[發(fā)明專利]軸密封構(gòu)造以及旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210165428.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN102797678A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮武利幸;桑原英明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶制鋼所
• 主分類號(hào): F04C27/00
• 分類號(hào): F04C27/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱美紅;楊楷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軸密封構(gòu)造以及旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械。

背景技術(shù)

在旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械中，需要對(duì)旋轉(zhuǎn)軸與殼體之間的間隙進(jìn)行密封的軸密封構(gòu)造。例如，在螺桿壓縮機(jī)中，如果從轉(zhuǎn)子室沿著轉(zhuǎn)子軸而漏出的流體到達(dá)支承轉(zhuǎn)子軸的軸承，則有可能損傷軸承。特別地，在旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械中，流體的壓力較高的排出側(cè)的轉(zhuǎn)子軸的軸密封容易成為問題。

因此，在日本特開2009-287413號(hào)的蒸汽用螺桿壓縮機(jī)中，作為排出側(cè)的轉(zhuǎn)子軸的螺桿轉(zhuǎn)子與軸承之間的軸密封構(gòu)造，采用下述構(gòu)造：從螺桿轉(zhuǎn)子側(cè)順次地設(shè)置第一迷宮式密封件、第二迷宮式密封件以及唇形密封件，向第一迷宮式密封件和第二迷宮式密封件之間供給有助于基于迷宮式密封件的軸密封的軸密封流體，將第二迷宮式密封件與唇形密封件之間向大氣開放。

迷宮式密封件是下述密封裝置：組裝在嵌裝于轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子和保持于殼體的定子之間、形成狹窄的間隙并利用在該間隙中流動(dòng)的流體的壓力損失而限制流體的通過。因而，迷宮式密封件如果不能對(duì)轉(zhuǎn)子和定子正確地進(jìn)行調(diào)心，則不能充分地發(fā)揮作用。

在螺桿壓縮機(jī)中，在構(gòu)造上，如果向螺桿轉(zhuǎn)子施加流體的壓力，則轉(zhuǎn)子軸撓曲。因此，迷宮式密封件的軸方向的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，在螺桿壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)子軸的撓曲量變大，存在迷宮式密封件與軸接觸而迷宮式密封件損壞的危險(xiǎn)性。進(jìn)而，有可能基于迷宮式密封件的軸密封變得不充分。

在日本特開2009-287413號(hào)的螺桿壓縮機(jī)中，萬一迷宮式密封件的軸密封變得不充分，則有可能從轉(zhuǎn)子室漏出的蒸汽通過迷宮式密封件而損傷唇形密封件。特別地，在這樣的壓縮蒸汽的壓縮機(jī)中，通過迷宮式密封件的蒸汽令唇形密封件和轉(zhuǎn)子軸的摩擦部分的溫度上升，所以即便該泄露很少，也可能會(huì)引起唇形密封件的損傷。如果為了防止這一現(xiàn)象而向唇形密封件與轉(zhuǎn)子室之間的空間供給低溫的潤(rùn)滑流體，則低溫的流體向轉(zhuǎn)子室側(cè)泄露而令蒸汽冷凝，所以壓縮機(jī)的效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題點(diǎn)，本發(fā)明的課題在于提供一種不會(huì)由于軸的撓曲而軸密封能力降低的軸密封構(gòu)造、以及即便轉(zhuǎn)子軸撓曲軸密封能力也不會(huì)降低的旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械。

為了解決上述課題，本發(fā)明的軸密封構(gòu)造是對(duì)旋轉(zhuǎn)軸與隔開間隔而包圍上述旋轉(zhuǎn)軸的殼體的間隙進(jìn)行密封的軸密封構(gòu)造，包括：第一突出部，從上述殼體朝向上述旋轉(zhuǎn)軸突出，具有垂直于上述旋轉(zhuǎn)軸的環(huán)狀的密封面；第二突出部，從上述殼體朝向上述旋轉(zhuǎn)軸突出，具有與上述密封面對(duì)置的支承面；密封環(huán)，配置于上述第一突出部與上述第二突出部之間，內(nèi)徑比上述旋轉(zhuǎn)軸的外形稍大；以及施力部件，配設(shè)于上述密封環(huán)與上述支承面之間，將上述密封環(huán)向上述密封面按壓。

根據(jù)該構(gòu)成，密封環(huán)能夠沿著密封面沿徑方向移動(dòng)。因此，即便旋轉(zhuǎn)軸撓曲，密封環(huán)也追蹤于旋轉(zhuǎn)軸而移動(dòng)，所以密封環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸的間隙不會(huì)變大，軸密封能力不會(huì)降低。

此外，本發(fā)明的軸密封構(gòu)造中，上述密封環(huán)可以由與上述旋轉(zhuǎn)軸熱膨脹率相同的材質(zhì)構(gòu)成。

根據(jù)該構(gòu)成，即便旋轉(zhuǎn)軸熱膨脹，密封環(huán)也以大致相同的比率膨脹，所以，旋轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)的間隙不會(huì)較大地變動(dòng)，密封能力穩(wěn)定。

此外，在本發(fā)明的軸密封構(gòu)造中，上述密封環(huán)可以具有令PTFE的微粒子彌散共析于無電解鎳被膜中的復(fù)合鍍膜。

根據(jù)該構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)軸撓曲而與密封環(huán)接觸而沿徑方向移動(dòng)時(shí)，兩者的摩擦變小，所以能夠密封環(huán)以及旋轉(zhuǎn)軸的摩耗及燒結(jié)。此外，密封面與密封環(huán)之間的摩擦也變小，所以向旋轉(zhuǎn)軸的撓曲的追蹤性高。

此外，本發(fā)明的軸密封構(gòu)造中，可以具有多個(gè)軸密封部，所述軸密封部由上述第一突出部、上述第二突出部、上述密封環(huán)、上述施力部件的組合構(gòu)成，在上述殼體上設(shè)置向形成于鄰接的上述密封環(huán)之間的供給空間中供給密封流體的密封流體流路。

根據(jù)該構(gòu)成，即便旋轉(zhuǎn)軸撓曲，密封環(huán)也追蹤于旋轉(zhuǎn)軸而移動(dòng)，所以向與旋轉(zhuǎn)軸的間隙不會(huì)變大、且軸密封能力不會(huì)降低的密封環(huán)之間的供給空間供給密封流體，所以密封流體從供給空間經(jīng)由密封環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸的間隙而流出。該密封流體的流動(dòng)防止應(yīng)該被軸密封構(gòu)造密封的流體進(jìn)入供給空間，所以軸密封變得完全。

此外，在具有多個(gè)上述軸密封部的本發(fā)明的軸密封構(gòu)造中，上述殼體可以設(shè)置令形成于鄰接的上述密封環(huán)之間的排氣空間與比上述密封流體壓力低的低壓空間連通的排出流路，上述排出空間位于比上述供給空間靠高壓側(cè)。

根據(jù)該構(gòu)成，能夠令從高壓側(cè)向排出空間漏出的密封對(duì)象流體以及從供給空間向排出空間流出的密封流體從排出流路排出到外部，將排出空間維持為比供給空間低壓，所以能夠可靠地防止密封對(duì)象流體進(jìn)入供給空間。