CN109595169A - 无油螺杆压缩机密封机构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无油螺杆压缩机密封机构及控制方法。压缩机的吸气侧和排气侧分别设有套筒，套筒的外侧为润滑腔；各套筒的外端分别安装有反向螺旋密封件，套筒内壁上由反向螺旋密封件向内侧依次设置有四组环形腔，环形腔之间间隔设有四组浮环；还设有用于向环形腔通入保护气体的进气管路以及释放保护气体的出气管路，两侧的环形腔之间还设有均压管路。通过根据均压管路的压力调整进出端的压力，提高密封效果，同时减少保护气体的消耗。

Description

无油螺杆压缩机密封机构及控制方法

技术领域

本发明涉及一种无油螺杆压缩机密封机构，还涉及一种控制该密封机构的方法。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，对产品的要求逐步提高，工艺气体的无油压缩需求日渐增长。

无油螺杆压缩机的螺杆两端分别与回转密封组件相配合，密封组件之外的区域为润滑腔，两组密封组件之间的区域为螺杆工作的压缩腔。润滑腔中有润滑油，压缩腔中有被压缩气体，压缩腔一端为吸气侧、另一端为排气侧。通常是为回转密封组件通入保护气体，对外侧的润滑油形成压力，防止润滑油进入压缩腔。

虽然目前市面上有多种无油压缩技术，但由于没有有效的控制手段，导致无油压缩机在运行过程中能耗过高，尤其存在保护气体的消耗过多以及被压缩气体泄漏的问题。

发明内容

本发明提出了一种无油螺杆压缩机密封机构及控制方法，其目的在于：在满足无油压缩的前提下，减少保护气体的消耗以及被压缩气体的泄漏。

本发明技术方案如下：

一种无油螺杆压缩机密封机构，所述无油螺杆压缩机包括压缩腔和螺杆，所述压缩腔具有吸气口和排气口，所述压缩机的吸气口一侧设有第一套筒、排气口一侧设有第二套筒，所述螺杆的两端分别与第一套筒和第二套筒转动配合，所述套筒的外侧为润滑腔；所述各套筒的外端分别安装有反向螺旋密封件，套筒内壁上由反向螺旋密封件向内侧依次设置有第二环形腔和第三环形腔，套筒内还设位于第二环形腔和第三环形腔之间的第二浮环以及位于第三环形腔内侧的第三浮环；

还设有进气管路，所述进气管路具有进气端，该进气管路还与第一套筒的第三环形腔和第二套筒的第三环形腔分相连通；

还设有出气管路，所述出气管路具有出气端，该出气管路还与第一套筒的第二环形腔和第二套筒的第二环形腔分相连通。

作为本发明的进一步改进：所述套筒内壁上还设有位于反向螺旋密封件与第二环形腔之间的第一环形腔以及位于第三浮环内侧的第四环形腔；

所述各套筒上还安装有位于所述第一环形腔与第二环形腔之间的第一浮环以及位于第四环形腔内侧的第四浮环；

还设有第一均压管路，所述第一均压管路一端与第一套筒的第四环形腔相连通、另一端与第二套筒的第四环形腔相连通；所述第一均压管路上设有第一均压传感器；

还设有第二均压管路，所述第一均压管路一端与第一套筒的第一环形腔相连通、另一端与第二套筒的第一环形腔相连通；所述第二均压管路上设有第二均压传感器；

所述进气管路的进气端设有进气阀门和位于进气阀门后侧的进气压力传感器，所述出气管路的出气端设有出气阀门和位于出气阀门前侧的出气压力传感器。

作为本发明的进一步改进：各套筒上的第一浮环、第二浮环和第三浮环均为两组。

针对上述无油螺杆压缩机密封机构的控制方法：调节进气阀门，使进气压力传感器检测到的压力与第一均压传感器检测到的压力相等。

进一步的，调节出气阀门，使出气压力传感器检测到的压力大于等于第二均压传感器检测到的压力。

相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本发明同时向两侧的转动密封组件通入保护气体，阻挡润滑油进入压缩腔，提高了密封效果；（2）采用第一均压管路将两侧的第四环形腔连通到一起，对于压力较低的吸气侧，提高了第四环形腔的压力，可以有效防止被压缩气体从压缩腔进入第四环形腔，对于压力较高的排气侧，通过均压方式可以降低该侧第四环形腔的压力峰值，即使压缩腔内的被压缩气体发生内渗漏、进入第四环形腔，也不会对位于外侧的第三浮环造成过大的压力导致外渗漏，因此该均压结构从整体上提升了密封效果，同时还为后续两侧的同步调节奠定了基础，简化了控制方式；（3）采用第二均压管路将两侧的第一环形腔连通到一起，进一步简化了压力控制；（4）通过调整进气端的压力，使第三浮环两侧的压力基本相同，从而第四环形腔内的被压缩气体不会向外侧泄漏，第三环形腔的保护气体也不会进入第四环形腔，不仅避免了气体泄漏，而且减少了保护气体的消耗；（5）通过调整出气端的压力，使第一浮环两侧的压力基本相同，从而第一环形腔的润滑油不会进入第二环形腔，且第二环形腔的保护气体也不会进入第一环形腔，不仅避免了润滑油向内侧渗漏，而且进一步减少了保护气体的消耗；（6）适当关小出气阀门，可以降低保护气体穿越第二浮环的流速，进一步减少保护气体用量，且进一步降低润滑油进入第二环形腔的可能性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1，一种无油螺杆压缩机密封机构，所述无油螺杆压缩机包括压缩腔和螺杆，所述压缩腔具有吸气口和排气口，所述压缩机的吸气口一侧设有第一套筒100、排气口一侧设有第二套筒200，所述螺杆的两端分别与第一套筒100和第二套筒200转动配合，所述套筒的外侧为润滑腔。

所述各套筒的外端分别安装有反向螺旋密封件10，反向螺旋密封件10是利用螺杆回转时搅动润滑油产生向外侧的推力，使润滑油不会向压缩腔渗漏，其利于液体密封而不利于气体密封，通过合理设计反向螺旋密封件10的尺寸参数，可以使该处保持微正压。

套筒内壁上由反向螺旋密封件10向内侧依次设置有第二环形腔32和第三环形腔33，套筒内还设位于第二环形腔32和第三环形腔33之间的第二浮环22以及位于第三环形腔33内侧的第三浮环23；

还设有进气管路40，所述进气管路40具有进气端，该进气管路40还与第一套筒100的第三环形腔33和第二套筒200的第三环形腔33分相连通；

还设有出气管路50，所述出气管路50具有出气端，该出气管路50还与第一套筒100的第二环形腔32和第二套筒200的第二环形腔32分相连通。

通过进气管路40通入保护气体，使保护气体从内测向外侧穿过第二浮环22，从而避免阻挡润滑油进入压缩腔，提高密封效果。

进一步的，所述套筒内壁上还设有位于反向螺旋密封件10与第二环形腔32之间的第一环形腔31以及位于第三浮环23内侧的第四环形腔34；

所述各套筒上还安装有位于所述第一环形腔31与第二环形腔32之间的第一浮环21以及位于第四环形腔34内侧的第四浮环24；

还设有第一均压管路60，所述第一均压管路60一端与第一套筒100的第四环形腔34相连通、另一端与第二套筒200的第四环形腔34相连通；所述第一均压管路60上设有第一均压传感器61；采用第一均压管路60将两侧的第四环形腔34连通到一起，对于压力较低的吸气侧，提高了第四环形腔34的压力，可以有效防止被压缩气体从压缩腔进入第四环形腔34，对于压力较高的排气侧，通过均压方式可以降低该侧第四环形腔34的压力峰值，即使压缩腔内的被压缩气体发生内渗漏、进入第四环形腔34，也不会对位于外侧的第三浮环23造成过大的压力导致外渗漏，因此该均压结构从整体上提升了密封效果，同时还为后续两侧的同步调节奠定了基础，简化了控制方式。

还设有第二均压管路70，所述第一均压管路60一端与第一套筒100的第一环形腔31相连通、另一端与第二套筒200的第一环形腔31相连通；所述第二均压管路70上设有第二均压传感器71；采用第二均压管路70将两侧的第一环形腔31连通到一起，进一步简化了压力控制。

所述进气管路40的进气端设有进气阀门41和位于进气阀门41后侧的进气压力传感器42，所述出气管路50的出气端设有出气阀门51和位于出气阀门51前侧的出气压力传感器52。

优选的，各套筒上的第一浮环21、第二浮环22和第三浮环23均为两组，从而套筒内壁上形成由四组浮环和一组反向螺旋密封件10分隔成的四组环形腔，中间两组环形腔用于保护气体的流通，两侧的环形腔用于形成均压管路。

浮环的设计也需要根据工况来确定，与密封轴之间的间隙要保证在一个合理范围之内（通常在0.02~0.05mm之间，这与压缩机加工精度有很大关系，只有保证了整个轴的同轴度和圆柱度后，才能取更小的数值），间隙太小会造成浮环磨损，密封失效，间隙太大会造成密封间隙过大，保护气消耗量过大。

工作时，调节进气阀门41，使进气压力传感器42检测到的压力与第一均压传感器61检测到的压力相等。通过调整进气端的压力，使第三浮环23两侧的压力基本相同，从而第四环形腔34内的被压缩气体不会向外侧泄漏，第三环形腔33的保护气体也不会进入第四环形腔34，不仅避免了气体泄漏，而且减少了保护气体的消耗。

调节出气阀门51，使出气压力传感器52检测到的压力大于等于第二均压传感器71检测到的压力。通过调整出气端的压力，使第一浮环21两侧的压力基本相同，从而第一环形腔31的润滑油不会进入第二环形腔32，且第二环形腔32的保护气体也不会进入第一环形腔31，不仅避免了润滑油向内侧渗漏，而且进一步减少了保护气体的消耗。

进一步地，适当关小出气阀门51，可以降低保护气体穿越第二浮环22的流速，进一步减少保护气体用量，且进一步降低润滑油进入第二环形腔32的可能性。

Claims (5)

1.一种无油螺杆压缩机密封机构，所述无油螺杆压缩机包括压缩腔和螺杆，所述压缩腔具有吸气口和排气口，所述压缩机的吸气口一侧设有第一套筒（100）、排气口一侧设有第二套筒（200），所述螺杆的两端分别与第一套筒（100）和第二套筒（200）转动配合，所述套筒的外侧为润滑腔，其特征在于：所述各套筒的外端分别安装有反向螺旋密封件（10），套筒内壁上由反向螺旋密封件（10）向内侧依次设置有第二环形腔（32）和第三环形腔（33），套筒内还设位于第二环形腔（32）和第三环形腔（33）之间的第二浮环（22）以及位于第三环形腔（33）内侧的第三浮环（23）；

还设有进气管路（40），所述进气管路（40）具有进气端，该进气管路（40）还与第一套筒（100）的第三环形腔（33）和第二套筒（200）的第三环形腔（33）分相连通；

还设有出气管路（50），所述出气管路（50）具有出气端，该出气管路（50）还与第一套筒（100）的第二环形腔（32）和第二套筒（200）的第二环形腔（32）分相连通。

2.如权利要求1所述的无油螺杆压缩机密封机构，其特征在于：所述套筒内壁上还设有位于反向螺旋密封件（10）与第二环形腔（32）之间的第一环形腔（31）以及位于第三浮环（23）内侧的第四环形腔（34）；

所述各套筒上还安装有位于所述第一环形腔（31）与第二环形腔（32）之间的第一浮环（21）以及位于第四环形腔（34）内侧的第四浮环（24）；

还设有第一均压管路（60），所述第一均压管路（60）一端与第一套筒（100）的第四环形腔（34）相连通、另一端与第二套筒（200）的第四环形腔（34）相连通；所述第一均压管路（60）上设有第一均压传感器（61）；

还设有第二均压管路（70），所述第一均压管路（60）一端与第一套筒（100）的第一环形腔（31）相连通、另一端与第二套筒（200）的第一环形腔（31）相连通；所述第二均压管路（70）上设有第二均压传感器（71）；

所述进气管路（40）的进气端设有进气阀门（41）和位于进气阀门（41）后侧的进气压力传感器（42），所述出气管路（50）的出气端设有出气阀门（51）和位于出气阀门（51）前侧的出气压力传感器（52）。

3.如权利要求2所述的无油螺杆压缩机密封机构，其特征在于：各套筒上的第一浮环（21）、第二浮环（22）和第三浮环（23）均为两组。

4.基于如权利要求2或3所述的无油螺杆压缩机密封机构的控制方法，其特征在于：调节进气阀门（41），使进气压力传感器（42）检测到的压力与第一均压传感器（61）检测到的压力相等。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于：调节出气阀门（51），使出气压力传感器（52）检测到的压力大于等于第二均压传感器（71）检测到的压力。