CN110735795A - 一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，包括分别开设在罗茨鼓风机转子两个端面上的密封槽，密封槽内配合有向外滑出并抵至罗茨鼓风机壳体内壁的密封条。本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，罗茨鼓风机转子高速转动时，通过向外滑出的密封条，使得罗茨鼓风机的端面间隙自动达到最小值，能够将转子高速旋转产生的离心力和热膨胀综合应用，有效减少转子端面与壳体端面之间的气体泄漏；同时具备易加工和更换的特点，提高罗茨鼓风机的可靠性和风机效率。

Description

一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构

技术领域

本发明属于鼓风机密封装置技术领域，具体涉及一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构。

背景技术

罗茨鼓风机属于容积回转式鼓风机，是一种典型的气体增压与输送机械，其最大的特点是在使用压力范围内排气量几乎不变，又由于其结构简单、维修方便、使用寿命长，安装方式灵活多变，容积效率高，以及具有输送介质不含油等特性，因此已经广泛应用于经济建设的各个行业。由于罗茨鼓风机转子与壳体端面间存在相对运动，为了不发生干涉或摩擦，转子的端面和壳体端面之间就会存在间隙，称为轴向间隙。如果轴向间隙过小，就会造成壳体端面与转子端面磨损，同时摩擦产生热量，通过热传导会使轴承温度增加，从而损坏轴承，影响鼓风机的正常工作；轴向间隙过大，则会出现被压缩后的气体经由间隙部分倒流回来的现象，导致风机效率降低、出力不足。现有的技术中，转子端面与壳体端面之间的间隙都设计的较大，内泄漏大，风机效率低。近年来，围绕转子端面密封开发了一些设备，如“罗茨鼓风机转子端面密封结构”(201420154166.4)、“一种用于燃料电池的罗茨氢循环泵端面密封结构”(201811083744.9)等。其中，“罗茨鼓风机转子端面密封结构”加工量大、密封条磨损后严重影响转子使用寿命；“一种用于燃料电池的罗茨氢循环泵端面密封结构”，实现了对转子端面部分密封，减少了间隙泄漏，但转子端面未填充区域形成了余隙容积，在不同角度旋转过程中仍有较多气体从高压区向低压区泄漏，密封也只是简单停留在填塞方式实现，没有将高速转子旋转时自身的离心力加以应用，也缺乏对密封条热膨胀方面的考虑和应用，不能很好地实现转子端面密封。

发明内容

本发明的目的在于提供一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，可以有效降低端面间隙的泄漏量，提高罗茨鼓风机的效率。

本发明所采用的技术方案是：一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，包括分别开设在罗茨鼓风机转子两个端面上的密封槽，密封槽内配合有向外滑出并抵至罗茨鼓风机壳体内壁的密封条。

本发明的特点还在于，

密封槽为环形且靠近罗茨鼓风机转子端面的边沿。

密封槽的外立面为向外侧倾斜的倾斜面。

密封条位于密封槽内的部分与其大小相适应，密封条伸出密封槽的部分靠外一侧向内倾斜至与罗茨鼓风机壳体内壁的夹角为锐角。

密封槽外立面相对于内立面的倾斜角度为2°～35°。

密封槽垂直罗茨鼓风机转子端面的截面为直角梯形且下底开口。

密封槽上沿罗茨鼓风机转子端面长径和短径的外侧均开设有槽孔。

密封条上靠近槽孔的位置均连接有与之相配合的凸块。

密封条为自润滑材质。

本发明的有益效果是：本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，罗茨鼓风机转子高速转动时，通过向外滑出的密封条，使得罗茨鼓风机的端面间隙自动达到最小值，能够将转子高速旋转产生的离心力和热膨胀综合应用，有效减少转子端面与壳体端面之间的气体泄漏；同时具备易加工和更换的特点，提高罗茨鼓风机的可靠性和风机效率。

附图说明

图1是本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构的结构示意图；

图2是本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构中密封条的结构示意图；

图3是本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构沿垂直罗茨鼓风机转子端面的截面图；

图4是罗茨鼓风机转子旋转时本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构中密封条的受力方向图；

图5是罗茨鼓风机转子0°时的状态图；

图6是罗茨鼓风机转子30°时的状态图。

图中，1.罗茨鼓风机转子，2.密封槽，3.密封条，4.槽孔，5.凸块，6.罗茨鼓风机壳体。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，如图1和图2所示，包括分别开设在罗茨鼓风机转子1两个端面上的密封槽2，密封槽2为环形且靠近罗茨鼓风机转子1端面的边沿，密封槽2的外立面为向外侧倾斜的倾斜面，相对于内立面倾斜角度为2°～35°，根据不同转子转速选择不同角度，高转速转子倾斜角度相应减小，密封槽2内配合有向外滑出并抵至罗茨鼓风机壳体6内壁的自润滑材质密封条3，密封条3位于密封槽2内的部分与其大小相适应，密封条3伸出密封槽2的部分靠外一侧向内倾斜至与罗茨鼓风机壳体6内壁的夹角为锐角。

密封槽2上沿罗茨鼓风机转子1端面长径和短径的外侧均开设有槽孔4，密封条3上靠近槽孔4的位置均连接有与之相配合的凸块5，用于固定密封条3相对位置，实现密封条3因离心力和热膨胀引起的变形均匀分布在罗茨鼓风机转子1端面四周，减弱了局部磨损，降低了局部磨损的泄漏程度。

如图3所示，密封槽2垂直罗茨鼓风机转子1端面的截面为直角梯形且下底开口。

工作时，罗茨鼓风机转子1高速旋转时，如图4所示，环形的密封条3受离心力F作用，F力的分力F1垂直于密封槽2斜面，F力的分力F2沿密封槽2斜面向外方向，将密封条3向外侧甩，压紧罗茨鼓风机内侧，进一步加强密封效果；密封条3发生部分磨损时，气体泄漏量有所增大，密封条3受F2分力作用，降低气体泄漏量；在高速转子长时间运行温度升高时，密封条3向外侧膨胀，同样提升密封效果。如图3所示，罗茨鼓风机转子1上伸出密封槽2的密封条3靠外一侧与罗茨鼓风机壳体6内壁夹角为锐角，即密封条3自身的夹角部位为钝角，避免了罗茨鼓风机转子1旋转时(例如图5和图6所示的0°旋转至30°)密封条3与罗茨鼓风机壳体6内表面相接触产生的密封条3尖角弯折，或出现被罗茨鼓风机壳体6内表面夹带出来的可能性；密封条3钝角的设计同样易于生产加工。

通过上述方式，本发明一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，罗茨鼓风机转子1高速转动时，通过向外滑出的密封条3，使得罗茨鼓风机的端面间隙自动达到最小值，最大程度上减少了罗茨鼓风机转子1端面泄漏，将余隙容积进一步减小，密封槽2外立面均为向外侧倾斜的倾斜面，高速转子旋转产生的离心力的分力沿斜面向外，将密封条3向外侧甩，从而加强密封效果，例如在密封条3发生部分磨损情况下，离心力的作用使得剩余部分的密封条3滑出并抵至罗茨鼓风机壳体6内壁从而保证了密封效果；在高速转子长时间运行温度升高时，密封条3向外侧膨胀，同样提升密封效果；在转子端面长径和短径密封槽2外侧开有沿半径方向槽孔4，用于固定密封条3相对位置，实现密封条3因离心力和热膨胀引起的变形均匀分布在转子端面四周，减弱了局部磨损，降低了局部磨损的泄漏程度。

Claims (9)

1.一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，包括分别开设在罗茨鼓风机转子(1)两个端面上的密封槽(2)，密封槽(2)内配合有向外滑出并抵至罗茨鼓风机壳体(6)内壁的密封条(3)。

2.如权利要求1所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封槽(2)为环形且靠近罗茨鼓风机转子(1)端面的边沿。

3.如权利要求2所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封槽(2)的外立面为向外侧倾斜的倾斜面。

4.如权利要求3所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封条(3)位于密封槽(2)内的部分与其大小相适应，密封条(3)伸出密封槽(2)的部分靠外一侧向内倾斜至与罗茨鼓风机壳体(6)内壁的夹角为锐角。

5.如权利要求3所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封槽(2)外立面相对于内立面的倾斜角度为2°～35°。

6.如权利要求3所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封槽(2)垂直罗茨鼓风机转子(1)端面的截面为直角梯形且下底开口。

7.如权利要求2所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封槽(2)上沿罗茨鼓风机转子(1)端面长径和短径的外侧均开设有槽孔(4)。

8.如权利要求7所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封条(3)上靠近槽孔(4)的位置均连接有与之相配合的凸块(5)。

9.如权利要求1所述的一种罗茨鼓风机转子端面环形密封结构，其特征在于，所述密封条(3)为自润滑材质。

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