一种新型碳环密封结构及高速离心鼓风机的制作方法

该实用新型涉及一种新型碳环密封结构及高速离心鼓风机，属于高速离心鼓风机碳环密封技术领域。

背景技术：

由于离心式鼓风机的转子和壳体一个高速旋转而另一个固定不动，两者之间必然有一定的间隙，因此就一定会有气体在压缩机内由高压部位向低压部位泄漏，同时在轴端还向压缩机外部泄漏。压缩机密封系统的作用就是减少或防止气体的这些泄漏，保证压缩机优质高效运转，降低物料、能源的消耗,防止环境污染和保证人身及设备安全。

现有的输送特殊气体的高速离心风机用碳环密封普遍存在以下问题：启动时因碳环与风机轴有接触，造成碳环、风机轴的磨损，间隙超差，会有危险气体泄漏，严重时必须更换碳环，修复轴磨损，这给风机后续检查和维护带来极大的不便；此外还存在耐腐蚀性差、生产成本高等问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种新型碳环密封结构及高速离心鼓风机，首要解决的技术问题是耐磨损、耐腐蚀性，次要技术问题是成本高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

本实用新型是一种高速离心鼓风机新型碳环密封结构，主要是用于风机壳体与转子连接处。

碳环密封与风机主轴之间加一轴套，该轴套材料采用具有万能的抗腐蚀性材料——哈氏合金hastelly-C，其对硝酸、硫酸气体等均具有很好的耐蚀性能，此外还具耐点蚀、耐磨损等良好的机械性能。

风机壳体中的风机轴上安装一个套筒，并使用螺钉紧固在壳体上，在套筒内为阶梯孔，并装有若干刚性的环状体，并在外侧使用端盖。

在套筒与壳体之间、套筒与环状体之间都使用密封圈密封。

在环状体之间形成若干环状凹槽，用于安装碳环。

碳环在外径圆上开槽用来放置弹簧，用弹簧进行定位，并减小泄漏量。

轴套套在风机轴上，用阶梯轴进行轴向定位，用销钉进行周向定位，并通过圆螺母固定。

在轴套和叶轮之间用O型圈密封，这样就使输送的特殊气体与风机轴之间不会有接触，避免了对风机轴的腐蚀。

该类型的高速离心风机转速一般在25000r/min左右，所以采用内置销钉固定轴套与高速轴，这样更安全可靠。

具体内容如下：

一种新型碳环密封结构，其特征在于，包括

风机轴，工作时处于转动状态，且在风机轴上固定有叶轮；

环状凹槽，所述环状凹槽是通过多个环状体组合而成的；

浮环，浮环为安装在环状凹槽中的碳环，所述浮环与轴套浮动配合，且在浮环内面开有环形小槽，气体经过小槽时在此形成气体涡流隔断介质气体；

以及轴套，所述轴套套在风机轴上，所述轴套一端与风机轴之间还用一个销钉进行定位，另一端抵靠在叶轮端面上并与叶轮之间用O型圈密封。

所述轴套为哈氏合金hastelly-C材料的合金套筒。

高速离心鼓风机，所述的新型碳环密封结构位于风机壳体与风机轴的转动配合处。

所述高速离心风机转速在25000r/min。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是一种能够用于风机壳体与转子连接处的新型碳环密封结构，用于高速离心风机，输送有毒、有害气体，解决以往设计时高线速度(常用线速度一般在100m/s以上)对碳环密封与风机主轴配合存在的一些问题。既满足了风机设计的技术要求，又给风机维护、维修带来了极大的方便，只需轴套采用哈氏合金hastelly-C，避免了风机整个轴采用特殊材料带来的高昂成本，具有很高的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型剖视结构示意图。

图2为图1中A处局部放大图。

图中：1-风机轴，2-销钉，3-端盖，4-碳环，5-弹簧，6-套筒，7-轴套，8-O型圈，9-圆螺母,10-环状体。

具体实施方式

本实用新型是一种能够用于风机壳体与风机轴(转子)连接处的新型碳环密封结构，用于高速离心风机，输送有毒、有害气体，具有较好的耐腐蚀性能，且成本低、安全可靠。

如图1和图2所示，碳环密封是靠密封气体在碳环4与轴套7之间形成气膜，产生节流降压，阻止高压侧气体流向低压侧。

在现有技术中,启动时因碳环4与风机轴1有接触，造成碳环4、风机轴1的磨损，间隙超差，会有危险气体泄漏，因此本实用新型选择在碳环4与风机主轴1之间加一轴套7，该轴套7材料采用具有万能的抗腐蚀性材料——哈氏合金hastelly-C。

这种材料对硝酸、硫酸气体等均具有很好的耐蚀性能，此外还具耐点蚀、耐磨损等良好的机械性能。

具体结构如下：

风机壳体中的风机轴1穿过部位安装一个套筒6，套筒6自叶轮一端穿入，并使用螺钉紧固在壳体上，在套筒内为阶梯孔，使用若干刚性的环状体10从左向右依次装入套筒6内，并在外侧使用端盖3压紧，形成图1中所示的结构。

这样的装配方式是为了在修换零件的时候便于拆装。

在套筒6与壳体之间使用密封圈密封。

在环状体10与套筒6内的阶梯孔之间也使用密封圈密封，在多处连接处使用密封圈密封是为了保证其密封的良好性。

在上述的环状体10之间形成若干环状凹槽，用于安装碳环4。

在碳环4与风机主轴1之间加一轴套7。

在风机轴1未启动时，由于重力作用碳环4会与轴套7接触，而在轴套7下方形成间隙气膜。当风机轴1启动时，气膜的压力会使碳环4浮起，使之趋向于与轴同心。空间间隙小，流体动压力就小，自动趋向轴心的能力就较差，因而采用弹簧5进行定位。

弹簧5既不会影响气膜的形成，又减小了碳环在静态下的偏心度，同时也减少了泄漏量。

碳环4在外径圆上开槽以便于其与弹簧5进行装配。

轴套7套在风机轴1上，风机轴1上有一阶梯轴用来轴向定位，在轴套7与风机轴1之间还用一个销钉2进行周向定位，并通过圆螺母9固定。

在轴套7的右端部直接接触配合，且与叶轮之间用O型圈8密封，这样可以使输送的特殊气体与风机轴1之间不会有接触，避免了对风机轴1的腐蚀。

正常工作情况下，碳环4与轴套7基本处于非接触状态，同时在每道碳环4内面开有环形小槽，气体经过小槽时在此形成气体涡流隔断介质气体，达到密封目的。

该类型的高速离心风机转速一般在25000r/min左右，所以采用内置销钉2固定轴套7与风机轴1，这样更安全可靠。

本实用新型的工作原理为：

如图1所示，碳环密封右侧为所需密封气体，左侧为外界环境，碳环4内侧为轴套7。风机轴1静止时，碳环4与轴套7相接触，随着转轴转速的不断升高，右侧气体进入碳环4与轴套7间隙，碳环4浮动，离开轴套7表面，利用润滑油润滑，减少相对摩擦。在轴套7外侧设置4个碳环4，是为了更好的密封，避免气体的泄露。在轴套7左端通过风机轴1上的阶梯轴用来轴向定位，用一个销钉2进行周向定位，并通过圆螺母9固定。在轴套7右端部与叶轮之间用O型圈8密封，这样可以使输送的特殊气体与风机轴1之间不会有接触，避免了对风机轴1的腐蚀。

本实用新型的应用，既满足了风机设计的技术要求，又给风机维护、维修带来了极大的方便，只需轴套采用哈氏合金hastelly-C，避免了风机整个轴采用特殊材料带来的高昂成本，具有很高的经济效益。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应扩如本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。