CN110360136A - 蒸汽压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机包括蒸汽压缩机主机、驱动电机以及控制所述驱动电机运转的控制组件，所述驱动电机连接于所述蒸汽压缩机主机及控制组件，所述驱动电机在所述控制组件的控制下带动所述蒸汽压缩机主机运转，所述驱动电机为磁悬浮电机，所述蒸汽压缩机与所述驱动电机之间通过梳齿密封、碳环密封及充气密封实现对蒸汽的密封。本发明提供的所述蒸汽压缩机通过磁悬浮电机驱动所述蒸汽压缩机主机，具有较好的运行稳定性和效率，而且通过梳齿密封、碳环密封、充气密封的多重密封方式对机组进行密封，密封性能较佳，具有广泛的应用前景。

Description

蒸汽压缩机

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种蒸汽压缩机。

背景技术

蒸汽压缩机是对前道蒸发工序中产生的蒸汽进行压缩，提高蒸汽的压力及温度，使其能够进入蒸发循环中的热回收设备，其广泛应用于化工、医疗、食品浓缩、溶液回收等多个重要的工业领域。目前国内蒸汽压缩机的生产厂家，还无法生产性能优良的蒸汽压缩机，产品相对不够成熟，高端的蒸汽压缩机长期依赖进口，蒸汽压缩机运行的稳定性、效率以及密封性能的不足，是目前国内蒸汽压缩机性能提升的掣肘。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改进的蒸汽压缩机，该蒸汽压缩机运行稳定性、效率以及密封性能较佳，具有广泛的应用前景。

本发明提供一种蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机包括蒸汽压缩机主机、驱动电机以及控制所述驱动电机运转的控制组件，所述驱动电机连接于所述蒸汽压缩机主机及控制组件，所述驱动电机在所述控制组件的控制下带动所述蒸汽压缩机主机运转，所述驱动电机为磁悬浮电机，所述蒸汽压缩机与所述驱动电机之间通过梳齿密封、碳环密封及充气密封实现对蒸汽的密封。

进一步地，所述蒸汽压缩机主机包括叶轮及蜗壳，所述叶轮容置于所述蜗壳内，所述叶轮与所述蜗壳之间设置有密封梳齿，所述密封梳齿隔绝蒸汽与外部环境。

进一步地，所述驱动电机包括转轴，所述蜗壳上还设置有密封安装座，所述转轴伸入所述密封安装座内并连接于所述叶轮，所述转轴上套设有碳环，所述碳环设置于所述转轴与所述密封固定座之间。

进一步地，所述密封安装座与所述转轴围成一腔室，所述腔室内填充有密封气体，所述密封气体隔绝容置于所述蒸汽压缩机内的蒸汽与外部环境。

进一步地，所述密封气体的压力高于外部环境压力。

进一步地，所述密封气体为水蒸汽。

进一步地，所述密封安装座上开设有充气通道与泄放通道，所述充气通道及所述泄放通道连通所述腔室，所述充气通道用以向所述腔室内注入所述密封气体，所述泄放通道用以排放所述密封气体的冷凝水。

进一步地，所述叶轮内开设有通孔，所述通孔内容置有拉杆，所述拉杆的一端与所述转轴紧固连接，另一端与所述叶轮连接。

进一步地，所述拉杆远离所述转轴的一端设置有用以锁母和保护所述拉杆端部螺纹的罩形锁母，所述锁母与所述拉杆紧固连接，将所述叶轮与所述转轴压紧，所述罩形锁母安装于所述拉杆端部。

进一步地，所述蒸汽压缩机还包括冷却组件，所述冷却组件连接于所述驱动电机，所述冷却组件用以散发所述驱动电机在工作时的热量。

本发明提供的所述蒸汽压缩机通过磁悬浮电机驱动所述蒸汽压缩机主机，具有较好的运行稳定性和效率，而且通过梳齿密封、碳环密封、充气密封的多重密封方式对机组进行密封，密封性能较佳，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明一实施方式中的蒸汽压缩机的结构示意图。

图2为图1所示蒸汽压缩机中蒸汽压缩机主机与驱动电机的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1为本发明一实施方式中的蒸汽压缩机100的结构示意图。蒸汽压缩机100用于压缩蒸汽循环系统中产生的蒸汽，通过对蒸汽做功来提高蒸汽的温度和压力，使得压缩后的蒸汽能够进入蒸发循环中，达到对蒸汽的高效利用。

本实施方式中，蒸汽压缩机100应用于化工领域中。可以理解，本发明提供的蒸汽压缩机100并不限于应用于化工领域中，在其他的实施方式中，本发明提供的蒸汽压缩机100还可以应用于医疗、食品浓缩、溶液回收等其他的工业领域中。

蒸汽压缩机100包括蒸汽压缩机主机10、驱动电机20及控制驱动电机20的控制组件30，驱动电机20连接于蒸汽压缩机主机10及控制组件30，驱动电机20的转轴伸入蒸汽压缩机主机10内，并带动蒸汽压缩机主机10运转。蒸汽压缩机主机10用以压缩蒸汽循环系统中产生的蒸汽，驱动电机20用以为蒸汽压缩机主机10提供能量供给，控制组件30用以控制驱动电机20转动。驱动电机20在控制组件30的控制作用下带动蒸汽压缩机主机10运转，从而压缩蒸汽，实现对蒸汽的高效利用。

蒸汽压缩机100还包括冷却组件(图未示)，冷却组件用以冷却驱动电机20，降低驱动电机20在工作时的温度。本实施方式中，冷却组件通过水冷循环的方式降低驱动电机20的温度。可以理解，在其他的实施方式中，冷却组件还可以通过风冷等其他的冷却方式实现对驱动电机20的降温。

本实施方式中，该冷却组件集成于控制组件30内，此时控制组件30同时实现对冷却循环的控制以及驱动电机20运动状态的控制，此时蒸汽压缩机100具有相对较高的系统集成度，整机的一体化性能较佳。

可以理解，在其他的实施方式中，冷却组件也可以设置于控制组件30之外，冷却组件可以独立实现对驱动电机20的温度冷却。

可以理解，在不考虑驱动电机20工作温度的使用场合，冷却组件也可以省略。

本发明提供的蒸汽压缩机100，为了提高蒸汽压缩机100的效率，驱动电机20采用效率以及稳定性能更加的磁悬浮电机。该磁悬浮电机利用定子与转子励磁磁场之间的相互作用悬浮转子，使得转子在悬浮状态下运动，从而使得定子与转子之间不产生机械接触，具有做功能力高、极易维护的优点。

由于磁悬浮电机对工作环境相对敏感，蒸汽压缩机主机10与驱动电机20之间需要有较好的密封性能，才能将压缩蒸汽限制于蒸汽压缩机10内，避免高温蒸汽泄漏并干扰磁悬浮电机的运转。

本发明提供的蒸汽压缩机100通过梳齿密封、碳环密封、充气密封的多重密封方式，提高蒸汽压缩机10与驱动电机20之间的密封性能。下面阐释蒸汽压缩机10与驱动电机20之间的配合连接结构；

请一并参阅图2，图2为图1所示蒸汽压缩机100中蒸汽压缩机主机10与驱动电机20的结构示意图。驱动电机20具有转轴21，蒸汽压缩机10包括叶轮11，转轴21与叶轮11紧固连接，驱动电机20中的转轴21转动并带动叶轮11转动。

叶轮11采用三元流方法设计，具有三维扭曲结构，叶轮11在转轴21的带动下对进入蒸汽压缩机主机10内的蒸汽做功，从而将蒸汽的温度和压力提高，通过传输通道将压缩后的蒸汽送入外部换热器，从而实现对蒸汽的高效利用。

叶轮11的中心轴线与转轴21的中心轴线同心，叶轮11上开设有通孔111，转轴21对应通孔111的位置开设有螺纹安装孔211。通孔111的中心轴线与叶轮11的中心轴线同心，螺纹安装孔211的中心轴线与转轴21的中心轴线同心。

开设于叶轮11上的通孔111内还容置有拉杆112，拉杆112的一端从通孔111内伸出，另一端安装于转轴21的螺纹安装孔211内。叶轮11与转轴21通过拉杆112和锁母113进行连接。

可以理解，在其他的实施方式中，当转轴21与叶轮11还可以通过其他的方式实现动力传递时，此时拉杆112也可以省略。

拉杆112远离转轴21的一端设置有锁母113和罩形锁母114，锁母113套设于转轴21，锁母113的一端抵持所述叶轮11，锁母113安装于拉杆112上并将叶轮11与转轴21压紧。本实施方式中，罩形锁母114能够完全包覆拉杆112外露的螺纹部分，能够更好的保护外露的螺纹。

拉杆112与转轴21通过螺纹进行连接。可以理解，在其他的实施方式中，拉杆112还可以采用其他连接方式实现与转轴21的连接。

拉杆112的一端由锁母113固定，另一端与转轴21螺接固定，从而实现拉杆112、叶轮11以及转轴21之间的紧固连接。

本实施方式中，转轴21靠近叶轮11侧需长期与水蒸汽接触，转轴21在压缩蒸汽的腐蚀下极其容易失效，为了提高转轴21的使用寿命，转轴21上还套设有轴套212，轴套212材质为不锈钢，其表面喷涂陶瓷或硬质合金。

叶轮11容置于蜗壳12的内部，为了避免经过叶轮11压缩后的蒸汽泄漏，需要进行密封设计。密封性能决定了蒸汽压缩机100能否长期稳定运行和效率的高低。

本发明提供的蒸汽压缩机100具有相对较佳的蒸汽密封性能，蜗壳12与叶轮11相邻近的面设置有密封梳齿13，蒸汽通过梳齿时压力会降低，减少蒸汽的泄漏量，由于密封梳齿13并不与叶轮11相接触，并不会阻碍叶轮11的运转。

蜗壳12上还设置有密封安装座14，密封安装座14安装于蜗壳12上，密封安装座14与转轴21围成一腔室141，密封安装座14上还容置有碳环15，碳环15套设于转轴21，碳环15设置于密封安装座14开设的凹槽(未标号)内，碳环15用于密封密封安装座14与转轴21之间的间隙，避免叶轮11压缩后的蒸汽向外泄露。

本实施方式中，碳环15和用于容置碳环15的凹槽的数量均为四个，四个碳环15相互平行设置。可以理解，在其他的实施方式中，碳环15和上述凹槽的数量还可以为四个以下或四个以上，只要其能够实现对蒸汽的密封即可。

密封安装座14上还开设有多个充气通道16及一个泄放通道17，充气通道16及泄放通道17与腔室141连通，充气通道16用以向密封安装座14与转轴21及碳环15围成的腔室141内注入密封气体，密封气体注入腔室141内后能够形成蒸汽隔绝空间，从而将蒸汽压缩机10内的蒸汽与外界环境相互隔离；泄放通道17用以排放冷凝水。

本实施方式中，注入腔室141内的密封气体也为蒸汽，该蒸汽的压力高于蒸汽压缩机主机10压缩后的蒸汽的压力，此时密封蒸汽具有相对较佳的密封效果。

蒸汽压缩机10中的叶轮11通过设置密封梳齿13实现梳齿密封，通过设置碳环15实现碳环密封，通过填充密封蒸汽实现充气密封，采用多种密封方式实现对加压后的蒸汽的密封，密封性能相对较佳。

本发明提供的所述蒸汽压缩机100通过磁悬浮电机驱动所述蒸汽压缩机主机10，具有较好的运行稳定性和效率，而且通过梳齿密封、碳环密封、充气密封的多重密封方式对机组进行密封，密封性能较佳，具有广泛的应用前景。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种蒸汽压缩机，其特征在于，所述蒸汽压缩机包括蒸汽压缩机主机、驱动电机以及控制所述驱动电机运转的控制组件，所述驱动电机连接于所述蒸汽压缩机主机及控制组件，所述驱动电机在所述控制组件的控制下带动所述蒸汽压缩机主机运转，所述驱动电机为磁悬浮电机，所述蒸汽压缩机与所述驱动电机之间通过梳齿密封、碳环密封及充气密封实现对蒸汽的密封。

2.如权利要求1所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述蒸汽压缩机主机包括叶轮及蜗壳，所述叶轮容置于所述蜗壳内，所述叶轮与所述蜗壳之间设置有密封梳齿，所述密封梳齿隔绝蒸汽与外部环境。

3.如权利要求2所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述驱动电机包括转轴，所述蜗壳上还设置有密封安装座，所述转轴伸入所述密封安装座内并连接于所述叶轮，所述转轴上套设有碳环，所述碳环设置于所述转轴与所述密封固定座之间。

4.如权利要求3所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述密封安装座与所述转轴围成一腔室，所述腔室内填充有密封气体，所述密封气体隔绝容置于所述蒸汽压缩机内的蒸汽与外部环境。

5.如权利要求4所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述密封气体的压力高于外部环境压力。

6.如权利要求4所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述密封气体为水蒸汽。

7.如权利要求4所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述密封安装座上开设有充气通道与泄放通道，所述充气通道及所述泄放通道连通所述腔室，所述充气通道用以向所述腔室内注入所述密封气体，所述泄放通道用以排放所述密封气体的冷凝水。

8.如权利要求3所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述叶轮内开设有通孔，所述通孔内容置有拉杆，所述拉杆的一端与所述转轴紧固连接，另一端与所述叶轮连接。

9.如权利要求8所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述拉杆远离所述转轴的一端设置有锁母和用以保护所述拉杆端部螺纹的罩形锁母，所述锁母与所述拉杆紧固连接，将所述叶轮与所述转轴压紧，所述罩形锁母安装于所述拉杆端部。

10.如权利要求1所述的蒸汽压缩机，其特征在于，所述蒸汽压缩机还包括冷却组件，所述冷却组件连接于所述驱动电机，所述冷却组件用以散发所述驱动电机在工作时的热量。