CN219432071U - 一种三腔密封离心式氯气压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的是一种三腔密封离心式氯气压缩机。包括电机、增速器、压缩机主机和高位油槽。本实用新型设置有高位油槽作为紧急处理系统，当现场断电或油泵故障机组紧急停车时，通过高位油槽对机组轴承继续供油，进行紧急避险。压缩机主轴两端设置充抽气式三腔迷宫式密封，采用连续间隔排列的梳齿密封，第一腔气封组Ⅲ平衡缸体两端气体压力，平衡后回流至缸体内部；第二腔气封组Ⅱ进行抽气，抽出的氯氮混合气至尾气处理装置；第三腔气封组Ⅰ注入密封用氮气，杜绝了氯气气体泄漏。叶轮设置在两隔板之间，隔板作为无叶扩压器对氯气增压。将氯气剧毒气体进行增压，用于化工产品的生产过程。适宜作为一种三腔密封离心式氯气压缩机使用。

Description

一种三腔密封离心式氯气压缩机

技术领域

本实用新型涉及化工机械领域的氯碱生产线设备，特别是涉及一种三腔密封离心式氯气压缩机。

背景技术

离心式氯气压缩机主要用于氯碱厂氯气的输送，氯气通过压缩后，经过化学反应形成下列产品：液氯（经冷却），聚氯乙烯（经聚合釜反应），四氯化钛，三氯甲烷（氟利昂22），TDI（海绵、油漆、高级胶）。随着氯碱行业的迅猛发展，氯气的输送问题越来越重要。

传统的氯气输送采用液环式压缩机和小透平压缩机。此类大流量设备运行成本高，维修成本高。设备的维护保养成本很高且很不及时。

氯气是剧毒气体，而且易爆，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，可溶于水，易压缩,可液化为金黄色液态氯，氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。现有的离心式压缩机结构，密封间隙较大，导致氮气消耗量增加，不能确保无氯气外泄，存在氯气泄漏的安全隐患，污染环境。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提供一种三腔密封离心式氯气压缩机。该压缩机主机为单缸二段的水平剖分型，通过充、抽气式三腔迷宫式密封，两段两级叶轮连续增压，避免了氯气的气体泄漏，解决压缩机氯气泄漏的技术问题。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

一种三腔密封离心式氯气压缩机包括电机、增速器、压缩机主机和高位油槽；电机通过增速器与压缩机主机传动连接坐落在底座上，底座旁设有高位油槽与压缩机主机连接；

压缩机主机包括缸体、压缩机主轴、叶轮、轮盖气封、级间气封、轴端密封、轴承箱，轴承、充抽气式三腔迷宫式密封和隔板；

缸体为水平剖分型结构，在缸体下部设置进气室和排气室，装配转子并通过两段两级叶轮增压氯气；

轴承箱设置在缸体两端，形成压缩机主轴的支撑点；

轴承镶嵌在轴承箱内，支撑压缩机主轴旋转；

压缩机主轴为阶梯轴，两端装配于轴承内，中部装配有叶轮形成转子，转子由两级闭式常规叶轮组成，每级为一压缩段，二进二出，一、二段出口有氯气冷却器；

隔板设置在缸体内，作为无叶扩压器对氯气增压，扩压器后联接圆截面排气蜗壳；

叶轮设置在两隔板之间，套装在压缩机主轴上，在叶轮进口处设有进口导流器，叶轮的叶片上设有叶片流道，叶轮出口处有两侧隔板形成扩压器流道进行气体压缩；

轮盖气封设置在叶轮与隔板之间形成密封的流道；

级间气封设置在压缩机主轴上，对一级和二级之间密封隔离；

轴端密封设置在压缩机主轴两端，镶嵌在轴承箱侧壁上径向密封；

充抽气式三腔迷宫式密封为梳齿密封设置在压缩机主轴两端与缸体装配处，惰性气体在连续间隔排列的三腔密封结构中充抽气。

为了进一步解决本发明所要解决的技术问题，本发明提供的隔板中，隔板为水平剖分式结构，采用树脂砂型铸造；包括一级前隔板、一级后隔板、二级后隔板和二级前隔板；在隔板中设置扩压器起到对氯气体增压的作用。

进一步的，叶轮套装在压缩机主轴上构成转子，包括一级叶轮和二级叶轮，一级叶轮置于一级前隔板和一级后隔板之间；二级叶轮置于二级后隔板和二级前隔板之间，对氯气进行连续两次压缩。

进一步的，充抽气式三腔迷宫式密封为连续间隔排列的梳齿密封，包括气封组Ⅰ、气封组Ⅱ和气封组Ⅲ，其中第一腔为气封组Ⅲ，平衡缸体两端气体压力，平衡后回流至缸体内部；第二腔为气封组Ⅱ进行抽气，抽出的氯氮混合气至尾气处理装置；第三腔为气封组Ⅰ进行注气，注入密封用氮气，注气压力用差压变送器控制，其压力比第一腔的平衡压力高15kPa。

积极效果，由于本实用新型设置有高位油槽作为紧急处理系统，当现场断电或油泵故障机组紧急停车时，通过高位油槽对机组轴承继续供油，进行紧急避险。

压缩机主轴两端设置充抽气式三腔迷宫式密封，采用连续间隔排列的梳齿密封，第一腔气封组Ⅲ平衡缸体两端气体压力，平衡后回流至缸体内部；第二腔气封组Ⅱ进行抽气，抽出的氯氮混合气至尾气处理装置；第三腔气封组Ⅰ注入密封用氮气，杜绝了氯气气体泄漏。叶轮设置在两隔板之间，隔板作为无叶扩压器对氯气增压，解决氯气气体增压和避免氯气泄漏的技术问题，达到节能目的。将氯气剧毒气体进行增压，用于化工产品的生产过程。具有密封性好，节能，安全的特点。适宜作为一种三腔密封离心式氯气压缩机使用。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为本实用新型侧视图；

图4压缩机主机单级压缩局部视图；

图5为压缩主机纵向剖面图。

图中，0.底座，1.电机，2.增速器，3.压缩机主机，4.排气室，5.进气室，6.进口导流器，7.叶轮，8.轮盖气封，9.叶片流道，10.扩压器，11.蜗壳，12.级间气封，13.联合轴承，14.压缩机主轴，15.轴端密封，16.气封组Ⅰ，17.气封组Ⅱ，18.气封组Ⅲ，19.一级叶轮，20.一级前隔板，21.高位油槽，22.一级后隔板，23.二级后隔板，24.二级叶轮，25.二级前隔板，26.缸体，27.轴承箱。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

据图所示，一种三腔密封离心式氯气压缩机包括电机1、增速器2、压缩机主机3和高位油槽21；电机1通过增速器2与压缩机主机3传动连接坐落在底座0上，底座0旁设有高位油槽21与压缩机主机3连接；

压缩机主机3包括缸体26、压缩机主轴14、叶轮7、轮盖气封8、级间气封12、轴端密封15、轴承箱27，轴承、充抽气式三腔迷宫式密封和隔板；

缸体26为水平剖分型结构，在缸体26下部设置进气室5和排气室4，装配转子并通过两段两级叶轮增压氯气；

轴承箱27设置在缸体26两端，形成压缩机主轴14的支撑点；

轴承镶嵌在轴承箱27内，支撑压缩机主轴14旋转；

压缩机主轴14为阶梯轴，两端装配于轴承内，中部装配有叶轮7形成转子，转子由两级闭式常规叶轮组成，每级为一压缩段，二进二出，一、二段出口有氯气冷却器；

隔板设置在缸体26内，作为无叶扩压器对氯气增压，扩压器后联接圆截面排气蜗壳11；

叶轮7设置在两隔板之间，套装在压缩机主轴14上，在叶轮7进口处设有进口导流器6，叶轮7的叶片上设有叶片流道9，叶轮7出口处有两侧隔板形成扩压器10流道进行气体压缩；

轮盖气封8设置在叶轮7与隔板之间形成密封的流道；

级间气封12设置在压缩机主轴14上，对一级和二级之间密封隔离；

轴端密封15设置在压缩机主轴14两端，镶嵌在轴承箱27侧壁上径向密封；

充抽气式三腔迷宫式密封为梳齿密封设置在压缩机主轴14两端与缸体26装配处，惰性气体在连续间隔排列的三腔密封结构中充抽气，防止氯气泄漏、污染大气环境。

在本实施例中，由于设置有高位油槽21，作为紧急处理系统，当现场断电或油泵故障机组紧急停车时，通过高位油槽21对机组轴承继续供油8分钟；而液环式压缩机和小透平压缩机的油站必须带有一套备用电源，防止系统断电导致机组损坏，成本较高。

为了保证本实用新型结构的稳定性，隔板为水平剖分式结构，包括一级前隔板20、一级后隔板22、二级后隔板23和二级前隔板25，隔板采用树脂砂型铸造，铸造后内表面修铣打磨光滑，以减少流动损失；在隔板中设置扩压器10起到对氯气体增压的作用。

为了进一步保证本实用新型结构的稳定性，叶轮7套装在压缩机主轴14上构成转子，包括一级叶轮19和二级叶轮24，一级叶轮19置于一级前隔板20和一级后隔板22之间；二级叶轮24置于二级后隔板23和二级前隔板25之间，对氯气进行连续两次压缩；

为了优化本实用新型的结构，充抽气式三腔迷宫式密封为连续间隔排列的梳齿密封，包括气封组Ⅰ16、气封组Ⅱ17和气封组Ⅲ18，其中第一腔为气封组Ⅲ18，平衡缸体26两端气体压力，平衡后回流至缸体26内部；第二腔为气封组Ⅱ17进行抽气，抽出的氯氮混合气至尾气处理装置；第三腔为气封组Ⅰ16进行注气，注入密封用氮气，注气压力用差压变送器控制，其压力比第一腔的平衡压力高15kPa；该密封即确保无氯气外泄，又可控制注气及抽气的气量在合理的范围内。

在本实施例中，压缩机主轴14采用充抽气式的三腔迷宫式密封，这种密封安全，泄漏量很小，不影响氯气纯度，免维护；而液环式压缩机和小透平压缩机的密封结构形式为梳齿密封，结构形式简单，但长时间运行或发生振动波动，密封间隙会逐渐加大，导致氮气消耗量增加，严重时甚至会造成氯气泄漏的安全事故发生。

作为常规的技术选择，进气室5的进气口和排气室4的出气口均向下设置。

为了更加优化本实用新型的结构，缸体26一侧的轴承箱27装配的轴承为联合轴承13，联合轴承13包括径向轴承和止推轴承；缸体26另一侧的轴承箱27装配的轴承为径向轴承。

为了再进一步优化本实用新型的结构，缸体26内腔设有传感器监测压缩机主轴14的振动和位移，在压缩机主轴14上装有轴振动探头，通过传感器信号到DCS系统中，便于观察机组的运行情况。

优选的，止推轴承采用米歇尔型轴承，两面各八块瓦，带有自动调心功能，由于采用了直接润滑，以提高轴承的冷却效果，减少了润滑油量和机械摩擦损失，起到润滑和冷却的作用。

其中，径向轴承为带喷油嘴直接润滑的五块可倾瓦轴承，采用直接润滑式轴承，用以降低润滑油的搅拌损失。适应转子高速轻载的特点；每组轴承都有两个瓦块埋设测温器；喷油嘴在瓦块烧损时还可起到安全保护作用。

其中，止推轴承和径向轴承上设有测温热电阻，能够及时测量轴承的温度。

在较佳的实施例中，轴端密封15内通入氮气。

本实用新型的工作原理：

工作时，气体在缸体26下部的进气室5进入，经入口导流器6进入一级叶轮19，气体流经叶片流道9和扩压器10通道，速度降低，压力进一步提高，即动能转变为压力能；然后进入二级叶轮24继续压缩，最后进入蜗壳11到排气室4将气体输送到回流冷却器。

在本实施例中，此机组流量为10600Nm3/h，进口压力0.0895MPa（A），出口压力为0.31MPa（A），技术参数为：型号2H-2/10600型。缸体结构为水平剖分型，进、出气口全部向下。

本实用新型的工作过程：

压缩前的低压氯气气体通过进气口输入到进气室5内，氯气气体经过一级叶轮19第一次压缩，压缩之后进入氯气冷却器进行中间冷却；然后经过汽水分离器去除冷凝水之后，再进入到二级叶轮24，通过二级叶轮24进行第二次压缩；再经过出口蜗壳11排入到二段出口，完成气体在机组中的压缩过程。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (9)

1.一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

包括电机（1）、增速器（2）、压缩机主机（3）和高位油槽（21）；电机（1）通过增速器（2）与压缩机主机（3）传动连接坐落在底座（0）上，底座（0）旁设有高位油槽（21）与压缩机主机（3）连接；

压缩机主机（3）包括缸体（26）、压缩机主轴（14）、叶轮（7）、轮盖气封（8）、级间气封（12）、轴端密封（15）、轴承箱（27），轴承、充抽气式三腔迷宫式密封和隔板；

缸体（26）为水平剖分型结构，在缸体（26）下部设置进气室（5）和排气室（4），装配转子并通过两段两级叶轮增压氯气；

轴承箱（27）设置在缸体（26）两端，形成压缩机主轴（14）的支撑点；

轴承镶嵌在轴承箱（27）内，支撑压缩机主轴（14）旋转；

压缩机主轴（14）为阶梯轴，两端装配于轴承内，中部装配有叶轮（7）形成转子，转子由两级闭式常规叶轮组成，每级为一压缩段，二进二出，一、二段出口有氯气冷却器；

隔板设置在缸体（26）内，作为无叶扩压器对氯气增压，扩压器后联接圆截面排气蜗壳（11）；

叶轮（7）设置在两隔板之间，套装在压缩机主轴（14）上，在叶轮（7）进口处设有进口导流器（6），叶轮（7）的叶片上设有叶片流道（9），叶轮（7）出口处有两侧隔板形成扩压器（10）流道进行气体压缩；

轮盖气封（8）设置在叶轮（7）与隔板之间形成密封的流道；

级间气封（12）设置在压缩机主轴（14）上，对一级和二级之间密封隔离；

轴端密封（15）设置在压缩机主轴（14）两端，镶嵌在轴承箱（27）侧壁上径向密封；

充抽气式三腔迷宫式密封为梳齿密封设置在压缩机主轴（14）两端与缸体（26）装配处，惰性气体在连续间隔排列的三腔密封结构中充抽气，防止氯气泄漏、污染大气环境。

2.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述隔板为水平剖分式结构，包括一级前隔板（20）、一级后隔板（22）、二级后隔板（23）和二级前隔板（25）；在隔板中设置扩压器（10）起到对氯气体增压的作用。

3.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述叶轮（7）套装在压缩机主轴（14）上构成转子，包括一级叶轮（19）和二级叶轮（24），一级叶轮（19）置于一级前隔板（20）和一级后隔板（22）之间；二级叶轮（24）置于二级后隔板（23）和二级前隔板（25）之间，对氯气进行连续两次压缩。

4.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述充抽气式三腔迷宫式密封为连续间隔排列的梳齿密封，包括气封组Ⅰ（16）、气封组Ⅱ（17）和气封组Ⅲ（18），其中第一腔为气封组Ⅲ（18），平衡缸体（26）两端气体压力，平衡后回流至缸体（26）内部；第二腔为气封组Ⅱ（17）进行抽气，抽出的氯氮混合气至尾气处理装置；第三腔为气封组Ⅰ（16）进行注气，注入密封用氮气，注气压力用差压变送器控制，其压力比第一腔的平衡压力高15kPa。

5.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述进气室（5）的进气口和排气室（4）的出气口均向下设置。

6.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述缸体（26）一侧的轴承箱（27）装配的轴承为联合轴承（13），联合轴承（13）包括径向轴承和止推轴承；缸体（26）另一侧的轴承箱（27）装配的轴承为径向轴承。

7.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述缸体（26）内腔设有传感器监测压缩机主轴（14）的振动和位移，在压缩机主轴（14）上装有轴振动探头，通过传感器信号到DCS系统中，便于观察机组的运行情况。

8.根据权利要求6所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述止推轴承采用米歇尔型轴承，两面各八块瓦，带有自动调心功能；

其中，径向轴承为带喷油嘴直接润滑的五块可倾瓦轴承，采用直接润滑式轴承；每组轴承都有两个瓦块埋设测温器；喷油嘴在瓦块烧损时还可起到安全保护作用；

其中，止推轴承和径向轴承上设有测温热电阻，能够及时测量轴承的温度。

9.根据权利要求1所述的一种三腔密封离心式氯气压缩机，其特征是：

所述轴端密封（15）内通入氮气。