一种带有干气密封的单级悬臂离心压缩机的制作方法

1.本实用新型属于离心压缩机结构技术领域，具体涉及到一种带有干气密封的单级悬臂离心压缩机。


背景技术：

2.循环气压缩机是化工装置中反应系统的关键设备，尤其对于聚丙烯装置，循环气压缩机更是装置中的核心设备。目前，国内聚丙烯装置采用的专利技术主要有三种，分别为basell，dow化学和abb，三种工艺技术不同，反应方式也各不相同，因而对循环气压缩机的设计也不尽相同。
3.在dow化学工艺专利的聚丙烯装置中，循环气压缩机主要是为反应器提供循环动力，其输送的介质是循环气，主要是由氮气、氢气、甲烷、乙烷、丙烯、丙烷组成，并含有微量聚丙烯粉末，这些气体是生产聚丙烯的原料。循环气经管道进入反应器，在催化剂作用下，气体在反应器内发生聚合反应，生产出的粉末状聚丙烯通过排料口排出，没有完全反应的气体被循环气压缩机抽走；在压缩机入口管道上，还会补充一部分新鲜丙烯等原料气，连同从反应器抽出的气体一起进入压缩机进行压缩，被压缩的气体重新进入反应器进行聚合反应，如此不断地给反应器输送生产聚丙烯的原料气体，同时带走反应产生的大量热量。在循环气压缩机的推动下，丙烯等原料气在催化剂作用及合适的温度压力条件下连续不断的生成聚丙烯粉末，完成了将丙烯气体生产成聚丙烯粉末的反应过程。
4.装置中循环气压缩机为单级悬臂离心压缩机，在正常状态下，循环气压缩机由电机驱动。反应器内的反应气体通过循环气压缩机增压后再经冷却返回至反应器中与新加入反应器的物料继续反应。循环气的流量通过压缩机出口管道上的节流装置控制，使循环气保持最佳的流速进入反应器参与反应。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种带有干气密封的单级悬臂离心压缩机，以解决现有技术中的问题。
6.本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种带有干气密封的单级悬臂离心压缩机，包括相互配合的定子组和转子组，其特征在于：所述定子组包括相互配合的外蜗壳和内蜗壳，在外蜗壳的两端分别设置有前端板和后端板，在外蜗壳的后端设置有相互配合的轴承下箱体和轴承上箱盖，在轴承下箱体内设置有与转子组相配合的支撑轴承和推力轴承；
7.所述转子组包括主轴，设置在主轴端部的叶轮，以及用于锁定叶轮的轴头锁母；
8.在主轴与后端板配合位置设置有两组密封，在两组密封中部，设置有干气密封，所述干气密封包括可轴向浮动的静环和固定在轴套上的动环。
9.进一步的：在前端板上设置有进口导叶器。
10.进一步的：在内蜗壳后端设置有形环，形环与叶轮相配合。
11.进一步的：轴承箱体、轴承、转子组和后端板组成的部件通过后端板上的螺栓孔以
及止口与外蜗壳固定连接；形环通过螺栓与内蜗壳固定连接。
12.进一步的：所述主轴通过支撑轴承安装在轴承下箱体内，推力轴承与主轴上的推力盘相配合，轴承上箱盖与轴承下箱体通过中分面螺栓固定连接。
13.进一步的：干气密封的静环背后设置有对其施加贴合作用力的弹簧。
14.进一步的：干气密封的动环表面加工有流体动压槽，其深度为8～15μm。
15.本实用新型的优点是：该单级悬臂压缩机，由于工艺流程要求进、出口压比较小，采用单个叶轮即可满足压比要求；单级悬臂比双支撑结构型式结构简单、紧凑，机组占地面积小，并且只需要一端带有干气密封，而双支撑结构的需要两端都带有干气密封，从而经济成本相对低；另外单级悬臂压缩机进、排气方式可以是侧进上出或者侧进侧出，满足用户现场不同的布管要求。并且可以在轴向进气端安装有进口导叶装置，以改变气体进入叶轮的流动角度，提高压缩机效率。
16.本实用新型离心压缩机组结构紧凑，轴端带有干气密封，工艺介质可以采用易燃易爆气体；叶轮采用半开式三元叶轮，叶轮允许周速要比闭式叶轮高，压比和效率都得到提高；并且带有进口导叶装置，可以改变气体进入叶轮的流动角度，提高压缩机工作效率。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构图；
18.图2为定子组部结构图；
19.图3为转子组部结构图；
20.图4为密封组和干气密封的结构图。
21.图中序号说明：1为定子组，2为转子组，3为轴承上箱盖，4为轴承下箱体，5为支撑轴承，6为推力轴承，7为进口导叶器，8为干气密封，9为外蜗壳，10为内蜗壳，11为前端板，12为后端板，13为形环，14为密封，15为叶轮，16为主轴，17为轴头锁母，18为静环；19为动环。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
23.如图1-4所示，本实用新型一种带有干气密封的单级悬臂离心压缩机，包括相互配合的定子组1和转子组2，其中，所述定子组包括相互配合的外蜗壳9和内蜗壳10，在外蜗壳的两端分别设置有前端板11和后端板12，在外蜗壳的后端设置有相互配合的轴承下箱体4和轴承上箱盖3，在轴承下箱体内设置有与转子组相配合的支撑轴承5和推力轴承6；
24.所述转子组包括主轴16，设置在主轴端部的叶轮15，以及用于锁定叶轮的轴头锁母17；
25.在主轴与后端板配合位置设置有两组密封14，该密封可以是密封圈或轴封等，在两组密封中部，设置有干气密封8，所述干气密封包括可轴向浮动的静环18和固定在轴套上的动环19。
26.优选的：在前端板上设置有进口导叶器7，进口导叶器安装到前端板上，前端板用螺栓固定在外蜗壳上，形成叶轮的进气和排气流道。
27.优选的：在内蜗壳后端设置有形环13，形环与叶轮相配合。
28.优选的：轴承箱体、轴承、转子组和后端板组成的部件通过后端板上的螺栓孔以及
止口与外蜗壳固定连接；形环通过螺栓与内蜗壳固定连接。
29.优选的：所述主轴通过支撑轴承安装在轴承下箱体内，推力轴承与主轴上的推力盘相配合，轴承上箱盖与轴承下箱体通过中分面螺栓固定连接。
30.优选的：干气密封的静环背后设置有对其施加贴合作用力的弹簧。
31.优选的：干气密封的动环表面加工有流体动压槽，其深度为8～15μm。
32.本方案中，增加了干气密封，其作用是防止压缩机内部的有毒、易燃、易爆气体通过轴端泄漏出来。干气密封的静环背后设置有对其施加贴合作用力的弹簧，动环是随压缩机转子旋转的，其表面加工有一定数量的流体动压槽，深度在8～15μm。它的工作原理是流体静压力和流体动压力的平衡。随着主轴的旋转，动环产生的粘性剪切力带动气体进入流体动压槽内，进入流体动压槽内，由外径朝中心运动，密封坝提供流动阻力，节制气体流向低压侧，于是气体被压缩压力升高，密封面分开，形成一定厚度的气膜（一般为3微米）。当流体的静压力和弹簧负载的闭合力等于气膜内产生的开启力时，就形成了径向面之间的稳定间隙，由此密封实现非接触运转。密封面间形成的气膜具有一定的正刚度，保证了干气密封运转的稳定性，同时还可对摩擦副起到润滑作用。在后端板上设置有干气密封所用的供气口和排气口，通过干气密封控制盘给干气密封提供密封气。
33.以下通过具体的实施例对本实用新型所述的方案作进一步的说明。
34.实施例1
35.用于聚丙烯项目的循环气压缩机。
36.如图1-4所示，分别加工好轴承上箱盖3和轴承下箱体4；支撑轴承5；推力轴承6；叶轮15；定子组1中的各零件；进口导叶器7等部件。先用astm a705时效硬化不锈钢加工出一个直径为800mm的后弯、半开式三元叶轮。用40nicrmo7合金钢锻件车削制主轴16，然后把主轴16通过支撑轴承5安装到轴承下箱体4中。采用zg230-450铸件铸造并加工成轴承上箱盖3、轴承下箱体4、外蜗壳9以及内蜗壳10；轴承上箱盖3与轴承下箱体4在用螺栓固定为一体。用16mn锻件通过车削、钻孔等工序加工成前端板11和后端板12；后端板12通过螺栓与轴承箱体的一侧连接。然后干气密封8在安装于后端板12与主轴16形成的空腔内，其动环的流体动压槽深度为8微米；在采用2a14锻造铝合金制成密封14，通过螺栓连接到后端板12上。然后把叶轮15安装到主轴16一端，并通过轴头锁母17锁紧。然后把上面安装好的部件通过后端板12上的螺栓以及止口与外蜗壳9固定。形环13通过螺栓与内蜗壳10安装到一起，然后在把内蜗壳10通过止口配合安装到外蜗壳9内；用螺栓把前端板11安装固定在外蜗壳9上。采用zg12cr13铸造并加工出进口导叶7，然后把进口导叶器7安装到前端板11上。于是本实用新型带有干气密封的单级悬臂离心压缩机便制造、安装成功。
37.实施例2
38.用于环氧乙烷装置循环气的压缩机。
39.如图1-4所示，分别加工好轴承上箱盖3和轴承下箱体4；支撑轴承5；推力轴承6；叶轮15；定子组1中的各零件；进口导叶器7等部件。先用astm a705时效硬化不锈钢加工出一个直径为820mm的后弯、半开式三元叶轮。用40nicrmo7合金钢锻件车削制主轴16，然后把主轴16通过支撑轴承5安装到轴承下箱体4中。采用zg230-450铸件铸造并加工成轴承上箱盖3、轴承下箱体4，采用zg09mnnid铸件铸造并加工成外蜗壳9以及内蜗壳10；轴承上箱盖3与轴承下箱体4在用螺栓固定为一体。用09mnnid锻件通过车削、钻孔等工序加工成前端板11
和后端板12；后端板12通过螺栓与轴承箱体的一侧连接。干气密封8动环表面的流体动压槽深度为15微米，动环安装于后端板12与主轴16形成的空腔内；在采用2a14锻造铝合金制成密封14，通过螺栓连接到后端板12上。然后把叶轮15安装到主轴16一端，并通过轴头锁母17锁紧。然后把上面安装好的部件通过后端板
40.12上的螺栓以及止口与外蜗壳9固定。形环13通过螺栓与内蜗壳10安装到一起，然后在把内蜗壳10通过止口配合安装到外蜗壳9内；用螺栓把前端板11安装固定在外蜗壳9上。采用zg12cr13
[0041] 铸造并加工出进口导叶7，然后把进口导叶器7安装到前端板11上。于是本实用新型带有带有干气密封的单级悬臂离心压缩机便制造、安装成功。
[0042]
实施例3
[0043]
用于聚丙烯装置循环气的压缩机。
[0044]
如图1-4所示，分别加工好轴承上箱盖3和轴承下箱体4；支撑轴承5；推力轴承6；叶轮15；定子组1中的各零件；进口导叶器7等部件。先用astm a705时效硬化不锈钢加工出一个直径为750mm的后弯、半开式三元叶轮。用40nicrmo7合金钢锻件车削制主轴16，然后把主轴16通过支撑轴承5安装到轴承下箱体4中。采用zg230-450铸件铸造并加工成轴承上箱盖3、轴承下箱体4、外蜗壳9以及内蜗壳10；轴承上箱盖3与轴承下箱体4在用螺栓固定为一体。用16mn锻件通过车削、钻孔等工序加工成前端板11和后端板12；后端板12通过螺栓与轴承箱体的一侧连接。然后干气密封8动环表面的流体动压槽深度为10微米，它安装于后端板12与主轴16形成的空腔内；再用2a14锻造铝合金制成密封14，通过螺栓连接到后端板12上。然后把叶轮15安装到主轴16一端，并通过轴头锁母17锁紧。然后把上面安装好的部件通过后端板12上的螺栓以及止口与外蜗壳9固定。形环13通过螺栓与内蜗壳10安装到一起，然后在把内蜗壳10通过止口配合安装到外蜗壳9内；用螺栓把前端板11安装固定在外蜗壳9上。采用zg12cr13铸造并加工出进口导叶7，然后把进口导叶器7安装到前端板11上。于是本实用新型带有带有干气密封的单级悬臂离心压缩机便制造、安装成功。
[0045]
以上所述的仅为本实用新型的优选实例而已，本实用新型不仅限于这几个实施例。就本实用新型而言，还可以有其它的实例。对于本领域的技术人员来说，凡是在本实用新型的精神和原则之内，所做出的任何修改、等同替换、改进等等，均应包含在本实用新型的权利要求保护保护范围之内。