CN210461177U - 离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，在静止气体密封件（8）内开设有第一管路（16）；在旋转气体密封件（9）内开设有第二管路（17）；在主轴（3）表面上开设有导气槽（18）；在旋转密封件（7）内开设有第三管路（20）；在静止密封件（6）内开设有第四管路（22）；冷却进气管路（12）、第一环形槽（14）、第一管路、第二环形槽（15）、第二管路、导气槽、第三环形槽（19）、第三管路、第四环形槽（21）、第四管路、第五环形槽（23）和冷却出气管路（13）依次连通。空气冷却装置将冷空气打入冷却进气管路中，冷空气依次经过上述通气管路，最后从冷却出气管路排出，冷空气所经之处均得到了降温。

Description

离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置

技术领域

本实用新型涉及离心压缩机领域，尤其涉及一种离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置。

背景技术

现阶段离心压缩机广泛用于各种工艺流程中，用来输送空气、各种工艺气体或混合气体，并提高其压力。

通常的离心压缩机机壳的前部为叶轮腔室，后部为后腔室，主轴设置在机壳中，主轴的前端至叶轮腔室内与叶轮固定连接。为了防止叶轮腔室内的高压气体沿主轴与机壳之间的间隙逃逸出来，须在后腔室中主轴与机壳之间设置密封件，诸如静止密封件、旋转密封件、静止气体密封件和旋转气体密封件等。压缩机进气温度过高并且压缩机工作后由于对气体做功使得气体温度进一步升高，气体被压缩后产生的温度也就越来越高，但是由于所述密封件承受的温度有限，长期的高温环境会加速其老化过程，使得其寿命降低甚至失效，从而影响离心压缩机的工作效率，甚至会导致故障发生。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，该装置有效降低了密封件的工作环境温度，从而延长了密封件的使用寿命，提高了压缩机的工作效率，降低了故障发生率。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，所述装置包括机壳、隔热组件、主轴、旋转密封件、静止密封件、旋转气体密封件和静止气体密封件；所述隔热组件横隔在机壳内腔的中部，隔热组件的周边与机壳内部周边密封固定连接，隔热组件把机壳内腔分隔成前部的叶轮腔室和后部的后腔室，隔热组件中部开设有隔热轴孔；所述主轴横卧设置在机壳中，并且主轴设置在隔热轴孔中，主轴与隔热轴孔之间设置有轴密封块；所述旋转密封件位于隔热组件的后侧，旋转密封件固定套设在主轴上；所述静止密封件套设在旋转密封件上，静止密封件与旋转密封件之间是转动配合的，静止密封件的外缘与机壳内部周边密封固定连接；所述旋转气体密封件位于旋转密封件的后侧，旋转气体密封件固定套设在主轴上；所述静止气体密封件套设在旋转气体密封件上，静止气体密封件与旋转气体密封件之间是转动配合的，静止气体密封件的外缘与机壳内部周边密封固定连接；在机壳的内部开设有与外部连通的冷却进气管路和冷却出气管路；在机壳上与静止气体密封件密封固定连接处开设有第一环形槽；在静止气体密封件内开设有第一管路；在静止气体密封件上与旋转气体密封件转动配合处开设有第二环形槽；在旋转气体密封件内开设有第二管路；在主轴表面上开设有导气槽；在旋转密封件上与主轴套接处开设有第三环形槽；在旋转密封件内开设有第三管路；在静止密封件上与旋转密封件转动配合处开设有第四环形槽；在静止密封件内开设有第四管路；在机壳上与静止密封件密封固定连接处开设有第五环形槽；所述冷却进气管路、第一环形槽、第一管路、第二环形槽、第二管路、导气槽、第三环形槽、第三管路、第四环形槽、第四管路、第五环形槽和冷却出气管路依次连通。

进一步地，所述隔热组件包括隔热本体、外挡板、隔热材料和内挡板；所述隔热本体呈环形，环形的内圆孔即为所述的隔热轴孔，隔热本体的前端面开设环形槽，由环形槽的开口处向内依次设置所述外挡板、隔热材料和内挡板，外挡板和内挡板均与环形槽封闭连接，隔热材料填充在外挡板与内挡板之间的间隙中；在内挡板与环形槽的底面之间保持有油路间隙，在隔热本体后端面上开设有进油口和出油口，进油口和出油口均与油路间隙连通；在机壳的内部开设有与外部连通的冷却进油管路和冷却出油管路，冷却进油管路连通所述进油口，冷却出油管路连通所述出油口。

进一步地，所述导气槽在主轴表面上呈U形回转布置。

进一步地，所述第四管路有六条，六条第四管路在静止密封件内呈辐射状分布，所述第三管路有六条，六条第三管路在旋转密封件内呈辐射状分布。

进一步地，所述第一管路有六条，六条第一管路在静止气体密封件内呈辐射状分布；所述第二管路有六条，六条第二管路在旋转气体密封件内呈辐射状分布，在所述主轴的表面开设有六条导气槽，每条第二管路都对应连通一条导气槽。

本实用新型的离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置中设置有一条经过静止密封件、旋转密封件、静止气体密封件和旋转气体密封件的冷却气通路，在冷却气体的冷却作用下，各个密封件所处的工作环境的温度被有效地降低；在机壳中还用隔热组件将机壳的内腔分隔成叶轮腔室和后腔室，并且在隔热组件内部设置冷却油管路，从而有效阻止了热量从叶轮腔室传导至后腔室，从而进一步降低了各个密封件所处的工作环境的温度；由此各个密封件的工作环境温度被有效降低，从而延长了上述密封件的使用寿命，提高了压缩机的工作效率，降低了故障发生率。

附图说明

图1为包含有本实用新型的离心压缩机的结构示意图，其中A所指示的虚线方框处即为本实用新型的离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置；

图2为本实用新型的离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置的结构示意图，其中的虚线方框为图1中A所指示的虚线方框；

图3为旋转密封件、静止密封件和主轴处的结构示意图；

图4为图3中D-D处的剖面示意图；

图5为旋转气体密封件、静止气体密封件和主轴处的结构示意图；

图6为图5中B-B处的剖面示意图；

图7为隔热组件的结构示意图；

图8为图7中箭头C所指方向的视图。

图中：1机壳、3主轴、5隔热组件、51隔热本体、52外挡板、53隔热材料、54内挡板、55进油口、56出油口、57隔热轴孔、58环形槽、59油路间隙、6静止密封件、7旋转密封件、8静止气体密封件、9旋转气体密封件、12冷却进气管路、13冷却出气管路、14第一环形槽、15第二环形槽、16第一管路、17第二管路、18导气槽、19第三环形槽、20第三管路、21第四环形槽、22第四管路、23第五环形槽、24冷却进油管路、25冷却出油管路、26两半环、27轴密封块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

在本实施方式中所述的前部方向是指图1、图2、图3、图5和图7中的左侧方向，右侧为后部方向，图4、图6和图8的具体方向分别参照图3、图5和图7。

参见图1至图8，一种离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，包括机壳1、隔热组件5、主轴3、旋转密封件7、静止密封件6、旋转气体密封件9和静止气体密封件8。

参见图1和图2，所述隔热组件5横隔在机壳1内腔的中部，隔热组件5的周边与机壳1内腔周边通过固定螺栓密封固定连接，隔热组件5把机壳1内腔分隔成前部的叶轮腔室和后部的后腔室，隔热组件5中部开设有隔热轴孔57。

参见图1和图2，所述主轴3横卧设置在机壳1中，并且主轴3穿过并设置在隔热轴孔57中，主轴3与隔热轴孔57之间设置轴密封块27，轴密封块27的外圈与隔热轴孔57之间可转动配合，轴密封块27的内圈与主轴3之间为固定套接，在主轴3上还安装有用于定位的两半环26，具体安装在轴密封块27的后侧，用于定位旋转密封件7。

参见图1和图2，所述旋转密封件7位于机壳1的后腔室内，旋转密封件7位于隔热组件5的后侧，旋转密封件7固定套设在主轴3上，所述静止密封件6套设在旋转密封件7上，静止密封件6与旋转密封件7之间是转动配合的，转动配合处为拉柏林密封结构，静止密封件6的外缘与机壳1内部周边密封固定连接，静止密封件6的前端面靠在隔热组件5的后端面上，靠接处设置有密封圈。

参见图1和图2，所述旋转气体密封件9位于机壳1的后腔室内，所述旋转气体密封件9位于旋转密封件7的后侧，旋转气体密封件9固定套设在主轴3上，所述静止气体密封件8套设在旋转气体密封件9上，静止气体密封件8与旋转气体密封件9之间是转动配合的，静止气体密封件8的外缘与机壳1内部周边密封固定连接，静止气体密封件8的前端面靠在静止密封件6的后端面上，靠接处设置有密封圈。

参见图1和图2，在机壳1的内部开设有与外部连通的冷却进气管路12和冷却出气管路13。

参见图2，在机壳1上与静止气体密封件8密封固定连接处开设有第一环形槽14。

参见图5和图6，在静止气体密封件8内开设有六条第一管路16，六条第一管路16在静止气体密封件8内呈辐射状分布，在静止气体密封件8上与旋转气体密封件9转动配合处开设有第二环形槽15，在旋转气体密封件9内开设有六条第二管路17，六条第二管路17在旋转气体密封件9内呈辐射状分布，在主轴3表面上开设有六条导气槽18，六条导气槽18在主轴3表面上可以U形回转的方式来布置，从而增加槽内流动气体与主轴3的接触面积，六条导气槽18与所述六条第二管路17一一对应连通。

参见图3和图4，在旋转密封件7上与主轴3套接处开设有第三环形槽19，在旋转密封件7内开设有六条第三管路20，六条第三管路20在旋转密封件7内呈辐射状分布。在静止密封件6上与旋转密封件7转动配合处开设有第四环形槽21，在静止密封件6内开设有六条第四管路22，六条第四管路22在静止密封件6内呈辐射状分布。

参见图2，在机壳1上与静止密封件6密封固定连接处开设有第五环形槽23。

参见图1和图2，所述冷却进气管路12、第一环形槽14、第一管路16、第二环形槽15、第二管路17、导气槽18、第三环形槽19、第三管路20、第四环形槽21、第四管路22、第五环形槽23和冷却出气管路13依次连通，从而构成了一个完整的空气冷却管路。

参见图2，在冷却进气管路12的外端连接空气冷却装置（图中未示出），空气冷却装置将冷空气打入冷却进气管路12中，如图1中的单箭头所指示的路径，冷空气依次经过第一环形槽14、第一管路16、第二环形槽15、第二管路17、导气槽18、第三环形槽19、第三管路20、第四环形槽21、第四管路22、第五环形槽23，最后从冷却出气管路13排出。冷却空气所经之处均得到了降温，特别是有效降低了静止密封件6、旋转密封件7、静止气体密封件8和旋转气体密封件9所处环境的温度，从而改善了其工作环境，延长了上述密封件的使用寿命。

在本实施方式中的隔热组件5是由多个部件构成的组合体，并且在该组合体中还设置有冷却油的通路。

参见图7和图8，隔热组件5具体包括隔热本体51、外挡板52、隔热材料53和内挡板54。所述隔热本体51呈环形，环形的内圆孔即为所述的隔热轴孔57，隔热本体51的前端面开设环形槽58，由环形槽58的开口处向内依次设置所述外挡板52、隔热材料53和内挡板54，外挡板52和内挡板54均与环形槽58通过焊接方式封闭连接，隔热材料53填充在外挡板52与内挡板54之间的间隙中，隔热材料53为耐高温低热传导率轻质的材料。

如图7所示，在内挡板54与环形槽58的底面之间保持有油路间隙59，在隔热本体51后端面上开设有进油口55和出油口56，进油口55和出油口56均与油路间隙59连通，在机壳1的内部开设有与外部连通的冷却进油管路24和冷却出油管路25，冷却进油管路24连通所述进油口55，冷却出油管路25连通所述出油口56，冷却进油管路24和冷却出油管路25与外部的冷却油循环装置（图中未示出）连通。

参见图2和图7，外部的冷却油循环装置将冷却油打入到冷却进油管路24中，如图2中的双箭头所指示的路径，冷却油依次经过进油口55、油路间隙59和出油口56，并由冷却出油管路25回到冷却油循环装置中，冷却油所经之处均得到了有效降温。

在本实施方式中，在静止密封件6、旋转密封件7、静止气体密封件8、旋转气体密封件9以及主轴3上及其之间都设置有冷却气体通道。在冷却气体的冷却作用下，上述密封件所处的工作环境的温度被有效地降低，从而改善了其工作环境，延长了上述密封件的使用寿命，提高了压缩机的工作效率，降低了故障发生率。

在本实施方式中，在叶轮腔室与后腔室之间设置有隔热组件5，并且在隔热组件5内还设置了冷却油通路。隔热组件5本身就具有良好的隔热效果，再加上冷却油通路中的冷却油进一步带走了由叶轮腔室传导向后腔室的热量，从而进一步降低了后腔室内各个密封件处的温度。

在本实施方式中，叶轮腔室与后腔室之间的机壳1壳体截面积比原先减小很多，从而有效地减少传热热桥的面积，使得由机壳1的叶轮腔室通过机壳1导热向后腔室的密封位置传导的热量减小，在机壳1的壳体截面积减小处设置数根支撑筋以加强结构。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，其特征在于：所述装置包括机壳（1）、隔热组件（5）、主轴（3）、旋转密封件（7）、静止密封件（6）、旋转气体密封件（9）和静止气体密封件（8）；

所述隔热组件（5）横隔在机壳（1）内腔的中部，隔热组件（5）的周边与机壳（1）内部周边密封固定连接，隔热组件（5）把机壳（1）内腔分隔成前部的叶轮腔室和后部的后腔室，隔热组件（5）中部开设有隔热轴孔（57）；所述主轴（3）横卧设置在机壳（1）中，并且主轴（3）设置在隔热轴孔（57）中，主轴（3）与隔热轴孔（57）之间设置有轴密封块（27）；所述旋转密封件（7）位于隔热组件（5）的后侧，旋转密封件（7）固定套设在主轴（3）上；所述静止密封件（6）套设在旋转密封件（7）上，静止密封件（6）与旋转密封件（7）之间是转动配合的，静止密封件（6）的外缘与机壳（1）内部周边密封固定连接；所述旋转气体密封件（9）位于旋转密封件（7）的后侧，旋转气体密封件（9）固定套设在主轴（3）上；所述静止气体密封件（8）套设在旋转气体密封件（9）上，静止气体密封件（8）与旋转气体密封件（9）之间是转动配合的，静止气体密封件（8）的外缘与机壳（1）内部周边密封固定连接；

在机壳（1）的内部开设有与外部连通的冷却进气管路（12）和冷却出气管路（13）；在机壳（1）上与静止气体密封件（8）密封固定连接处开设有第一环形槽（14）；在静止气体密封件（8）内开设有第一管路（16）；在静止气体密封件（8）上与旋转气体密封件（9）转动配合处开设有第二环形槽（15）；在旋转气体密封件（9）内开设有第二管路（17）；在主轴（3）表面上开设有导气槽（18）；在旋转密封件（7）上与主轴（3）套接处开设有第三环形槽（19）；在旋转密封件（7）内开设有第三管路（20）；在静止密封件（6）上与旋转密封件（7）转动配合处开设有第四环形槽（21）；在静止密封件（6）内开设有第四管路（22）；在机壳（1）上与静止密封件（6）密封固定连接处开设有第五环形槽（23）；所述冷却进气管路（12）、第一环形槽（14）、第一管路（16）、第二环形槽（15）、第二管路（17）、导气槽（18）、第三环形槽（19）、第三管路（20）、第四环形槽（21）、第四管路（22）、第五环形槽（23）和冷却出气管路（13）依次连通。

2.根据权利要求1所述离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，其特征在于：所述隔热组件（5）包括隔热本体（51）、外挡板（52）、隔热材料（53）和内挡板（54）；

所述隔热本体（51）呈环形，环形的内圆孔即为所述的隔热轴孔（57），隔热本体（51）的前端面开设环形槽（58），由环形槽（58）的开口处向内依次设置所述外挡板（52）、隔热材料（53）和内挡板（54），外挡板（52）和内挡板（54）均与环形槽（58）封闭连接，隔热材料（53）填充在外挡板（52）与内挡板（54）之间的间隙中；

在内挡板（54）与环形槽（58）的底面之间保持有油路间隙（59），在隔热本体（51）后端面上开设有进油口（55）和出油口（56），进油口（55）和出油口（56）均与油路间隙（59）连通；

在机壳（1）的内部开设有与外部连通的冷却进油管路（24）和冷却出油管路（25），冷却进油管路（24）连通所述进油口（55），冷却出油管路（25）连通所述出油口（56）。

3.根据权利要求1所述离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，其特征在于：所述导气槽（18）在主轴（3）表面上呈U形回转布置。

4.根据权利要求1所述离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，其特征在于：所述第四管路（22）有六条，六条第四管路（22）在静止密封件（6）内呈辐射状分布，所述第三管路（20）有六条，六条第三管路（20）在旋转密封件（7）内呈辐射状分布。

5.根据权利要求1所述离心机压缩机轴密封处的隔热冷却装置，其特征在于：所述第一管路（16）有六条，六条第一管路（16）在静止气体密封件（8）内呈辐射状分布；

所述第二管路（17）有六条，六条第二管路（17）在旋转气体密封件（9）内呈辐射状分布，在所述主轴（3）的表面开设有六条导气槽（18），每条第二管路（17）都对应连通一条导气槽（18）。

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