专利名称：工业用迷宫压缩机迷宫密封结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业用压缩机的结构，特别是一种工业用迷宫压缩机迷宫密封结构。
二 背景技术活塞压缩机是广泛应用于各行业的通用机械。为了有效压缩介质气体，传统的活塞式压缩机靠活塞上的活塞环与气缸以及活塞杆与填料中的密封环之间有接触的往复运动来工作的。相互接触的相对运动产生了摩擦和材料磨损。为减少摩擦和磨损，在接触面上注入润滑油，而油的注入使压缩介质被污染，并要消耗大量润滑油，而且油的分离及排液也给环境造成了污染。目前，虽广泛应用一种具有自润滑性的材料制造活塞环及密封环，取消了润滑油，但有接触的摩擦运动导致的磨损依然存在。活塞环及密封环是易损件，必须定期更换，这增加了压缩机的维修工作量和运行成本，同时磨损下来的微小颗粒依然存在于气体中，污染了压缩介质，这对一些有高纯度要求的气体是不允许的。
存在问题1、气缸内润滑油的污染压缩介质，要消耗大量润滑油，而且油的分离及排液也给环境造成了污染；2、活塞环的有接触的摩擦运动导致磨损，磨损下来的微小颗粒依然存在于气体中，污染压缩介质；3、活塞环是易损件，必须定期更换，增加了压缩机的维修工作量和运行成本。
三 发明内容本发明目的在于提供一种利用迷宫密封原理进行间隙密封，泄漏量少，磨损小，可用来压缩含微小固体颗粒气体的工业用迷宫压缩机迷宫密封结构。
实现本发明目的的技术解决方案是一种工业用迷宫压缩机迷宫密封结构，它包括气缸体，在气缸体中设置气缸腔和活塞外套，气缸腔两侧为气缸壁，其特征在于在气缸壁上设置迷宫槽容积室，在活塞外套上设置节流点及容积室，活塞外套与气缸壁之间分离并形成微小间隙。
本发明的原理是本发明的迷宫槽结构能够使迷宫压缩机利用迷宫密封原理进行间隙密封，通过节流与膨胀多次重复，使高压侧泄漏的气体压力逐步降至低压侧，并以涡流运动贮存于各迷宫槽内，停止向低压侧泄漏，因而起到了可靠的密封作用。在迷宫压缩机气缸壁中加工三角螺旋槽，而在活塞外套上也加工规格不同三角螺旋槽，在一定的小间隙下，极少部分气体通过各个迷宫节流点，也就是每个迷宫齿顶与相对运动件之间形成的小间隙，从高压侧流向低压侧，在通过每个节流点时，节流点对气体起到一个喷射器喷嘴的作用，气体在此将压力能转化为动能，而当气体进入齿槽中后，由于容积室的突然扩大，气体速度急速下降，近乎为零，其一部分动能转化为热能，另一部分转化为涡流能，经过连续均布(轴向)的节流点和齿槽漩涡室的重复作用，泄漏气体的压力从高压侧压力降到低压侧压力，活塞外套上下最后一个容积室比活塞外套上其他均匀的容积室都大，这种结构能够使本来就已经经过多次节流的极少的泄漏气体在较大容积室内形成涡流，使气体下降的速度更大，从而能够使泄漏量达到最小，保证气密性要求。
本发明与现有技术相比，其显著移优点是1)、高可靠性运动付之间的不接触，存在着微小的间隙，故不会引起磨损，从而大大延长了密封元件的使用寿命，甚至可以达到无期限使用。这样，用户在维修压缩机所需备件数量少；2)、经济性好用户，特别是大型石化企业，最重要的是要减少非计划停工期，减少维修工作量，用户在维修压缩机所需备件数量少，防止气体泄露影响环境等，这些都会影响企业的经济效益。迷宫活塞压缩机与其它型式的往复活塞压缩机相比还可消除由于磨损产生的颗粒对压缩介质的污染，排出气体无油无尘，因此不必进行气体的分离及过滤等程序，也不要润滑油，体现了极好的运行经济性；3)、安全性好迷宫活塞压缩机的迷宫密封结构可很好地用于压缩氧气或易燃易爆有毒气体而没有泄露，压缩时没有摩擦热产生。与气体流动相关的部件都用金属材料制成，活塞与汽缸温度可在-160℃-270℃或更高、排气压力超过30MPa等超高温或超低温工况下安全运行；4)、可在气体中含微小固体颗粒的场合使用。非接触式的迷宫密封可避免一般接触式密封因气体中含有微小颗粒而带来的活塞环与密封填料的加速磨损或粘滞。因而迷宫活塞压缩机可广泛适用于类似聚合产品和气体中含有聚烯烃粉末的气体压缩，密封性能不会因此而下降，工作可靠。特别在大型聚乙烯和聚丙烯成套装置中，迷宫活塞压缩机是必须的关键配套设备。
四
图1是本发明的工业用迷宫压缩机迷宫密封结构的大型三列二级压缩迷宫压缩机气缸。
图2是本发明工业用迷宫压缩机迷宫密封结构迷宫密封结构示意图。
五具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1、图2，本发明包括气缸体，在气缸体中设置气缸腔和活塞外套2，气缸腔11两侧为气缸壁1，在气缸壁1上设置迷宫槽容积室，在活塞外套2上设置节流点3，容积室4，活塞外套2与气缸壁1之间分离并形成微小间隙7，大型三列二级压缩迷宫压缩机由两个一级气缸腔11和一个二级气缸腔9，当一级活塞向下运动时，一级气缸容积变大，一级进气阀打开，被压缩气体进入气缸内，当活塞向上运动时，活塞做工，气缸容积变小，气缸内气体压力增大，这时有极少部分气体流向活塞与气缸壁之间的小间隙7，在气缸壁1和活塞外套2上都加工有迷宫槽，其气缸壁上迷宫槽大约深0.4mm螺距1.2mm的等边三角螺旋槽适中，而在活塞外套2上加工深0.95mm螺距1.5mm等边三角螺旋槽，从而形成示意图2所示结构，能使其气体泄漏率最小，气体通过各个迷宫节流点3，也就是每个迷宫齿顶与相对运动件之间形成的小间隙，从高压侧流向低压侧，在通过每个流点时，节流点对气体起到一个喷射器喷嘴的作用，气体在此将压力能转化为动能，而当气体进入齿槽中后，由于容积室4的突然扩大，气体速度急速下降，近乎为零，其一部分动能转化为热能，另一部分转化为涡流能，经过连续均布(轴向)的节流点和齿槽漩涡室的重复作用，泄漏气体的压力从高压侧压力降到低压侧压力，活塞外套2上下最后一个容积室5比活塞外套上其他均匀的容积室4都大，其沟槽形状如示意图2中5所示，这种结构能够使本来就已经经过多次节流的极少的泄漏气体在较大容积室5内形成涡流，使气体下降的速度更大，从而能够使泄漏量达到最小，保证气密性要求，在气缸内容积小到一定程度时，气体压力达到一级排气要求时，一级排气阀打开，气体排出，进入二级气缸，在二级气缸中有着与两个一级气缸一样的迷宫密封结构，气体在二级气缸再一次被压缩，达到压力要求后从二级排气阀排除，进入下一步流程。
权利要求
1.一种工业用迷宫压缩机迷宫密封结构，它包括气缸体[10]，在气缸体中设置气缸腔[11]，气缸腔中设置活塞外套[2]，气缸腔[11]两侧为气缸壁[1]，其特征在于气缸壁[1]上设置迷宫槽容积室[6]，活塞外套[2]上设置节流点[3]及容积室[4]，活塞外套[2]与气缸壁[1]之间分离并形成微小间隙[7]。
2.根据权利要求1所述的工业用迷宫压缩机迷宫密封结构，其特征在于活塞外套[2]上设置比其他均匀的容积室[4]容积大的容积室[5]。
3.根据权利要求1或2所述的工业用迷宫压缩机迷宫密封结构，其特征在于活塞外套[2]上下都设置一个大的容积室[5]，其倾角α为135°-140°。
4.根据权利要求1或2或3所述的工业用迷宫压缩机迷宫密封结构，其特征在于容积室[4]和容积室[6]都设置为等边三角螺旋槽。
全文摘要
本发明涉及一种工业用迷宫压缩机迷宫密封结构。它包括气缸体，在气缸体中设置气缸腔和活塞外套，气缸腔两侧为气缸壁，在气缸壁上设置迷宫槽容积室，在活塞外套上设置节流点及容积室，活塞外套与气缸壁之间分离并形成微小间隙。本发明的迷宫槽结构能够使迷宫压缩机利用迷宫密封原理进行间隙密封，通过节流与膨胀多次重复，使高压侧泄漏的气体压力逐步降至低压侧，并以涡流运动贮存于各迷宫槽内，停止向低压侧泄漏，因而起到了可靠的密封作用。本发明可靠性高、经济性好及安全性好，可在气体中含微小固体颗粒的场合使用。
文档编号F04B53/02GK1854515SQ200510038960
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者朱建明, 戴晓洲, 钱林方, 吴文莉, 赵彦滨 申请人:无锡压缩机股份有限公司, 南京理工大学