CN110023630B - 具有密封组件的侧通道压缩机 - Google Patents

Abstract

用于压缩气体的侧通道压缩机包括壳(3)和至少一个叶轮(2)，叶轮(2)布置在壳(3)中，并且可绕中心轴线(4)旋转驱动。另外，侧通道压缩机具有至少一个密封组件(38)，该密封组件布置在壳(3)中，并且具有至少一个密封装置(47)，该密封装置密封壳(3)与至少一个叶轮(2)之间的至少一个间隙(59)，并且相对于中心轴线(4)对所述叶轮(2)径向向外施加力，以便保持至少一个间隙(59)很小。至少一个密封组件(38)还包括至少一个密封装置保持设备(46)，密封装置保持设备(46)以轴向固定的方式相对于中心轴线(4)保持所述至少一个密封装置(47)，并且具有至少一个主保持体(48)。

Description

具有密封组件的侧通道压缩机

技术领域

本发明涉及一种侧通道压缩机，该侧通道压缩机用于压缩诸如空气或工业气体的气体。侧通道压缩机例如实施为侧通道风扇。

背景技术

侧通道压缩机从现有技术中已众所周知。侧通道压缩机的效率水平具体取决于发生的泄漏流。为了避免这种泄漏流，使用相应的密封组件。不利的是，密封组件经常在侧通道压缩机的使用寿命期间经受磨损，从而导致效率水平降低。另外，密封组件的密封效果并不总是令人满意。

发明内容

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2016 222 430.1的优先权，该德国专利申请的内容通过引用结合于本文中。

本发明的目的是克服现有技术的缺点。具体地，提供一种侧通道压缩机，该侧通道压缩机在所有运行状态下具体具有持续或极高的效率水平。具体地，将以持续的方式或在所有操作状态下避免泄漏流。

根据本发明，该目的通过权利要求1中所述的特征来实现。本发明的核心在于，至少一个密封装置避免泄漏流，该泄漏流例如由于在壳体与至少一个叶轮之间的至少一个间隙上的主要压力条件而形成。因此，在侧通道压缩机的相对于彼此旋转的部分之间存在间隙。

由于至少一个密封装置径向向外受力，具体地被径向向外压缩，因此可以可靠地补偿在侧通道压缩机运行期间出现的体积变化，具体为由于温度波动而出现的体积变化。因此，至少一个密封装置的变形并不重要，该至少一个密封装置的变形具体为热致变形。该至少一个密封装置有利地以一致或均匀的方式径向向外受力，具体地被径向向外压缩。因此，对于所有运行状态，保持壳体与至少一个叶轮之间的至少一个剩余间隙较小。

至少一个密封装置保持设备防止至少一个密封装置在轴向方向上移动或移位。因此，固定至少一个密封装置，以防止轴向移动。因此，可避免泄漏流或增加的磨损。

至少一个密封装置优选为环形，并且有利地具有径向朝外的密封表面，该密封表面邻近至少一个叶轮延伸，具体地，相对于其承载环基部延伸，并且以密封成形的方式在该处邻接。有利的是，至少一个密封装置在安装状态下具有对应于承载环的内径的外径。

至少一个密封装置有利地由至少一个密封条或至少一个密封带形成。密封装置优选为一个部件。有利的是，至少一个密封装置至少部分地包括特氟隆，并且更优选地由特氟隆(聚四氟乙烯)形成。其他相应的材料可用作替代品。

有利地，可在没有工具的情况下安装和移除至少一个密封组件。

根据一个优选实施方式，至少一个密封装置本身是弹性的或有弹力的。因此，有利地，能够径向向外受力，具体地被径向向外压缩。根据一个有利实施方式，至少一个密封装置由泡沫材料发泡或形成。根据一个优选实施方式，至少一个密封装置通过至少一个相邻布置的弹性强制带径向向外受力，具体地被径向向外压缩，该弹性强制带还有利地通过至少一个密封装置保持设备轴向固定。

根据一个优选实施方式，所述至少一个密封装置由缠绕的线形成，具体地，由交织的线形成。

有利的是，在壳中形成至少一个侧通道。壳还有利地具有至少一个气体入口，用于将待压缩的气体引入至少一个侧通道中。壳体优选地还具有至少一个气体出口，用于从至少一个侧通道带走压缩气体。有利的是，壳为两部分。

有利的是，至少一个叶轮可通过驱动器驱动旋转，该驱动器具体为电驱动器。

在从属权利要求中详细说明了本发明进一步有利的改进方案。

根据从属权利要求3所述的至少一个保持突起在功能上可靠地防止在至少一个密封装置保持设备与至少一个密封装置之间在轴向方向上的相对运动。有利地存在多个保持突起。

根据从属权利要求4所述的改进方案特别适合于安装。至少一个保持突起有利地仅在密封装置保持设备的长度的部分上延伸。可替代地，至少一个保持突起以保持方式接合在至少一个密封装置中。

根据从属权利要求5所述的改进方案也特别适合于安装。可替代地，至少一个保持突起相对于中心轴线从至少一个主保持体径向向内突起。

根据从属权利要求6所述的改进方案提出了一种密封组件，其需要极小的安装空间。

根据从属权利要求7所述的密封组件一方面能够以极其经济的方式来制造。另一方面，这种密封组件在功能上特别可靠。

根据从属权利要求8所述的改进方案产生了一种密封组件，该密封组件特别有效地防止至少一个密封装置相对于壳体或至少一个叶轮轴向移动或移位。

有利的是，至少一个密封装置保持设备在壳体的两侧上相对于中心轴线轴向进行支承。至少一个密封装置保持设备有利地支承在壳体的至少一个肩部、边缘和/或侧壁上。

根据从属权利要求9所述的改进方案提出了以下情况，在该情况下，至少一个密封装置径向向外受力，具体地被径向向外压缩，并且以这种方式，至少一个间隙总是保持很小。弹簧应力在径向上有效。至少一个弹簧突起以弹簧方式实施。有利的是，存在多个弹簧突起，该多个弹簧突起有利地相对于彼此等距地布置。

根据从属权利要求11所述，至少一个弹簧突起相对于中心轴线从至少一个主保持体径向向内突起。可替代地，所述弹簧突起相对于中心轴线从至少一个主保持体径向向外突起。

根据从属权利要求12所述的改进方案提出了一种密封装置保持设备，该密封装置保持设备能够以特别经济的方式制造，并且功能可靠。因此，至少一个弹簧突起是弯曲部分。有利的是，至少一个密封装置保持设备由金属材料或金属体形成。

根据从属权利要求14所述的密封组件提供了特别高的密封成形效果。至少一个保持突起和至少一个弹簧突起有利地布置成相对于中心轴线彼此轴向间隔开。

根据从属权利要求15所述的至少一个密封装置保持设备能够以特别经济的方式制造并且功能可靠。因此，至少一个保持突起部、至少一个弹簧突起部和至少一个主保持体有利地在一个部件或一个件中彼此连接。

附图说明

下面参照附图通过实例来描述本发明的两个优选实施方式，在附图中：

图1示出了根据本发明的侧通道压缩机的纵向剖视图，其具有带凸缘的驱动装置；

图2示出了图1中所示的侧通道压缩机的密封组件和壳盖的分解图；

图3显示了图1中所示的细节III；

图4示出了图1中所示的侧通道压缩机的密封装置保持设备的放大细节图；

图5示出了放大的局部立体图，该局部立体图示出了处于安装状态的根据图1的侧通道压缩机的密封组件；

图6示出了对应于图2的视图，该视图示出了侧通道压缩机的密封组件的第二发明实施方式；

图7示出了放大的剖视图，该剖视图示出了处于安装状态的根据图6的密封组件，对应于图3；

图8示出了根据图6和图7的密封装置保持设备的局部立体图；

图9示出了处于安装状态的根据图6至图8的密封组件的局部立体图。

具体实施方式

首先，参照图1，在图1中整体示出了组装的侧通道压缩机，该侧通道压缩机用于压缩气体，该压缩机包括叶轮2，叶轮2设置有叶轮叶片1，并且安装成使得其可围绕纵向中心轴线4在侧通道压缩机的壳3中进行旋转驱动。因此，纵向中心轴线4形成旋转轴线。

壳3具有壳体5和可去除的壳盖6，根据图1，壳体5和可去除的壳盖6在一起对齐，并共同包围叶轮2，叶轮2以旋转固定的方式布置在驱动轴7上，并且具有叶轮叶片1。

单排叶轮2以盘的方式来构造。单排叶轮2具有带有中心毂钻孔9的叶轮毂8。叶轮毂8由径向向外邻接毂钻孔9的内部毂脚10和邻接所述毂脚10且从毂脚10径向向外延伸的圆环形毂盘11形成。

叶轮2还具有径向外承载环12，承载环12在外侧上与毂盘11径向邻接，并且在纵向中心轴线4的方向上在两侧与毂盘11重叠。因此，承载环12具有面向纵向中心轴线4的承载环基部13，以及所述承载环12沿圆周方向分布有多个叶轮叶片1，叶轮叶片1相对于彼此等距地布置，并且从承载环12径向向外突起。毂脚10、毂盘11和承载环13实现为单件铸件。

壳体5具有第一毂部分14，第一毂部分14在空间上限定第一部分毂容纳空间15。中心轴钻孔16穿过第一毂部分14，该中心轴钻孔16通向第一部分毂容纳空间15。第一侧通道部分17在向外方向上径向邻接第一毂部分14。第一毂部分14和第一侧通道部分17实现为单件铸件，并且形成壳体5。

在壳3的组装状态下，壳盖6旋拧到壳体5上。所述壳盖6具有第二毂部分18，第二毂部分18在空间上限定第二部分毂容纳空间19。第二侧通道部分20在径向向外方向上邻接第二毂部分18。用于支承驱动轴7的滚子轴承21布置在第二毂部分18中。驱动轴7在端侧处具有轴承销，该轴承销通过滚子轴承21可旋转地安装。第二毂部分18和第二侧部通道部分实施方式实现为单件铸件，并且形成壳盖6。

壳体5和壳盖6彼此连接，使得两个部分毂容纳空间15、19共同限定毂容纳空间，以及两个侧通道部分17、10共同在空间上限定侧通道22，以用于导入或供给气体。侧通道22以间隔开的方式以环形形状围绕纵向中心轴线4延伸。

在壳3中构造通向侧通道22的气体入口。另外，在壳3中构造出气口，该气体出口也与侧通道22流动连接，并且相对于侧通道22相邻但分开地布置。中断器布置在侧通道22中，在气体入口与气体出口之间。

在毂容纳空间中，具有叶轮2的毂盘11和毂脚10，其中，驱动轴7穿过毂钻孔9。叶轮叶片1位于侧通道22中。

为了沿圆周方向驱动叶轮2旋转，使用常规驱动器23，驱动器23实现为电驱动器。驱动器23通过法兰连接至壳体5上，并且具有驱动壳24，驱动壳24在空间上限定驱动内部25。驱动壳24具有壳体26、端板27和散热器盖28，端板27连接至其端侧。

驱动定子29容纳在驱动器内部25中，驱动定子29又包括定子叠片芯30和定子绕组31，定子叠片芯30连接至壳体26的内部。定子绕组31包括多个线圈，该多个线圈直接连接至定子叠片芯30。可旋转地支承驱动轴7的第二滚子轴承32容纳于端板27中。在驱动内部25中还有转子33，转子33以旋转固定的方式设置在驱动轴7上，且在驱动定子29内运行。转子33包括转子叠片芯34和转子杆35。

驱动散热器轮36以旋转固定的方式布置在驱动轴27的引导通过端板27的端部上。散热器盖28围绕驱动散热器轮36。

驱动器23以常规的、众所周知的方式操作。在连接至电网的情况下，电流流过定子绕组31，从而在驱动定子29中产生磁场。因而，驱动定子29与转子33相互作用。然后，转子33围绕纵向中心轴线4旋转，以及驱动轴7因而也围绕纵向中心轴线4旋转。

出于密封的原因，在壳体5中布置有驱动轴密封件37，该驱动轴密封件37以密封形式的方式搁置在驱动轴7的外侧上，并且避免该处出现泄漏流。

另外，密封组件38既布置在壳体5中，又布置在壳盖6中。这些密封组件38具有相同的设计。

为了容纳密封组件38，在壳体5和壳盖6中分别形成环形槽39，环形槽39在空间上各自由径向内部内边缘40、径向外部外边缘41和基部边缘42限定，径向外部外边缘41与相应的内边缘40相对，以及基部边缘42连接相应的内边缘40和外边缘41。内边缘40距纵向中心轴线4的距离小于外边缘41距纵向中心轴线4的距离。内边缘40相对于外边缘41平行且同心地延伸。基部边缘42相对于相邻的内边缘40和外边缘41垂直地延伸。环形槽39围绕纵向中心轴线4以恒定距离延伸，并且朝向毂容纳空间开放。

邻近每个毂容纳空间，每个内边缘40均具有顶表面，该顶表面在环形腹板44上形成，环形腹板44径向向外突起，以形成保持边缘43。每个保持边缘43均围绕纵向中心轴线4以环形形状延伸，并且面向相应环形槽39的相邻基部边缘42。每个保持边缘43均平行于相应环形槽39的相邻基部边缘42延伸。保持边缘43具有径向高度，该径向高度基本上小于基部边缘42的相应径向高度。

在每个环形槽39与侧通道22之间，壳体5和壳盖6分别具有容纳切口45，使得内边缘40在纵向中心轴线4的方向上较长，并且比外边缘41宽。承载环12接合在容纳切口45中。

每个密封组件38包括密封装置保持设备46和密封条47，密封装置保持设备46邻近相应的内边缘40布置，密封条47径向抵靠相应的密封装置保持设备46的外侧。

每个密封装置保持设备46均具有环形的带状主保持体48，主保持体48围绕纵向中心轴线4以恒定距离延伸，并且在纵向中心轴线4的方向上具有轴向宽度BF，该轴向宽度BF在纵向中心轴线4的方向上大致对应于内边缘40的轴向长度或宽度LN。每个主保持体48均具有内邻接边缘49，其抵靠相应的基部边缘42。

另外，每个密封装置保持设备46均具有多个凸片状弹簧突起50，每个弹簧突起50均在纵向中心轴线4的方向上弯曲，以形成平行于邻接边缘49延伸的弯曲线51。弯曲线51与邻接边缘49间隔开延伸。弹簧突起50在此相对于主保持体48倾斜地或以弯曲的方式延伸。从相应的弯曲线51开始，它们远离相邻的邻接边缘49延伸。每个弹簧突起50均具有自由端52，该自由端52以支承的方式抵靠相应的保持边缘43和内边缘40。由于弹簧突起50从相应的主保持体48弯曲出来，因而在其中形成多个弯曲开口53，并且该多个弯曲开口53在圆周侧封闭。

另外，多个保持突起54从每个主保持体48径向向外突起，并且与邻接边缘49相对设置，并且从主保持体48弯曲而出，从而形成相应的弯曲线55。弯曲线55平行于纵向中心轴线4延伸。密封装置保持设备46的邻接边缘49与保持突起54之间的轴向距离AH对应于密封条47的轴向宽度BD。

每个密封条47均径向地邻接在所分配的主保持体48的外侧，因此具有用于相应密封条47的支承表面56。密封条47覆盖弯曲开口53。保持突起54抵靠相应的密封条47的侧边缘57，该侧边缘57背向相邻的基部边缘42或面向毂容纳空间。每个密封条47均抵靠相关联的基部边缘42，并且抵靠相邻的外边缘41。

每个密封条47均相对于相邻的外边缘41在纵向中心轴线4的方向上轴向突起，以形成自由密封区域58。密封区域58在内侧相对于纵向中心轴线4以密封形式径向地抵靠承载环基部13。

在侧通道压缩机的操作期间，叶轮2在密封条47上方移动，具体地，在自由密封区域58上方移动。每个密封条47均与承载环12和壳体5或壳盖6之间的间隙59重叠。每个密封条47均在相邻的承载环基部13的后面接合。

每个密封装置保持设备46均相对于纵向中心轴线4在两侧上轴向固定。这通过邻接边缘49同时抵靠相邻的基部边缘42和壳3以及弹簧突起50抵靠相邻的保持边缘43或壳3来实现。

每个密封条47均相对于纵向中心轴线4在两侧上轴向固定。这通过相应的密封条47同时抵靠相邻的基部边缘42或壳3和抵靠保持突起54来实现。

每个密封条47均通过弹簧突起50以弹簧方式径向向外挤压，弹簧突起50相对于内边缘40进行支承。产生的弹簧应力是弹性的。每个密封装置保持设备46均连续地将径向向外指向的弹簧应力传递到相邻的密封条47，并且以这种方式，还确保在适当的情况下，在径向向外的方向上进行自动空间调节，从而自动补偿磨损或者相应的密封条47的变形。密封条47压靠外边缘41和承载环基部13。

下面参照图6至图9来描述第二实施方式。与前面的实施方式相比，在此明确地参照其描述的描述中，弹簧突起50在这里弯曲出主保持体48，以形成弯曲线51，弯曲线51平行于纵向中心轴线4延伸。否则，没有显着差异。

所使用的表述“径向地”、“轴向地”等具体参照纵向中心轴线4。

Claims (13)

1.一种用于压缩气体的侧通道压缩机，包括：

a）壳（3）；

b）至少一个叶轮（2），布置在所述壳（3）中，并且能够绕中心轴线（4）旋转驱动；以及

c）至少一个密封组件（38），设置在所述壳（3）中，并包括：

i）至少一个密封装置（47）

- 所述至少一个密封装置（47）密封所述壳（3）与所述至少一个叶轮（2）之间的至少一个间隙（59）；

-所述至少一个密封装置（47）相对于所述中心轴线（4）径向向外受力，以使所述至少一个间隙（59）保持较小，以及

ii）至少一个密封装置保持设备（46）

- 所述至少一个密封装置保持设备（46）以轴向固定的方式相对于所述中心轴线（4）保持所述至少一个密封装置（47），以及

-所述至少一个密封装置保持设备（46）具有至少一个主保持体（48），

其中，所述至少一个密封装置保持设备（46）具有至少一个弹簧突起（50），所述至少一个弹簧突起（50）相对于所述中心轴线（4）从所述至少一个主保持体（48）径向突起，并相对于所述壳（3）进行支承，并且相对于所述中心轴线（4）对所述至少一个密封装置（47）径向向外施加力，以及

其中，所述至少一个弹簧突起（50）从所述至少一个主保持体（48）弯曲而出。

2.根据权利要求1所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个密封装置保持设备（46）和所述至少一个密封装置（47）在安装状态下相对于所述中心轴线（4）相对于彼此不可轴向移动。

3.根据权利要求1或2所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个密封装置保持设备（46）具有至少一个保持突起（54），所述至少一个保持突起（54）相对于所述中心轴线（4）从所述至少一个主保持体（48）径向突起，并以保持方式接合在所述至少一个密封装置（47）上。

4.根据权利要求3所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个保持突起（54）横向接合在所述至少一个密封装置（47）的外侧上。

5.根据权利要求3所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个保持突起（54）相对于所述中心轴线（4）从所述至少一个主保持体（48）径向向外突起。

6.根据权利要求3所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个保持突起（54）布置在所述至少一个主保持体（48）的边缘上。

7.根据权利要求3所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个保持突起（54）从所述至少一个主保持体（48）弯曲而出。

8.根据权利要求1所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个密封装置保持设备（46）相对于所述壳（3）相对于所述中心轴线（4）轴向不可移动。

9.根据权利要求1所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个弹簧突起（50）以突片的方式形成。

10.根据权利要求1或9所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个弹簧突起（50）相对于所述中心轴线（4）从所述至少一个主保持体（48）径向向内突起。

11.根据权利要求1所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个弹簧突起（50）以间隔开的方式布置在所述至少一个主保持体（48）的边缘上。

12.根据权利要求3所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个保持突起（54）和所述至少一个弹簧突起（50）在相反的方向上从所述至少一个主保持体（48）径向突起。

13.根据权利要求1所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述至少一个密封装置保持设备（46）实施为一个部件。

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