CN211950903U - 一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，包括蜗壳和设置在蜗壳内部的叶轮，所述叶轮固定连接在高速轴上端，所述蜗壳呈回旋状，蜗壳的一侧中部设置有进气口，所述蜗壳回旋状末端设置有出气口，所述蜗壳相背进气口的一侧通过螺栓连接有密封盖，所述密封盖与蜗壳之间封闭连接，所述密封盖中部通空被高速轴贯穿，所述密封盖与高速轴之间设置有动环，悬臂式的离心压缩机的叶轮安装在主轴上，驱动机为电机，甲醇气体水平进入叶轮进气口，通过封闭式叶轮高速旋转提高气体压力，经过蜗壳等设备使气体的速度减小，气压继续升高，实现甲醇气体的增压供给，离心压缩机对蒸汽进行升温升压，不仅流程简化，而且能耗减低，效率提高，产能上升。

Description

一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机

技术领域

本实用新型涉及流体泵或气体变容式机械技术领域，具体涉及一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机。

背景技术

随着甲醇下游产品的不断开发和甲醇燃料的推广应用，国内甲醇生产企业改建或新建的甲醇装置规模越来越大。单套生产能力由原来的年产几千吨发展到数万吨，醇氨比由初期的20％提高到50％，有些甚至更高，越来越体现出甲醇生产在合成氨装置中所占份量之大。

而目前众多的生产企业均沿用传统的工艺，即在生产中甲醇母液经过多效加热，通过蒸发器加热，使母液成气态分离，进入下游流程生产，此方法不仅能耗大、成本高，也不利于现在的环保要求，同时，甲醇蒸汽在补给的过程中，设备的密封性要求较高，所以需要设计一种新型的密封性好的甲醇供给装置。

发明内容

为此，本实用新型提供一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，以解决现有技术中由于通过蒸发器加热而导致的能耗大、成本高和不环保以及密封性不佳的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，包括蜗壳和设置在蜗壳内部的叶轮，所述叶轮固定连接在高速轴上端，所述蜗壳呈回旋状，蜗壳的一侧中部设置有进气口，所述蜗壳回旋状末端设置有出气口，所述蜗壳相背进气口的一侧通过螺栓连接有密封盖，所述密封盖与蜗壳之间封闭连接，所述密封盖中部通空被高速轴贯穿，所述密封盖与高速轴之间设置有动环，所述动环套设在高速轴上且与高速轴固定设置，所述动环表面与密封盖之间设置间隙，动环表面开设有多个呈环状的沟槽，所述蜗壳上端靠近进气口边缘位置处设置有密封圈，所述密封圈内侧表面设置有第二梳齿部，所述蜗壳的进气口端通过螺栓连接有型环，所述叶轮靠近型环一端设置有叶轮轮盖，所述叶轮轮盖顶部靠近密封圈位置处设置有与第二梳齿部相交错对应的第一梳齿部，所述蜗壳的底部设置有蜗壳支架。

进一步地，所述动环表面与密封盖之间的间隙距离不超过10μm。

进一步地，所述沟槽所在平面与高速轴的轴向方向垂直，沟槽的宽度和深度尺寸在5-20μm之间。

进一步地，所述第二梳齿部由多个垂直于高速轴轴向方向的齿环排布组成。

进一步地，所述密封圈通过嵌入设置在密封圈内部的固定螺栓与蜗壳固定连接。

进一步地，所述密封盖的一端表面设置有氮气进口，所述氮气进口内部开设有多个贯穿密封盖的通道，所述通道的出口端与沟槽一一对应，所述通道内部填充有氮气，所述密封盖相背于氮气进口的一侧设置有排气阀，所述排气阀与垂直贯穿密封盖内部的氮气排孔连通。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型采用悬臂式的离心压缩机，叶轮安装在主轴上，驱动机为电机，甲醇气体水平进入叶轮进气口，通过封闭式叶轮高速旋转而提高气体的压力，并且气体获得一定的速度继续流动，经过蜗壳等设备使气体的速度减小，而气体的压力继续升高，实现甲醇气体的增压供给，离心压缩机对蒸汽进行升温升压，不仅流程简化，而且能耗减低，效率提高，产能上升。

本实用新型在密封叶轮的过程中，叶轮的前后端分别采用具有梳齿结构的密封圈和开有沟槽的动环结构，分别利用梳齿密封和干气密封的原理，使叶轮在运行中处于封闭状态，减少了能耗，提高效率，还在密封盖内设置有通道，通道贯穿密封盖与动环连通，在通道内充入氮气以隔离甲醇气，有效的防止甲醇气外漏，避免易燃易爆气体泄漏到轴承侧，而引起事故，也避免润滑油进入压缩机腔体内，污染甲醇。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、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能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的叶轮背部密封结构示意图；

图4为本实用新型的叶轮前部密封结构示意图。

图中：1-蜗壳、101-进气口、102-出气口、2-密封盖、201-氮气进口、202-氮气排孔、203-通道、3-动环、301-沟槽、4-高速轴、5-叶轮、501-叶轮轮盖、502-第一梳齿部、6-排气阀、7-型环、8-密封圈、801-固定螺栓、802-第二梳齿部、9-蜗壳支架。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-2所示，甲醇蒸汽离心压缩机包括蜗壳1和设置在蜗壳1内部的叶轮5，蜗壳1呈回旋状，蜗壳1的一侧中部设置有可使气体水平进入的进气口101，蜗壳1回旋状末端设置有出气口102，蜗壳1相背进气口101的一侧通过螺栓连接有密封盖2，密封盖2与蜗壳1之间封闭连接，保证甲醇气体不会外泄。蜗壳1的进气口101端通过螺栓连接有型环7，型环7的通孔与进气口101连通，密封盖2中部通空被高速轴4贯穿，高速轴4上端固定连接有叶轮5，高速轴4的另一端依次连接有齿轮箱和驱动电机，蜗壳1的底部设置有蜗壳支架9，保证蜗壳1的稳定支撑。对高速轴4带动叶轮5高速转动，甲醇气体水平进入叶轮进气口101，甲醇蒸汽通过此部件进入压缩机内部，通过封闭式叶轮5高速旋转而提高气体的压力，并且气体获得一定的速度继续流动，经过蜗壳1和扩压设备使气体的速度减小，而气体的压力继续升高，实现甲醇气体的增压供给，离心压缩机对蒸汽进行升温升压，不仅流程简化，而且能耗减低，效率提高。封闭式叶轮5为压缩机的核心部件，对蒸汽进行做工，提升其压力和温度，封闭式叶轮5在同等工况下相比半开式叶轮，能提供更高的压缩比和效率。蒸汽在进过叶轮做工后进入蜗壳1内流道，并经蜗壳1的出气口102进入到下一步工艺流程。蜗壳1根据甲醇蒸汽特性，优选采用铸钢材料。

实施例2

如图3所示，为了解决叶轮5背面密封性问题，密封盖2与高速轴4之间设置有动环3，动环3套设在高速轴4上且与高速轴4固定设置，动环3表面与密封盖2之间设置间隙，动环3表面开设有多个呈环状的沟槽301，沟槽301所在平面与高速轴4的轴向方向垂直。当高速轴4带动动环3旋转时，沟槽301把外径侧的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封盖2上的闭合力，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜从而使密封工作在非接触状态下。所形成的气膜完全阻塞了相对低压的甲醇气体泄漏至缝隙处，实现了甲醇气体的零泄漏或零逸出。此处是利用了干气密封的原理，为了保证以上原理的正常实施，动环3表面与密封盖2之间的间隙距离不超过10μm，且沟槽301的宽度和深度尺寸在5-20μm之间。

为了进一步保证叶轮5背面的密封性，密封盖2的一端表面设置有氮气进口201，氮气进口201内部开设有多个贯穿密封盖2的通道203，所述通道203的出口端与沟槽301一一对应，通过氮气进口201将氮气充进通道203内部，并将氮气进口201封闭，氮气介于动环3与密封盖2之间的缝隙中，可有效的防止甲醇气外漏，避免易燃易爆气体泄漏到轴承侧，而引起事故，也避免润滑油进入压缩机腔体内，污染甲醇。密封盖2相背于氮气进口201的一侧设置有排气阀6，排气阀6与垂直贯穿密封盖2内部的氮气排孔202连通，排气阀6可以根据实际需要及压强需求将氮气排出。

实施例3

如图4所示，为了避免封闭式叶轮5的叶轮轮盖501外子午面与蜗壳1内流道之间的间隙发生气流逆向流动的情况，在蜗壳1上端靠近进气口101边缘位置处设置有密封圈8，密封圈8内侧表面设置有第二梳齿部802，第二梳齿部802由多个垂直于高速轴4轴向方向的齿环排布组成，叶轮轮盖501顶部靠近密封圈8位置处设置有与第二梳齿部802相交错对应的第一梳齿部502。密封圈8通过嵌入设置在密封圈8内部的固定螺栓801与蜗壳1固定连接，以保证密封圈8连接稳定。气流通过由第一梳齿部502和第二梳齿部802构成的曲折通道后节流降压并阻止气体泄漏，采用了梳齿密的原理。第一梳齿部502和第二梳齿部802构成多个间隙狭窄的齿缝及空腔，气流通过齿缝时加速降压，近似于绝热膨胀，气流进入空腔时突然降速并产生旋涡，近似于等压膨胀，气流经过多道齿缝及空腔后温度基本不变，压力越来越低，最后趋近于背压，如此产生的阻力降保证了密封。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，包括蜗壳（1）和设置在蜗壳（1）内部的叶轮（5），所述叶轮（5）固定连接在高速轴（4）上端，其特征在于：所述蜗壳（1）呈回旋状，蜗壳（1）的一侧中部设置有进气口（101），所述蜗壳（1）回旋状末端设置有出气口（102），所述蜗壳（1）相背进气口（101）的一侧通过螺栓连接有密封盖（2），所述密封盖（2）与蜗壳（1）之间封闭连接，所述密封盖（2）中部通空被高速轴（4）贯穿，所述密封盖（2）与高速轴（4）之间设置有动环（3），所述动环（3）套设在高速轴（4）上且与高速轴（4）固定设置，所述动环（3）表面与密封盖（2）之间设置间隙，动环（3）表面开设有多个呈环状的沟槽（301），所述蜗壳（1）上端靠近进气口（101）边缘位置处设置有密封圈（8），所述密封圈（8）内侧表面设置有第二梳齿部（802），所述蜗壳（1）的进气口（101）端通过螺栓连接有型环（7），所述叶轮（5）靠近型环（7）一端设置有叶轮轮盖（501），所述叶轮轮盖（501）顶部靠近密封圈（8）位置处设置有与第二梳齿部（802）相交错对应的第一梳齿部（502），所述蜗壳（1）的底部设置有蜗壳支架（9）。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，其特征在于：所述动环（3）表面与密封盖（2）之间的间隙距离不超过10μm。

3.根据权利要求1所述的一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，其特征在于：所述沟槽（301）所在平面与高速轴（4）的轴向方向垂直，沟槽（301）的宽度和深度尺寸在5-20μm之间。

4.根据权利要求1所述的一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，其特征在于：所述第二梳齿部（802）由多个垂直于高速轴（4）轴向方向的齿环排布组成。

5.根据权利要求1所述的一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，其特征在于：所述密封圈（8）通过嵌入设置在密封圈（8）内部的固定螺栓（801）与蜗壳（1）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种悬臂式甲醇蒸汽离心压缩机，其特征在于：所述密封盖（2）的一端表面设置有氮气进口（201），所述氮气进口（201）内部开设有多个贯穿密封盖（2）的通道（203），所述通道（203）的出口端与沟槽（301）一一对应，所述通道（203）内部填充有氮气，所述密封盖（2）相背于氮气进口（201）的一侧设置有排气阀（6），所述排气阀（6）与垂直贯穿密封盖（2）内部的氮气排孔（202）连通。

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