本實用新型涉及壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蒸汽壓縮機用氣封裝置。
背景技術(shù)：
蒸汽壓縮機的密封性能是其運行可靠性的重要指標之一。在蒸汽壓縮機中，由于蝸殼的內(nèi)外壓力差會導致蒸汽的泄漏或者空氣的竄入。若蝸殼內(nèi)壓力過高，氣封中泄漏出的蒸汽會對其他設備產(chǎn)生污染；若蝸殼內(nèi)壓力過低，則外部的空氣會通過軸端被吸入蝸殼，造成蝸殼內(nèi)蒸汽中含有不冷凝氣體，從而導致?lián)Q熱效率降低，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
迷宮密封是現(xiàn)有蒸汽壓縮機密封中常見的一種的密封方式，這種密封結(jié)構(gòu)簡單，加工及維修成本較低，被廣泛地應用于蒸汽壓縮機中的氣封結(jié)構(gòu)，但其缺點是泄漏量高。中國專利(CN 203641080U)公開了一種改進的氣封結(jié)構(gòu)，包括齒輪箱、軸承、油封、氣封、軸；軸承固定在齒輪箱上，軸承支撐軸；軸的一端與葉輪連接；葉輪與軸承之間設有氣封；油封位于氣封和軸承之間；氣封與軸之間形成兩個迷宮式通道。氣封為迷宮式結(jié)構(gòu)，氣封上帶有若干個密封齒。油封也為迷宮式結(jié)構(gòu)。齒輪箱上設有一個通氣口，通氣口與氣封之間設有一空腔，空腔形成流道。此專利大大擴大通氣口與氣封之間的流道面積，從而引導泄漏自氣封的氣體直接進入大氣；提高了潤滑油的使用壽命；降低了氣體泄漏的危害。此專利在一定壓力范圍內(nèi)適用，當蒸汽壓力高于大氣壓力較多時，無法保證蒸汽都會經(jīng)排氣孔排入大氣，同時此結(jié)構(gòu)不能適用于大氣壓力高于蒸汽壓力的工況。
此外，在中國申請專利(105570184A)公開了一種氣封結(jié)構(gòu)及其蒸汽壓縮機，本實用新型公開了一種氣封結(jié)構(gòu)及其蒸汽壓縮機，該氣封結(jié)構(gòu)包括：齒輪箱、轉(zhuǎn)軸、葉輪、以及蝸殼；其中，所述轉(zhuǎn)軸與所述蝸殼之間由氣封連接，并且，所述轉(zhuǎn)軸于靠近所述齒輪箱的位置套裝油封；所述氣封包含環(huán)狀的氣封殼體，并且，所述氣封殼體的內(nèi)腔可拆卸設置有若干片環(huán)狀密封齒；所述氣封殼體包含兩個關(guān)于所述轉(zhuǎn)軸對稱設置的半圓形密封座，并且，兩個所述半圓形密封座分別與所述蝸殼由螺紋緊固件可拆卸連接。因此，當氣封中的環(huán)狀密封齒損壞后，只需擰下螺紋緊固件，利用新的環(huán)狀密封更換損壞的環(huán)狀密封齒即可。此專利在一定壓力范圍內(nèi)適用，無法自動調(diào)節(jié)蒸汽壓力，當蒸汽壓力高于大氣壓力較多時，無法保證蒸汽都會經(jīng)排氣孔排入大氣，不能控制蒸汽的流向，同時此結(jié)構(gòu)不能適用于蒸汽壓力低于大氣壓的工況。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的蒸汽泄漏和流向的問題，本實用新型提供了一種適用于各種工況下的蒸汽壓縮機用氣封裝置。
具體技術(shù)方案如下：
一種蒸汽壓縮機用氣封裝置，該氣封裝置包括主軸、氣封和蝸殼，其中所述的氣封裝置還包括充氣自動控制系統(tǒng)和排氣自動控制系統(tǒng)；主軸與蝸殼之間由氣封連接；氣封包含氣封本體和氣封擋板；蝸殼帶有充氣孔和排氣孔，充氣孔連通氣封本體和充氣自動控制系統(tǒng)，排氣孔連通氣封本體和排氣自動控制系統(tǒng)。氣封為采用迷宮式密封，氣封本體與充氣孔、排氣孔連接處和在靠近大氣處的端面均設有環(huán)形槽。
進一步地，本實用新型提供的氣封裝置，還可以具有這樣的特征：氣封本體分別與充氣孔、排氣孔的連接處設有環(huán)形槽Ⅰ、環(huán)形槽Ⅱ，在靠近大氣處的端面設有環(huán)形槽Ⅲ，并且，在環(huán)形槽Ⅰ、環(huán)形槽Ⅱ和環(huán)形槽Ⅲ處沿圓周均布4～30個小孔，小孔的直徑為1～30mm。
進一步地，本實用新型提供的氣封裝置，還可以具有這樣的特征：所述在靠近大氣處端面設有的環(huán)形槽Ⅲ，其截面為兩邊平行于氣封本體端面的四邊形，并且，另兩邊與端面之間的夾角為45～90°。
進一步地，本實用新型提供的氣封裝置，還可以具有這樣的特征：氣封本體為整體式迷宮密封，迷宮密封的齒高為3～20mm，齒間距為1～7mm，齒尖厚度為0.3～2mm。
進一步地，本實用新型提供的氣封裝置，還可以具有這樣的特征：氣封擋板在其外圓尺寸過渡處設有半圓環(huán)形槽；在其底部鉆有擋板排水孔。
進一步地，本實用新型提供的氣封裝置，還可以具有這樣的特征：充氣自動控制系統(tǒng)包含減壓閥、自動調(diào)節(jié)閥和壓力變送器Ⅰ；減壓閥、自動調(diào)節(jié)閥和壓力變送器依次按照蒸汽的流動方向連接。
進一步地，本實用新型提供的氣封裝置，還可以具有這樣的特征：排氣自動控制系統(tǒng)包含壓力變送器、氣液分離器和抽氣泵；壓力變送器Ⅱ、氣液分離器和抽氣泵依次按照蒸汽的流動方向連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：
本實用新型提供的氣封結(jié)構(gòu)，針對不同壓力的蒸汽，通過充氣、排氣自動控制系統(tǒng)，以充、抽蒸汽的方式來達到密封效果，避免蒸汽的軸向泄漏或空氣的竄入，適用于各種工況下的蒸汽壓縮機軸端密封；環(huán)形槽可以通過均布小孔將蒸汽充分、均勻地分布在主軸周圍，達到較好的充氣、抽氣效果，可用來控制蒸汽的流向，使溢出的蒸汽遠離主軸、沿著氣封徑向?qū)С?；在氣封擋板底部鉆有擋板排水孔，使空腔中殘留的水順利排出；氣封擋板在其外圓尺寸過渡處設有半圓環(huán)形槽，使冷凝在氣封擋板外圓的液態(tài)水沿環(huán)形槽落下，以防液態(tài)水沿軸向流落到主軸上,并進一步控制蒸汽的流向，避免蒸汽沿軸向泄漏對其他設備產(chǎn)生污染。
附圖說明
圖1是本實用新型提供的氣封結(jié)構(gòu)的剖視圖。
附圖標記為：主軸1、氣封2、氣封本體21、環(huán)形槽Ⅰ21a、環(huán)形槽Ⅱ21b、環(huán)形槽Ⅲ21c、氣封擋板22、半圓環(huán)形槽22a、擋板排水孔22b、蝸殼3、充氣孔31、排氣孔32、充氣自動控制系統(tǒng)4、減壓閥41、自動調(diào)節(jié)閥42、壓力變送器Ⅰ43、排氣自動控制系統(tǒng)5、壓力變送器Ⅱ51、氣液分離器52、抽氣泵53。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
本實用新型的第一實施方式披露了一種蒸汽壓縮機用氣封結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括：主軸1、氣封2、氣封本體21、氣封擋板22、蝸殼3、充氣孔31、排氣孔32；其中，主軸1與蝸殼3之間由氣封2連接，并且，蝸殼3和氣封2為上下剖分式結(jié)構(gòu)；氣封包含氣封本體21和氣封擋板22；充氣孔31位于蝸殼3上半部，將充氣自動裝置4與氣封本體21連通；排氣孔32位于蝸殼3底部，將排氣自動裝置5與氣封本體21連通。在本實例中，為了保證此氣封結(jié)構(gòu)能適用于不同工況的蒸汽壓縮機，作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在蝸殼3和氣封本體21上設有充氣孔和排氣孔。當蝸殼內(nèi)蒸汽壓力低于大氣壓時，通過充氣自動控制系統(tǒng)，從蝸殼上半部的充氣孔通入壓力大于大氣壓的蒸汽，在主軸和氣封本體之間形成密封，以防大氣進入蝸殼，此時，若有蒸汽溢出，可通過排氣孔導出蒸汽；當蝸殼內(nèi)壓力高于大氣壓時，充氣孔不作用，通過排氣自動控制系統(tǒng)，由排氣孔導出軸向泄漏出來的蒸汽。此外，排氣孔還起到排水作用，當蒸汽壓縮機系統(tǒng)關(guān)閉時，可由排氣孔將冷凝在管路中的水排出。
作為本實施方式的進一步優(yōu)選，如圖1所示：其中氣封2為采用迷宮式密封，氣封本體21與充氣孔31、排氣孔32連接處設有環(huán)形槽Ⅰ21a、環(huán)形槽Ⅱ21b，在靠近大氣處的端面設有環(huán)形槽Ⅲ21c。本示例中，氣封本體21在靠近大氣處的端面設有環(huán)形槽Ⅲ，可以控制蒸汽的流向，使溢出的蒸汽遠離主軸、沿著氣封徑向?qū)С觥?/p>
如圖1所示：并且在環(huán)形槽Ⅰ21a、環(huán)形槽Ⅱ21b和環(huán)形槽Ⅲ21c處沿圓周均布4～30個小孔，所述小孔的直徑為1～30mm。如小孔的數(shù)目可以為4，10，16，20，24或30個等；小孔的直徑為1～30mm，如1mm，5mm，10mm，15mm，20mm，25mm，30mm等，作為進一步優(yōu)選的，小孔的直徑選擇為12mm，小孔的個數(shù)選擇為18個。上述環(huán)形槽可以通過均布小孔將蒸汽充分、均勻地分布在主軸周圍，達到較好的充氣、抽氣效果，可用來控制蒸汽的流向，使溢出的蒸汽遠離主軸、沿著氣封徑向?qū)С觥?/p>
可選的，如圖1所示：所述環(huán)形槽Ⅲ21c的截面為兩邊平行于氣封本體21端面的四邊形，并且，所述四邊形的另兩邊與端面之間的夾角為45～90°，作為進一步優(yōu)選的，四邊形的另兩邊與端面之間的最佳夾角角度為65°。
作為本實施方式的進一步優(yōu)選，如圖1所示：氣封本體2為整體式迷宮密封，迷宮密封的齒高為5～15mm，齒間距為2～6mm，齒尖厚度為0.5～1.5mm，進一步優(yōu)選的，迷宮密封的齒高設置為10mm，齒間距為4mm，齒尖厚度為1mm。
此外，氣封擋板22在其外圓尺寸過渡處設有半圓環(huán)形槽22a；在其底部鉆有擋板排水孔22b。
本實施方式中充氣自動控制系統(tǒng)4包含減壓閥41、自動調(diào)節(jié)閥42和壓力變送器43；減壓閥41、自動調(diào)節(jié)閥42和壓力變送器I43依次按照蒸汽的流動方向連接。在本實例中，壓力變送器I將信號傳至PLC控制柜，控制柜根據(jù)壓力設定值，自動控制調(diào)節(jié)閥的開度，從而保證充入的蒸汽壓力滿足密封要求。
本實施方式中排氣自動控制系統(tǒng)5包含壓力變送器Ⅱ51、氣液分離器52和抽氣泵53；壓力變送器Ⅱ51、氣液分離器52和抽氣泵53依次按照蒸汽的流動方向連接。在本實例中，壓力變送器Ⅱ?qū)⑿盘杺髦罰LC控制柜，控制柜根據(jù)壓力設定值，自動控制氣泵的抽氣量，從而保證排出的蒸汽壓力滿足密封要求。本實施方式在針對不同壓力的蒸汽情況下，通過充氣、排氣自動控制系統(tǒng)，以充、抽蒸汽的方式來達到密封效果，避免蒸汽的軸向泄漏或空氣的竄入，適用于各種工況下的蒸汽壓縮機軸端密封。
該蒸汽壓縮機用的氣封裝置工作原理：
在蝸殼和氣封本體上設有充氣孔和排氣孔。當蝸殼內(nèi)蒸汽壓力低于大氣壓時，壓力變送器將信號傳至PLC控制柜，控制柜根據(jù)壓力設定值，自動控制調(diào)節(jié)閥的開度保證充入的蒸汽壓力滿足密封要求。通過充氣自動控制系統(tǒng)，從蝸殼上半部的充氣孔通入壓力大于大氣壓的蒸汽，在主軸和氣封本體之間形成密封，以防大氣進入蝸殼，此時，若有蒸汽溢出，可通過排氣孔導出蒸汽；當蝸殼內(nèi)壓力高于大氣壓時，充氣孔不作用，通過排氣自動控制系統(tǒng)，排出系統(tǒng)管路的蒸汽依次通過壓力變送器、氣液分離器和抽氣泵。壓力變送器將信號傳至PLC控制柜，控制柜根據(jù)壓力設定值，自動控制氣泵的抽氣，保證排出的蒸汽壓力滿足密封要求。當蒸汽壓縮機系統(tǒng)關(guān)閉時，由排氣孔將冷凝在管路中的水排出。少量蒸汽沿氣封本體在靠近大氣處的端面設有環(huán)形槽溢出，溢出的蒸汽沿著氣封徑向?qū)С?，遠離主軸。
在氣封靠近大氣處設有擋板進一步控制蒸汽的流向，從而避免蒸汽沿軸向泄漏對其他設備產(chǎn)生污染。在氣封擋板底部鉆有擋板排水孔，使空腔中殘留的水順利排出；在其外圓尺寸過渡處設有半圓環(huán)形槽，使冷凝在氣封擋板外圓的液態(tài)水沿環(huán)形槽落下，以防液態(tài)水沿軸向流落到主軸上。
上述說明示出并描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。