CN112682348A - 一种胀环、主轴密封结构及风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胀环、主轴密封结构及风机，胀环的环体上形成有缺口，环体的一端面上形成有突起。两个胀环配对使用时，一个胀环上的突起能够插入另一个胀环的缺口内。涉及的主轴密封结构和风机中加入前述的胀环，将其配置在轴套和外套之间，实现了显著改善主轴与机壳的后侧板之间的密封性能的目的，有助于促进或实现导向调节型风机在输送含有VOCs、二噁英、CO等有毒、有害成分的气体和输送含有贵重金属离子的气体的场景中应用，帮助降低采购成本。

Description

一种胀环、主轴密封结构及风机

技术领域

本发明涉及风机技术领域，具体而言是一种有助于优化、改善风机密封性能的胀环、设于主轴上的与此胀环相适应的密封结构，以及设有此密封结构的风机。

背景技术

风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。风机是对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常所说的风机包括通风机，鼓风机，风力发电机。因为风机用于输送流体，所以设计时必须考虑各个部件之间的密封。密封可分为静密封和动密封。静密封是指两个相对静止的零件的接合面之间的密封，动密封是指两个能够相对移动的零件的接合面之间的密封。

泄漏率是衡量密封性能好坏的重要指标，往往将泄漏量为零，说成为“零泄漏”。实际上，所谓泄漏量为“零”只是相对某种测量泄漏仪器的极限灵敏度而言，不同的测量方法和仪器的灵敏度范围是不同的，“零泄漏”只是超越了仪器可分辨的最低泄漏量。理论上，静密封能做到零泄漏，动密封要想做到零泄漏，技术上比较困难，而且密封成本非常昂贵。

风机常用的密封形式主要有软填料密封、迷宫密封、碳环密封等。软填料密封和迷宫密封的泄漏量可用现有仪表检测出来。对于密封要求高的风机，一般常采用氮气碳环密封，但是这种密封依赖气源，加工精度高，造价昂贵，且碳环韧性差、易脆裂。

在风机机壳后侧板与主轴配合处的密封结构中，使用到了如图5所示的胀环10′，胀环的环体上形成有一个缺口101′。在自由状态下，该胀环的外径大于主轴上套装的密封外套的内径，装入密封外套后胀环的直径变小，仅在缺口处留下一定的热膨胀间隙，靠胀环的弹力使其外圆面与配合件的内表面贴合产生一定的预紧力。风机运行时，气体会经胀环的开口间隙处泄漏。为了获得弹力，胀环必须具有缺口，而且装入密封外套后还需留有一定热膨胀间隙，所以采用现有结构的胀环实施密封，缺口处存在的泄漏问题是不可避免的。

在系统中工作，风机的实际系统阻力难免与理论阻力有偏差，因此，运行中需要调节风机的工作点以适应系统的阻力需求。常用的风机调节方式有变速调节和导向器调节。变速调节是依靠降低风机转速使其风量和风压同时减少来实现的。当风机转速从n1降为n2时，工作点由1变为2，相应的风量也从Q1降为Q2。这种调速方法虽然比较节能，但需要用变频调速电机或用液力耦合器等变速装置。所以，在采购风机的同时，还需要采购变频调速电机、变频控制柜或液力耦合器等其他控制元件，而这些控制元件的费用为风机本身制作费的数倍，造成初期投资费用巨大。导向器调节主要是依靠装在风机进口处的导向器来改变气流进入风机叶轮时的方向，从而改变风机的工作特性，达到调节风量的目的。导向器调节时，相应于每一种叶片角度，都有一种全压曲线，而且随着叶片角度的增大，风机所产生的压头就减小。因导向器的结构简单、操作方便、成本低廉，在用于输送洁净气体的(行业)领域得到广泛应用。

图8为现有的轴流式导向器的结构示意图，其被安装在风机集风器的前端。导向器的功能为改变气流进入叶轮时的方向，从而改变风机的工作特性，达到调节风量的目的。集风器的功能为保证气流能均匀地充满叶轮的进口，减小气流流动损失。图示下的导向器40的导风筒为直筒形状，导向器(叶片)全闭状态时，所有导向叶片在一个平面内，均布在直筒形的导风筒中，通过叶片启闭总成80(联动传动机构)来同步地改变导向叶片的角度。因导向器的叶片为转动部件，而导向轴套为静止部件，故连接导向叶片的转轴与导向轴套之间形成有间隙(见图8)，气体从该间隙处泄漏。此时，该种风机是不能用于输送含有VOCs、二噁英、CO等有毒、有害成分的气体的，也不能用于输送含有贵重金属离子的气体。在当前的应用实践中，前述场景使用的风机进口处不益安装导向器来调节风量，而为保证风机的特性与系统的特性匹配，仅能增加数倍采购成本，采用变速调节型风机。

本专利，一方面旨在优化、改善风机机壳后侧板与主轴配合处的密封状况。另一方面旨在优化、改善风机整体的密封效果，特别是导向器与集风器之间因采用的配合结构固有缺陷，导致存在的泄露问题，以及前述的主轴与后侧板之间的泄露问题，以期实现风机进口处安装上导向器后能够用于输送含有VOCs、二噁英、CO等有毒、有害成分的气体，或能够用于输送含有贵重金属离子的气体，达到帮助降低采购成本的目的。

发明内容

针对当前主轴与机壳后侧板处所采用的密封结构因设计缺陷，致使密封效果不佳的问题，本发明提供了一种有助于促进密封效果的配件，即，胀环；同时还提供了一种与该胀环相适应的密封结构，以及具有该密封结构的风机，实现了显著改善主轴与机壳的后侧板之间的密封性能的目的。

为实现技术目的，本发明所采取的技术方案如下：

一种胀环，在其环体上形成有缺口，环体的一端面上形成有突起。两个胀环相对时，一个胀环上的突起能够插入另一个胀环的缺口内，该另一个胀环上的突起也能同时插入相对胀环上的缺口内。各突起与对应的缺口相配合后，二者的配合面之间有间隙。优选地，同一胀环上的缺口和突起相对在同一直径向的两端，即突起顺时针或逆时针旋转180°后能够转至相对的缺口位置。

应用中，所述胀环至少是成对使用的。比如，将两个带突起的胀环成对使用，一个胀环的突起插入和它配对的另一个胀环的缺口中。某种实施方案下，使得相配合的缺口与突起的配合面为楔面。

进一步，所述胀环用铸铁制成，且胀环的外表面镀有多孔性铬。这样的改进有利于胀环在其被布置空间内的滑动和降低环接触表面的加工要求。由于胀环表面形成的孔隙结构内能存润滑油，所以能减轻胀环与外部配件相对表面之间的磨损程度，能保证使用中密封能力的可靠性，延长对应配件的使用寿命。

由于胀环成对使用，胀环的缺口间隙被与之成对使用的胀环的环体堵住，胀环上的突起插入相对胀环上的缺口中，使两个胀环在风机运转中，彼此位置不会窜动，而解决了现有胀环缺口处存在的泄漏问题。

一种主轴密封结构，该密封结构设在风机主轴穿入机壳后侧板处的位置。所述密封机构包括套装在主轴上的轴套和套在轴套上的外套。所述轴套能够与主轴同步旋转。所述外套与所述轴套的前端均延伸至机壳内。

与通用手段一样，所述轴套与主轴的配合面之间设置O型圈来进行密封。具体实施例中，轴套套在主轴上，与主轴之间的密封采用O型圈，并用销钉保证轴套与主轴能同步旋转。

所述轴套的外壁上形成有沿轴向相间分布的多个环状槽，各环状槽内至少设有能配成一对的胀环，该配成对的胀环的环体上均形成有缺口，环体的一侧端面上均形成有突起。该配成对的两胀环，其环体上的突起与缺口对应匹配，突起与缺口能够相互插入。

所述外套的外壁中部设有能与后侧板密封连接的环状凸缘。在环状凸缘与后侧板之间设有密封垫。具体实施例中，外套的环状凸缘与后侧板之间设有垫板，将垫板焊接在机壳的后侧板上(垫板围绕后侧板上的轴孔设置)，将外套用螺栓固定在垫板上，垫板上的螺纹孔优选为盲孔。外套与垫板之间设密封垫。密封垫的材质为聚四氟乙烯。

所述外套的壁体内形成有轴向延伸的油道。所述外套将所述轴套上设有环状槽的一段套在其内部，使得所述胀环的外壁与所述外套的内壁相压接触。所述油道的注油口设在外壁上靠近后端的外置，出油口设在靠近机壳一侧的前两个相邻的环状槽之间。具体实施例中，油道的入口处安装上转换接头，转换接头上安装着自动注脂器。胀环装入环状槽内后，被压入外套的内壁中。

进一步，在所述外套的后端口处形成有环形沉槽，该环形沉槽内填入有油浸的石墨盘根(或称牛油盘根)。所述轴套的后端套设有压盖能够向前推压油浸的石墨盘根。具体实施例中，压盖可通过螺栓连接在外套上。

优选地，同一胀环上的缺口和突起相对在同一直径向的两端，即突起顺时针或逆时针旋转180°后能够转至相对的缺口位置。应用中，所述胀环至少是成对使用的。多是两两成对使用，即将两个带突起的胀环成对使用置于一个环状槽内，一个胀环的突起插入和它配对的另一个胀环的缺口中，另一个胀环的突起插入和它配对的一个胀环的缺口中。某种实施方案下，可以使得相配合的缺口与突起的配合相对面为楔面，相对的楔面可以是相对平行的或者是在延长方向上能够相交叉的。缺口与突起的配合相对面还可以时相对平行的竖直面。

优选地，所述胀环用铸铁制成，且胀环的外表面镀有多孔性铬。这样的改进有利于胀环在环状槽内的滑动和降低环接触表面的加工要求，由于表面形成的孔隙结构内能存润滑油，因而减轻了胀环与外套内表面之间的相对磨损程度，能进一步保证使用中二者之间密封能力的可靠性，延长对应配件的使用寿命。

一种风机，包括主轴、叶轮和机壳，叶轮置于机壳内，主轴的前端轴头经机壳的后侧板伸入机壳内并与叶轮的后盘通过轴盘固定相连。所述后侧板上设置的供所述主轴穿入机壳内的轴孔处设有密封结构，该密封结构为上述任意一种方案中所描述的主轴密封结构。

进一步，该风机还包括集风导向器和叶片启闭总成，集风导向器包括集风筒组和整流筒，叶片启闭总成包括浮动圈组、联动柄组和调节杆组。

所述集风筒组包括筒体和与筒体同轴且被固定在筒体中的内芯，筒体的前端口处于机壳外，后端口延伸至叶轮的中心腔，内芯的外壁与筒体的内壁之间设置多个导向叶片且各导向叶片相间分布一圈，导向叶片的内端通过内转轴与内芯连接。所述筒体的外壁上设有固定圈和与各导向叶片一一相对的外转轴套，外转轴套处于固定圈的一侧。

所述调节杆组的内端穿过一个所述外转轴套并与对应的导向叶片匹配，其余导向叶片的外端分别匹配一个穿过所述外转轴套的外转轴。

所述浮动圈组包括能套在筒体外部的且处于固定圈与外转轴套之间的转圈、固定在转圈上的多个连杆座和多个滑轮单元，连杆座与所述导向叶片一一对应地布置。所述滑轮单元中各滑轮的轮槽与所述固定圈相匹配后能够约束着转圈绕筒体旋转。

所述联动柄组与所述连杆座一一对应地布置，将各联动柄组的一端分别与各连杆座相连接，同时，将一个联动柄组的另一端与所述调节杆组连接，剩余联动柄组的另一端与所述外转轴穿出所述外转轴套的一端相连接。所述整流筒套装在筒体的中部并处于机壳内，将所述固定圈、浮动圈组、联动柄组及外转轴套包在其内部。整流筒与筒体之间的配合面处形成有密封结构。具体地，所述整流筒的前端口设有法兰，后端设有呈环状的整流板。所述筒体的外壁上固定有前盖板，该前盖板上的盖板法兰与整流筒的法兰对应在机壳前侧板的法兰上，通过螺栓连接成整体，各法兰端面之间设有密封垫。优选将前侧板的法兰螺纹孔设为盲孔。

所述调节杆组的外端依次穿过整流筒和机壳的侧壁后匹配上搬把，扳动搬把能够驱使与调节杆组连接的导向叶片转动，同时受所述联动柄组的传动作用能驱使转圈带动其余导向叶片同步地转动，而切换地控制所有导向叶片同步地在全关和全开状态之间任意变换。

所述调节杆组与机壳之间的配合采用密封结构，优选为：所述叶片启闭总成还包括双压盖密封组，该双压盖密封组包括固定在机壳上的调节杆套筒、固定在调节杆套筒外端的上密封盖和下密封盖；下密封盖与调节杆套筒之间、上密封盖与下密封盖之间分别设有密封垫；所述调节杆组的外端穿出调节杆套筒上的阶梯孔而与所述搬把匹配；所述调节杆组处于阶梯孔近外端孔处的一段上缠绕有浸油石墨盘根，下密封盖能够将该浸油石墨盘根压在孔内；所述调节杆组与所述上密封盖的配合面之间设有O型圈。

进一步，所述滑轮单元中的滑轮通过偏心轴固定在转圈上，而使得滑轮能够约束着转圈绕筒体旋转。

进一步，所述联动柄组包括设在连杆两端的关节端杆和联动柄，其中，一个关节端杆的关节轴承端通过螺栓杆连接在相对的连杆座上，另一个关节端杆的关节轴承端通过螺栓杆连接在联动柄的一端。所述联动柄的另一端分别与相对应的所述外转轴的外端和所述调节杆组的中部匹配。

进一步，所述筒体的后端口处形成有向外翘的弧面扩口结构，该弧面扩口结构的端部伸到叶轮的中心腔。

进一步，所述内芯的前端设有导流罩，该导流罩的前端面设为向前凸起的曲面而能够起到减小所述筒体前端进风口处的湍流的目的。

进一步，所述调节杆组包括内调节杆、外调节杆及置于二者间的过渡调节杆，内调节杆的自由端穿过所述外转轴套而与所述导向叶片固定连接且内调节杆处于所述外转轴套外的部分连接相对应的所述联动柄组的另一端或所述联动柄的另一端，外调节杆的自由端穿出机壳与搬把匹配。优选所述内调节杆、外调节杆和过渡调节杆至少两者间是通过螺纹结构相连接的，使得杆体的轴向长度能调长短。

进一步，所述叶片启闭总成还包括双压盖密封组，该双压盖密封组包括固定在机壳上的调节杆套筒、固定在调节杆套筒外端的上密封盖和下密封盖。下密封盖与调节杆套筒之间、上密封盖与下密封盖之间分别设有密封垫。所述外调节杆穿出调节杆套筒上的阶梯孔而与所述搬把匹配。所述外调节杆处于阶梯孔近外端孔处的一段上缠绕有浸油石墨盘根，下密封盖能够将该浸油石墨盘根压在孔内。所述外调节杆与所述上密封盖的配合面之间设有O型圈。

进一步，所述叶片启闭总成还包括搬把组，该搬把组还包括连接轴套、转向标牌和指针。所述连接轴套与所述外调节杆通过键槽结构匹配，所述搬把和所述转向标牌均固定在所述连接轴套上，并处于径向相背的两个方向上。所述指针标牌上设有弧形条且该弧形条的跨度为90°。所述调节杆套筒上或机壳上设有用于固定连接所述指针一端的固定块，指针的另一端插入弧形条内。

本发明的有益效果是：提供的胀环有助于促进主轴与后侧板之间配合结构形成的密封效果。提供的与前述胀环相适应的密封结构，以及具有该密封结构的风机，实现了显著改善主轴与机壳的后侧板之间的密封性能的目的。

结合创新设计的集风导向器、压片启闭总成结构，消除了导向器转轴处存有的与外界间直接相通的缝隙导致的泄露问题，显著改善了导向器、集风器、机壳之间的连接结构相对外接形成的密封状况，改善了导向集风时的气流状况，有助于提高机壳内流场的均匀性，让气流快速流出机壳，提高风机效率。与主轴和后侧板的密封结构相结合后，更好地促进或实现了导向调节型风机在输送含有VOCs、二噁英、CO等有毒、有害成分的气体和输送含有贵重金属离子的气体的场景中应用，帮助降低了采购成本。

附图说明

图1为本专利方案下胀环与主轴间配合结构的局部剖面示意图。

图2为本专利方案下胀环的结构示意图。

图3为本专利方案下成对胀环配合的转台变化示意图。

图4为本专利方案下成对匹配的多组胀环配合设在主轴上的密封原理示意图。

图5为现有胀环的结构示意图。

图6为将本专利所改进胀环配置于现有风机时的结构示意图。

图7为将本专利所改进胀环配置于改进结构下的风机时的结构示意图。

图8为现有风机导向器上泄露结构所处位置指示图。

图9为本专利改进后的机壳结构示意图。

图10为叶轮的半剖结构示意图。

图11、图12为本专利所设计集风导向器的结构示意图及与相匹配的浮动圈组和联动柄组的连接结构示意图，且图12为在图11的A-A向下的示图。

图13为集风导向器中集风筒组的结构示意图。

图14、图15为浮动圈组的结构示意图，且图15为图14中II处的局部放大图。

图16为偏心轴的结构示意图。

图17为联动柄组的结构示意图。

图18为调节杆组、双压盖密封组及搬把组之间的连接结构示意图。

图19为搬把组的俯视结构示意图。

图20为导向叶片全闭时联动柄组的状态示意图。

图21为导向叶片全开时联动柄组的状态示意图。

100底座，200工频电机，300联轴器，400传动组，500主轴，600轴盘，700圆螺母，800后盘，900后侧板；

10、10'胀环，101、101'缺口，102突起；

20叶轮叶片，201前盘，30集风器，40导向器，50集风导向器，60机壳，601前侧板，601a进风口法兰，602蜗壳板，70导向叶片，80叶片启闭总成，8-6铆钉；

1轴套，11环状槽，12O型圈，13销钉，2外套，21油道，22自动注脂器，3垫板，4密封垫，5牛油盘根，6压盖；

7集风筒组，71筒体，72内芯，721导流罩，722支撑管，73固定圈，74外转轴套，75整流筒，76整流板，77前盖板，771盖板法兰；

78浮动圈组，781转圈，782连杆座，783偏心轴，784滑轮，784a轮槽，785垫板；

79联动柄组，791关节端杆一，792连杆，793关节端杆二，794联动柄；

8外转轴，9内转轴；

91调节杆组，911内调节杆，912外调节杆，913过渡调节杆；

92双压盖密封组，921调节杆套筒，922上密封盖，923下密封盖，924油浸石墨盘根；

93搬把组，931连接轴套，932搬把，933转向标牌，934指针，935固定块。

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图4所示的一种胀环10，在其环体上形成有缺口101，环体的一端面上形成有突起102。两个胀环10相对时，一个胀环10上的突起102能够插入另一个胀环10的缺口101内。

如图示的具体实施方案，同一胀环10上的缺口101和突起102相对在同一直径向的两端，即某胀环10上的突起102沿顺时针或逆时针旋转180°后能够转至相对的缺口101所处的位置。

应用中，所述胀环10至少是成对使用的。如图3所示，将两个带突起102的胀环10成对使用，一个胀环10的突起102插入和它配对的另一个胀环10的缺口101中。某种实施方案下，使得相配合的缺口与突起的配合面为楔面。突起102与缺口101的相对面之间形成有间隙。

所述胀环10宜采用铸铁制成，且在胀环10的外表面镀有多孔性铬。这样的改进有利于胀环10在其被布置空间内的滑动和降低环接触表面的加工要求。

由于胀环10表面形成的孔隙结构内能存润滑油，所以能减轻胀环10与外部配件相对表面之间的磨损程度，能保证使用中密封能力的可靠性，延长对应配件的使用寿命。

由于胀环10成对使用，胀环10的缺口间隙被与其成对使用的胀环10的环体堵住，胀环上的突起102与缺口101相互插入配合，使两个胀环在风机运转中，彼此位置不会窜动，能较好地保证缺口间隙被环体堵住。使得采用图5所示胀环10'时，缺口101'处存在的泄漏问题得到解决。

如图1至图7所示的一种主轴密封结构，该密封结构设在风机主轴500穿入机壳60后侧板900处的位置。

所述密封机构包括套装在主轴500上的轴套1和套在轴套1上的外套2。所述轴套1能够与主轴500同步旋转。所述外套2与所述轴套1的前端均延伸至机壳60内。

与通用手段一样，所述轴套1与主轴500的配合面之间设置O型圈12来进行密封。具体实施例中，轴套1套在主轴500上，与主轴500之间的密封采用O型圈12，并用销钉13保证轴套1与主轴500能同步旋转。

所述轴套1的外壁上形成有沿轴向相间分布的多个环状槽11，各环状槽11内至少设有能配成一对胀环10，该成对的胀环10的环体上均形成有缺口101，环体的一侧端面上均形成有突起102，该对胀环10中的一个胀环10上的突起102能够插入另一个胀环10的缺口101内，见图4。

所述外套2的外壁中部设有能与后侧板900密封连接的环状凸缘。在环状凸缘与后侧板900之间设有密封垫4。如图1所示，外套2的环状凸缘与后侧板900之间设有垫板3，将垫板3焊接在机壳60的后侧板900上，垫板3围绕后侧板900上的轴孔设置。将外套2用螺栓固定在垫板3上，垫板3上的螺纹孔优选为盲孔。外套2与垫板3之间设密封垫4。密封垫4的材质为聚四氟乙烯。

所述外套2的壁体内形成有轴向延伸的油道21。所述外套2将所述轴套1上设有环状槽11的一段套在其内部，使得所述胀环10的外壁与所述外套2的内壁能相压接触。所述油道21的注油口设在外壁上靠近后端的外置，出油口设在靠近机壳一侧的前两个相邻的环状槽11之间。如图1、图6、图7所示的实施例，油道21的入口处安装上转换接头，转换接头上安装着自动注脂器22。胀环10装入环状槽11内后，被压入外套2的内壁中。

在所述外套2的后端口处形成有环形沉槽，该环形沉槽内填入有油浸的石墨盘根(或称牛油盘根5)。所述轴套1的后端套设有压盖6能够向前推压油浸的牛油盘根5。压盖6可通过螺栓连接在外套2上。

优选地使同一胀环10上的缺口101和突起102相对在同一直径向的两端，即突起102顺时针或逆时针旋转180°后能够转至相对的缺口101位置处。应用中，所述胀环10至少是成对使用的，且多是如图1、图4所示的两两成对使用，即将两个带突起102的胀环10成对使用，被置于一个环状槽11内，一个胀环10的突起102插入和它配对的另一个胀环10的缺口101中。可使得相配合的缺口101与突起102的配合面为楔面。

部分实施例中，同一胀环10上的缺口101和突起102还能相对呈非180°圆心夹角的两端，比如处于呈120°圆心角的两端、150°圆心角的两端，只要能够保证配对的两个胀环的突起能插入缺口中即可。

所述胀环10用铸铁制成，且胀环10的外表面镀有多孔性铬。这样的改进有利于胀环10在环状槽11内的滑动和降低环接触表面的加工要求，由于胀环10表面形成的孔隙结构内能存润滑油，因而减轻了胀环10与外套2内表面之间的相对磨损程度，能进一步保证使用中二者之间密封能力的可靠性，延长对应配件的使用寿命。

如图4所示，两个成对使用的胀环10装入外套2后，二者配合预紧压力使其紧贴在外套2内壁上。气体通过胀环10工作间隙产生节流，机壳60内侧的气体压力高，机壳60外侧的气体压力低(图示的左侧为高压侧，右侧为低压侧)，胀环10前后产生一个压力差，在压力差的作用下，胀环10被推向低压侧，使得胀环10贴紧环状槽11的侧壁上，阻止气体由环状槽11端面间隙泄漏。由于胀环10成对使用，胀环10的缺口101间隙被成对使用的胀环10上的突起102所堵住，突起102插入缺口101间隙中，使得两个胀环10在风机运转中，彼此位置不会窜动，且保证缺口101间隙被堵住。当胀环10两侧的压力差较大时，可以采用多道胀环10使气体经过多次阻塞、节流，以达到密封要求。

一对带突起102的胀环10密封在组装时，应将轴套1的环状槽11内填充满润滑脂，如图示，风机在运行时，自动注脂器22会定期向胀环10周围输出润滑脂，以保证配对胀环10密封正常工作。

需要说明的是，本专利下，轴套1的外壁上所设的多个环状槽11中，至少部分配置有成对的所述带突起102的胀环10，允许部分环状槽11内设置如图5所示的胀环或者其他结构的胀环。同一个环状槽11内可设置一对所述胀环10或者两对10，也不排除更多对的情形，均应理解为包含在本专利的方案之下。比如，设置两对胀环10时，两两胀环10的缺口和突起相互配合在一起，使得两对胀环均不能相互窜动，中间的两个胀环的相对面可以直接接触，也可以设置相插接的槽和凸起结构使得二者想不能相互窜动。同一个环状槽11内也不排除设置成对的所述胀环10后，再设置一个或多个其他结构的胀环的情形。

如图1、图6至图7所示的一种风机，其主轴500向后依次配合有安装在底座100上的传动组400、联轴器300和工频电机200。主轴500的前端轴头伸入叶轮的中心腔内并通过轴盘600连接在叶轮的后盘800上，用圆螺母700将轴盘600与主轴500固定连接，使得主轴500能够带动叶轮旋转。叶轮处于机壳60内，且叶轮的前盘与机壳60的前侧板601之间有轴向的间距。叶轮叶片20处于前盘201与后盘800之间，轴盘600与后盘800之间通过铆钉8-6连接成整体。后侧板900上设置的供所述主轴500穿入机壳60内的轴孔处设有密封结构，该密封结构为上文所描述的主轴密封结构的方案。

此外，如图7、图9至图21所示的风机还包括集风导向器50和叶片启闭总成80。所述集风导向器50的后半部分置于机壳60内并与叶轮的中心腔相对。

所述集风导向器50包括集风筒组7和整流筒75。所述叶片启闭总成80包括浮动圈组78、联动柄组79、调节杆组91、双压盖密封组92和搬把组93。

如图7、图11至图13所示，所述集风筒组7包括筒体71和与筒体71同轴且被固定在筒体71中的内芯72，筒体71的前端口处于机壳60外，后端口延伸至叶轮的中心腔，以便有助于减少内泄漏。如图所示，所述筒体71的后端口处形成有向外翘的弧面扩口结构，使该弧面扩口结构的端部伸到叶轮的中心腔。这样的改进有助于进一步降低风筒的流动损失，引导气流进入叶轮的流动状态也较好。

所述内芯72的外壁与筒体71的内壁之间设置多个导向叶片70且各导向叶片70相间分布一圈。导向叶片70的内端通过内转轴9与内芯72连接，内转轴与导向叶片间可以采用焊接连接的方式。所述内芯72的前端设有导流罩721，该导流罩721的前端面设为向前凸起的曲面而能够起到减小所述筒体71前端进风口处的湍流的目的。内芯72通过支撑管722与筒体71固定连接成一体。

所述筒体71的外壁上设有固定圈73和与各导向叶片70一一相对的外转轴套74，外转轴套74处于固定圈73的后侧。

所述调节杆组91的内端穿过一个所述外转轴套74并与对应的导向叶片70匹配，其余导向叶片70的外端分别匹配一个穿过所述外转轴套74的外转轴8。所述外转轴8的内端与导向叶片70固定相连(如焊接)，外端穿过对应的外转轴套74至筒体71外部。

如图7、图11至图12、图14至图15所示，所述浮动圈组78包括能套在筒体71外部的且处于固定圈73与外转轴套74之间的转圈781、固定在转圈781上的多个连杆座782和多个滑轮单元，连杆座782与所述导向叶片70一一对应地布置。所述滑轮单元中各滑轮784的轮槽784a与所述固定圈73相匹配后能够约束着转圈781绕筒体71旋转。所述滑轮单元中的滑轮784通过偏心轴783固定在转圈781上，而使得滑轮784能够约束着转圈781绕筒体71旋转。

滑轮与连杆座782分别置于转圈781的(前后)两侧。滑轮784与转圈781的侧壁之间设有垫板785，偏心轴783穿出转圈781的一端设有螺母，旋拧螺母能够将垫板785压在滑轮784侧面与转圈781的侧壁之间。滑轮784的轮槽784a与所述固定圈73相匹配后能够约束着所述转圈781绕筒体71的轴心线旋转。偏心轴783的轴线间距K取值在2-4mm之间，可补偿各个部件制作误差以及焊接变形导致的部件形状不规则。减小浮动圈组78在固定圈73中转动时的摩擦，有助于保证集风导向器50中的导向叶片70开、关顺畅。

可将连杆座782和垫板785焊接在转圈781上。因为每个连杆座782的轴线与其对应的外转轴套74的轴线相对平行，偏心轴783将滑轮784固定在转圈781上，滑轮槽784a卡在固定圈73上，能使浮动圈组78在固定圈73上沿圆周方向转动。

如图7、图11至图12、图17所示，所述联动柄组79与所述连杆座782一一对应地布置，将各联动柄组79的一端分别与各连杆座782相连接，同时，将一个联动柄组79的另一端与所述调节杆组91连接，剩余联动柄组79的另一端与所述外转轴8穿出所述外转轴套74的一端相连接。

所述整流筒75套装在筒体71的中部并处于机壳60内，将所述固定圈73、浮动圈组78、联动柄组79及外转轴套74包在其内部，能防止浮动圈组78、联动柄组79干扰机壳60内的气流运动，同时整流筒75能打散在后侧连接结构附近处产生的涡流，提高机壳60内流场的均匀性，让气流快速流出机壳，提高风机效率。

整流筒75与筒体71之间的配合面处形成有封闭结构。具体地，所述整流筒75的前端口设有盖板法兰771，后端设有呈环状的整流板76。所述筒体71的外壁上固定有前盖板77，该前盖板77上的盖板法兰与整流筒75的盖板法兰对应在机壳60前侧板601的法兰上(三个法兰相叠置)，通过螺栓连接成整体，各法兰端面之间设有密封垫。优选将前侧板601的法兰螺纹孔设为盲孔。宜将机壳的进风口法兰601a上的螺纹孔设为盲孔，以防止螺纹处存在气体泄漏问题。使用的各密封垫采用聚四氟乙烯，使得密封垫具有耐酸碱盐等化学腐蚀、耐高低温，不易老化的特点。整流板76与整流筒75间的法兰用螺栓连接，整流板76可拆卸，方便对浮动圈组件、联动柄组件(及调节杆组)实施安装与检修。

所述联动柄组79包括设在连杆792两端的关节端杆一791、关节端杆二793和联动柄794，其中，关节端杆一791的关节轴承端通过螺栓杆连接在相对的连杆座782上，关节端杆二793的关节轴承端通过螺栓杆连接在联动柄794的一端。关节端杆与连杆792两端为螺纹连接，可调节关节端杆与联动柄之间的轴向距离。所述联动柄794的另一端分别与相对应的所述外转轴8的外端和所述调节杆组91的中部匹配(内调节杆911上)。

如图7、图11至图12、图18所示，所述调节杆组91的外端依次穿过整流筒75和机壳60的侧壁后匹配上搬把组93，扳动搬把932能够驱使与调节杆组91连接的导向叶片70转动，同时受所述联动柄组79的传动作用能驱使转圈781带动其余导向叶片70同步地转动，而切换地控制所有导向叶片70同步地在全关和全开状态之间任意变换。

所述调节杆组91与机壳60的蜗壳板602之间的配合采用密封结构，见图7、图9。

所述调节杆组91包括内调节杆911、外调节杆912及置于二者间的过渡调节杆913，内调节杆911的自由端穿过所述外转轴套74而与所述导向叶片70固定连接且内调节杆911处于所述外转轴套74外的部分连接相对应的所述联动柄794的另一端，外调节杆912的自由端穿出机壳60与搬把932匹配。优选所述内调节杆911、外调节杆912和过渡调节杆913至少两者间是通过螺纹结构相连接的，使得杆体的轴向长度能调长短，以方便安装和检修。内调节杆911从外转轴套74中穿入，与导向叶片70中的一片的外部焊接在一起。

所有导向叶片70的内部与对应的内转轴9焊接在一起，内转轴9都插入内芯72的孔中。除与内调节杆911焊接在一起的导向叶片70，其余导向叶片70的外端均与外转轴8焊接在一起，外转轴8插入其对应的外转轴套74中。内转轴9、内芯72上的轴孔、外转轴8、外转轴套74的轴线相重合，导向叶片70可沿着这条轴线旋转而被调整倾角。

如图7、图11至图12、图18所示，所述双压盖密封组92包括固定(焊接)在机壳60上的调节杆套筒921、固定在调节杆套筒921外端的上、下密封盖922、923。下密封盖923与调节杆套筒921之间、上密封盖922与下密封盖923之间分别设有密封垫。所述外调节杆912穿出调节杆套筒921上的阶梯孔而与所述搬把932匹配。所述外调节杆912处于阶梯孔近外端孔处的一段上缠绕有浸油石墨盘根924，下密封盖923能够将该浸油石墨盘根924压在孔内。所述外调节杆912与所述上密封盖922的配合面之间设有O型圈。

如图7、图11至图12、图18至图19所示，所述搬把组93包括连接轴套931、转向标牌933和指针934。所述连接轴套931与所述外调节杆912通过键槽结构匹配，所述搬把932和所述转向标牌933均固定在所述连接轴套931上，并处于径向相背的两个方向上。所述指针标牌933上设有弧形条且该弧形条的跨度为90°，即弧形条(孔)为四分之一圆环，它限制搬把只能在90°范围内转动，从而实现对导向叶片的开和关的动作控制。所述调节杆套筒921上设有用于固定连接所述指针934一端的固定块935，指针934的另一端插入弧形条内。

如图20、图21所示，搬把调节集风导向器的导向叶片开启和关闭的过程阐述如下，联动柄、连杆及关节端杆、浮动圈、固定圈组成摇柄滑块机构。转动搬把，搬把能带动调节杆组与内调节杆焊接在一起的导向叶片、固定在内调节杆上的联动柄同时转动。期间，固定在内调节杆上的联动柄绕内调节杆的轴心旋转，固定在内调节杆上的联动柄能拉动与其相连的连杆。由于连杆被关节端杆上的关节轴承固定在连杆座上，滑轮槽卡在固定圈上，使得浮动圈组只能在固定圈上转动，所以该连杆带动浮动圈组转动，从而所有对应转圈端的关节端杆都被浮动圈组带动起来产生位移，最终带动连杆转动，连杆带动联动柄转动，实现连杆带动其余所有导向叶片同步转动的目的，进而实现对集风导向器的开启和关闭的控制。由于搬把只能在90°范围内转动，所以导向叶片也只能转动90°，实现导向叶片全关和全开的控制。搬把处于弧形条的两端时，所有的导向叶片同时闭合或开启，搬把处于弧形条的中间某位置时，所有导向叶片便能开启相适应的一定的角度。

将导向器布置在风机内部，从外转轴与外转轴套之间产生的间隙处泄漏的气体进入机壳内部，不会污染外部环境，只有外调节杆伸到机壳外部，因而采用双压盖密封组较好地解决外调节杆与蜗壳板之间的密封问题。

调节杆套筒921焊接在蜗壳板上，外调节杆从调节杆套筒中伸出，在调节杆套筒与外调节杆形成的空腔内，填满浸油石墨盘根(或称油浸石墨盘根)，油浸石墨盘根缠绕在外调节杆上，下密封盖将油浸石墨盘根压紧，下密封盖与调节杆套筒之间装有密封垫Ⅰ，用螺栓固定下部密封盖。此时可转动搬把调节导向叶片的角度，调节风机的工作点满足系统阻力的需求。当风机特性和系统的阻力特性相匹配时，不需要再调节导向叶片的角度，可将搬把的位置固定，让风机平稳运行。调节导向叶片角度时，外调节杆与下密封盖、油浸石墨盘根、调节杆套筒之间相对转动，该处密封属于动密封中的软填料密封，该密封的泄漏率为10-100ml/h。当风机平稳运行时，不需要再转动搬把，外调节杆的位置可固定不动。在外调节杆上套着上密封盖，上密封盖与外调节杆之间安装有o型圈，上密封盖与下密封盖之间装有密封垫，用螺栓将上密封盖固定在下密封盖上，此时各个部件相对静止，该处密封为静密封。用两级密封垫与O型圈，使气体不能从外调节杆与调节杆套筒、下密封盖、上密封盖产生的间隙处泄漏，在风机在正常运行时，泄漏量超越现有仪器可分辨的最低泄漏量，即难以觉察出来的很微量的泄漏的目的。

新型结构的集风导向器和叶片启闭总成，相对现有技术的效果：(1)本发明将导向器与集风器复合成集风导向器，节省空间和材料。(2)前盖板、整流筒、整流筒法兰、整流板、整流板法兰与筒体端口处的法兰连接形成一个封闭的空腔，且借助这个封闭的空腔将浮动圈组、联动柄组包围起来，防止浮动圈组、联动柄组干扰机壳内的气流流动，同时，整流筒能打散在集流板法兰附近处产生涡流，提高机壳内流场的均匀性，让气流快速流出机壳，提高风机效率。集风导向器前端设置导流罩，有助于减小进风口处的湍流。(3)从外转轴与外转轴套之间形生的间隙处泄漏的气体进入机壳内，不会污染外部环境。进一步改进的方案中，使外调节杆伸到机壳外部，并采用双压盖密封组件解决外调节杆与蜗壳板之间的密封问题，当风机平稳运行时，不需要再转动搬把，外调节杆的位置可固定不动。用两层密封垫与O型圈，使气体不能从外调节杆与调节杆套筒、下部密封盖、上部密封盖产生的间隙处泄漏，在风机在正常运行时，泄漏量超越现有仪器可分辨的最低泄漏量，即难以觉察出来的很微量的泄漏的目的。(4)整流板与整流筒法兰、整流板法兰螺栓连接，方便安装、检修浮动圈组、联动柄组和调节杆组。(5)将过渡调节杆设置在内、外调节杆之间，并将三者用螺栓结构连接在一起，可方便安装与检修。

新型结构的集风导向器和叶片启闭总成和主轴与后侧板之间设置的密封结构相结合，能够显著提升风机整体的密封能力。

上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种胀环，在其环体上形成有缺口，其特征在于：环体的一侧端面上形成有突起；两个胀环相对时，一个胀环上的突起能够插入另一个胀环的缺口内。

2.根据权利要求1所述的胀环，其特征在于：同一胀环上的缺口和突起相对在同一直径向的两端。

3.根据权利要求1或2所述的胀环，其特征在于：所述胀环用铸铁制成，且胀环的外表面镀有多孔性铬。

4.一种主轴密封结构，该密封结构被设在风机主轴穿入机壳后侧板处的位置，其特征在于：所述密封结构包括套装在主轴上的轴套和套在轴套上的外套，轴套能够与主轴同步旋转；所述外套与所述轴套的前端均延伸至机壳内；所述外套上设有与后侧板密封连接的环状凸缘，壁体内形成有沿轴向的油道；

所述轴套的外壁上形成有沿轴向相间分布的多个环状槽，各环状槽内至少设有能配成一对胀环，该成对的胀环的环体上均形成有缺口，环体的一侧端面上均形成有突起，该对胀环中的一个胀环上的突起能够插入另一个胀环的缺口内；

优选同一胀环上的缺口和突起相对在同一直径向的两端；

优选所述胀环用铸铁制成，且胀环的外表面镀有多孔性铬；

所述外套将所述轴套上设有环状槽的一段套在其内部，使得所述胀环的外壁与外套的内壁相压接；所述油道的出油口设在靠近机壳一侧的前两个相邻的环状槽之间。

5.根据权利要求4所述的主轴密封结构，其特征在于：外套的环状凸缘与后侧板之间设有垫板，将垫板焊接在机壳的后侧板上，将外套用螺栓固定在垫板上；外套与垫板之间设密封垫。

6.根据权利要求4所述的主轴密封结构，其特征在于：在所述外套的后端口处形成有环形沉槽，该环形沉槽内填入有油浸的石墨盘根，所述轴套的后端套设有压盖能够向前推压油浸的石墨盘根至环形沉槽内。

7.一种风机，包括主轴、叶轮和机壳，叶轮置于机壳内，主轴的前端轴头经机壳的后侧板伸入机壳内并与叶轮的后盘通过轴盘固定相连；所述后侧板上设置的供所述主轴穿入机壳内的轴孔处设有密封结构，其特征在于：所述密封结构为权利要求4至6中任一项所述的主轴密封结构。

8.根据权利要求7所述的风机，其特征在于：还包括集风导向器和叶片启闭总成，集风导向器包括集风筒组和整流筒，叶片启闭总成包括浮动圈组、联动柄组和调节杆组；

所述集风筒组包括筒体和与筒体同轴且被固定在筒体中的内芯，筒体的前端口处于机壳外，后端口延伸至叶轮的中心腔，多个导向叶片相间分布一圈被置于内芯的外壁与筒体的内壁之间，筒体的外壁上设有固定圈和与各导向叶片一一相对的外转轴套，外转轴套所处的分布圈处于固定圈的一侧；优选所述筒体的后端口处形成有向外翘的弧面扩口结构，该弧面扩口结构的端部伸到叶轮的中心腔；优选在所述内芯的前端设有导流罩，该导流罩的前端面设为向前凸起的曲面而能够起到减小所述筒体前端进风口处的湍流的目的；

所述调节杆组的内端穿过一个外转轴套并与对应的导向叶片匹配，其余导向叶片的外端分别匹配一个穿设在外转轴套中的外转轴；

所述浮动圈组包括能套在筒体外部的且处于固定圈与外转轴套之间的转圈、设在转圈上的多个连杆座和多个滑轮单元，连杆座与导向叶片一一对应地布置，滑轮单元中各滑轮的轮槽与固定圈相匹配后能够约束着转圈绕筒体旋转；

优选滑轮单元中的滑轮通过偏心轴固定在转圈上；

所述联动柄组与所述连杆座一一对应地布置，将各联动柄组的一端分别与各连杆座相连接，将一个联动柄组的另一端与调节杆组连接，剩余联动柄组的另一端与各外转轴穿出外转轴套的一端相连接；所述整流筒套装在筒体的中部并处于机壳内，将固定圈、浮动圈组、联动柄组及外转轴套包在其内部，且整流筒与筒体的相对配合面之间设为封闭结构；

所述调节杆组的外端依次穿过整流筒和机壳的侧壁后匹配上搬把，扳动搬把能够驱使与调节杆组连接的导向叶片转动，同时受所述联动柄组的传动作用能驱使转圈带动其余导向叶片同步地转动，而切换地控制所有导向叶片同步地在全关和全开状态之间任意变换；

所述调节杆组与机壳之间的配合采用密封结构，优选为：所述叶片启闭总成还包括双压盖密封组，该双压盖密封组包括固定在机壳上的调节杆套筒、固定在调节杆套筒外端的上密封盖和下密封盖；下密封盖与调节杆套筒之间、上密封盖与下密封盖之间分别设有密封垫；所述调节杆组的外端穿出调节杆套筒上的阶梯孔而与所述搬把匹配；所述调节杆组处于阶梯孔近外端孔处的一段上缠绕有浸油石墨盘根，下密封盖能够将该浸油石墨盘根压在孔内；所述调节杆组与所述上密封盖的配合面之间设有O型圈。

9.根据权利要求8所述的导向调节型密封风机，其特征在于：所述联动柄组包括设在连杆两端的关节端杆和联动柄，其中，一个关节端杆的关节轴承端通过螺栓杆连接在相对的连杆座上，另一个关节端杆的关节轴承端通过螺栓杆连接在联动柄的一端；所述联动柄的另一端分别与相对应的所述外转轴的外端和所述调节杆组的中部匹配。

10.根据权利要求8或9所述的导向调节型密封风机，其特征在于：所述调节杆组包括内调节杆、外调节杆及置于二者间的过渡调节杆，内调节杆的自由端穿过所述外转轴套而与所述导向叶片固定连接且内调节杆处于所述外转轴套外的部分连接相对应的所述联动柄组的另一端或所述联动柄的另一端，外调节杆的自由端穿出机壳与搬把匹配；

优选所述内调节杆、外调节杆和过渡调节杆至少两者间是通过螺纹结构相连接的，使得杆体轴长能伸长和缩段。

优选所述叶片启闭总成还包括双压盖密封组，该双压盖密封组包括固定在机壳上的调节杆套筒、固定在调节杆套筒外端的上密封盖和下密封盖；下密封盖与调节杆套筒之间、上密封盖与下密封盖之间分别设有密封垫；所述外调节杆穿出调节杆套筒上的阶梯孔而与所述搬把匹配；所述外调节杆处于阶梯孔近外端孔处的一段上缠绕有浸油石墨盘根，下密封盖能够将该浸油石墨盘根压在孔内；所述外调节杆与所述上密封盖的配合面之间设有O型圈。

优选所述叶片启闭总成还包括搬把组，该搬把组还包括连接轴套、转向标牌和指针；所述连接轴套与所述外调节杆通过键槽结构匹配，所述搬把和所述转向标牌均固定在所述连接轴套上，并处于径向相背的两个方向上；所述指针标牌上设有弧形条且该弧形条的跨度为90°；所述调节杆套筒上或机壳上设有用于固定连接所述指针一端的固定块，指针的另一端插入弧形条内。

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