專利名稱：一種螺桿膨脹機的密封結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種螺桿膨脹機的密封結構。
背景技術：
隨著各國越來越多的關注環(huán)境及能源問題，工業(yè)生產中對設備的節(jié)能改造及二次能源的利用也得到了重視。工業(yè)生產中產生的余熱、廢熱和能量梯級變化中的節(jié)流損失等二次能源幾乎遍及各個耗能行業(yè)，如電力、化工、石油、冶金、礦山、輕工等工業(yè)領域。如能有效回收利用好這部分資源，將為企業(yè)節(jié)約大量能源消耗。螺桿膨脹機作為一種新型的余熱回收裝置得到了越來越廣泛的應用。然而由于目前應用的螺桿膨脹機采用的密封結構大多沿用的是螺桿壓縮機采用的密封形式，在膨脹機工況條件下可靠性大大降低，經常需進行維修更換，對螺桿膨脹機整機的可靠性產生了較大的影響，并成為制約螺桿膨脹機應用的主要因素之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現有的螺桿膨脹機密封可靠性差的問題，提供一種用于耐高壓、耐高溫、可靠性高的螺桿膨脹機的密封結構。本發(fā)明所采用的技術方案是一種螺桿膨脹機的密封結構，所述的螺桿膨脹機在位于膨脹腔兩側的軸上安裝有軸承；其特點是，所述的密封結構包括一迷宮密封和一碳環(huán)密封，順序安裝在所述螺桿膨脹機螺桿的位于所述膨脹腔與所述軸承之間的軸段上，其中， 所述的迷宮密封靠近膨脹腔，所述的碳環(huán)密封靠近軸承；所述迷宮密封內設有通過冷卻水的冷卻水通道，在所述的迷宮密封上設有與所述冷卻水通道貫通的冷卻水進口和冷卻水出口 ；所述碳環(huán)密封內設有通入隔離氣體的氣道，在所述的碳環(huán)密封上設有與所述氣道貫通的隔離氣進口和放空口。上述密封結構，其中，所述迷宮密封包括密封座；所述密封座套設在所述的軸段上，該密封座的內壁設有多個梳齒，所述多個梳齒的齒頂與所述軸段之間設有間隙，形成冷卻水通道。上述密封結構，其中，所述的冷卻水進口設置在密封座的位于鄰近所述膨脹腔的一側，所述的冷卻水出口設置在密封座的位于鄰近所述碳環(huán)密封的一側。上述密封結構，其中，還包括一第一軸套，套設在所述的軸段上，該第一軸套可隨螺桿一起轉動；所述的密封座套設在所述第一軸套上，該密封座的多個梳齒的齒頂與所述第一軸套之間設有間隙。上述密封結構，其中，所述的迷宮密封上還設有蒸汽進口，所述的蒸汽進口的入口端與所述的螺桿膨脹機的平衡腔連通，該蒸汽進口的出口端與所述冷卻水通道連通。上述密封結構，其中，所述的蒸汽進口設置在迷宮密封的位于所述的冷卻水進口與所述的膨脹腔之間的段上。上述密封結構，其中，所述的碳環(huán)密封采用壓縮空氣作為隔離氣。
上述密封結構，其中，所述碳環(huán)密封包括環(huán)形的密封腔體和石墨密封環(huán)，所述的密封腔體設有環(huán)形槽，所述的石墨密封環(huán)設置在環(huán)形槽內，套設在所述的軸段外；所述石墨密封環(huán)與所述的軸段之間設有間隙，形成通過壓縮空氣的氣道。上述密封結構，其中，還包括一第二軸套，套設在所述的軸段上，并可隨螺桿一起轉動；所述的石墨密封環(huán)套設在所述第二軸套外，在該石墨密封環(huán)與第二軸套之間設有間隙，形成通過壓縮空氣的氣道。上述密封結構，其中，還包括一安裝定位套，所述的迷宮密封和碳環(huán)密封順序設置在所述安裝定位套內；在所述的安裝定位套上與所述迷宮密封的冷卻水進口、冷卻水出口以及蒸汽進口相對應的部位分別設有冷卻水流入通孔、冷卻水流出通孔以及蒸汽進入孔；在所述的安裝定位套上與所述碳環(huán)密封的隔離氣進口和放空口相對應的部位分別設有隔離氣進入通孔和隔離氣排出通孔。由于本發(fā)明采用了以上的技術方案，其產生的技術效果是明顯的
1.采用迷宮密封與碳環(huán)密封的組合形式，僅需采用壓縮空氣和冷卻水，無需通入潤滑油，具有結構簡單、維護方便、成本低、可靠性高的優(yōu)點；
2.前置密封采用通入冷卻水的梳齒迷宮密封結構，可有效冷卻由螺桿膨脹機氣缸體內腔側向軸承側泄漏的高溫高壓蒸汽，降低蒸汽溫度的同時也起到了降低壓力的作用，延長了迷宮密封與碳環(huán)密封的工作壽命。同時，冷卻水也起到了阻隔蒸汽向軸承側泄漏的作用；
3.碳環(huán)密封處采用壓縮空氣作為隔離氣，有效阻隔了軸承側潤滑油的泄漏，同時也阻隔了少量蒸汽及冷卻水向軸承側的泄漏。


圖1示出了本發(fā)明螺桿膨脹機的密封結構的一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做出進一步說明。如圖1所示，這是根據本發(fā)明一實施例的螺桿膨脹機的密封結構，所述的螺桿膨脹機包括螺桿、膨脹腔，在位于所述膨脹腔兩側的軸上安裝有軸承，對螺桿膨脹機的螺桿起到支承作用。所述的密封結構包括迷宮密封1和碳環(huán)密封2，該迷宮密封1和碳環(huán)密封2安裝在螺桿膨脹機螺桿的位于膨脹腔與軸承之間的軸段31上，其中，迷宮密封1靠近膨脹腔， 碳環(huán)密封2靠近軸承。本實施例中，還包括一安裝定位套32，所述的迷宮密封1和碳環(huán)密封 2順序固定安裝在安裝定位套32內。本實施例中，在所述的軸段31上還設有一第一軸套311，該第一軸套可隨螺桿一起轉動。所述的迷宮密封1包括密封座11，密封座11套設在第一軸套311外。在密封座 11的內壁(即相對于第一軸套311的一面)設有多個梳齒13，梳齒13的齒頂與第一軸套311 的密封面之間留有微小的間隙14，形成曲折的通過冷卻水的冷卻水通道，由于是曲折流道， 使液體的流動產生很大的阻力，起到阻止泄漏的作用。在迷宮密封1的密封座11上設有冷卻水進口 4和冷卻水出口 5，所述的冷卻水進口 4設置在密封座11的靠近膨脹腔的一側，冷卻水出口 5設置在密封座11的靠近碳環(huán)密封2的一側，該冷卻水進口 4和冷卻水出口 5均連通于所述冷卻水通道。本實用新型所述的迷宮密封上還設有蒸汽進口 6，蒸汽進口 6的入口端與螺桿膨脹機的平衡腔連通，該蒸汽進口的出口端與所述冷卻水通道連通。本實施例中，蒸汽進口 6 設置在迷宮密封的位于冷卻水進口 4與膨脹腔之間的段上。在安裝定位套32上與冷卻水進口 4、冷卻水出口 5和蒸汽進口 6相對應的位置處分別設有冷卻水流入通孔34、冷卻水流出通孔35和蒸汽進入通孔36。經預處理后的冷卻水由冷卻水進口 4進入迷宮密封1的梳齒13與第一軸套311之間的間隙內(即冷卻水通道)，起到阻隔來自膨脹機的膨脹腔側的高溫高壓蒸汽向軸承側泄漏的作用。大部分冷卻水由冷卻水出口 5流出，少部分冷卻水進入膨脹機的膨脹腔側。冷卻水同時可起到較好的冷卻作用。在螺桿膨脹機的實際運行過程中，來自平衡腔的蒸汽由蒸汽進入通孔36和蒸汽進口 6引入迷宮密封1，密封工作壓力接近膨脹機出口壓力。本實施例中所述的軸段31上還包括設有一通過軸銷33與軸段31固定連接的第二軸套312，該第二軸套可隨螺桿一起轉動。碳環(huán)密封2包括密封腔體21和石墨密封環(huán) 22，采用壓縮空氣作為隔離氣。密封腔體21設有環(huán)形槽211，所述的石墨密封環(huán)22設在環(huán)形槽211內，該石墨密封環(huán)22套設在第二軸套312外。在石墨密封環(huán)22與第二軸套312 之間設有間隙23，形成通過壓縮空氣的氣道。所述的碳環(huán)密封2上設有隔離氣進口 7和放空口 8，隔離氣進口 7和放空口 8均連通于所述氣道。在安裝定位套32上與隔離氣進口 7和放空口 8相對應的部位分別設有隔離氣進入通孔37和隔離氣排出通孔38。在圖1所示的實施例中，隔離氣進口 7和放空口 8均設置在密封腔體21上。具有一定壓力的壓縮空氣由隔離氣進口 7進入碳環(huán)密封，防止軸承側的潤滑油向膨脹機的膨脹腔側泄漏。少量壓縮空氣由冷卻水出口 5排出，大部分壓縮空氣與微量由軸承側泄漏出來的潤滑油由放空口 8排放。在另一種實施方式中，也可以不在軸段31上設置第一軸套311和第二軸套312， 而是將密封座11和設有石墨密封環(huán)的密封腔體21直接套設在軸段31上。此時，由密封座 11的多個梳齒13與軸段31之間的間隙構成通過冷卻水的冷卻水通道；由石墨密封環(huán)的內環(huán)與軸段31之間的間隙構成通過壓縮空氣的氣道。同樣起到密封的效果。以上所述僅為舉例性的說明，而并非為限制本發(fā)明。任何本技術領域中的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，對本發(fā)明作出的非實質性的改進和調整，仍應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種螺桿膨脹機的密封結構，所述的螺桿膨脹機在位于膨脹腔兩側的軸上安裝有軸承；其特征在于，所述的密封結構包括一迷宮密封和一碳環(huán)密封，順序安裝在所述螺桿膨脹機螺桿的位于所述膨脹腔與所述軸承之間的軸段上，其中，所述的迷宮密封靠近膨脹腔，所述的碳環(huán)密封靠近軸承；所述迷宮密封內設有通過冷卻水的冷卻水通道，在所述的迷宮密封上設有與所述冷卻水通道貫通的冷卻水進口和冷卻水出口；所述碳環(huán)密封內設有通入隔離氣體的氣道，在所述的碳環(huán)密封上設有與所述氣道貫通的隔離氣進口和放空口。
2.如權利要求1所述的密封結構，其特征在于，所述迷宮密封包括密封座；所述密封座套設在所述的軸段上，該密封座的內壁設有多個梳齒，所述多個梳齒的齒頂與所述軸段之間設有間隙，形成所述的冷卻水通道。
3.如權利要求2所述的密封結構，其特征在于，所述的冷卻水進口設置在密封座的位于鄰近所述膨脹腔的一側，所述的冷卻水出口設置在密封座的位于鄰近所述碳環(huán)密封的一側。
4.如權利要求2所述的密封結構，其特征在于，還包括一第一軸套，套設在所述的軸段上，該第一軸套可隨螺桿一起轉動；所述的密封座套設在所述第一軸套上，該密封座的多個梳齒的齒頂與所述第一軸套之間設有間隙。
5.如權利要求1所述的密封結構，其特征在于，所述的迷宮密封上還設有蒸汽進口，所述的蒸汽進口的入口端與所述的螺桿膨脹機的平衡腔連通，該蒸汽進口的出口端與所述冷卻水通道連通。
6.如權利要求5所述的密封結構，其特征在于，所述的蒸汽進口設置在迷宮密封的位于所述的冷卻水進口與所述的膨脹腔之間的段上。
7.如權利要求1所述的密封結構，其特征在于，所述的碳環(huán)密封采用壓縮空氣作為隔1 氣。
8.如權利要求7所述的密封結構，其特征在于，所述碳環(huán)密封包括環(huán)形的密封腔體和石墨密封環(huán)，所述的密封腔體設有環(huán)形槽，所述的石墨密封環(huán)設置在環(huán)形槽內，套設在所述的軸段外；所述石墨密封環(huán)與所述的軸段之間設有間隙，形成通過壓縮空氣的氣道。
9.如權利要求8所述的密封結構，其特征在于，還包括一第二軸套，套設在所述的軸段上，并可隨螺桿一起轉動；所述的石墨密封環(huán)套設在所述第二軸套外，在該石墨密封環(huán)與第二軸套之間設有間隙，形成通過壓縮空氣的氣道。
10.如權利要求1 9任一項所述的密封結構，其特征在于，還包括一安裝定位套，所述的迷宮密封和碳環(huán)密封順序設置在所述安裝定位套內；在所述的安裝定位套上與所述迷宮密封的冷卻水進口、冷卻水出口以及蒸汽進口相對應的部位分別設有冷卻水流入通孔、冷卻水流出通孔以及蒸汽進入孔；在所述的安裝定位套上與所述碳環(huán)密封的隔離氣進口和放空口相對應的部位分別設有隔離氣進入通孔和隔離氣排出通孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺桿膨脹機的密封結構，其特點是，所述的密封結構包括迷宮密封和碳環(huán)密封，所述的迷宮密封和碳環(huán)密封順序安裝在位于所述膨脹腔與所述軸承之間的螺桿的軸段上，其中，迷宮密封靠近膨脹腔，碳環(huán)密封靠近軸承；迷宮密封內設有通過冷卻水的冷卻水通道，在迷宮密封上設有與冷卻水通道貫通的冷卻水進口和冷卻水出口；碳環(huán)密封內設有通入隔離氣體的氣道,在碳環(huán)密封上設有與所述氣道貫通的隔離氣進口和放空口。本發(fā)明克服了現有的螺桿膨脹機密封可靠性差的問題，具有耐高壓、耐高溫、可靠性高的優(yōu)點。
文檔編號F01C19/00GK102305105SQ20111022208
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權日2011年8月4日
發(fā)明者刁安娜, 肖芳, 蔡宏 申請人:上海齊耀膨脹機有限公司