CN206530534U - 离心式叶轮轮背梳齿密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构，它包括位于叶轮轮背上的叶轮和梳齿密封，梳齿密封和叶轮上分别设置由梳齿形成相互啮合的结构，其中梳齿密封上的齿是倾斜的结构，叶轮轮背上的齿外圆是与轴同心的结构；所述梳齿密封和叶轮轮背上面的梳齿齿高分别为3～5mm；所述梳齿设计有一个0.5mm长的圆柱面。本实用新型解决转子因轴向窜动引起的轮背密封间隙无法恒定，导致现有技术中叶轮存在擦碰风险和漏气损失的问题。本实用新型的离心式叶轮轮背梳齿密封结构中的斜齿与直齿相互啮合的结构可更有效地减少漏气量，并可有效避免转子轴向窜动引起的密封间隙不恒定，从而保持密封效果恒定不变。

Description

离心式叶轮轮背梳齿密封结构

技术领域

本实用新型涉及透平式压缩机，具体涉及一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构。

背景技术

透平式压缩机（鼓风机及压缩机）在国民经济各部门中占据重要的地位，特别是在冶金、石油化工、天然气输送、制冷以及动力等工业部门获得广泛应用。

轮背密封是离心式压缩机叶轮轮背为了防止漏气损失而设置的一个部件。梳齿密封是最常见和成本最低的一种密封装置，叶轮背部的梳齿密封结构一般有轴向布置和径向布置形式。在设计机组时，为了减小轴向尺寸，大多会采用径向布置的形式或者轴向、径向两者相结合的组合结构。为了使漏气损失控制在可接受范围之内，一般密封与叶轮或轴的单边距离设定在0.2～0.25mm，但是由于转子总是存在轴向窜动的问题（轴向窜动0.1～0.15mm），使得传统的径向布置方式存在一个明显的缺点，就是密封与叶轮轮背之间的间隙无法恒定不变，尤其在轴两端挂叶轮的结构设计情况下，当轴在轴向气动力的推动下被推到一端极限位置时，此端的叶轮与密封的间隙就会变小，存在擦碰的风险；而同时，另一端叶轮与密封的间隙就会变大，漏气损失就会增加。

有鉴于此，该领域技术人员致力于研发一种离心式叶轮轮背密封结构，以解决上述叶轮存在的擦碰风险和漏气损失的问题。

发明内容

本实用新型的任务是提供一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构，解决转子因轴向窜动引起的轮背密封间隙无法恒定，导致上述现有技术中叶轮存在擦碰风险和漏气损失的问题。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构，它包括位于叶轮轮背上的叶轮和梳齿密封，梳齿密封和叶轮上分别设置由梳齿形成相互啮合的结构，其中梳齿密封上的齿是倾斜的结构，叶轮轮背上的齿外圆是与轴同心的结构；

所述梳齿密封和叶轮轮背上面的梳齿齿高分别为3～5mm；

所述梳齿设计有一个0.5mm长的圆柱面。

本实用新型的基本思想是为解决转子轴向窜动引起的轮背密封间隙无法恒定提供一种可行的方案。

本实用新型的离心式叶轮轮背梳齿密封结构中的斜齿与直齿相互啮合的每一对齿可形成多个气流旋涡V1及V2等（如图1所示），使气流速度下降更明显，节流效果更佳，更有效地减少漏气量，起到明显的密封作用。

本实用新型的离心式叶轮轮背梳齿密封结构还可以将轴封、轮背密封设计成一个整体，使得密封效果更佳。

本实用新型的离心式叶轮轮背梳齿密封结构具有如下有益效果：斜齿与直齿相互啮合的结构可更有效地减少漏气量，并可有效避免转子轴向窜动引起的密封间隙不恒定，从而保持密封效果恒定不变。

附图说明

图1为本实用新型的一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构的剖面示意图。

图2为应用本实用新型的离心式叶轮轮背梳齿密封结构的两级离心式压缩机实施例剖面图。

图3为图2中所示Ⅰ的局部放大图。

附图标记：

1为梳齿密封，2为叶轮，11为一级叶轮，12为一级密封，13为一级蜗壳，14为第一轴承，15为转轴，16为电机定子，17为第二轴承，18为二级蜗壳，19为二级密封，20为二级叶轮，V1和V2分别表示一对密封齿中形成的多个气流旋涡。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施例进一步阐述本实用新型。

参看图1，本实用新型提供一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构，它包括位于叶轮轮背上的叶轮2和梳齿密封1，梳齿密封1和叶轮2上分别设置由梳齿形成相互啮合的结构，其中梳齿密封1上的齿是倾斜的结构，叶轮2轮背上的齿外圆是与轴同心的结构。

梳齿密封1和叶轮2轮背上面的梳齿齿高分别为3～5mm。梳齿设计有一个0.5mm长的圆柱面。

如图1所示，左侧为梳齿密封1，右侧为叶轮2，两个零件上各有梳齿（台阶）形成相互啮合的结构，其中梳齿密封1上的齿是倾斜的结构，叶轮2轮背上的齿外圆是与轴同心的结构。

本实用新型的斜齿与直齿相互啮合的结构每一对齿可形成如图1中所示的多个气流旋涡V1和V2，使气流速度下降更明显，节流效果更佳，更有效地减少漏气量，起到明显的密封作用。

梳齿密封上的斜齿结构如图1中标示的角度a、c所示，a一般取15°～35°，c一般取40°～70°，并且梳齿设计有一个0.5mm长的圆柱面。叶轮背面的角度b一般取15°～45°。这样使得轮背密封的间隙由轴向间隙变为径向间隙，始终保证与叶轮轮背梳齿外圆的径向间隙0.25mm左右，并且无论转子轴向位置如何变动均不影响径向间隙的大小，密封效果保持不变。

梳齿密封1和叶轮2轮背上面的梳齿齿高分别为3～5mm，两者之间的轴向间隙A、B可≥1.5mm，转子轴向窜动为0.1～0.3mm，可完全避免轴向窜动引起的擦碰。

本实用新型还可以将轴封、轮背密封设计成一个整体，如图3中的二级密封19结构所示，使得密封效果更佳。

参看图3，本实施例是一台高速电机直驱的两级离心式压缩机。转轴15与电机定子16、第一轴承14、第二轴承17组成电机本体。一级叶轮11与二级叶轮20分别挂在转轴15两端。一级蜗壳13与二级蜗壳18分别装配在电机两侧端面。一级密封12与二级密封19分别设置在一级叶轮11、二级叶轮20背面。最后组成高速直驱离心式压缩机的机头。

一级密封12与二级密封19是轮背密封、轴封一体式结构，通过应用本实用新型的密封结构，每组密封齿的节流作用更明显，压降更大，更易减少漏气量，可使压缩机的密封效果更佳。同时，转轴的轴向窜动对两个压缩级的密封效果都没有影响，可保证密封更加可靠，寿命更长。

以上描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型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实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (1)

1.一种离心式叶轮轮背梳齿密封结构，其特征在于：它包括位于叶轮轮背上的叶轮（2）和梳齿密封（1），梳齿密封（1）和叶轮（2）上分别设置由梳齿形成相互啮合的结构，其中梳齿密封（1）上的齿是倾斜的结构，叶轮（2）轮背上的齿外圆是与轴同心的结构；

所述梳齿密封（1）和叶轮（2）轮背上面的梳齿齿高分别为3～5mm；

所述梳齿设计有一个0.5mm长的圆柱面。