一种透平式乙炔、氯乙烯压缩机用五腔密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备领域，特别涉及一种透平式乙炔、氯乙烯压缩机用五腔密封装置。


背景技术：

2.化工行业常常需要气体加压输送机械，透平(离心)式压缩机因其流量大，无不利介质介入，高效节能，自动化程度高而得到日益广泛的应用。
3.聚氯乙烯(pvc)是氯碱工业两大主要产品之一，2021年产能已达2713万吨/年(占全球的50％以上)，产量2130万吨/年，且电石法仍是目前最主要的生方方式，而在电石法聚氯乙烯生产中，乙炔气体和氯乙烯(vcm)气体都需要加压输送。但目前乙炔输送釆用的是水环式压缩机，氯乙烯输送釆用的是活塞式压缩机和螺杆式压缩机。而水环式压缩机由于需要额外耗能搅动液环，效率仅30～50％，活塞机、螺杆机存在耗能高及润滑油污染被输送气体(以下称为工艺介质气体)的问题，皆有釆用透平(离心)式压缩机取代的必要。目前氯碱行业广泛使用的透平式氯气压缩机如直接移植使用，因其轴密封使用的氮气存在系统循环累积问题，可能影响生产装置的正常运行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种透平式乙炔、氯乙烯压缩机用五腔密封装置，针对氯碱行业乙炔、氯乙烯现用水环式、活塞式、螺杆式压缩机出于节能考虑改用透平式压缩机，但受轴封气易循环累积而可能影响生产装置运行的问题，结合乙炔、氯乙烯气体不易溶于水的特点，提出以现有透平式氯压机充氮轴密封为基础，改充氮气密封为充入可通过冷却冷凝分离的水蒸汽(或水)密封。
5.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种透平式乙炔、氯乙烯压缩机用五腔密封装置，包括压缩机主轴、一级压缩缸和与一级压缩缸连通的二级压缩缸，所述一级压缩缸和二级压缩缸分别设有一级进口和二级进口，所述一级压缩缸和所述二级压缩缸的内部均设有气封室，两所述气封室分别与一级进口和二级进口相连通，所述气封室内壁装有具有一定间隔的六个气封环，各所述气封环从而外到内依次形成回抽腔、混合腔、充气腔、排空腔与隔离腔共五个环状腔室，且所述回抽腔、混合腔、充气腔、排空腔与隔离腔依次对应装有回抽管、混合气管、充气管、排空管和回油管，所述一级压缩缸和二级压缩缸上的两所述回抽管相连接，所述回抽管远离回抽腔的一端与一级进口连接，所述回抽管上设置有用于分离冷凝气体的除雾装置，所述一级压缩缸与二级压缩缸的上的两所述充气管相连通，两所述充气管上均固定有电磁控制阀一，且所述充气管上连接有水蒸气管。
7.作为优选，所述除雾装置包括分离罐、冷凝器和除雾器，所述回抽管分为回抽管一和回抽管二，所述回抽管一固定在回抽腔上，所述回抽管一远离回抽腔的一端固定有吸风机，所述吸风机的出风端通过管道与分离罐连接，所述冷凝器安装在分离罐顶部，所述除雾
器安装在冷凝器顶部，所述除雾器的出口与回抽管二连接，所述回抽管二的一端与一级进口连接，所述分离罐底部连接有排液管，所述排液管上安装固定有电磁控制阀二。
8.作为优选，所述一级压缩缸和二级压缩缸上的两所述混合气管相连接，所述混合气管上连接有分流管，所述分流管远离混合气管的一端与回抽管一连接，所述分流管与混合气管上均连接固定有电磁控制阀三。
9.作为优选，所述一级压缩缸和所述二级压缩缸内部在所述一级进口和所述二级进口处分别设有一级叶轮和二级叶轮，所述一级叶轮和二级叶轮分别固定在压缩机主轴的轴端上，且所述一级叶轮与一级压缩缸和二级叶轮与二级压缩缸与气封腔之间分别具有通气间隙。
10.作为优选，水蒸气通过所述水蒸气管注入所述充气腔内实现对所述通气间隙的密封，所述压缩机主轴位于气封室的外表面设有很多尖齿的筒形梳齿套，所述一级压缩缸和所述二级压缩缸内分别设有与所述筒形梳齿套对应的凹凸的密封齿。
11.作为优选，所述一级压缩缸上还设有一级出口，所述二级压缩缸上还设有二级出口，所述一级出口与二级进口之间和二级出口处上均连接有冷却器。
12.有益效果：将透平式压缩机的轴密封由充氮气改为充入相对于乙炔、氯乙烯为惰性的水蒸汽(或水)，即可将密封过程中的混合气经冷凝分离后再回抽，由此避免轴密封气体混入工艺介质气体且在工艺循环过程中发生累积而影响生产；
13.为了防止密封蒸汽(或水)进入排空腔(该腔有集油回收作用)与润滑油混合而使油无法回收，本实用新型在现有的四腔密封结构再增加一道(即第六道)气封环形成五腔密封，新增气腔专司集油回收。
附图说明
14.图1为实施例的结构示意图；
15.图2为用于展示除雾装置的结构示意图；
16.图3为用于展示离心式透平压缩机的密封结构的结构示意图；
17.附图标记：1、压缩机主轴；2、一级压缩缸；3、二级压缩缸；4、一级进口；5、气封室；6、回抽腔；7、混合腔；8、充气腔；9、排空腔；10、隔离腔；11、回抽管；12、混合气管；13、充气管；14、排空管；15、回油管；16、二级进口；17、除雾装置；18、电磁控制阀一；19、水蒸气管；20、分离罐；21、冷凝器；22、除雾器；23、回抽管一；24、回抽管二；25、吸风机；26、排液管；27、电磁控制阀二；28、分流管；29、电磁控制阀三；30、一级叶轮；31、二级叶轮；32、通气间隙；33、筒形梳齿套；34、密封齿；35、一级出口；36、二级出口；37、冷却器。
具体实施方式
18.以下所述仅是本实用新型的优选实施方式，保护范围并不仅局限于该实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案应当属于本实用新型的保护范围。同时应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
19.见图1至3所示，一种透平式乙炔、氯乙烯压缩机用五腔密封装置，包括压缩机主轴1、一级压缩缸2和与一级压缩缸2连通的二级压缩缸3，所述一级压缩缸2和二级压缩缸3分
别设有一级进口4和二级进口16，一级压缩缸2上还设有一级出口35，二级压缩缸3上还设有二级出口36，压缩机在进行加压的过程中常态的乙炔气体会通过一级进口4进入到一级压缩缸2内，一级压缩缸2和二级压缩缸3内部在一级进口4和二级进口16处分别设有一级叶轮30和二级叶轮31，一级叶轮30和二级叶轮31分别固定在压缩机主轴1的轴端上，通过一级叶轮30从而对气体进行加压，加压后会的气体会从一级出口35排出，一级出口35与二级进口16之间和二级出口36处上均连接有冷却器37，气体会进入到冷却器37内进行冷却，经过冷却后的气体在通过二级进口16进入到二级压缩缸3内，通过二级叶轮31从而对气体进行二次加压，气体会通过二级出口36排出并再次进行压缩结束后的二次冷却，最后将气体送至清净工序对气体进行进一步的处理。
20.在需要对气体进行压缩的过程中，将需要压缩的气体排入到一级进口4内，一级压缩缸2和二级压缩缸3的内部均设有气封室5，两气封室5分别与一级进口4和二级进口16相连通，利用气封室5从而可以对气体在进行二次加压的过程通入密封气体并对气体进行回收和处理，压缩机主轴1位于气封室5的外表面设有很多尖齿的筒形梳齿套33，一级压缩缸2和所述二级压缩缸3内分别设有与筒形梳齿套33对应的凹凸的密封齿34，一级叶轮30与一级压缩缸2和二级叶轮31与二级压缩缸3与气封腔之间分别具有通气间隙32，气封室5用于防止化学气体从通气间隙32泄露。
21.气封室5内壁装有具有一定间隔的六个气封环，各气封环从而外到内依次形成回抽腔6、混合腔7、充气腔8、排空腔9与隔离腔10共五个环状腔室，且回抽腔6、混合腔7、充气腔8、排空腔9与隔离腔10依次对应装有回抽管11、混合气管12、充气管13、排空管14和回油管15，具有一定压力的工艺介质气体从一级叶轮30背面通过第一道气封环与梳齿套之间的环形间隙，进入回抽腔6，压力得以衰减，由回抽管11回抽至一级压缩缸2进气口，此时，可能有少量工艺介质气体通过第二道气封环与梳齿套之间的环形间隙进入混合腔7，一级压缩缸2与二级压缩缸3的上的两充气管13相连通，两充气管13上均固定有电磁控制阀一18，且充气管13上连接有水蒸气管19，利用水蒸气管19将具有一定压力的水蒸汽通过充汽管进入第三、四道气封环之间的充气腔8，其一部分朝着叶轮方向顶回工艺介质气体通过第三道气封环与梳齿的间隙进入回抽腔6，与由一级叶轮30方向而来的工艺介质气体混合。
22.一级压缩缸2和二级压缩缸3上的两回抽管11相连接，回抽管11远离回抽腔6的一端与一级进口4连接，回抽管11上设置有用于分离冷凝气体的除雾装置17，回抽管11会将混合后的气体抽入到回抽管11内，利用回抽管11内的除雾装置17对气体中的水蒸气进行处理，并将处理后的气体抽回一级压缩缸2的进气口，其另一部分突破第四道气封环与梳齿的间隙进入第四、五道气封环之间的排空腔9，通过排空管14排入大气。在第五、六道气封环(第六道气封环也可称为油封环)之间的隔离腔10，仅作集油排油用。
23.除雾装置17包括分离罐20、冷凝器21和除雾器22，回抽管11分为回抽管一23和回抽管二24，回抽管一23固定在回抽腔6上，回抽管一23远离回抽腔6的一端固定有吸风机25，回抽管一23在将气体从回抽腔6内抽出时，吸风机25会进行启动，吸风机25的出风端通过管道与分离罐20连接，吸风机25会将混合气体吸入到机体内并通过管道将气体排入分离罐20内，冷凝器21安装在分离罐20顶部，进入到分离罐20内的气体会向上进行运行从而进入到冷凝器21内，利用冷凝器21从而将混合气体内的水蒸气由气态转为液体，液体会滴落到分离罐20内从而被储存起来，除雾器22安装在冷凝器21顶部，经历过冷凝后的气体会进入到
除雾器22内进行除雾处理，除雾器22的出口与回抽管二24连接，回抽管二24的一端与一级进口4连接，最后经历过处理后气体经回抽管二24进入到一级进口4内从而进行循环利用，分离罐20底部连接有排液管26，排液管26上安装固定有电磁控制阀二27。当需要对分离罐20内收集的液体进行处理时可开启电磁控制阀二27从而可以液体可以通过排液管26排出分离罐20。
24.一级压缩缸2和二级压缩缸3上的两混合气管12相连接，混合气管12上连接有分流管28，分流管28远离混合气管12的一端与回抽管一23连接，分流管28与混合气管12上均连接固定有电磁控制阀三29，对于排气压力要求不高的透平式压缩机从而可以关闭混合气管12上的电磁控制阀三29，使得混合气体会进入到分流管28内，在通过分流管28进入到回抽管一23内，利用回抽管一23和回抽管二24上的除雾装置17对混合气体进行处理回收在利用。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。