CN118066117B - 一种螺杆空压机端面密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于变容泵设备技术领域，具体的说是一种螺杆空压机端面密封结构，包括气缸体和排气座，所述气缸体上开设有进气口、排气座上开设有排气口；所述气缸体内部转动安装有转子轴和螺旋阴阳转子；还包括密封线结构；本发明通过在螺旋阴阳转子与排气座构成的排气间隙中，通过密封筋对阳转子、阴转子的多个齿沟进行分隔，配合碳环形成的迷宫密封，有效的降低压缩气体向处于吸气状态的齿沟中流动的效率，降低压缩气体的泄露量，进而提高螺杆空压机的工作效率，同时密封筋的存在，还能够在螺杆空压机故障时，对螺旋阴阳转子与排气座进行分隔，降低螺旋阴阳转子与排气座的损伤程度，便于后续维护。

Description

一种螺杆空压机端面密封结构

技术领域

本发明属于变容泵设备技术领域，具体的说是一种螺杆空压机端面密封结构。

背景技术

螺杆空压机是空气压缩机的一种，螺杆空压机采用预成套配置螺杆式空气压缩机只需单一的电源连接及压缩空气连接，并内置冷却系统，令安装工作大为简化，同时螺杆式空气压缩机以其高效能、高效率、免维护、高度可靠等优点始终如一的为各行各业提供优质的压缩空气。

螺杆空压机一般包括气缸体、一对相互转动啮合的螺旋转子、轴承、排气座，相互啮合的螺旋转子安装在气缸体中，螺旋转子轴的轴承安装在气缸体和排气座中，排气座与气缸体对接螺栓固定连接，在排气座设有排气口，低压空气由进气管进入气缸体，随着螺旋转子转动，再由排气口排出，将空气压力提高至设计所需参数，在螺杆空压机实际运行过程中，螺旋阴阳转子端面与排气座之间存在间隙，当间隙过大时，压缩气体由螺旋阴阳转子端面与排气座的间隙泄露，致使空压机压缩效率降低，而当间隙过小时，将会导致螺旋阴阳转子端面与排气座端面刮擦，不仅容易使得设备使用寿命降低，而且还容易致使设备故障几率增大。

相关技术中，为了控制螺旋阴阳转子端面与排气座之间的间隙，多通过对螺旋阴阳转子进行限位，进而采用合理的间隙对其进行控制，如中国专利公布了一种用限位工装来调整螺杆压缩机转子与端面间隙的方法，申请号为2023103291633，该方法采用限位工装进行安装，通过将螺杆压缩机固定在限位工装上，能够稳定转子与排气座之间的间隙，然而在实际使用过程中发现，一方面在气体压缩过程中，转子以及排气座在温度变化时，存在热胀冷缩现象，另一方面随着设备的持续使用，设备上存在一定的灰尘、杂质，均会导致转子与排气座之间的间隙大小发生变化，鉴于此，本发明提出了一种螺杆空压机端面密封结构，用于解决上述技术问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决上述技术问题，本发明提出了一种螺杆空压机端面密封结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种螺杆空压机端面密封结构，包括气缸体和排气座，所气缸体与排气座通过螺栓固定连接，所述气缸体上开设有进气口、排气座上开设有排气口，所述气缸体内部转动安装有转子轴和螺旋阴阳转子，所述螺旋阴阳转子包括阳转子和阴转子，所述转子轴分别固定安装在阳转子和阴转子上，且转子轴与阳转子、阴转子同轴设计，还包括密封线结构，所述密封线结构安装在螺旋阴阳转子上，所述密封线结构用于减小螺旋阴阳转子与排气座的间隙，所述密封线结构包括密封筋和碳环，所述碳环与密封筋均固定安装在螺旋阴阳转子朝向排气座一端的端面上，多个所述碳环呈同心圆状设计，且多个所述碳环均与螺旋阴阳转子同轴设计，所述密封筋与最外侧碳环固定连接，所述密封筋远离碳环一端与气缸体内腔滑动连接，所述密封筋与螺旋阴阳转子齿相对应。

优选的，还包括弹性补偿组件，所述弹性补偿组件安装在排气座上，所述弹性补偿组件配合密封线结构，进一步减小螺旋阴阳转子与排气座的间隙，所述弹性补偿组件包括补偿板，所述排气座朝向螺旋阴阳转子一侧开设有伸缩槽，所述伸缩槽内滑动安装有补偿板，所述伸缩槽内固定安装有均匀分布的弹性支撑杆，所述弹性支撑杆与补偿板固定连接。

优选的，所述弹性补偿组件还包括连接板，所述连接板转动安装在补偿板上，所述连接板与密封筋相匹配，所述密封筋采用弹性材料制成，所述连接板与补偿板相互靠近一侧均为光滑平面。

优选的，所述补偿板上开设有环槽，所述环槽内滑动安装有滚珠，所述连接板上开设有均匀分布的组装槽，所述滚珠与组装槽一一对应，所述连接板通过滚珠与补偿板滚动连接。

优选的，所述连接板朝向密封筋一侧开设有卡槽，所述密封筋延伸至卡槽内，所述密封筋厚度大于卡槽深度。

优选的，所述弹性支撑杆为弹簧伸缩杆，所述弹性支撑杆与环槽对应，所述弹性支撑杆内填充有润滑油，所述弹性支撑杆内腔开口设计，且弹性支撑杆开口一端延伸至环槽内。

优选的，所述补偿板底部固定安装有集油盘，所述集油盘底部固定安装有回油管，所述回油管用于回收润滑油。

优选的，所述伸缩槽内固定安装有弹簧伸缩管和凸轮，所述凸轮固定安装在转子轴上，所述弹簧伸缩管伸出端与凸轮外环面抵接，所述回油管远离集油盘一端延伸至弹性支撑杆内部，所述弹簧伸缩管位于回油管中部，且回油管为单向导通管。

优选的，所述集油盘内安装有油滤芯，所述油滤芯用于对润滑油进行过滤。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种螺杆空压机端面密封结构，通过设置密封筋和碳环，在螺旋阴阳转子与排气座构成的排气间隙中，通过密封筋对阳转子、阴转子的多个齿沟进行分隔，配合碳环形成的迷宫密封，有效的降低压缩气体向处于吸气状态的齿沟中流动的效率，降低压缩气体的泄露量，进而提高螺杆空压机的工作效率，同时密封筋的存在，还能够在螺杆空压机故障时，对螺旋阴阳转子与排气座进行分隔，降低螺旋阴阳转子与排气座的损伤程度，便于后续维护。

2.本发明所述的一种螺杆空压机端面密封结构，通过在润滑油连续不断的循环流动过程中，补偿板以及连接板之间的润滑油，与排气间隙中的灰尘、杂质结合后，流入至集油盘中，并在集油盘中经油滤芯过滤，一方面保持润滑油的纯净，维持润滑油的润滑效果，另一方面对排气间隙中的杂质进行集中收集，防止杂质、灰尘等增大螺旋阴阳转子与排气座的摩擦阻力。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的另一视角的立体图；

图3是气缸体与排气座的内部结构示意图；

图4是螺旋阴阳转子的立体图；

图5是排气座的立体图；

图6是排气座与补偿板的拆分立体图；

图7是本发明的部分结构立体图；

图8是连接板与滚珠拆分后的立体图；

图9是集油盘的内部构造立体图；

图10是回油管与弹簧伸缩管的连接示意图；

图中：1、气缸体；11、排气座；12、进气口；13、排气口；2、转子轴；21、阳转子；22、阴转子；23、密封筋；24、碳环；25、补偿板；26、伸缩槽；27、弹性支撑杆；28、连接板；3、环槽；31、滚珠；32、组装槽；4、卡槽；5、集油盘；51、回油管；52、弹簧伸缩管；53、凸轮；54、油滤芯。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图10所示，本发明所述的一种螺杆空压机端面密封结构，包括气缸体1和排气座11，所气缸体1与排气座11通过螺栓固定连接，所述气缸体1上开设有进气口12、排气座11上开设有排气口13，所述气缸体1内部转动安装有转子轴2和螺旋阴阳转子，所述螺旋阴阳转子包括阳转子21和阴转子22，所述转子轴2分别固定安装在阳转子21和阴转子22上，且转子轴2与阳转子21、阴转子22同轴设计，还包括密封线结构，所述密封线结构安装在螺旋阴阳转子上，所述密封线结构用于减小螺旋阴阳转子与排气座11的间隙，所述密封线结构包括密封筋23和碳环24，所述碳环24与密封筋23均固定安装在螺旋阴阳转子朝向排气座11一端的端面上，多个所述碳环24呈同心圆状设计，且多个所述碳环24均与螺旋阴阳转子同轴设计，所述密封筋23与最外侧碳环24固定连接，所述密封筋23远离碳环24一端与气缸体1内腔滑动连接，所述密封筋23与螺旋阴阳转子齿相对应。

在螺杆空压机的运行过程中，气缸体1内部的螺旋阴阳转子受外接电机的驱动进行旋转，空气经由气缸体1上的进气口12，进入阴转子22和阳转子21的齿沟内，随着螺旋阴阳转子的持续旋转，空气被逐渐向排气座11方向压缩，最终通过排气座11上的排气口13向外排放，在此过程中，螺旋阴阳转子的端面与排气座11构成的排气间隙，决定了压缩气体的泄露程度，进而对排气压力的影响较大，本发明中设置密封线结构，用于缩小螺旋阴阳转子与排气座11的间隙，同时尽可能的降低螺旋阴阳转子与排气座11的刮擦程度。

具体的，在本发明中螺旋阴阳转子为阳转子21和阴转子22的总称，阳转子21与阴转子22均与转子轴2固定连接，转子轴2两端分别延伸至气缸体1和排气座11内部，并通过机械密封等密封结构实现转子轴2与气缸体1、排气座11的旋转密封，同时转子轴2还用于与外接的电机进行连接，而密封线结构则安装在阳转子21和阴转子22朝向排气座11的一端，密封线结构包括密封筋23和碳环24，其中碳环24固定安装在阳转子21和阴转子22的端面上，多个碳环24均与转子轴2同轴设计，且碳环24与排气座11之间存在间隙，形成迷宫密封，用于减缓气体的径向运动，配合转子轴2端部的机械密封，降低压缩气体通过转子轴2与排气座11的间隙外泄的几率，而密封筋23则固定安装在阳转子21与阴转子22的端面上，且与最外侧的碳环24固定连接，在安装时，密封筋23位于螺旋阴阳转子与排气座11构成的排气间隙中，将阳转子21、阴转子22上的多个齿沟进行分隔，在气压缩以及排放的过程中，压缩气体具备通过排气间隙向处于吸气的齿沟中流动的趋势，密封筋23的存在，对多个沟槽进行分隔，进而降低压缩气体的泄漏量，降低排气不彻底、出气量不足等问题发生的几率，进而提高螺杆空压机的工作效率，同时密封筋23与排气端接触面积小，即便在轴向力的作用下，止推轴承磨损，导致螺旋阴阳转子与排气座11的排气间隙减小，密封筋23位于螺旋阴阳转子与排气座11之间，能够降低螺旋阴阳转子与排气座11的损伤程度。

本发明通过设置密封筋23和碳环24，在螺旋阴阳转子与排气座11构成的排气间隙中，通过密封筋23对阳转子21、阴转子22的多个齿沟进行分隔，配合碳环24形成的迷宫密封，有效的降低压缩气体向处于吸气状态的齿沟中流动的效率，降低压缩气体的泄露量，进而提高螺杆空压机的工作效率，同时密封筋23的存在，还能够在螺杆空压机故障时，对螺旋阴阳转子与排气座11进行分隔，降低螺旋阴阳转子与排气座11的损伤程度，便于后续维护。

作为本发明优选的一个实施例，还包括弹性补偿组件，所述弹性补偿组件安装在排气座11上，所述弹性补偿组件配合密封线结构，进一步减小螺旋阴阳转子与排气座11的间隙，所述弹性补偿组件包括补偿板25，所述排气座11朝向螺旋阴阳转子一侧开设有伸缩槽26，所述伸缩槽26内滑动安装有补偿板25，所述伸缩槽26内固定安装有均匀分布的弹性支撑杆27，所述弹性支撑杆27与补偿板25固定连接。

所述弹性补偿组件还包括连接板28，所述连接板28转动安装在补偿板25上，所述连接板28与密封筋23相匹配，所述密封筋23采用弹性材料制成，所述连接板28与补偿板25相互靠近一侧均为光滑平面。

在实际应用时，当螺杆空压机中温度升高或降低时，很容易导致螺旋阴阳转子或排气座11产生热胀冷缩，进而致使螺旋阴阳转子与排气座11形成的排气间隙发生变化，因此通过设置弹性补偿组件，在设备组装完毕后，此时密封筋23与连接板28对齐，在弹性支撑杆27的作用下，补偿板25与连接板28贴合，当螺旋阴阳转子转动后，密封筋23转动，在密封筋23与连接板28之间的摩擦力的作用下，带动连接板28进行旋转，由于连接板28与补偿板25相互靠近一侧均为光滑平面，且密封筋23采用弹性材料制成，因此实现对阳转子21、阴转子22上齿沟的分隔，当排气间隙发生变化时，在密封筋23以及弹性支撑杆27的形变作用下，致使螺旋阴阳转子的端面与补偿板25的端面始终保持一定的间隙，进而降低热胀冷缩、轴向运动等因素导致排气间隙发生变化的几率，同时采用连接板28与补偿板25进行旋转接触，在长时间使用过程中，摩擦力导致的磨损主要作用在连接板28上，夹持在密封筋23与补偿板25之间的连接板28，更换较为方便，因此通过对连接板28进行更换即可解决磨损问题。

作为本发明优选的一个实施例，所述补偿板25上开设有环槽3，所述环槽3内滑动安装有滚珠31，所述连接板28上开设有均匀分布的组装槽32，所述滚珠31与组装槽32一一对应，所述连接板28通过滚珠31与补偿板25滚动连接。

通过在补偿板25上开设环槽3，并于环槽3内设置滚珠31，同时在连接板28上开设均匀分布的组装槽32，在实际安装时，连接板28通过组装槽32与滚珠31连接，本发明中滚珠31为圆球状结构体，且滚珠31的直径大于环槽3的深度，因此滚珠31一部分凸出于环槽3，而滚珠31与组装槽32一一对应，因此滚珠31的一部分位于组装槽32内，需要知道的是，组装槽32仅用于对滚珠31和连接板28的相对位置进行限制，当滚珠31受到摩擦力作用时，滚珠31在组装槽32内进行转动，同时由于连接板28持续旋转，因此使得滚珠31还在环槽3内进行滚动，致使连接板28与补偿板25之间的滑动摩擦为滚动摩擦，进而有效的降低连接板28旋转时受到的磨损作用，且在滚珠31的支撑作用下，且环槽3的存在，能够在长时间使用过程中，当排气间隙中存在杂质、颗粒时，在密封筋23与连接板28的旋转作用下，能够使得杂质向环槽3内运动，进而降低排气间隙中杂质等对结构的磨损。

作为本发明优选的一个实施例，所述连接板28朝向密封筋23一侧开设有卡槽4，所述密封筋23延伸至卡槽4内，所述密封筋23厚度大于卡槽4深度。

在连接板28上设置卡槽4，且卡槽4与密封筋23相配合，致使密封筋23与连接板28组装较为稳定，进而使得密封筋23与连接板28的传动效果较好，且密封筋23厚度大于卡槽4的深度，致使连接板28与螺旋阴阳转子之间不接触。

作为本发明优选的一个实施例，所述弹性支撑杆27为弹簧伸缩杆，所述弹性支撑杆27与环槽3对应，所述弹性支撑杆27内填充有润滑油，所述弹性支撑杆27内腔开口设计，且弹性支撑杆27开口一端延伸至环槽3内，弹性支撑杆27内腔与环槽3导通。

在实际应用时，采用弹簧伸缩杆制成弹性支撑杆27，实现对补偿板25的弹性支撑，且在补偿板25与螺旋阴阳转子之间的压力增大时，弹性支撑杆27长度缩短，致使弹性支撑杆27内部的润滑油向环槽3内流动，当连接板28推动滚珠31在环槽3内滚动时，润滑油的添加，不仅能够有效的降低滚珠31滚动时的摩擦阻力，同时多余的润滑油向连接板28与补偿板25的间隙中流动，并在连接板28的旋转、涂抹下，分布在补偿板25上，在连接板28与补偿板25之间形成油膜，在降低连接板28与补偿板25之间的摩擦阻力的同时，进一步的对连接板28和补偿板25的间隙进行封堵，配合密封筋23，在轴向上将排气间隙进行封堵，致使螺旋阴阳转子的多个齿沟导通间隙进一步缩减，进而降低压缩气体的泄露量，提高空压机的工作效率。

所述补偿板25底部固定安装有集油盘5，所述集油盘5底部固定安装有回油管51，所述回油管51用于回收润滑油，所述伸缩槽26内固定安装有弹簧伸缩管52和凸轮53，所述凸轮53固定安装在转子轴2上，所述弹簧伸缩管52伸出端与凸轮53外环面抵接，所述回油管51远离集油盘5一端延伸至弹性支撑杆27内部，所述弹簧伸缩管52位于回油管51中部，且回油管51为单向导通管。

在设备组装时，转子轴2贯穿连接板28、补偿板25、伸缩槽26，并延伸至排气座11内部，转子轴2对应伸缩槽26处固定安装有凸轮53，转子轴2转动带动凸轮53旋转，由于凸轮53与弹簧伸缩管52伸出端抵接，因此在凸轮53旋转的过程中，致使弹簧伸缩管52周期性伸长与缩短，在弹簧伸缩杆伸长的过程中，弹簧伸缩管52内部产生负压，致使集油盘5内的润滑油通过回油管51，向弹簧伸缩管52内流动，而在弹簧伸缩管52缩短时，弹簧伸缩管52内的润滑油在压力的作用下，通过回油管51向弹性伸缩杆中流动，且在持续不断的输送下，致使润滑油流入至环槽3内，并在连接板28的持续旋转下，致使润滑油在补偿板25与连接板28上形成连续不断的油膜，在保持对相对运动构件的润滑的同时，降低压缩气体泄漏量。

作为本发明优选的一个实施例，所述集油盘5内安装有油滤芯54，所述油滤芯54用于对润滑油进行过滤，在润滑油连续不断的循环流动过程中，补偿板25以及连接板28之间的润滑油，与排气间隙中的灰尘、杂质结合后，流入至集油盘5中，并在集油盘5中经油滤芯54过滤，一方面保持润滑油的纯净，维持润滑油的润滑效果，另一方面对排气间隙中的杂质进行集中收集，防止杂质、灰尘等增大螺旋阴阳转子与排气座11的摩擦阻力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种螺杆空压机端面密封结构，包括气缸体（1）和排气座（11），所气缸体（1）与排气座（11）通过螺栓固定连接，所述气缸体（1）上开设有进气口（12）、排气座（11）上开设有排气口（13）；

所述气缸体（1）内部转动安装有转子轴（2）和螺旋阴阳转子，所述螺旋阴阳转子包括阳转子（21）和阴转子（22），所述转子轴（2）分别固定安装在阳转子（21）和阴转子（22）上，且转子轴（2）与阳转子（21）、阴转子（22）同轴设计；

其特征在于：还包括密封线结构，所述密封线结构安装在螺旋阴阳转子上，所述密封线结构用于减小螺旋阴阳转子与排气座（11）的间隙；

所述密封线结构包括密封筋（23）和碳环（24），所述碳环（24）与密封筋（23）均固定安装在螺旋阴阳转子朝向排气座（11）一端的端面上，多个所述碳环（24）呈同心圆状设计，且多个所述碳环（24）均与螺旋阴阳转子同轴设计；

所述密封筋（23）与最外侧碳环（24）固定连接，所述密封筋（23）远离碳环（24）一端与气缸体（1）内腔滑动连接，所述密封筋（23）与螺旋阴阳转子齿相对应；

还包括弹性补偿组件，所述弹性补偿组件安装在排气座（11）上，所述弹性补偿组件配合密封线结构，进一步减小螺旋阴阳转子与排气座（11）的间隙；

所述弹性补偿组件包括补偿板（25），所述排气座（11）朝向螺旋阴阳转子一侧开设有伸缩槽（26），所述伸缩槽（26）内滑动安装有补偿板（25）；

弹性支撑杆（27），所述伸缩槽（26）内固定安装有均匀分布的弹性支撑杆（27），所述弹性支撑杆（27）与补偿板（25）固定连接；

所述弹性补偿组件还包括连接板（28），所述连接板（28）转动安装在补偿板（25）上，所述连接板（28）与密封筋（23）相匹配，所述密封筋（23）采用弹性材料制成，所述连接板（28）与补偿板（25）相互靠近一侧均为光滑平面。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆空压机端面密封结构，其特征在于：所述补偿板（25）上开设有环槽（3），所述环槽（3）内滑动安装有滚珠（31），所述连接板（28）上开设有均匀分布的组装槽（32），所述滚珠（31）与组装槽（32）一一对应，所述连接板（28）通过滚珠（31）与补偿板（25）滚动连接。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种螺杆空压机端面密封结构，其特征在于：所述连接板（28）朝向密封筋（23）一侧开设有卡槽（4），所述密封筋（23）延伸至卡槽（4）内，所述密封筋（23）厚度大于卡槽（4）深度。

4.根据权利要求3所述的一种螺杆空压机端面密封结构，其特征在于：所述弹性支撑杆（27）为弹簧伸缩杆，所述弹性支撑杆（27）与环槽（3）对应，所述弹性支撑杆（27）内填充有润滑油，所述弹性支撑杆（27）内腔开口设计，且弹性支撑杆（27）开口一端延伸至环槽（3）内。

5.根据权利要求4所述的一种螺杆空压机端面密封结构，其特征在于：所述补偿板（25）底部固定安装有集油盘（5），所述集油盘（5）底部固定安装有回油管（51），所述回油管（51）用于回收润滑油。

6.根据权利要求5所述的一种螺杆空压机端面密封结构，其特征在于：所述伸缩槽（26）内固定安装有弹簧伸缩管（52）和凸轮（53），所述凸轮（53）固定安装在转子轴（2）上，所述弹簧伸缩管（52）伸出端与凸轮（53）外环面抵接，所述回油管（51）远离集油盘（5）一端延伸至弹性支撑杆（27）内部，所述弹簧伸缩管（52）位于回油管（51）中部，且回油管（51）为单向导通管。

7.根据权利要求6所述的一种螺杆空压机端面密封结构，其特征在于：所述集油盘（5）内安装有油滤芯（54），所述油滤芯（54）用于对润滑油进行过滤。