一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种离心压缩机的密封结构，属于压缩机技术领域。


背景技术：

2.由于市场需求变化，用户对高转速、高压比的离心压缩机需求也越来越多。而此类压缩机由于转速较高，受到叶轮出口速度的限制，往往轴径较小，质量流量也较小，进而对压缩机的泄漏量要求也越来越严格。同时，由于叶轮进出口两侧的压差较大，叶轮承受的轴向力也较大，给推力轴承带来了较大的额外载荷。
3.现有技术中常常在叶轮轮背与隔板间的气封通道中沿转子的轴向设置若干个密封齿结构，形成轴端密封，通常齿数越多密封效果越好，但也会受到转子的主轴轴向长度的限制，对叶轮的轴向力控制效果有限，并且现有的密封齿结构要么为了增强密封效果，与叶轮、隔板和主轴之间紧密贴合，产生了不必要的摩擦损耗，要么采用等长度的直尺结构，结构不够柔，在气压的冲击下使用寿命不长，且密封效果不好。
4.因此，亟需提出一种新型的离心压缩机密封结构，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型研发目的是为了解决现有的密封齿结构只是单纯通过增加齿数来增强密封，实际使用密封效果并不好的问题，在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。
6.本实用新型的技术方案：
7.一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，包括设置在叶轮轮背的密封凸起优选的和设置在隔板轴向面的竖直密封齿；还包括布置在隔板径向面的长密封齿和短密封齿，长密封齿布置在密封凸起上侧，短密封齿布置在密封凸起下侧，竖直密封齿径向布置在隔板与主轴之间。
8.优选的：所述密封凸起、长密封齿和短密封齿的数量分别为至少两个。
9.优选的：所述长密封齿为锥形结构或流线型结构，短密封齿为矩形结构。
10.优选的：所述竖直密封齿横截面为矩形、三角形、等腰梯形或直角梯形。
11.优选的：还包括设置在主轴侧壁上的主轴密封齿，主轴密封齿与竖直密封齿交错布置，主轴密封齿为半圆形结构或三角形结构。
12.本实用新型为了解决在气压的冲击下，加强密封效果的同时不会产生摩擦损耗，导致部件使用寿命不长的问题，提出本实用新型的技术方案为：
13.一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，包括设置在叶轮轮背的密封凸起优选的和设置在隔板轴向面的竖直密封齿；还包括布置在隔板径向面的长密封齿和短密封齿，长密封齿布置在密封凸起上侧，短密封齿布置在密封凸起下侧，竖直密封齿径向布置在隔板
与主轴之间。
14.优选的：所述长密封齿长度大于短密封齿长度。
15.优选的：所述长密封齿与叶轮轮背的最小轴向间距da1为0.3～0.5mm。
16.优选的：所述长密封齿下端面与密封凸起上端面的最小径向间距da2为0.3～0.5mm。
17.优选的：所述密封凸起下端面与短密封齿上端面的最小径向间距da3为0.3～0.5mm。
18.优选的所述竖直密封齿与主轴侧壁之间的径向间隙dr为0.3～0.5mm。
19.本实用新型具有以下有益效果：
20.1.本实用新型的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，叶轮轮背与隔板间的气封通道中沿径向也设置了若干个高低齿组合密封结构，可以很好的减少叶轮出口高压气体的泄漏量，同时叶轮出口压力沿径向逐级降低，也有助于叶轮轴向力的减小；
21.2.本实用新型的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，与叶轮、隔板和主轴之间保持良好密封性的同时，具有一定间隙，避免了不必要的摩擦损耗，提高使用寿命；
22.3.本实用新型的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，结构简单、设计巧妙、易于加工、成本低廉，适于推广使用。
附图说明
23.图1是一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构的结构示意图；
24.图2是本实用新型第一气封通道和第二气封通道的结构示意图；
25.图3是一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构的局部放大示意图；
26.图4是本实用新型竖直密封齿的结构示意图；
27.图5是本实用新型的主轴密封齿为半圆形结构时的结构示意图；
28.图6是本实用新型的主轴密封齿为三角形结构时的结构示意图；
29.图中0
‑1‑
第一气封通道，0
‑2‑
第二气封通道，1
‑
叶轮，2
‑
隔板，3
‑
主轴，11
‑
密封凸起，21
‑
竖直密封齿，22
‑
长密封齿，23
‑
短密封齿，31
‑
主轴密封齿。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
31.本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
32.具体实施方式一：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶
轮轮背腔体密封结构，包括设置在叶轮1轮背的密封凸起11和设置在隔板2轴向面的竖直密封齿21；还包括布置在隔板2径向面的长密封齿22和短密封齿23，长密封齿22布置在密封凸起11上侧，短密封齿23布置在密封凸起11下侧，叶轮1轮背与隔板2轴向面配合形成第一气封通道0
‑
1，隔板2径向面与主轴3侧壁配合形成第二气封通道0
‑
2，密封凸起11、长密封齿22和短密封齿23布置在第一气封通道0
‑
1内，竖直密封齿21布置在第二气封通道0
‑
2内，高压气体依次经过第一气封通道0
‑
1和第二气封通道0
‑
2，可以很好的减少叶轮1出口高压气体的泄漏量，同时叶轮1出口压力沿径向逐级降低，也有助于叶轮1轴向力的减小，并且长密封齿22和短密封齿23交错布置，在起到密封效果的同时，柔化了气流压力，增强密封效果，延长使用寿命。
33.具体实施方式二：结合图1
‑
图6说明本实施方式，基于具体实施方式一，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，所述密封凸起11、长密封齿22和短密封齿23的数量分别为至少两个，如此数量的设置下，才可满足如图所示1的交错布置，已达到柔滑气流和密封的效果。
34.具体实施方式三：结合图1
‑
图6说明本实施方式，基于具体实施方式一，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，所述长密封齿22为锥形结构或流线型结构，短密封齿23为矩形结构。
35.具体实施方式四：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，所述竖直密封齿21横截面为矩形、三角形、等腰梯形或直角梯形。
36.具体实施方式五：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，所述长密封齿22长度大于短密封齿23长度。
37.具体实施方式六：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，如图3所示，所述长密封齿22与叶轮1轮背的最小轴向间距da1为0.3～0.5mm，如此设置，在不产生摩擦损耗的前提下，优化了密封效果。
38.具体实施方式七：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，如图3所示，所述长密封齿22下端面与密封凸起11上端面的最小径向间距da2为0.3～0.5mm，如此设置，在不产生摩擦损耗的前提下，优化了密封效果。
39.具体实施方式八：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，如图3所示，所述密封凸起11下端面与短密封齿23上端面的最小径向间距da3为0.3～0.5mm，如此设置，在不产生摩擦损耗的前提下，优化了密封效果。
40.具体实施方式九：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，如图4所示，所述竖直密封齿21与主轴3侧壁之间的径向间隙dr为0.3～0.5mm，如此设置，在不产生摩擦损耗的前提下，优化了密封效果。
41.具体实施方式十：结合图1
‑
图6说明本实施方式，本实施方式的一种离心压缩机叶轮轮背腔体密封结构，还包括设置在主轴3侧壁上的主轴密封齿31，主轴密封齿31与竖直密封齿21交错布置，主轴密封齿31为半圆形结构或三角形结构，当主轴密封齿31为半圆形结构时，如图5所示，当主轴密封齿31为三角形结构时，如图6所示。
42.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
43.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
45.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
46.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
47.需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。