CN214578853U - 一种压缩机主轴的组合密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压缩机主轴的组合密封结构，包括壳体以及主轴，壳体设置座孔，座孔的孔口安装基座，座孔的内孔与基座的内孔对接形成密封腔，该密封腔内设置静环座、迷宫密封体、碳环密封体，迷宫密封体的内孔依次排列若干个的环形密封齿，其中迷宫密封体的左段伸入静环座的内孔中，迷宫密封体的外圆周通过第二密封圈与基座内孔密封，端盖对碳环密封体轴向压紧，碳环密封体的内孔中设置三组密封碳环，密封腔的侧壁设置进气嘴、出气嘴，进气气道的进气口与进气嘴连通，出气气道的进气口连通第二密封碳环与第三密封碳环之间的第二环形沟槽，出气气道出气口与出气嘴连通。

Description

一种压缩机主轴的组合密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种密封结构，具体涉及一种压缩机主轴的组合密封结构。

背景技术

压缩机是一种用于提高气体压力的流体机械，化工设备中常常使用压缩机，在工作时压缩机主轴高速旋转，目前，压缩机主轴普遍比较单一的迷宫式密封密封技术，迷宫密封技术成本相对于碳环密封件低，由于迷宫结构属于非接触式密封件，密封件与主轴之间存在密封间隙，因此该密封间隙保持在要求范围内，如密封间隙过大则造成泄漏量大，噪音大，同时压缩机效率降低，当工作介质为有害物质时，还会造成有害物质泄漏，如密封间隙过小将可能造成密封磨损，进而造成设备损坏，因此迷宫密封件的密封效果无法得到有效确保。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种压缩机主轴的组合密封结构，它结构简单、紧凑，能够同时实现迷宫式密封以及碳环密封的组合密封效应，有效避免主轴轴端介质泄漏，还能够实现对密封结构中泄漏的有害物质进行回收。

本实用新型的目的是这样实现的：一种压缩机主轴的组合密封结构，包括壳体以及主轴，所述壳体设置座孔，所述座孔的孔口安装基座，所述座孔的内孔与基座的内孔对接形成密封腔，该密封腔内设置静环座、迷宫密封体、碳环密封体，迷宫密封体的内孔依次排列若干个的环形密封齿，其中迷宫密封体的左段伸入静环座的内孔中，所述迷宫密封体的轴肩与静环座内孔的孔肩之间留置第一密封圈的安装空间，该安装空间中安装第一密封圈，所述迷宫密封体的外圆周通过第二密封圈与基座内孔密封，所述迷宫密封体的右端面通过第三密封圈与碳环密封体的端面密封，所述主轴的外伸出座孔的外伸段上固联轴套，所述轴套穿过迷宫密封体、碳环密封体以及固定在基座外端的端盖，端盖对碳环密封体轴向压紧，所述碳环密封体的内孔中设置三组密封碳环，密封腔的侧壁设置进气嘴、出气嘴，所述密封腔内设置进气气道、出气气道，所述进气气道的出气口连通第一密封碳环与第二密封碳环之间的第一环形沟槽，所述进气气道的进气口与进气嘴连通，所述出气气道的进气口连通第二密封碳环与第三密封碳环之间的第二环形沟槽，所述出气气道出气口与出气嘴连通。

所述座孔为三级阶梯孔，所述三级阶梯孔的大径段内安装静环座，所述三级阶梯孔的中径段内安装轴套，轴套沿主轴向外延伸，所述静环座内孔为第二阶梯孔，所述第二阶梯孔为二级阶梯孔，所述第二阶梯孔与迷宫密封体左段的三级阶梯轴段配合，所述第二阶梯孔中过渡的孔肩与三级阶梯轴段中小径轴段过渡到中径轴段的轴肩之间留置第一密封圈的安装空间，所述三级阶梯轴段中大径段的外圆周上设置环形沟槽，该环形沟槽内安装第二密封环。

所述基座内孔为第一阶梯孔，所述第一阶梯孔为二级阶梯孔，所述第一阶梯孔的大径段内配合碳环密封体，所述碳环密封体外侧面与第一阶梯孔的大径段内壁之间设置密封圈，所述三级阶梯轴中大径段的外圆周与第一阶梯孔的小径段配合，所述迷宫密封体的右端伸入第一阶梯孔的大径段内。

所述进气气道包括侧孔气道段、中间气道段以及末端气道段，所述侧孔气道段设置在基座侧壁，该侧孔气道段与第一阶梯孔的孔肩相贯，中间气道段以及末端气道段设置在碳环密封体上，中间气道段轴向延伸，末端气道段向心延伸，该中间气道段的进气口设在碳环密封体靠近迷宫密封体的端部，所述末端气道段的出气口与第一环形沟槽连通，所述末端气道段的进气口与中间气道段的底部连通。

所述壳体外通过螺栓连接基座，所述基座的一端通过凸止口与座孔的口端定位，该凸止口的端面与壳体之间设置密封圈。

所述轴套设置径向螺钉孔，该径向螺钉孔中配合锁止螺钉，所述锁止螺钉的内伸端抵靠在主轴上，所述轴套设置两段配合孔与主轴配合，两段配合孔之间孔段设置环形沟槽，环形沟槽内安装密封圈。

所述轴套的外圆周设置三氧化二铝层涂层、三氧化二铬层涂层或纯铬涂层。

所述碳环密封体的内孔设置三道环形安装沟槽，所述环形安装沟槽内安装密封碳环，该密封碳环为多瓣式结构，密封碳环外圆周设置用于安装O型圈的沟槽，该沟槽内安装O型圈。

采用上述方案，有益效果如下，密封腔中设置了迷宫式密封结构以及多重碳环密封结构，迷宫式密封结构靠近介质侧，密封齿与主轴之间形成节流间隙和膨胀空腔，当气体介质流过密封齿与主轴表面构成的间隙时，介质受到了一次节流作用，介质每经过一次间隙和随后的较大空腔，介质就受到一次节流和扩容作用，随着介质流经间隙和空腔数量的增多，介质的流速和压降越来越大，从而实现了介质的基本密封。经过迷宫式密封结构泄漏的部分介质进入碳环密封结构，经过进气气道进入的密封气体，使密封碳环浮动并且带走经迷宫密封结构泄漏的介质，其中第一密封碳环与第二密封碳环主要起到密封对介质的密封效果，而第三密封碳环进行密封的同时，方便对密封气体的回收，密封气体在密封碳环与轴套之间形成气膜，产生节流降压，阻止高压侧介质流向低压侧。本实用新型迷宫密封体的前后端面压紧并密封，能够防止介质经迷宫式密封结构端部泄漏，同时迷宫密封体的外圆周也进行密封，防止静环座外围介质泄漏，迷宫式密封体、碳环密封体与轴套密封配合，能够防止主轴疲劳，增加主轴的耐磨性能。本实用新型中迷宫式密封与碳环密封的安装结构相互配合，使整体组合密封的结构紧凑；本实用新型，能够同时实现迷宫式密封以及碳环密封的组合密封效应，有效避免主轴轴端介质泄漏，还能够实现对密封结构中泄漏的有害物质进行回收。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中，10为第一密封圈，20为第二密封圈，30为第三密封圈，100为壳体，110为座孔，120为轴套，121为锁止螺钉，200为基座，230为进气嘴， 231为侧孔气道段，232为中间气道段，233为末端气道段，240为出气嘴， 241为出气气道，250为端盖，252为凸止口，300为静环座，400为迷宫密封体，410为密封齿，500为主轴，600为碳环密封体，610为第一密封碳环，620为第二密封碳环，630为第一环形沟槽，640为第三密封碳环，650为第二环形沟槽。

具体实施方式

参照附图，将详细描述本实用新型的具体实施方案。

参见图1，一种压缩机主轴的组合密封结构的一种实施例，一种压缩机主轴的组合密封结构，包括壳体100以及主轴500，所述壳体100设置座孔110，所述座孔110的孔口安装基座200，所述座孔110的内孔与基座200的内孔对接形成密封腔；本实施例中，所述壳体100外通过螺栓连接基座200，所述基座200的一端通过凸止口252与座孔110的口端定位，该凸止口252的端面与壳体100之间设置密封圈，该结构能够实现可靠密封和定位，能够防止静环座300外周的介质泄漏。该密封腔内设置静环座300、迷宫密封体400、碳环密封体600，迷宫密封体400的内孔依次排列若干个的环形密封齿410，环形密封齿410的齿形可为三角形，密封齿410的齿顶尖，阻力大，压差损失显著，泄漏量减少。其中迷宫密封体400的左段伸入静环座300的内孔中，所述迷宫密封体400的轴肩与静环座300内孔的孔肩之间留置第一密封圈10 的安装空间，该安装空间中安装第一密封圈10，所述迷宫密封体400的外圆周通过第二密封圈20与基座200内孔密封，所述迷宫密封体400的右端面通过第三密封圈30与碳环密封体600的端面密封；本实施例中，所述座孔110 为三级阶梯孔，所述三级阶梯孔的大径段内安装静环座300，所述三级阶梯孔的中径段内安装轴套120，轴套120沿主轴500向外延伸，所述静环座300内孔为第二阶梯孔，所述第二阶梯孔为二级阶梯孔，所述第二阶梯孔与迷宫密封体400左段的三级阶梯轴段配合，所述第二阶梯孔中过渡的孔肩与三级阶梯轴段中小径轴段过渡到中径轴段的轴肩之间留置第一密封圈10的安装空间，所述三级阶梯轴段中大径段的外圆周上设置环形沟槽，该环形沟槽内安装第二密封环，该结构能够对静环座300、以及迷宫密封体400的安装和定位，同时能够方便迷宫密封体端部密封以及压紧。本实施例中，所述基座200内孔为第一阶梯孔，所述第一阶梯孔为二级阶梯孔，所述第一阶梯孔的大径段内配合碳环密封体600，所述碳环密封体600外侧面与第一阶梯孔的大径段内壁之间设置密封圈，所述三级阶梯轴中大径段的外圆周与第一阶梯孔的小径段配合，所述迷宫密封体400的右端伸入第一阶梯孔的大径段内，采用该结构能够方便迷宫密封体400以及静环座300的定位，还能提供足够空间便于碳环密封体的安装，方便对碳环密封体600以及迷宫密封体400各端面进行压紧、密封。

所述主轴500的外伸出座孔110的外伸段上固联轴套120，所述轴套120 设置径向螺钉孔，该径向螺钉孔中配合锁止螺钉121，所述锁止螺钉121的内伸端抵靠在主轴500上，所述轴套120设置两段配合孔与主轴500配合，两段配合孔之间孔段设置环形沟槽，环形沟槽内安装密封圈，该结构可以便于轴套120内孔的加工，同时能够提高配合孔的密封性。进一步地，所述轴套 120的外圆周设置三氧化二铝层涂层、三氧化二铬层涂层或纯铬涂层，通过涂层能够增加轴套120的耐磨性以及使用寿命。所述轴套120穿过迷宫密封体 400、碳环密封体600以及固定在基座200外端的端盖250，端盖250对碳环密封体600轴向压紧，所述碳环密封体600的内孔中设置三组密封碳环。所述碳环密封体600的内孔可设置三道环形安装沟槽，所述环形安装沟槽内安装密封碳环，该密封碳环为多瓣式结构，密封碳环外圆周设置用于安装O型圈的沟槽，该沟槽内安装O型圈,该结构能够简化碳环密封体600的密封碳环安装结构，方便密封碳环安装，在主轴500未启动时，由于重力作用密封碳环会与主轴500接触，而在主轴500下方形成月牙形间隙气膜。当主轴500 启动时，密封碳环浮起，使之趋向于与主轴500同心，O型圈既不会影响楔形气膜的形成，又减少了密封碳环在静态下的偏心度，同时也减少了泄漏量，还能将多瓣结构固定成整体结构。

密封腔的侧壁设置进气嘴230、出气嘴240，所述密封腔内设置进气气道、出气气道241，所述进气气道的出气口连通第一密封碳环610与第二密封碳环 620之间的第一环形沟槽630，所述进气气道的进气口与进气嘴230连通，所述出气气道241的进气口连通第二密封碳环620与第三密封碳环640之间的第二环形沟槽650，所述出气气道241出气口与出气嘴240连通。

优选地，所述进气气道包括侧孔气道段231、中间气道段232以及末端气道段233，所述侧孔气道段231设置在基座200侧壁，该侧孔气道段231与第一阶梯孔的孔肩相贯，中间气道段232以及末端气道段233设置在碳环密封体600上，中间气道段232轴向延伸，末端气道段233向心延伸，该中间气道段232的进气口设在碳环密封体600靠近迷宫密封体400的端部，所述末端气道段233的出气口与第一环形沟槽630连通，所述末端气道段233的进气口与中间气道段232的底部连通，采用这种结构，进气气道的布置结构简单，使碳环密封体600上能够尽量设置最少的气道，该实施例中碳环密封体600设置两个孔穴，分别形成中间气道段232以及末端气道段233，同时各孔穴不需要进行堵头封堵，侧孔气道段231与第一阶梯孔的孔肩相贯，利用各零件拼成成一部分气道段，能够保证具有合适的孔径进气，同时不影响碳环密封体600、迷宫密封体400的密封结构布置。

采用上述方案进行压缩机主轴密封时，当介质流过密封齿410与主轴500 表面构成的间隙时，受到了一次节流作用，介质每经过一次间隙和随后的较大空腔，就受到一次节流和扩容作用，随着介质流经间隙和空腔数量的增多，介质的流速和压降越来越大，从而实现了介质的基本密封。经过迷宫式密封结构泄漏的部分介质进入碳环密封结构，经过进气气道进入的密封气体，使密封碳环浮动并且带走经迷宫密封结构泄漏的介质，其中第一密封碳环610 与第二密封碳环620主要起到密封对介质的密封效果，而第三碳环进行密封的同时，方便对密封气体的回收，密封气体在密封碳环与轴套120之间形成气膜，产生节流降压，阻止高压侧介质流向低压侧。本实用新型，能够同时实现迷宫式密封以及碳环密封的组合密封效应，组合的密封结构属于非接触密封，无须润滑，宜用于高温、高压场合，允许热膨胀，功耗少，有效避免主轴500轴端介质泄漏，还能够实现对密封结构中泄漏的有害物质进行回收。

Claims (8)

1.一种压缩机主轴的组合密封结构，包括壳体(100)以及主轴(500)，所述壳体(100)设置座孔(110)，所述座孔(110)的孔口安装基座(200)，所述座孔(110)的内孔与基座(200)的内孔对接形成密封腔，其特征在于：该密封腔内设置静环座(300)、迷宫密封体(400)、碳环密封体(600)，迷宫密封体(400)的内孔依次排列若干个的环形密封齿(410)，其中迷宫密封体(400)的左段伸入静环座(300)的内孔中，所述迷宫密封体(400)的轴肩与静环座(300)内孔的孔肩之间留置第一密封圈(10)的安装空间，该安装空间中安装第一密封圈(10)，所述迷宫密封体(400)的外圆周通过第二密封圈(20)与基座(200)内孔密封，所述迷宫密封体(400)的右端面通过第三密封圈(30)与碳环密封体(600)的端面密封，所述主轴(500)的外伸出座孔(110)的外伸段上固联轴套(120)，所述轴套(120)穿过迷宫密封体(400)、碳环密封体(600)以及固定在基座(200)外端的端盖(250)，端盖(250)对碳环密封体(600)轴向压紧，所述碳环密封体(600)的内孔中设置三组密封碳环，密封腔的侧壁设置进气嘴(230)、出气嘴(240)，所述密封腔内设置进气气道、出气气道(241)，所述进气气道的出气口连通第一密封碳环(610)与第二密封碳环(620)之间的第一环形沟槽(630)，所述进气气道的进气口与进气嘴(230)连通，所述出气气道(241)的进气口连通第二密封碳环(620)与第三密封碳环(640)之间的第二环形沟槽(650)，所述出气气道(241)出气口与出气嘴(240)连通。

2.根据权利要求1所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述座孔(110)为三级阶梯孔，所述三级阶梯孔的大径段内安装静环座(300)，所述三级阶梯孔的中径段内安装轴套(120)，轴套(120)沿主轴(500)向外延伸，所述静环座(300)内孔为第二阶梯孔，所述第二阶梯孔为二级阶梯孔，所述第二阶梯孔与迷宫密封体(400)左段的三级阶梯轴段配合，所述第二阶梯孔中过渡的孔肩与三级阶梯轴段中小径轴段过渡到中径轴段的轴肩之间留置第一密封圈(10)的安装空间，所述三级阶梯轴段中大径段的外圆周上设置环形沟槽，该环形沟槽内安装第二密封环。

3.根据权利要求2所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述基座(200)内孔为第一阶梯孔，所述第一阶梯孔为二级阶梯孔，所述第一阶梯孔的大径段内配合碳环密封体(600)，所述碳环密封体(600)外侧面与第一阶梯孔的大径段内壁之间设置密封圈，所述三级阶梯轴中大径段的外圆周与第一阶梯孔的小径段配合，所述迷宫密封体(400)的右端伸入第一阶梯孔的大径段内。

4.根据权利要求3所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述进气气道包括侧孔气道段(231)、中间气道段(232)以及末端气道段(233)，所述侧孔气道段(231)设置在基座(200)侧壁，该侧孔气道段(231)与第一阶梯孔的孔肩相贯，中间气道段(232)以及末端气道段(233)设置在碳环密封体(600)上，中间气道段(232)轴向延伸，末端气道段(233)向心延伸，该中间气道段(232)的进气口设在碳环密封体(600)靠近迷宫密封体(400)的端部，所述末端气道段(233)的出气口与第一环形沟槽(630)连通，所述末端气道段(233)的进气口与中间气道段(232)的底部连通。

5.根据权利要求1所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述壳体(100)外通过螺栓连接基座(200)，所述基座(200)的一端通过凸止口(252)与座孔(110)的口端定位，该凸止口(252)的端面与壳体(100)之间设置密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述轴套(120)设置径向螺钉孔，该径向螺钉孔中配合锁止螺钉(121)，所述锁止螺钉(121)的内伸端抵靠在主轴(500)上，所述轴套(120)设置两段配合孔与主轴(500)配合，两段配合孔之间孔段设置环形沟槽，环形沟槽内安装密封圈。

7.根据权利要求1所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述轴套(120)的外圆周设置三氧化二铝层涂层、三氧化二铬层涂层或纯铬涂层。

8.根据权利要求1所述的一种压缩机主轴的组合密封结构，其特征在于：所述碳环密封体(600)的内孔设置三道环形安装沟槽，所述环形安装沟槽内安装密封碳环，该密封碳环为多瓣式结构，密封碳环外圆周设置用于安装O型圈的沟槽，该沟槽内安装O型圈。

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