專利名稱：工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)用壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，特別是一種工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)。
二 背景技術(shù)活塞壓縮機(jī)是廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的通用機(jī)械。為了有效壓縮介質(zhì)氣體，傳統(tǒng)的活塞式壓縮機(jī)靠活塞上的活塞環(huán)與氣缸以及活塞桿與填料中的密封環(huán)之間有接觸的往復(fù)運動來工作的。相互接觸的相對運動產(chǎn)生了摩擦和材料磨損。為減少摩擦和磨損，在接觸面上注入潤滑油，而油的注入使壓縮介質(zhì)被污染，并要消耗大量潤滑油，而且油的分離及排液也給環(huán)境造成了污染。目前，雖廣泛應(yīng)用一種具有自潤滑性的材料制造活塞環(huán)及密封環(huán)，取消了潤滑油，但有接觸的摩擦運動導(dǎo)致的磨損依然存在?；钊h(huán)及密封環(huán)是易損件，必須定期更換，這增加了壓縮機(jī)的維修工作量和運行成本，同時磨損下來的微小顆粒依然存在于氣體中，污染了壓縮介質(zhì)，這對一些有高純度要求的氣體是不允許的。
存在問題1、氣缸內(nèi)潤滑油的污染壓縮介質(zhì)，要消耗大量潤滑油，而且油的分離及排液也給環(huán)境造成了污染；2、活塞環(huán)的有接觸的摩擦運動導(dǎo)致磨損，磨損下來的微小顆粒依然存在于氣體中，污染壓縮介質(zhì)；3、活塞環(huán)是易損件，必須定期更換，增加了壓縮機(jī)的維修工作量和運行成本。
三 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種利用迷宮密封原理進(jìn)行間隙密封，泄漏量少，磨損小，可用來壓縮含微小固體顆粒氣體的工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是一種工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)，它包括氣缸體，在氣缸體中設(shè)置氣缸腔和活塞外套，氣缸腔兩側(cè)為氣缸壁，其特征在于在氣缸壁上設(shè)置迷宮槽容積室，在活塞外套上設(shè)置節(jié)流點及容積室，活塞外套與氣缸壁之間分離并形成微小間隙。
本發(fā)明的原理是本發(fā)明的迷宮槽結(jié)構(gòu)能夠使迷宮壓縮機(jī)利用迷宮密封原理進(jìn)行間隙密封，通過節(jié)流與膨脹多次重復(fù)，使高壓側(cè)泄漏的氣體壓力逐步降至低壓側(cè)，并以渦流運動貯存于各迷宮槽內(nèi)，停止向低壓側(cè)泄漏，因而起到了可靠的密封作用。在迷宮壓縮機(jī)氣缸壁中加工三角螺旋槽，而在活塞外套上也加工規(guī)格不同三角螺旋槽，在一定的小間隙下，極少部分氣體通過各個迷宮節(jié)流點，也就是每個迷宮齒頂與相對運動件之間形成的小間隙，從高壓側(cè)流向低壓側(cè)，在通過每個節(jié)流點時，節(jié)流點對氣體起到一個噴射器噴嘴的作用，氣體在此將壓力能轉(zhuǎn)化為動能，而當(dāng)氣體進(jìn)入齒槽中后，由于容積室的突然擴(kuò)大，氣體速度急速下降，近乎為零，其一部分動能轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為渦流能，經(jīng)過連續(xù)均布(軸向)的節(jié)流點和齒槽漩渦室的重復(fù)作用，泄漏氣體的壓力從高壓側(cè)壓力降到低壓側(cè)壓力，活塞外套上下最后一個容積室比活塞外套上其他均勻的容積室都大，這種結(jié)構(gòu)能夠使本來就已經(jīng)經(jīng)過多次節(jié)流的極少的泄漏氣體在較大容積室內(nèi)形成渦流，使氣體下降的速度更大，從而能夠使泄漏量達(dá)到最小，保證氣密性要求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著移優(yōu)點是1)、高可靠性運動付之間的不接觸，存在著微小的間隙，故不會引起磨損，從而大大延長了密封元件的使用壽命，甚至可以達(dá)到無期限使用。這樣，用戶在維修壓縮機(jī)所需備件數(shù)量少；2)、經(jīng)濟(jì)性好用戶，特別是大型石化企業(yè)，最重要的是要減少非計劃停工期，減少維修工作量，用戶在維修壓縮機(jī)所需備件數(shù)量少，防止氣體泄露影響環(huán)境等，這些都會影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。迷宮活塞壓縮機(jī)與其它型式的往復(fù)活塞壓縮機(jī)相比還可消除由于磨損產(chǎn)生的顆粒對壓縮介質(zhì)的污染，排出氣體無油無塵，因此不必進(jìn)行氣體的分離及過濾等程序，也不要潤滑油，體現(xiàn)了極好的運行經(jīng)濟(jì)性；3)、安全性好迷宮活塞壓縮機(jī)的迷宮密封結(jié)構(gòu)可很好地用于壓縮氧氣或易燃易爆有毒氣體而沒有泄露，壓縮時沒有摩擦熱產(chǎn)生。與氣體流動相關(guān)的部件都用金屬材料制成，活塞與汽缸溫度可在-160℃-270℃或更高、排氣壓力超過30MPa等超高溫或超低溫工況下安全運行；4)、可在氣體中含微小固體顆粒的場合使用。非接觸式的迷宮密封可避免一般接觸式密封因氣體中含有微小顆粒而帶來的活塞環(huán)與密封填料的加速磨損或粘滯。因而迷宮活塞壓縮機(jī)可廣泛適用于類似聚合產(chǎn)品和氣體中含有聚烯烴粉末的氣體壓縮，密封性能不會因此而下降，工作可靠。特別在大型聚乙烯和聚丙烯成套裝置中，迷宮活塞壓縮機(jī)是必須的關(guān)鍵配套設(shè)備。
四


圖1是本發(fā)明的工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)的大型三列二級壓縮迷宮壓縮機(jī)氣缸。
圖2是本發(fā)明工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)迷宮密封結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
結(jié)合圖1、圖2，本發(fā)明包括氣缸體，在氣缸體中設(shè)置氣缸腔和活塞外套2，氣缸腔11兩側(cè)為氣缸壁1，在氣缸壁1上設(shè)置迷宮槽容積室，在活塞外套2上設(shè)置節(jié)流點3，容積室4，活塞外套2與氣缸壁1之間分離并形成微小間隙7，大型三列二級壓縮迷宮壓縮機(jī)由兩個一級氣缸腔11和一個二級氣缸腔9，當(dāng)一級活塞向下運動時，一級氣缸容積變大，一級進(jìn)氣閥打開，被壓縮氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)，當(dāng)活塞向上運動時，活塞做工，氣缸容積變小，氣缸內(nèi)氣體壓力增大，這時有極少部分氣體流向活塞與氣缸壁之間的小間隙7，在氣缸壁1和活塞外套2上都加工有迷宮槽，其氣缸壁上迷宮槽大約深0.4mm螺距1.2mm的等邊三角螺旋槽適中，而在活塞外套2上加工深0.95mm螺距1.5mm等邊三角螺旋槽，從而形成示意圖2所示結(jié)構(gòu)，能使其氣體泄漏率最小，氣體通過各個迷宮節(jié)流點3，也就是每個迷宮齒頂與相對運動件之間形成的小間隙，從高壓側(cè)流向低壓側(cè)，在通過每個流點時，節(jié)流點對氣體起到一個噴射器噴嘴的作用，氣體在此將壓力能轉(zhuǎn)化為動能，而當(dāng)氣體進(jìn)入齒槽中后，由于容積室4的突然擴(kuò)大，氣體速度急速下降，近乎為零，其一部分動能轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為渦流能，經(jīng)過連續(xù)均布(軸向)的節(jié)流點和齒槽漩渦室的重復(fù)作用，泄漏氣體的壓力從高壓側(cè)壓力降到低壓側(cè)壓力，活塞外套2上下最后一個容積室5比活塞外套上其他均勻的容積室4都大，其溝槽形狀如示意圖2中5所示，這種結(jié)構(gòu)能夠使本來就已經(jīng)經(jīng)過多次節(jié)流的極少的泄漏氣體在較大容積室5內(nèi)形成渦流，使氣體下降的速度更大，從而能夠使泄漏量達(dá)到最小，保證氣密性要求，在氣缸內(nèi)容積小到一定程度時，氣體壓力達(dá)到一級排氣要求時，一級排氣閥打開，氣體排出，進(jìn)入二級氣缸，在二級氣缸中有著與兩個一級氣缸一樣的迷宮密封結(jié)構(gòu)，氣體在二級氣缸再一次被壓縮，達(dá)到壓力要求后從二級排氣閥排除，進(jìn)入下一步流程。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)，它包括氣缸體[10]，在氣缸體中設(shè)置氣缸腔[11]，氣缸腔中設(shè)置活塞外套[2]，氣缸腔[11]兩側(cè)為氣缸壁[1]，其特征在于氣缸壁[1]上設(shè)置迷宮槽容積室[6]，活塞外套[2]上設(shè)置節(jié)流點[3]及容積室[4]，活塞外套[2]與氣缸壁[1]之間分離并形成微小間隙[7]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)，其特征在于活塞外套[2]上設(shè)置比其他均勻的容積室[4]容積大的容積室[5]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)，其特征在于活塞外套[2]上下都設(shè)置一個大的容積室[5]，其傾角α為135°-140°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)，其特征在于容積室[4]和容積室[6]都設(shè)置為等邊三角螺旋槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)用迷宮壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)。它包括氣缸體，在氣缸體中設(shè)置氣缸腔和活塞外套，氣缸腔兩側(cè)為氣缸壁，在氣缸壁上設(shè)置迷宮槽容積室，在活塞外套上設(shè)置節(jié)流點及容積室，活塞外套與氣缸壁之間分離并形成微小間隙。本發(fā)明的迷宮槽結(jié)構(gòu)能夠使迷宮壓縮機(jī)利用迷宮密封原理進(jìn)行間隙密封，通過節(jié)流與膨脹多次重復(fù)，使高壓側(cè)泄漏的氣體壓力逐步降至低壓側(cè)，并以渦流運動貯存于各迷宮槽內(nèi)，停止向低壓側(cè)泄漏，因而起到了可靠的密封作用。本發(fā)明可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好及安全性好，可在氣體中含微小固體顆粒的場合使用。
文檔編號F04B53/02GK1854515SQ200510038960
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者朱建明, 戴曉洲, 錢林方, 吳文莉, 趙彥濱 申請人:無錫壓縮機(jī)股份有限公司, 南京理工大學(xué)