一种压气机密封结构的制作方法

1.本实用新型属于涡轮压气机技术领域，具体涉及一种压气机密封结构。


背景技术：

2.随着涡轮增压燃气机组作为各类可燃气电站发电设备的广泛运用，涡轮增压器的转速及性能不断提升，在抗腐蚀、不停车除垢等方面提出新的要求，特别是增压器对压气机高负压适用性方面要求更为迫切，表现在外混式燃气机组增压器的压气机滑油泄露。外混式燃气机组的布置特点是：空气经过消声器、节气门到达混合器，燃气经气泵站、燃气阀到达混合器，在混合器里，空气和燃气按比例混合后进入增压器压气机。当发动机在较低负荷下，增压器的转子转速低，压气机的出口压力也低，发动机是额度转速，油泵给予增压器的油腔压力较高，导致增压器压气机阻止油腔高压油雾泄露的密封失效。当燃气机组达到额定负荷时，增压器转速及压气机压力相应提升，由于空气阀与燃气阀的节流影响，使得压气机进气管道的负压也升高了，同样诱导压气机滑油泄露。
3.当前，用于涡轮增压器压气机密封的技术或结构主要有以下一些方法。第一种即压气机轴封设计单密封环结构，同时，在油腔里靠近密封环处设置甩油环，广泛应用于船机市场；第二种是压气机轴封处设置两个密封环，并让两个密封环靠在一起，安装在一个密封环槽内。第三种，压气机采用的两个密封环间隔开来，如cn 101845987 a专利；除了设置密封环外，辅助密封的措施有：集油槽装置，如cn 102227547 a所示，还有迷宫滑油收集腔，如cn 101506529 b 的结构。
4.上述现有技术的应用限制包含有：有的结构不能适应燃气机的高负压，有的结构不能应用到我公司增压器产品或者成本高。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本实用新型提供了一种压气机密封结构，该密封结构可以适用于高负压环境。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种压气机密封结构，包括壳体、挡油板和气封盖板，所述壳体内设有可转动的转轴，所述转轴上固定有轴封座和轴封套，轴封座上连接有止推轴承；所述挡油板设置在止推轴承与轴封座之间，挡油板与止推轴承之间形成空腔，油液从止推轴承摩擦流出并经过空腔流至壳体的回油孔处；
8.气封盖板的外缘与挡油板相抵并被固定在壳体上，气封盖板与挡油板之间形成油雾腔；所述挡油板的外缘处设有过油孔，油液从挡油板与轴封座之间形成的缝隙流入油雾腔内，并通过过油孔流至壳体的回油孔处；
9.气封盖板的内缘伸入到轴封座与轴封套之间，轴封座与气封盖板形成的缝隙一，轴封套与气封盖板之间形成的缝隙二；所述轴封座上分布有若干个径向孔。
10.所述挡油板为圆环形盆状结构，所述空腔包括内腔和外腔，内腔与外腔之间连通，
挡油板的下端与止推轴承之间形成内腔，挡油板的中部与止推轴承之间形成外腔。
11.所述过油孔为圆孔、方孔、椭圆孔或腰型孔；所述挡油板的内缘处设有分流缘。
12.所述气封盖板上设有分流槽。
13.所述气封盖板上从内到外设有两圈分流槽，靠内的为里边分流槽，靠外的为外边分流槽，外边分流槽的开口朝向油雾腔，里边分流槽的开口朝向轴封座。
14.所述外边分流槽处设有斜面，通过斜面与挡油板之间形成第二空腔。
15.所述第二空腔为梯形空腔。
16.所述轴封套为台阶式结构，其上设有与气封盖板连接的密封环；所述密封环设有两个，两个密封环分别设置在轴封套的台阶上。
17.所述轴封座为台阶式，其上按直径从小到大依次设置有第一台阶部、第二台阶部和第三台阶部；挡油板的内缘与第二台阶部之间配合形成间隙，阻挡油液通过；径向孔设置在第三台阶部。
18.所述第一台阶部处设有断油槽，所述三台阶部处设有斜面二，所述径向孔在斜面二上均布。
19.本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是：
20.通过上述结构设置，保证各部分的油液可以流至壳体的回油孔处，避免油液的泄露。
21.改进设计全部在原结构的空间进行，避免了其它贵重件的变化，所以实施成本较低。
22.相关零件的安装尺寸没有大的变化，在处理原问题增压器时，可以直接更换，所以安装更换很方便。
23.挡油板设计成盆形件，设置在止推轴承摩擦副与轴封座之间，使得本结构简单紧凑。
24.轴封套采用台阶式密封环槽结构，既实现了密封环的分开放置，同时形成缝隙密封的效果，保证了压气机在高负压重载工况下有效密封工作。
附图说明
25.图1是本实用新型的剖视图；
26.图2是本实用新型挡油板的一种结构示意图；
27.图3是本实用新型挡油板的另一种结构示意图；
28.图4是本实用新型轴封座的结构示意图；
29.图5是本实用新型气封盖板的结构示意图；
30.图6是本实用新型轴封套的结构示意图；
31.其中：1为止推轴承，2为转轴，3为轴封座，4为断油槽，5为第一台阶部， 6为第二台阶部，7为分流缘，8为挡油板斜面，9为第三台阶部，10为滑油通道，11为集油腔，12为壳体，13为挡油板，14为气封盖板，15为外边回油槽， 16为斜面，17为里边回油槽，18为大密封环，19为小密封环，20为轴封套， 21为缝隙一，22为缝隙二，23为径向孔，24为斜面二，25为梯形油腔，26为叶轮轮背腔，27为油雾腔，28为过油孔，29为回油孔，30为大密封环座孔， 31为小密封环座孔。
具体实施方式
32.下面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。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。
33.如图1至6所示，一种压气机密封结构，包括壳体12、挡油板13和气封盖板14，壳体12内设有可转动的转轴2，转轴2上固定有轴封座3和轴封套20，轴封座3上连接有止推轴承1；挡油板13设置在止推轴承1与轴封座3之间，挡油板13与止推轴承1之间形成空腔。
34.气封盖板14的外缘与挡油板13相抵并被固定在壳体12上，气封盖板14 与挡油板13之间形成油雾腔27；挡油板13的外缘处设有过油孔28。
35.具体的：轴封座3及轴封套20被轴向力压紧在转轴2上，与转轴2一起旋转；轴封套20布置在气封盖板14的内孔处，与压气机叶轮轮背腔26体相邻接。
36.由转轴2、轴封座3、轴封套20构成部分转子结构，由气封盖板14构成部分静子结构，两者的相对零件表面形成微小的缝隙，即气封盖板14的内缘伸入到轴封座3与轴封套20之间，轴封座3与气封盖板14形成的缝隙一21，轴封套20与气封盖板14之间形成的缝隙二22；轴封座3上分布有若干个径向孔23。
37.当滑油(油液)从止推轴承1(摩擦副)流出，在轴封座3的旋转离心力带动下，大部分的滑油沿着通道进入空腔，并流到壳体12静子的回油孔29处。
38.在旋转离心力带动下，部分油通过梯形腔进入气封盖板14与挡油板13形成的油雾腔27，部分凝聚在气封盖板14表面后，在重力作用下，穿过挡油板 13的回油孔29，汇集到壳体12的回油孔29。
39.另部分滑油进入缝隙处，在径向孔23抽吸作用下，回到轴封座3处，形成滑油局部循环处。
40.进一步，挡油板13为圆环形盆状结构，空腔包括内腔和外腔，即挡油板13 与止推轴承1(平面)形成内外两部分空腔。在小直径处形成狭窄的滑油流出通道即内腔(滑油通道10)，在较大直径处形成滑油收集回流腔即外腔(集油腔 11)；挡油板13的过油孔28布置在增压器轴承壳体12的回油孔29处。
41.进一步，过油孔28为圆孔、方孔、椭圆孔或腰型孔；挡油板13的内缘处设有分流缘7。
42.进一步，在挡油板13的内缘处还设置有挡油板斜面8，其作用是减小内孔分油缘7的轴向厚度，尺寸保证为0.2～0.3mm，同时，斜面8使得滑油流通截面成为渐扩形状，流速减慢，压力增加，强化挡油效果。
43.进一步，气封盖板14上设有分流槽。
44.进一步，气封盖板14上从内到外设有两圈分流槽，靠内的为里边分流槽，靠外的为外边分流槽，外边分流槽的开口朝向油雾腔27，里边分流槽的开口朝向轴封座3。
45.部分滑油凝聚在气封盖板14表面后，流入外边分流槽，重力作用下，穿过挡油板13的过油孔28，汇集到壳体12的回油孔29处。
46.进一步，气封盖板14的内孔设置两处密封环座孔，分别是大密封环座孔30，小密封环座孔31。
47.进一步，在外边分流槽处设有斜面16，通过斜面16与挡油板13之间形成第二空腔；第二空腔为梯形空腔；在旋转离心力带动下，部分油通过梯形腔进入气封盖板14与挡油板13形成的油雾腔27。
48.进一步，轴封套为台阶式结构，其上设有与气封盖板14连接的密封环；密封环设有两个，两个密封环分别设置在轴封套的台阶上。具体的：两个密封环分别为大密封环18和小密封环19。
49.进一步，轴封座3也为台阶式，其上按直径从小到大依次设置有第一台阶部5、第二台阶部6和第三台阶部9；挡油板13的内缘(分流缘7)与第二台阶部6之间配合形成间隙0.3mm，阻挡油液通过；径向孔23设置在第三台阶部9。
50.第一台阶部5处设有断油槽4，三台阶部处设有斜面二24，径向孔23在斜面二24上均布。
51.本密封结构的整体原理为：当滑油从止推轴承1(摩擦副)流出，在轴封座 3的旋转离心力带动下，大部分的滑油沿着通道10进入挡油板13的集油腔11，并沿着集油腔11的壁面顺流到壳体静子12的回油孔29处。
52.仍有部分滑油流过断油槽4，穿过轴封座3的第二台阶处6与挡油板13的内孔分油缘7配合而成的缝隙，到达轴封座3的第三台阶部9，在旋转离心力带动下，部分油通过梯形腔25进入气封盖板14与挡油板13形成的油雾腔27，部分凝聚在气封盖板14表面后，流入外边分流槽15，重力作用下，穿过挡油板 13的过油孔28，汇集到壳体12的回油孔29。
53.另部分滑油进入缝隙一21处，在径向孔23抽吸作用下，回到轴封座3的台阶9，形成滑油局部循环处，使得滑油不能继续接近密封环19。
54.另部分滑油汇集到气封盖板14的里边分流槽17，并回到壳体12的回油孔29。液体滑油不会到达小密封环19及大密封环18，但有部分高温高压的油雾窜到此处，因为密封环19、18的阻挡，也不会渗透出到叶轮轮背处，达到密封效果。
55.上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种压气机密封结构，其特征在于：包括壳体(12)、挡油板(13)和气封盖板(14)，所述壳体(12)内设有可转动的转轴(2)，所述转轴(2)上固定有轴封座(3)和轴封套(20)，轴封座(3)上连接有止推轴承(1)；所述挡油板(13)设置在止推轴承(1)与轴封座(3)之间，挡油板(13)与止推轴承(1)之间形成空腔，油液从止推轴承(1)摩擦副流出并经过空腔流至壳体(12)的回油孔(29)处；气封盖板(14)的外缘与挡油板(13)相抵并被固定在壳体(12)上，气封盖板(14)与挡油板(13)之间形成油雾腔(27)；所述挡油板(13)的外缘处设有过油孔(28)，油液从挡油板(13)与轴封座(3)之间形成的缝隙流入油雾腔(27)内，并通过过油孔(28)流至壳体(12)的回油孔(29)处；气封盖板(14)的内缘伸入到轴封座(3)与轴封套(20)之间，轴封座(3)与气封盖板(14)形成的缝隙一(21)，轴封套(20)与气封盖板(14)之间形成的缝隙二(22)；所述轴封座(3)上分布有若干个径向孔(23)。2.根据权利要求1所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述挡油板(13)为圆环形盆状结构，所述空腔包括内腔和外腔，内腔与外腔之间连通，挡油板(13)的下端与止推轴承(1)之间形成内腔，挡油板(13)的中部与止推轴承(1)之间形成外腔。3.根据权利要求1或2所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述过油孔(28)为圆孔、方孔、椭圆孔或腰型孔；所述挡油板(13)的内缘处设有分流缘(7)。4.根据权利要求1所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述气封盖板(14)上设有分流槽。5.根据权利要求4所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述气封盖板(14)上从内到外设有两圈分流槽，靠内的为里边分流槽，靠外的为外边分流槽，外边分流槽的开口朝向油雾腔(27)，里边分流槽的开口朝向轴封座(3)。6.根据权利要求5所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述外边分流槽处设有斜面(16)，通过斜面(16)与挡油板(13)之间形成第二空腔。7.根据权利要求6所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述第二空腔为梯形空腔。8.根据权利要求1所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述轴封套为台阶式结构，其上设有与气封盖板(14)连接的密封环；所述密封环设有两个，两个密封环分别设置在轴封套的台阶上。9.根据权利要求1所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述轴封座(3)为台阶式，其上按直径从小到大依次设置有第一台阶部(5)、第二台阶部(6)和第三台阶部(9)；挡油板(13)的内缘与第二台阶部(6)之间配合形成间隙，阻挡油液通过；径向孔(23)设置在第三台阶部(9)。10.根据权利要求9所述的一种压气机密封结构，其特征在于：所述第一台阶部(5)处设有断油槽(4)，所述三台阶部处设有斜面二(24)，所述径向孔(23)在斜面二(24)上均布。

技术总结
本实用新型属于涡轮压气机技术领域，具体涉及一种压气机密封结构，包括壳体、挡油板和气封盖板，所述壳体内设有可转动的转轴，所述转轴上固定有轴封座和轴封套，轴封座上连接有止推轴承；所述挡油板设置在止推轴承与轴封座之间，挡油板与止推轴承之间形成空腔；气封盖板的外缘与挡油板相抵并被固定在壳体上，气封盖板与挡油板之间形成油雾腔；所述挡油板的外缘处设有过油孔；气封盖板的内缘伸入到轴封座与轴封套之间，轴封座与气封盖板形成的缝隙一，轴封套与气封盖板之间形成的缝隙二；所述轴封座上分布有若干个径向孔。通过上述结构设置，保证各部分的油液可以流至壳体的回油孔处，避免油液的泄露。避免油液的泄露。避免油液的泄露。


技术研发人员：刘毅 刘文奇 刘鹏飞 李恒 刘文军 谢飞 段雪雪 李锋
受保护的技术使用者：大同北方天力增压技术有限公司
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2023/1/6