離心式葉輪輪背梳齒密封結構的制作方法

本實用新型涉及透平式壓縮機，具體涉及一種離心式葉輪輪背梳齒密封結構。

背景技術：

透平式壓縮機（鼓風機及壓縮機）在國民經濟各部門中占據重要的地位，特別是在冶金、石油化工、天然氣輸送、制冷以及動力等工業部門獲得廣泛應用。

輪背密封是離心式壓縮機葉輪輪背為了防止漏氣損失而設置的一個部件。梳齒密封是最常見和成本最低的一種密封裝置，葉輪背部的梳齒密封結構一般有軸向布置和徑向布置形式。在設計機組時，為了減小軸向尺寸，大多會采用徑向布置的形式或者軸向、徑向兩者相結合的組合結構。為了使漏氣損失控制在可接受范圍之內，一般密封與葉輪或軸的單邊距離設定在0.2～0.25mm，但是由于轉子總是存在軸向竄動的問題（軸向竄動0.1～0.15mm），使得傳統的徑向布置方式存在一個明顯的缺點，就是密封與葉輪輪背之間的間隙無法恒定不變，尤其在軸兩端掛葉輪的結構設計情況下，當軸在軸向氣動力的推動下被推到一端極限位置時，此端的葉輪與密封的間隙就會變小，存在擦碰的風險；而同時，另一端葉輪與密封的間隙就會變大，漏氣損失就會增加。

有鑒于此，該領域技術人員致力于研發一種離心式葉輪輪背密封結構，以解決上述葉輪存在的擦碰風險和漏氣損失的問題。

技術實現要素：

本實用新型的任務是提供一種離心式葉輪輪背梳齒密封結構，解決轉子因軸向竄動引起的輪背密封間隙無法恒定，導致上述現有技術中葉輪存在擦碰風險和漏氣損失的問題。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種離心式葉輪輪背梳齒密封結構，它包括位于葉輪輪背上的葉輪和梳齒密封，梳齒密封和葉輪上分別設置由梳齒形成相互嚙合的結構，其中梳齒密封上的齒是傾斜的結構，葉輪輪背上的齒外圓是與軸同心的結構；

所述梳齒密封和葉輪輪背上面的梳齒齒高分別為3～5mm；

所述梳齒設計有一個0.5mm長的圓柱面。

本實用新型的基本思想是為解決轉子軸向竄動引起的輪背密封間隙無法恒定提供一種可行的方案。

本實用新型的離心式葉輪輪背梳齒密封結構中的斜齒與直齒相互嚙合的每一對齒可形成多個氣流旋渦V1及V2等（如圖1所示），使氣流速度下降更明顯，節流效果更佳，更有效地減少漏氣量，起到明顯的密封作用。

本實用新型的離心式葉輪輪背梳齒密封結構還可以將軸封、輪背密封設計成一個整體，使得密封效果更佳。

本實用新型的離心式葉輪輪背梳齒密封結構具有如下有益效果：斜齒與直齒相互嚙合的結構可更有效地減少漏氣量，并可有效避免轉子軸向竄動引起的密封間隙不恒定，從而保持密封效果恒定不變。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種離心式葉輪輪背梳齒密封結構的剖面示意圖。

圖2為應用本實用新型的離心式葉輪輪背梳齒密封結構的兩級離心式壓縮機實施例剖面圖。

圖3為圖2中所示Ⅰ的局部放大圖。

附圖標記：

1為梳齒密封，2為葉輪，11為一級葉輪，12為一級密封，13為一級蝸殼，14為第一軸承，15為轉軸，16為電機定子，17為第二軸承，18為二級蝸殼，19為二級密封，20為二級葉輪，V1和V2分別表示一對密封齒中形成的多個氣流旋渦。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合附圖和具體實施例進一步闡述本實用新型。

參看圖1，本實用新型提供一種離心式葉輪輪背梳齒密封結構，它包括位于葉輪輪背上的葉輪2和梳齒密封1，梳齒密封1和葉輪2上分別設置由梳齒形成相互嚙合的結構，其中梳齒密封1上的齒是傾斜的結構，葉輪2輪背上的齒外圓是與軸同心的結構。

梳齒密封1和葉輪2輪背上面的梳齒齒高分別為3～5mm。梳齒設計有一個0.5mm長的圓柱面。

如圖1所示，左側為梳齒密封1，右側為葉輪2，兩個零件上各有梳齒（臺階）形成相互嚙合的結構，其中梳齒密封1上的齒是傾斜的結構，葉輪2輪背上的齒外圓是與軸同心的結構。

本實用新型的斜齒與直齒相互嚙合的結構每一對齒可形成如圖1中所示的多個氣流旋渦V1和V2，使氣流速度下降更明顯，節流效果更佳，更有效地減少漏氣量，起到明顯的密封作用。

梳齒密封上的斜齒結構如圖1中標示的角度a、c所示，a一般取15°～35°，c一般取40°～70°，并且梳齒設計有一個0.5mm長的圓柱面。葉輪背面的角度b一般取15°～45°。這樣使得輪背密封的間隙由軸向間隙變為徑向間隙，始終保證與葉輪輪背梳齒外圓的徑向間隙0.25mm左右，并且無論轉子軸向位置如何變動均不影響徑向間隙的大小，密封效果保持不變。

梳齒密封1和葉輪2輪背上面的梳齒齒高分別為3～5mm，兩者之間的軸向間隙A、B可≥1.5mm，轉子軸向竄動為0.1～0.3mm，可完全避免軸向竄動引起的擦碰。

本實用新型還可以將軸封、輪背密封設計成一個整體，如圖3中的二級密封19結構所示，使得密封效果更佳。

參看圖3，本實施例是一臺高速電機直驅的兩級離心式壓縮機。轉軸15與電機定子16、第一軸承14、第二軸承17組成電機本體。一級葉輪11與二級葉輪20分別掛在轉軸15兩端。一級蝸殼13與二級蝸殼18分別裝配在電機兩側端面。一級密封12與二級密封19分別設置在一級葉輪11、二級葉輪20背面。最后組成高速直驅離心式壓縮機的機頭。

一級密封12與二級密封19是輪背密封、軸封一體式結構，通過應用本實用新型的密封結構，每組密封齒的節流作用更明顯，壓降更大，更易減少漏氣量，可使壓縮機的密封效果更佳。同時，轉軸的軸向竄動對兩個壓縮級的密封效果都沒有影響，可保證密封更加可靠，壽命更長。

以上描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內。本實用新型要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。