工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構的製作方法
2023-05-18 05:13:46 1
專利名稱：工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業用壓縮機的結構，特別是一種工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構。
二 背景技術活塞壓縮機是廣泛應用於各行業的通用機械。為了有效壓縮介質氣體，傳統的活塞式壓縮機靠活塞上的活塞環與氣缸以及活塞杆與填料中的密封環之間有接觸的往復運動來工作的。相互接觸的相對運動產生了摩擦和材料磨損。為減少摩擦和磨損，在接觸面上注入潤滑油，而油的注入使壓縮介質被汙染，並要消耗大量潤滑油，而且油的分離及排液也給環境造成了汙染。目前，雖廣泛應用一種具有自潤滑性的材料製造活塞環及密封環，取消了潤滑油，但有接觸的摩擦運動導致的磨損依然存在。活塞環及密封環是易損件，必須定期更換，這增加了壓縮機的維修工作量和運行成本，同時磨損下來的微小顆粒依然存在於氣體中，汙染了壓縮介質，這對一些有高純度要求的氣體是不允許的。
存在問題1、氣缸內潤滑油的汙染壓縮介質，要消耗大量潤滑油，而且油的分離及排液也給環境造成了汙染；2、活塞環的有接觸的摩擦運動導致磨損，磨損下來的微小顆粒依然存在於氣體中，汙染壓縮介質；3、活塞環是易損件，必須定期更換，增加了壓縮機的維修工作量和運行成本。
三 發明內容本發明目的在於提供一種利用迷宮密封原理進行間隙密封，洩漏量少，磨損小，可用來壓縮含微小固體顆粒氣體的工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構。
實現本發明目的的技術解決方案是一種工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構，它包括氣缸體，在氣缸體中設置氣缸腔和活塞外套，氣缸腔兩側為氣缸壁，其特徵在於在氣缸壁上設置迷宮槽容積室，在活塞外套上設置節流點及容積室，活塞外套與氣缸壁之間分離並形成微小間隙。
本發明的原理是本發明的迷宮槽結構能夠使迷宮壓縮機利用迷宮密封原理進行間隙密封，通過節流與膨脹多次重複，使高壓側洩漏的氣體壓力逐步降至低壓側，並以渦流運動貯存於各迷宮槽內，停止向低壓側洩漏，因而起到了可靠的密封作用。在迷宮壓縮機氣缸壁中加工三角螺旋槽，而在活塞外套上也加工規格不同三角螺旋槽，在一定的小間隙下，極少部分氣體通過各個迷宮節流點，也就是每個迷宮齒頂與相對運動件之間形成的小間隙，從高壓側流向低壓側，在通過每個節流點時，節流點對氣體起到一個噴射器噴嘴的作用，氣體在此將壓力能轉化為動能，而當氣體進入齒槽中後，由於容積室的突然擴大，氣體速度急速下降，近乎為零，其一部分動能轉化為熱能，另一部分轉化為渦流能，經過連續均布(軸向)的節流點和齒槽漩渦室的重複作用，洩漏氣體的壓力從高壓側壓力降到低壓側壓力，活塞外套上下最後一個容積室比活塞外套上其他均勻的容積室都大，這種結構能夠使本來就已經經過多次節流的極少的洩漏氣體在較大容積室內形成渦流，使氣體下降的速度更大，從而能夠使洩漏量達到最小，保證氣密性要求。
本發明與現有技術相比，其顯著移優點是1)、高可靠性運動付之間的不接觸，存在著微小的間隙，故不會引起磨損，從而大大延長了密封元件的使用壽命，甚至可以達到無期限使用。這樣，用戶在維修壓縮機所需備件數量少；2)、經濟性好用戶，特別是大型石化企業，最重要的是要減少非計劃停工期，減少維修工作量，用戶在維修壓縮機所需備件數量少，防止氣體洩露影響環境等，這些都會影響企業的經濟效益。迷宮活塞壓縮機與其它型式的往復活塞壓縮機相比還可消除由於磨損產生的顆粒對壓縮介質的汙染，排出氣體無油無塵，因此不必進行氣體的分離及過濾等程序，也不要潤滑油，體現了極好的運行經濟性；3)、安全性好迷宮活塞壓縮機的迷宮密封結構可很好地用於壓縮氧氣或易燃易爆有毒氣體而沒有洩露，壓縮時沒有摩擦熱產生。與氣體流動相關的部件都用金屬材料製成，活塞與汽缸溫度可在-160℃-270℃或更高、排氣壓力超過30MPa等超高溫或超低溫工況下安全運行；4)、可在氣體中含微小固體顆粒的場合使用。非接觸式的迷宮密封可避免一般接觸式密封因氣體中含有微小顆粒而帶來的活塞環與密封填料的加速磨損或粘滯。因而迷宮活塞壓縮機可廣泛適用於類似聚合產品和氣體中含有聚烯烴粉末的氣體壓縮，密封性能不會因此而下降，工作可靠。特別在大型聚乙烯和聚丙烯成套裝置中，迷宮活塞壓縮機是必須的關鍵配套設備。
四
圖1是本發明的工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構的大型三列二級壓縮迷宮壓縮機氣缸。
圖2是本發明工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構迷宮密封結構示意圖。
五具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
結合圖1、圖2，本發明包括氣缸體，在氣缸體中設置氣缸腔和活塞外套2，氣缸腔11兩側為氣缸壁1，在氣缸壁1上設置迷宮槽容積室，在活塞外套2上設置節流點3，容積室4，活塞外套2與氣缸壁1之間分離並形成微小間隙7，大型三列二級壓縮迷宮壓縮機由兩個一級氣缸腔11和一個二級氣缸腔9，當一級活塞向下運動時，一級氣缸容積變大，一級進氣閥打開，被壓縮氣體進入氣缸內，當活塞向上運動時，活塞做工，氣缸容積變小，氣缸內氣體壓力增大，這時有極少部分氣體流向活塞與氣缸壁之間的小間隙7，在氣缸壁1和活塞外套2上都加工有迷宮槽，其氣缸壁上迷宮槽大約深0.4mm螺距1.2mm的等邊三角螺旋槽適中，而在活塞外套2上加工深0.95mm螺距1.5mm等邊三角螺旋槽，從而形成示意圖2所示結構，能使其氣體洩漏率最小，氣體通過各個迷宮節流點3，也就是每個迷宮齒頂與相對運動件之間形成的小間隙，從高壓側流向低壓側，在通過每個流點時，節流點對氣體起到一個噴射器噴嘴的作用，氣體在此將壓力能轉化為動能，而當氣體進入齒槽中後，由於容積室4的突然擴大，氣體速度急速下降，近乎為零，其一部分動能轉化為熱能，另一部分轉化為渦流能，經過連續均布(軸向)的節流點和齒槽漩渦室的重複作用，洩漏氣體的壓力從高壓側壓力降到低壓側壓力，活塞外套2上下最後一個容積室5比活塞外套上其他均勻的容積室4都大，其溝槽形狀如示意圖2中5所示，這種結構能夠使本來就已經經過多次節流的極少的洩漏氣體在較大容積室5內形成渦流，使氣體下降的速度更大，從而能夠使洩漏量達到最小，保證氣密性要求，在氣缸內容積小到一定程度時，氣體壓力達到一級排氣要求時，一級排氣閥打開，氣體排出，進入二級氣缸，在二級氣缸中有著與兩個一級氣缸一樣的迷宮密封結構，氣體在二級氣缸再一次被壓縮，達到壓力要求後從二級排氣閥排除，進入下一步流程。
權利要求
1.一種工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構，它包括氣缸體[10]，在氣缸體中設置氣缸腔[11]，氣缸腔中設置活塞外套[2]，氣缸腔[11]兩側為氣缸壁[1]，其特徵在於氣缸壁[1]上設置迷宮槽容積室[6]，活塞外套[2]上設置節流點[3]及容積室[4]，活塞外套[2]與氣缸壁[1]之間分離並形成微小間隙[7]。
2.根據權利要求1所述的工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構，其特徵在於活塞外套[2]上設置比其他均勻的容積室[4]容積大的容積室[5]。
3.根據權利要求1或2所述的工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構，其特徵在於活塞外套[2]上下都設置一個大的容積室[5]，其傾角α為135°-140°。
4.根據權利要求1或2或3所述的工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構，其特徵在於容積室[4]和容積室[6]都設置為等邊三角螺旋槽。
全文摘要
本發明涉及一種工業用迷宮壓縮機迷宮密封結構。它包括氣缸體，在氣缸體中設置氣缸腔和活塞外套，氣缸腔兩側為氣缸壁，在氣缸壁上設置迷宮槽容積室，在活塞外套上設置節流點及容積室，活塞外套與氣缸壁之間分離並形成微小間隙。本發明的迷宮槽結構能夠使迷宮壓縮機利用迷宮密封原理進行間隙密封，通過節流與膨脹多次重複，使高壓側洩漏的氣體壓力逐步降至低壓側，並以渦流運動貯存於各迷宮槽內，停止向低壓側洩漏，因而起到了可靠的密封作用。本發明可靠性高、經濟性好及安全性好，可在氣體中含微小固體顆粒的場合使用。
文檔編號F04B53/02GK1854515SQ200510038960
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月19日 優先權日2005年4月19日
發明者朱建明, 戴曉洲, 錢林方, 吳文莉, 趙彥濱 申請人:無錫壓縮機股份有限公司, 南京理工大學