CN220081736U - 压缩机叶轮轴支承密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压缩机叶轮轴支承密封结构，叶轮轴活动安装于轮轴轴承上，在叶轮轴上还安装有轮轴密封组件；轮轴轴承包括有轴承外圈，在轴承外圈上通过轴承支承螺钉支承有若干块轴瓦；密封组件包括密封壳体，在密封壳体的壳腔内活动设置有动环支撑盘，动环支撑盘固定安装于叶轮轴的轴颈上；在动环支撑盘的两侧对称地设置有动环座，每一动环座上均固定嵌装有动环，在动环支撑盘上安装有挡销，挡销的两端分别插装于对应侧的动环座上；在两动环座之间还设置有若干动环弹簧；与动环端面相连的静环嵌装于静环座上，静环座固定安装于密封壳体的壳腔内。该支承密封结构不仅轴承运行可靠平稳，而且密封严密，能有效阻止润滑油的泄漏。

Description

压缩机叶轮轴支承密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种离心式压缩机，尤其涉及一种三元流离心式压缩机叶轮轴滑动支承和轴承侧密封结构的改进。

背景技术

三元流离心压缩机是使气体介质从轴向进入叶轮转子，并在外径处沿径向离开轮盘，以借助叶轮的高速旋转而获得介质压力。为了使离心压缩机产生较高的气体压力和较大的气体流量，离心压缩机叶轮往往处于较高的运转速度，以达到较高压缩比和高能量头。

压缩机叶轮及叶轮轴的高速旋转，对叶轮轴的支承和润滑也提出更加严格的要求，当轴和轴瓦存在运转偏心，或因润滑油泄漏而导致润滑不良时，会导致严重的润滑恶化，从而加剧轴与轴瓦间的磨损，同时润滑油的缺失和泄漏，还会导致运转过程产生的热量无法散发，轴承的工作温度升高，运行状况恶化。现有压缩机箱体上位于叶轮轴轴承侧的密封组件，大多采用包括有密封动环和密封静环的机械密封结构，这种通用的机械密封在高压、高速和高温等恶劣环境下，密封面的磨损不断加速，泄漏量随之增加，形成密封失效。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述技术不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种压缩机叶轮轴支承密封结构，不仅轴承运行可靠平稳，而且密封严密，能有效阻止润滑油的泄漏。

为了解决上述技术问题，本实用新型的压缩机叶轮轴支承密封结构，包括叶轮轴，在叶轮轴上固定安装有叶轮，所述叶轮轴活动安装于轮轴轴承上，在叶轮轴上还安装有轮轴密封组件；所述轮轴轴承包括有轴承外圈，在轴承外圈上通过轴承支承螺钉支承有若干块轴瓦；所述密封组件包括密封壳体，在密封壳体的壳腔内活动设置有动环支撑盘，该动环支撑盘固定安装于叶轮轴的轴颈上；在动环支撑盘的两侧对称地设置有动环座，每一动环座上均固定嵌装有动环，在动环支撑盘上安装有挡销，挡销的两端分别插装于对应侧的动环座上；在两动环座之间还设置有若干动环弹簧；与动环)端面相连的静环嵌装于静环座上，静环座固定安装于密封壳体的壳腔内。

在上述结构中，由于采用具有多轴瓦的滑动轴承，一方面具有滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声；在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，能大大减小摩擦损失和表面磨损，并且油膜还具有一定的吸振能力；另一方面运转时多块轴瓦产生多个动态油楔，使高速旋转的叶轮轴轴颈周向均能与轴瓦处于油楔悬浮状态，形成良好的定心定位效果。轴瓦通过轴承支承螺钉支承于轴承外圈上，不仅能够方便地调整各轴瓦位置，而且能够保证运转时各块轴瓦的自动调心定位。又由于叶轮轴的轴颈上固定安装有动环支撑盘，在动环支撑盘两侧对称地设置有用于安装动环的动环座，动环座上嵌装的动环与对应侧的静环构成两端面密封面，从而强化了端面机械密封的效果。还由于动环支撑盘上安装有挡销，而挡销的两端分别插装于对应侧的动环座上，使得叶轮齿轴能够通过动环支撑盘、挡销及动环座而带动动环进行密封运动。在两动环座之间还设置有若干动环弹簧，该动环弹簧不仅对动环和静环提供密封面压力，而且所提供密封压力相等，有利于使两个密封面形成平衡、均等的密封效果。

本实用新型进一步的实施方式，所述轴瓦相互间隔设置，在两相邻的轴瓦之间设置有注油螺栓。至少一所述轴瓦上埋设有温度传感器。所述轴瓦的瓦面包覆有轴瓦耐磨层，该轴瓦耐磨层由陶瓷、聚酰醛或聚四氟乙烯涂覆而成；所述注油螺栓固定安装于轴承外圈上；所述温度传感器为铂热电阻或光纤温度传感器。。该结构具有良好的随动定心效果，轴瓦具有较高的抗压强度、抗粘着性和较好耐磨抗蚀性能，摩擦系数小，并且能监测轴承的运行温度，从而进行适时调节控制。

本实用新型进一步的实施方式，所述密封壳体的壳腔内端固定安装有迷宫凸齿环，叶轮轴的轴颈上固定安装有迷宫凹槽环，相互对应的迷宫凹槽环与迷宫凸齿环活动插接。相互活动插接的迷宫凹槽环和迷宫凸齿环构成迷宫密封结构，而在这种高速旋转轴上的迷宫密封更能发挥其密封优势，其密封性更好，相互间无摩擦，功耗小寿命长；尤其在本实用新型中迷宫密封结构位于机械密封的上游侧，不仅减轻机械密封的密封负担，而且两者结合有效地强化了齿轴油箱的密封效果。

本实用新型进一步的实施方式，所述密封壳体的壳腔外端固定安装有组件压盖，在组件压盖的中心孔中安装有唇型密封圈。所述组件压盖和静环座之间固定安装有集油环，设置于集油环上的泄油孔经集油通道通向密封壳体外壁上的集油槽。采用唇形密封圈其密封性能稳定，且具有一定自动补偿的能力；采用集油环、泄油孔和集油通道能将渗出油液导出密封结构外。

本实用新型的优选实施方式，所述动环的动环密封面上设置有动环槽，该动环槽截面为矩形凹槽，动环槽的槽口朝向动环的外侧。所述静环的静环密封面上设置有静环槽，该静环槽的截面为三角形凹槽，静环槽的槽口朝向静环的外侧。所述挡销有间隙地安装于动环支撑盘的挡销孔中，动环弹簧套装于挡销上。在动环的动环密封面上设置有呈矩形凹槽的动环槽，而在静环的静环密封面上设置有呈三角形凹槽的静环槽，相对运动的动环槽和静环槽使得上游流体向外被甩出，从而产生了向上游泵送的液流，使之足以阻止上游侧液流向密封面渗入，从而实现泄漏为零的密封效果。也由于静环槽采用了三角形截面凹槽，为样就利用斜槽动压坡面的流体动压效应在密封端面间形成一层极薄的流体膜，分离动环和静环所形成的密封面，实现动静环的非接触，既改善了端面摩擦磨损状况，又保证密封性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型压缩机叶轮轴支承密封结构作进一步说明。

图1是本实用新型压缩机叶轮轴支承密封结构一种具体实施方式的整体结构图；

图2是图1中轮轴密封组件的剖面结构图；

图3是图2中动环的端面结构图；

图4是图3中A—A截面结构图；

图5是图2中静环的端面结构图；

图6是图5中B—B截面结构图；

图7是图1轮轴轴承的端面结构图；

图8是图7的C—C剖面结构图；

图9是图7中轴瓦端面结构图；

图10是图9的剖面图。

图中，1—叶轮轴；2—轮轴轴承、201—轴承外圈，202——轴承支承螺钉、203—注油螺栓、204—轴瓦、205—温度传感器、206—轴瓦耐磨层；3—轮轴密封组件、301—密封卡环、302—隔圈、303—O型密封圈、304—密封壳体、305—集油槽、306—集油环、307—集油通道、308—泄油孔、309—组件压盖、310—密封圈挡板、311—唇型密封圈、312—挡销、313—动环弹簧、314—动环支撑盘、315—迷宫凸齿环、316—迷宫凹槽环、317—静环座、318—静环、319—动环、320—动环座、321—动环槽、322—静环槽；4—叶轮；5—锁紧螺母；6—叶轮连接螺杆。

具体实施方式

如图1所示的压缩机叶轮轴支承密封结构，叶轮轴1的轴承颈上可转动地安装有轮轴轴承2，轮轴轴承2安装于压缩机箱体对应的轴承孔中，在压缩机箱腔内盛放有润滑油；在叶轮轴1的外伸端通过叶轮连接螺杆6和锁紧螺母5固定安装有叶轮4。在叶轮4和轴承颈的叶轮轴1的密封件轴颈上安装有轮轴密封组件3，该轮轴密封组件3的密封壳体固定安装于压缩机箱体对应的轴孔中。位于轮轴轴承2外侧的轮轴密封组件3用于阻止压缩机箱腔内润滑油的甩出和泄漏。

如图2所示的轮轴密封组件，该轮轴密封组件包括密封壳体304，在密封壳体304的外壳体上设置有三道密封件凹槽和嵌于凹槽中的O型密封圈，在密封壳体304的外壳体上还设置有集油槽305。密封壳体304通过密封件固定地安装于离心机变速箱体的轴孔中。

在密封壳体304的壳腔中可转动地设置有动环支撑盘314，该动环支撑盘314通过连接键固定安装于叶轮轴1上。动环支撑盘314与密封壳体304的壳腔壁间留有间隙。在动环支撑盘314的两侧各设置有一动环座320，动环座320与对应的叶轮齿轴间安装有O型密封圈303，动环座320上均嵌装有对应的动环319，动环319为盘状结构。在动环支撑盘314上设置有挡销312，该挡销312的两端分别插入对应侧的动环座320的销孔中，当叶轮齿轴转动时，动环支撑盘314通过挡销312带动两侧的动环座320随叶轮轴1一起旋转；在动环支撑盘314上设置沿轴向的弹簧通孔，在弹簧通孔中安装有动环弹簧313，动环弹簧313的两端分别抵接于对应侧的动环座320，以对动环施加密封压紧力。本实施例中，动环弹簧313套装于挡销312的上，使动环弹簧313和挡销312组装为一体；显然更可以将动环弹簧313和挡销312分别设置，挡销312固定设置于动环支撑盘314上，动环弹簧313则设置于动环支撑盘314对应的弹簧孔中。

在动环319端面还相连地设置有静环318，动环319和静环318构成机械密封，静环318固定嵌装于静环座317上，静环座317则通过顶部的O型密封圈303固定安装于密封壳体304的壳腔中。本实用新型的该结构构成了对称设置的双机械密封结构。

在密封壳体304壳腔内向侧还通过对应的O型密封圈固定安装有迷宫凸齿环315，迷宫凸齿环315的两端侧分别设置有隔圈302，与迷宫凸齿环315相对应，在叶轮齿轴上通过O型密封圈固定安装有迷宫凹槽环316，迷宫凹槽环316的一侧设置有密封卡环301，该密封卡环301卡装于叶轮齿轴上；相互插装的迷宫凸齿环315和迷宫凹槽环316构成迷宫密封结构。

在密封壳体304壳腔外向侧端通过连接螺栓固定安装有组件压盖309，在组件压盖309的压盖中心孔中安装有三道唇型密封圈311，该唇型密封圈311通过密封圈挡板310压装在组件压盖309上。在组件压盖309和对应端的静环座317间固定安装有集油环306，呈圆环状的集油环306上设置有泄油孔308，集油环306的设置使得组件压盖309和静环座317之间形成集油环腔，该集油环腔经泄油孔308和集油通道307通向集油槽305，集油通道307设置于密封壳体304上。

如图3、图4所示，动环319呈圆盘状结构，在动环319的中心位置设有动环中心孔，在动环319的动环密封面上沿周向均布有12个动环槽321，动环槽321的截面为矩形凹槽，动环槽321的槽口朝向动环的外侧。如图5、图6所示，静环318也呈圆盘状结构，在静环318的中心位置设有静环中心孔，在静环的静环密封面止沿周向均布有12个静环槽322，静环槽322的截面为带有倾斜坡面的三角形凹槽，静环槽322的槽口朝向静环的外侧。

如图7、图8所示的轮轴轴承2，轮轴轴承2包括有轴承外圈201，在轴承外圈201的内圈壁上安装有五块轴瓦204，轴瓦204通过轴瓦支承螺钉202支承于轴承外圈201的内壁上，轴瓦支承螺钉202既能调整轴瓦204的位置，又可使轴瓦204在运转有限倾斜而形成油楔。在下方的轴瓦204之间设置有注油螺栓203，该注油螺栓203固定安装于轴承外圈201上，注油螺栓203既可以向轴瓦支承面注入润滑油，以确定轴颈与轴瓦间的润滑效果，又可以通过改变注油量而调控轴承的运行温度。在下方的轴瓦204上还埋设有温度传感器205，该温度传感器205采用铂热电阻，当然也可以采用光纤等相应的温度传感器。

如图9、图10所示，在轴瓦204的支承瓦面上设置有轴瓦耐磨层206，以增强轴瓦的耐磨、耐蚀性能，该轴瓦耐磨层206由陶瓷制成的表面层，也可以是由聚酰、四氟乙烯等材料涂覆而成。

Claims (10)

1.一种压缩机叶轮轴支承密封结构，包括叶轮轴(1)，在叶轮轴(1)上固定安装有叶轮(4)，其特征在于：所述叶轮轴(1)活动支承于轮轴轴承(2)上，在叶轮轴(1)上还安装有轮轴密封组件(3)；所述轮轴轴承(2)包括有轴承外圈(201)，在轴承外圈(201)上通过轴承支承螺钉(202)支承有若干块轴瓦(204)；所述密封组件(3)包括有密封壳体(304)，在密封壳体(304)的壳腔内活动设置有动环支撑盘(314)，该动环支撑盘(314)固定安装于叶轮轴(1)的轴颈上；在动环支撑盘(314)的两侧对称地设置有动环座(320)，每一动环座(320)上均固定嵌装有动环(319)，在动环支撑盘(314)上安装有挡销(312)，挡销(312)的两端分别插装于对应侧的动环座(320)上；在两动环座(320)之间还设置有若干动环弹簧(313)；与动环(319)端面相连的静环(318)嵌装于静环座(317)上，静环座(317)固定安装于密封壳体(304)的壳腔内。

2.根据权利要求1所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述轴瓦(204)相互间隔设置，在两相邻的轴瓦(204)之间设置有注油螺栓(203)。

3.根据权利要求2所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：至少一所述轴瓦(204)上埋设有温度传感器(205)。

4.根据权利要求3所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述轴瓦(204)的瓦面上包覆有轴瓦耐磨层(206)，该轴瓦耐磨层(206)由陶瓷、聚酰醛或聚四氟乙烯涂覆而成；所述注油螺栓(203)固定安装于轴承外圈(201)上；所述温度传感器(205)为铂热电阻或光纤温度传感器。

5.根据权利要求1所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述密封壳体(304)的壳腔内端固定安装有迷宫凸齿环(315)，叶轮轴(1)的轴颈上固定安装有迷宫凹槽环(316)，相互对应的迷宫凹槽环(316)与迷宫凸齿环(315)活动插接。

6.根据权利要求1或5所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述密封壳体(304)的壳腔外端固定安装有组件压盖(309)，在组件压盖(309)的中心孔中安装有唇型密封圈(311)。

7.根据权利要求6所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述组件压盖(309)和静环座(317)之间固定安装有集油环(306)，设置于集油环(306)上的泄油孔(308)经集油通道(307)通向密封壳体(304)外壁上的集油槽(305)。

8.根据权利要求1所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述动环(319)的动环密封面上设置有动环槽(321)，该动环槽(321)截面为矩形凹槽，动环槽(321)的槽口朝向动环(319)的外侧。

9.根据权利要求1或8所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述静环(318)的静环密封面上设置有静环槽(322)，该静环槽(322)的截面为三角形凹槽，静环槽(322)的槽口朝向静环(318)的外侧。

10.根据权利要求1所述的压缩机叶轮轴支承密封结构，其特征在于：所述挡销(312)有间隙地安装于动环支撑盘(314)的挡销孔中，动环弹簧(313)套装于挡销(312)上。