杆压缩部(91)的低压侧前置密封(10)、紧邻低压侧轴承(15)的低压侧骨架油封(14)和置于低压侧前置密封(10)和低压侧骨架油封(14)之间的低压侧骨架气封(12)。
2.根据权利要求1所述的一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，其特征在于所述的低压侧前置密封(10)与高压侧前置密封(7)上分别开设有高压侧平衡孔(6)和低压侧平衡孔(11)，所述的高压侧平衡孔(6)和低压侧平衡孔(11)之间利用平衡管(8)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，其特征在于所述的高压侧骨架气封(5)与高压侧骨架油封(3)之间设有高压密封腔(4)，所述的低压侧骨架气封(12)与低压侧骨架油封(14)之间设有低压密封腔(13)。
4.根据权利要求1所述的一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，其特征在于所述的高压侧前置密封(7)和低压侧前置密封(10)采用非接触式迷宫密封或碳环密封。
5.根据权利要求1所述的一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，其特征在于所述的高压侧骨架气封(5)和低压侧骨架气封(12)采用自润滑材料。
6.根据权利要求1所述的一种螺杆蒸汽压缩机的轴封结构，其特征在于所述的高压侧骨架油封(3)和所述的低压侧骨架油封(14)采用油润滑材料。
7.一种对权利要求3所述的螺杆蒸汽压缩机的轴封结构进行监测的监测系统，其特征在于：所述的监测系统包括收集器(18)、放空阀(17)、液位计(19)和排凝阀(20)，所述的收集器(18)与低压密封腔(13)之间通过低压侧轴封连接管道(21)连通，与高压密封腔(4)之间通过高压侧轴封连接管道(16)连通。
8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于：所述的收集器(18)上设置有放空阀(17)、液位计(19)和排凝阀(20)，用于监测高压侧骨架气封(5)、低压侧骨架气封(12)、高压侧骨架油封(3)和低压侧骨架油封(14)的工作状态。
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