CN205876788U - 一种蒸汽压缩机用气封装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种蒸汽压缩机用气封装置,该气封装置包括主轴、气封和蜗壳,以及充气自动控制系统和排气自动控制系统;主轴与蜗壳之间由气封连接;气封包含气封本体和气封挡板;蜗壳带有充气孔和排气孔,充气孔连通气封本体和充气自动控制系统,排气孔连通气封本体和排气自动控制系统。所述的气封为采用迷宫式密封,气封本体与充气孔、排气孔连接处设有环形槽,在靠近大气处的端面也设有环形槽。本实用新型的有益效果是针对不同压力的蒸汽,通过充气、排气自动控制系统,以充、抽蒸汽的方式来达到密封效果,避免蒸汽的轴向泄漏或空气的窜入,适用于各种工况下的蒸汽压缩机轴端密封。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩机技术领域,尤其涉及一种蒸汽压缩机用气封装置。
背景技术
蒸汽压缩机的密封性能是其运行可靠性的重要指标之一。在蒸汽压缩机中,由于蜗壳的内外压力差会导致蒸汽的泄漏或者空气的窜入。若蜗壳内压力过高,气封中泄漏出的蒸汽会对其他设备产生污染;若蜗壳内压力过低,则外部的空气会通过轴端被吸入蜗壳,造成蜗壳内蒸汽中含有不冷凝气体,从而导致换热效率降低,影响系统的稳定性。
迷宫密封是现有蒸汽压缩机密封中常见的一种的密封方式,这种密封结构简单,加工及维修成本较低,被广泛地应用于蒸汽压缩机中的气封结构,但其缺点是泄漏量高。中国专利(CN 203641080U)公开了一种改进的气封结构,包括齿轮箱、轴承、油封、气封、轴;轴承固定在齿轮箱上,轴承支撑轴;轴的一端与叶轮连接;叶轮与轴承之间设有气封;油封位于气封和轴承之间;气封与轴之间形成两个迷宫式通道。气封为迷宫式结构,气封上带有若干个密封齿。油封也为迷宫式结构。齿轮箱上设有一个通气口,通气口与气封之间设有一空腔,空腔形成流道。此专利大大扩大通气口与气封之间的流道面积,从而引导泄漏自气封的气体直接进入大气;提高了润滑油的使用寿命;降低了气体泄漏的危害。此专利在一定压力范围内适用,当蒸汽压力高于大气压力较多时,无法保证蒸汽都会经排气孔排入大气,同时此结构不能适用于大气压力高于蒸汽压力的工况。
此外,在中国申请专利(105570184A)公开了一种气封结构及其蒸汽压缩机,本实用新型公开了一种气封结构及其蒸汽压缩机,该气封结构包括:齿轮箱、转轴、叶轮、以及蜗壳;其中,所述转轴与所述蜗壳之间由气封连接,并且,所述转轴于靠近所述齿轮箱的位置套装油封;所述气封包含环状的气封壳体,并且,所述气封壳体的内腔可拆卸设置有若干片环状密封齿;所述气封壳体包含两个关于所述转轴对称设置的半圆形密封座,并且,两个所述半圆形密封座分别与所述蜗壳由螺纹紧固件可拆卸连接。因此,当气封中的环状密封齿损坏后,只需拧下螺纹紧固件,利用新的环状密封更换损坏的环状密封齿即可。此专利在一定压力范围内适用,无法自动调节蒸汽压力,当蒸汽压力高于大气压力较多时,无法保证蒸汽都会经排气孔排入大气,不能控制蒸汽的流向,同时此结构不能适用于蒸汽压力低于大气压的工况。
实用新型内容
为克服现有技术中存在的蒸汽泄漏和流向的问题,本实用新型提供了一种适用于各种工况下的蒸汽压缩机用气封装置。
具体技术方案如下:
一种蒸汽压缩机用气封装置,该气封装置包括主轴、气封和蜗壳,其中所述的气封装置还包括充气自动控制系统和排气自动控制系统;主轴与蜗壳之间由气封连接;气封包含气封本体和气封挡板;蜗壳带有充气孔和排气孔,充气孔连通气封本体和充气自动控制系统,排气孔连通气封本体和排气自动控制系统。气封为采用迷宫式密封,气封本体与充气孔、排气孔连接处和在靠近大气处的端面均设有环形槽。
进一步地,本实用新型提供的气封装置,还可以具有这样的特征:气封本体分别与充气孔、排气孔的连接处设有环形槽Ⅰ、环形槽Ⅱ,在靠近大气处的端面设有环形槽Ⅲ,并且,在环形槽Ⅰ、环形槽Ⅱ和环形槽Ⅲ处沿圆周均布4~30个小孔,小孔的直径为1~30mm。
进一步地,本实用新型提供的气封装置,还可以具有这样的特征:所述在靠近大气处端面设有的环形槽Ⅲ,其截面为两边平行于气封本体端面的四边形,并且,另两边与端面之间的夹角为45~90°。
进一步地,本实用新型提供的气封装置,还可以具有这样的特征:气封本体为整体式迷宫密封,迷宫密封的齿高为3~20mm,齿间距为1~7mm,齿尖厚度为0.3~2mm。
进一步地,本实用新型提供的气封装置,还可以具有这样的特征:气封挡板在其外圆尺寸过渡处设有半圆环形槽;在其底部钻有挡板排水孔。
进一步地,本实用新型提供的气封装置,还可以具有这样的特征:充气自动控制系统包含减压阀、自动调节阀和压力变送器Ⅰ;减压阀、自动调节阀和压力变送器依次按照蒸汽的流动方向连接。
进一步地,本实用新型提供的气封装置,还可以具有这样的特征:排气自动控制系统包含压力变送器、气液分离器和抽气泵;压力变送器Ⅱ、气液分离器和抽气泵依次按照蒸汽的流动方向连接。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
本实用新型提供的气封结构,针对不同压力的蒸汽,通过充气、排气自动控制系统,以充、抽蒸汽的方式来达到密封效果,避免蒸汽的轴向泄漏或空气的窜入,适用于各种工况下的蒸汽压缩机轴端密封;环形槽可以通过均布小孔将蒸汽充分、均匀地分布在主轴周围,达到较好的充气、抽气效果,可用来控制蒸汽的流向,使溢出的蒸汽远离主轴、沿着气封径向导出;在气封挡板底部钻有挡板排水孔,使空腔中残留的水顺利排出;气封挡板在其外圆尺寸过渡处设有半圆环形槽,使冷凝在气封挡板外圆的液态水沿环形槽落下,以防液态水沿轴向流落到主轴上,并进一步控制蒸汽的流向,避免蒸汽沿轴向泄漏对其他设备产生污染。
附图说明
图1是本实用新型提供的气封结构的剖视图。
附图标记为:主轴1、气封2、气封本体21、环形槽Ⅰ21a、环形槽Ⅱ21b、环形槽Ⅲ21c、气封挡板22、半圆环形槽22a、挡板排水孔22b、蜗壳3、充气孔31、排气孔32、充气自动控制系统4、减压阀41、自动调节阀42、压力变送器Ⅰ43、排气自动控制系统5、压力变送器Ⅱ51、气液分离器52、抽气泵53。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型的第一实施方式披露了一种蒸汽压缩机用气封结构,如图1所示,包括:主轴1、气封2、气封本体21、气封挡板22、蜗壳3、充气孔31、排气孔32;其中,主轴1与蜗壳3之间由气封2连接,并且,蜗壳3和气封2为上下剖分式结构;气封包含气封本体21和气封挡板22;充气孔31位于蜗壳3上半部,将充气自动装置4与气封本体21连通;排气孔32位于蜗壳3底部,将排气自动装置5与气封本体21连通。在本实例中,为了保证此气封结构能适用于不同工况的蒸汽压缩机,作为优选的技术方案,在蜗壳3和气封本体21上设有充气孔和排气孔。当蜗壳内蒸汽压力低于大气压时,通过充气自动控制系统,从蜗壳上半部的充气孔通入压力大于大气压的蒸汽,在主轴和气封本体之间形成密封,以防大气进入蜗壳,此时,若有蒸汽溢出,可通过排气孔导出蒸汽;当蜗壳内压力高于大气压时,充气孔不作用,通过排气自动控制系统,由排气孔导出轴向泄漏出来的蒸汽。此外,排气孔还起到排水作用,当蒸汽压缩机系统关闭时,可由排气孔将冷凝在管路中的水排出。
作为本实施方式的进一步优选,如图1所示:其中气封2为采用迷宫式密封,气封本体21与充气孔31、排气孔32连接处设有环形槽Ⅰ21a、环形槽Ⅱ21b,在靠近大气处的端面设有环形槽Ⅲ21c。本示例中,气封本体21在靠近大气处的端面设有环形槽Ⅲ,可以控制蒸汽的流向,使溢出的蒸汽远离主轴、沿着气封径向导出。
如图1所示:并且在环形槽Ⅰ21a、环形槽Ⅱ21b和环形槽Ⅲ21c处沿圆周均布4~30个小孔,所述小孔的直径为1~30mm。如小孔的数目可以为4,10,16,20,24或30个等;小孔的直径为1~30mm,如1mm,5mm,10mm,15mm,20mm,25mm,30mm等,作为进一步优选的,小孔的直径选择为12mm,小孔的个数选择为18个。上述环形槽可以通过均布小孔将蒸汽充分、均匀地分布在主轴周围,达到较好的充气、抽气效果,可用来控制蒸汽的流向,使溢出的蒸汽远离主轴、沿着气封径向导出。
可选的,如图1所示:所述环形槽Ⅲ21c的截面为两边平行于气封本体21端面的四边形,并且,所述四边形的另两边与端面之间的夹角为45~90°,作为进一步优选的,四边形的另两边与端面之间的最佳夹角角度为65°。
作为本实施方式的进一步优选,如图1所示:气封本体2为整体式迷宫密封,迷宫密封的齿高为5~15mm,齿间距为2~6mm,齿尖厚度为0.5~1.5mm,进一步优选的,迷宫密封的齿高设置为10mm,齿间距为4mm,齿尖厚度为1mm。
此外,气封挡板22在其外圆尺寸过渡处设有半圆环形槽22a;在其底部钻有挡板排水孔22b。
本实施方式中充气自动控制系统4包含减压阀41、自动调节阀42和压力变送器43;减压阀41、自动调节阀42和压力变送器I43依次按照蒸汽的流动方向连接。在本实例中,压力变送器I将信号传至PLC控制柜,控制柜根据压力设定值,自动控制调节阀的开度,从而保证充入的蒸汽压力满足密封要求。
本实施方式中排气自动控制系统5包含压力变送器Ⅱ51、气液分离器52和抽气泵53;压力变送器Ⅱ51、气液分离器52和抽气泵53依次按照蒸汽的流动方向连接。在本实例中,压力变送器Ⅱ将信号传至PLC控制柜,控制柜根据压力设定值,自动控制气泵的抽气量,从而保证排出的蒸汽压力满足密封要求。本实施方式在针对不同压力的蒸汽情况下,通过充气、排气自动控制系统,以充、抽蒸汽的方式来达到密封效果,避免蒸汽的轴向泄漏或空气的窜入,适用于各种工况下的蒸汽压缩机轴端密封。
该蒸汽压缩机用的气封装置工作原理:
在蜗壳和气封本体上设有充气孔和排气孔。当蜗壳内蒸汽压力低于大气压时,压力变送器将信号传至PLC控制柜,控制柜根据压力设定值,自动控制调节阀的开度保证充入的蒸汽压力满足密封要求。通过充气自动控制系统,从蜗壳上半部的充气孔通入压力大于大气压的蒸汽,在主轴和气封本体之间形成密封,以防大气进入蜗壳,此时,若有蒸汽溢出,可通过排气孔导出蒸汽;当蜗壳内压力高于大气压时,充气孔不作用,通过排气自动控制系统,排出系统管路的蒸汽依次通过压力变送器、气液分离器和抽气泵。压力变送器将信号传至PLC控制柜,控制柜根据压力设定值,自动控制气泵的抽气,保证排出的蒸汽压力满足密封要求。当蒸汽压缩机系统关闭时,由排气孔将冷凝在管路中的水排出。少量蒸汽沿气封本体在靠近大气处的端面设有环形槽溢出,溢出的蒸汽沿着气封径向导出,远离主轴。
在气封靠近大气处设有挡板进一步控制蒸汽的流向,从而避免蒸汽沿轴向泄漏对其他设备产生污染。在气封挡板底部钻有挡板排水孔,使空腔中残留的水顺利排出;在其外圆尺寸过渡处设有半圆环形槽,使冷凝在气封挡板外圆的液态水沿环形槽落下,以防液态水沿轴向流落到主轴上。
上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例,如前所述,应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述实用新型构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种蒸汽压缩机用气封装置,该气封装置包括主轴(1)、气封(2)和蜗壳(3),其特征在于:所述气封装置还包括充气自动控制系统(4)和排气自动控制系统(5);主轴(1)与蜗壳(3)之间由气封(2)连接;所述气封(2)和蜗壳(3)为上下剖分式结构;
进一步的,充气自动控制系统(4)包含减压阀(41)、自动调节阀(42)和压力变送器Ⅰ(43);减压阀(41)、自动调节阀(42)和压力变送器(43)依次按照蒸汽的流动方向连接;
进一步的,排气自动控制系统(5)包含压力变送器(51)、气液分离器(52)和抽气泵(53);压力变送器Ⅱ(51)、气液分离器(52)和抽气泵(53)依次按照蒸汽的流动方向连接。
2.根据权利要求1所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:所述气封(2)包含气封本体(21)和气封挡板(22);蜗壳(3)带有充气孔(31)和排气孔(32);充气孔(31)连通气封本体(21)和充气自动控制系统(4),排气孔(32)连通气封本体(21)和排气自动控制系统(5)。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:所述的气封(2)为采用迷宫式密封,气封本体(21)与充气孔(31)、排气孔(32)连接处设有环形槽Ⅰ(21a)、环形槽Ⅱ(21b),在靠近大气处的端面设有环形槽Ⅲ(21c)。
4.根据权利要求3所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:所述环形槽Ⅰ(21a)、环形槽Ⅱ(21b)和环形槽Ⅲ(21c)处沿圆周均布4~30个小孔,所述小孔的直径为1~30mm。
5.根据权利要求4所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:在环形槽Ⅰ(21a)、环形槽Ⅱ(21b)和环形槽Ⅲ(21c)处沿圆周均布18个小孔,所述小孔的直径为12mm。
6.根据权利要求4所述的一种蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于,所述环形槽Ⅲ(21c)的截面为两边平行于气封本体(21)端面的四边形,并且,所述四边形的另两边与端面之间的夹角为45~90°。
7.根据权利要求1所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:气封本体(21)为整体式迷宫密封,迷宫密封具有3段齿,每段齿数为3~20,迷宫密封的齿高为3~20mm,齿间距为1~7mm,齿尖厚度为0.3~2mm。
8.根据权利要求7所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:迷宫密封的齿高为5~15mm,齿间距为2~6mm,齿尖厚度为0.5~1.5mm。
9.根据权利要求1所述的蒸汽压缩机用气封装置,其特征在于:气封挡板(22)在其外圆尺寸过渡处设有半圆环形槽(22a);在其底部钻有挡板排水孔(22b)。
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