專利名稱：無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如齒型回轉(zhuǎn)壓縮沖幾(tooth type rotary compressor)這 樣的無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封方法和結(jié)構(gòu)，即使在某種壓縮機(jī)運(yùn)行條件 下發(fā)生壓縮室的壓力低于大氣壓時(shí)，該密封結(jié)構(gòu)也能夠防止轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的 潤滑油漏進(jìn)壓縮機(jī)的壓縮室中。
背景技術(shù)：
通常，齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)包括兩個(gè)轉(zhuǎn)子，陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子都有 爪狀齒或凸起(lobe)。這些轉(zhuǎn)子相互不接觸地沿相反方向旋轉(zhuǎn)，以隨著轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)，對(duì)收集在這些凸起與壓縮機(jī)箱內(nèi)表面之間形成的壓縮氣窩中的氣體 進(jìn)行壓縮。由于這些轉(zhuǎn)子相互之間不接觸并且不接觸壓縮機(jī)箱的內(nèi)表面，所 以這些轉(zhuǎn)子不磨損并且具有長使用壽命。而且，由于這些轉(zhuǎn)子的非接觸嚙合 而不需要轉(zhuǎn)子潤滑，并且能夠獲得清潔的、沒被潤滑油污染的壓縮氣。這種 類型壓縮機(jī)獲得的壓縮比相對(duì)較低，并且在很多情況下，是通過二級(jí)壓縮機(jī) 單元來高效率地獲取所需高壓縮比，該二級(jí)壓縮機(jī)單元包括串聯(lián)連接且獨(dú)立 驅(qū)動(dòng)的低壓級(jí)壓縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)。下面將參照?qǐng)D6a至圖6d解釋齒型壓 縮機(jī)的工作。
圖6a中，在壓縮機(jī)殼01中具有爪狀凸起的陽轉(zhuǎn)子02以非常緊密的間 隙與具有爪狀凸起的陰轉(zhuǎn)子03嚙合。隨著轉(zhuǎn)子02和03如箭頭所示方向旋 轉(zhuǎn)，將要被壓縮的氣體g從吸氣口 04吸入壓縮室中。圖6b中，由轉(zhuǎn)子02、 03關(guān)閉吸氣口 04,并且吸入的氣體g被限制在圍繞陰轉(zhuǎn)子03的凸起的氣窩 中以及圍繞陽轉(zhuǎn)子02的凸起的氣窩中。如圖6c所示，這些轉(zhuǎn)子將限制在或 收集在氣窩中的氣體從吸入側(cè)輸送到壓力側(cè)，此時(shí)，氣窩是連通的，并且這 兩個(gè)氣窩的容積和隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而減小，并且對(duì)氣體進(jìn)行壓縮直到陰轉(zhuǎn)子 03打開排出口05。圖6d中，由陰轉(zhuǎn)子03打開排出口 05,并且轉(zhuǎn)子之間的 壓縮氣c通過排出口 05排出。
對(duì)于諸如無油齒型壓縮機(jī)這樣的無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)而言，需要的是防止用于潤滑轉(zhuǎn)子軸軸承的潤滑油漏進(jìn)壓縮機(jī)的壓縮室，以提供清潔的、沒被潤滑 油污染的壓縮氣。壓縮機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)在壓縮室中產(chǎn)生正壓，但是，當(dāng)壓縮機(jī) 在無負(fù)載運(yùn)行時(shí)，壓縮室中的壓力變成負(fù)壓，因?yàn)閴嚎s機(jī)的吸氣口的上游側(cè)
由吸氣截流機(jī)構(gòu)(suction closing mechanism )關(guān)閉。當(dāng)壓縮室中的壓力變成 負(fù)壓時(shí)，就可能發(fā)生供給轉(zhuǎn)子軸軸承的潤滑油經(jīng)過軸密封侵入燃燒室。
日本未審定公開實(shí)用新型申請(qǐng)No.3-110138(專利文獻(xiàn)1 )中公開了螺桿 壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)。該密封結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是這樣的，唇形密封件(接觸 密封件)和非接觸密封件位于轉(zhuǎn)子軸軸承和壓縮室之間，在這兩個(gè)密封件之
間形成了空隙，設(shè)置連通通道以使該空隙與外部空氣連通，并且在該連通通 道中設(shè)置單向閥(check, valve )以在空隙中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)將外部空氣吸入空隙 中。
以這種結(jié)構(gòu)，壓縮室和空隙之間的壓差可以通過具有鰭狀環(huán)形凸起的非 接觸密封件而降低，這種密封件例如是迷宮式密封件(labyrinth seal )。當(dāng)壓 縮室里的壓力為正壓且高于大氣壓時(shí)，通過被壓縮通道中的正壓關(guān)閉的單向 閥來防止經(jīng)過連通通道發(fā)生壓縮室里的正壓空氣的逃逸，而當(dāng)壓縮室里的壓 力為負(fù)壓時(shí)，由連通通道里的負(fù)壓打開該單向閥并且外部空氣被吸入空隙 中，這樣，空隙就充當(dāng)壓力均衡室。以這種方式，通過保持空隙中的壓力不 低于軸承部分中的壓力來防止?jié)櫥颓秩雺嚎s室。
日本未審定公開專利申請(qǐng)No.7-317553 (專利文獻(xiàn)2)所公開的轉(zhuǎn)子軸 密封結(jié)構(gòu)也涉及螺桿壓縮機(jī)型增壓器的軸密封結(jié)構(gòu)。軸密封結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是這 樣的，用來密封潤滑轉(zhuǎn)子軸軸承的潤滑油的接觸密封件(例如唇形密封件) 與壓力波動(dòng)緩沖件(例如可沿軸向移動(dòng)的活塞環(huán))設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸軸承與壓縮 室之間，在接觸密封件與壓力波動(dòng)緩沖件之間形成充當(dāng)壓力均衡室的空隙， 且連通通道通向壓縮機(jī)外部。
然而，以專利文獻(xiàn)1所公開的密封結(jié)構(gòu)，在發(fā)生潤滑油通過唇形密封件 從軸承部分泄露到空隙中的情況下，由于連通通道中有單向閥，漏進(jìn)空隙中 的空氣就難以逃逸。當(dāng)壓縮室中的壓力變成負(fù)壓并且同時(shí)在空隙中有泄漏的 潤滑油時(shí)，留在空隙中的潤滑油傾向于被吸入壓縮室中。
而且，在連通通道由于某些原因被堵塞的情況下，泄漏的潤滑油積聚在 空隙中不能往外漏，并且當(dāng)壓縮室中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，積聚在空隙中的泄漏潤滑 油易于被吸入壓縮室中。根據(jù)專利文獻(xiàn)2所公開的密封結(jié)構(gòu)，用于使轉(zhuǎn)子軸周圍的空隙與壓縮機(jī)
的外部進(jìn)行連通的連通通道中不設(shè)置單向閥。然而專利文獻(xiàn)2中也未公開用
于以可信的方式使漏進(jìn)空隙的潤滑油往外排出的裝置。而且，與專利文獻(xiàn)l 使積聚在空隙中的潤滑油往外排出的裝置。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1和2，轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是這樣的，大氣能夠被引
入作為壓力均衡室的空隙中，然而，通過將增壓到比大氣壓更高的壓力的空 氣引入壓力均衡室中，將提高密封效應(yīng)。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的問題而作出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種無油 回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封方法和結(jié)構(gòu)，能防止當(dāng)壓縮室中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)容易發(fā) 生的潤滑油侵入壓縮機(jī)的壓縮室的情況發(fā)生，并且即使?jié)櫥屯ㄟ^軸承側(cè)油 密封漏向軸密封部分的環(huán)形空隙，泄漏的潤滑油也會(huì)排向壓縮機(jī)箱的外部并 且被防止侵入壓縮室中。
為了達(dá)到這個(gè)目的，本發(fā)明提出 一種無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封方 法，該壓縮機(jī)具有裝在由轉(zhuǎn)子箱形成的壓縮室中的一對(duì)陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，每 個(gè)轉(zhuǎn)子具有的轉(zhuǎn)子軸從轉(zhuǎn)子的兩端面伸出，以穿透所述轉(zhuǎn)子箱的兩側(cè)壁，以 經(jīng)由油潤滑軸承被所述轉(zhuǎn)子箱的兩側(cè)壁支撐，其中
在所述軸承與壓縮室之間為每個(gè)轉(zhuǎn)子軸軸承部分提供包括有兩個(gè)軸密 封裝置的轉(zhuǎn)子軸密封部分，以使得在所述軸密封裝置之間形成環(huán)形空隙，并 且
向每個(gè)所述軸密封部分的環(huán)形空隙供給增壓空氣，由此防止所述回轉(zhuǎn)壓 縮機(jī)運(yùn)行時(shí)潤滑油侵入所述壓縮室中。。
本發(fā)明提出 一種轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，用于將該方法應(yīng)用到無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī) 的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，該壓縮機(jī)具有裝在由轉(zhuǎn)子箱形成的壓縮室中的一對(duì)陽轉(zhuǎn) 子和陰轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子具有的轉(zhuǎn)子軸從轉(zhuǎn)子的兩端面伸出，以穿透所述轉(zhuǎn)子 箱的兩側(cè)壁，以經(jīng)由油潤滑軸承被所述轉(zhuǎn)子箱的兩側(cè)壁支撐，其中設(shè)有
包括有兩個(gè)軸密封裝置的轉(zhuǎn)子軸密封部分，所述兩個(gè)軸密封裝置設(shè)置在 所述軸承與所述壓縮室之間的每個(gè)轉(zhuǎn)子軸軸承部分處，以使得在所述軸密封 裝置之間形成環(huán)形空隙，和增壓空氣供給裝置，向每個(gè)所述環(huán)形空隙供給增壓空氣。 根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，向鄰近油潤滑軸承的密封裝置與鄰近壓 縮室的密封裝置之間形成的環(huán)形空隙供給增壓空氣。在壓縮機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 壓縮室中的壓力高于大氣壓并且壓縮室中的壓縮氣通過位于壓縮室附近的 軸密封裝置稍向環(huán)形空隙泄漏。然而，隨著增壓空氣流過環(huán)形空隙，環(huán)形空 隙中的壓力升高并且減少壓縮氣向環(huán)形空隙的泄漏。漏進(jìn)環(huán)形空隙的空氣與 增壓空氣一起通過連通孔往外流向轉(zhuǎn)子箱的外部。因此，即使?jié)櫥屯ㄟ^位 于轉(zhuǎn)子軸軸承附近的油密封裝置漏進(jìn)環(huán)形空隙，漏進(jìn)環(huán)形空隙的潤滑油也會(huì) 被增壓空氣帶到轉(zhuǎn)子箱的外部,由此不用擔(dān)心潤滑油會(huì)侵入壓縮室中。
當(dāng)壓縮機(jī)無負(fù)載運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)的吸氣路徑關(guān)閉并且在壓縮室中產(chǎn)生負(fù) 壓。環(huán)形空隙中的空氣通過位于壓縮室附近的密封裝置被引入其中。然而， 向環(huán)形空隙供給增壓空氣，該環(huán)形空隙與轉(zhuǎn)子箱的外部相連通并且保持在大 氣壓，因此，幾乎不用擔(dān)心潤滑油會(huì)通過位于軸承附近的軸密封裝置泄漏并 且侵入燃燒室中。
因?yàn)槿缟纤龅叵颦h(huán)形空隙供給增壓空氣，環(huán)形空隙保持在比大氣壓更 高的壓力，防止壓縮室中產(chǎn)生的負(fù)壓傳向軸承側(cè)密封裝置，并且防止油潤滑 軸承中的潤滑油侵入壓縮機(jī)的壓縮室中。本發(fā)明的方法尤其在壓縮機(jī)無負(fù)載 運(yùn)行時(shí)有效，此時(shí)壓縮室中產(chǎn)生負(fù)壓。
在該方法中，優(yōu)選地，從軸承漏進(jìn)環(huán)形空隙的潤滑油經(jīng)由在環(huán)形空隙底 部開口排向轉(zhuǎn)子箱的外部，所述開口連通環(huán)形空隙與轉(zhuǎn)子箱外部的連通孔。
即使?jié)櫥蛷妮S承漏進(jìn)環(huán)形空隙，它也會(huì)被帶出到轉(zhuǎn)子箱的外部，由此防止 泄漏的潤滑油侵入壓縮室。
作為軸密封結(jié)構(gòu)，適于組成的結(jié)構(gòu)是，提供用于將每個(gè)環(huán)形空隙與轉(zhuǎn)子 箱外部連通的至少一個(gè)連通孔，使得所述連通孔開在環(huán)形空隙的底部以連通 環(huán)形空隙與轉(zhuǎn)子箱外部，并且陽轉(zhuǎn)子軸密封部分的每個(gè)環(huán)形空隙以及陰轉(zhuǎn)子 軸密封部分的每個(gè)環(huán)形空隙分別由轉(zhuǎn)子軸之間連通通道連接，這樣，供給到
一個(gè)轉(zhuǎn)子軸密封部分的每個(gè)環(huán)形空隙的增壓空氣供給到其它轉(zhuǎn)子軸密封部 分的每個(gè)環(huán)形空隙。
因?yàn)樘峁┺D(zhuǎn)子軸之間連通通道以連接陽轉(zhuǎn)子軸密封部分和陰轉(zhuǎn)子軸密 封部分的之間環(huán)形空隙，所以，即使將一個(gè)轉(zhuǎn)子軸軸承部分的轉(zhuǎn)子軸密封部 分的環(huán)形空隙與轉(zhuǎn)子箱外部連通的連通孔被堵塞了 ，增壓空氣也能流過將其它轉(zhuǎn)子軸軸承部分的轉(zhuǎn)子軸密封部分的環(huán)形空隙與轉(zhuǎn)子箱外部連通的連通 孔，并且漏進(jìn)任何環(huán)形空隙的潤滑油都能被增壓空氣帶走。
通過在轉(zhuǎn)子箱中分別形成連接轉(zhuǎn)子軸之間連通通道的增壓空氣通道以 向環(huán)形空隙供給增壓空氣，增壓空氣經(jīng)由這些通道和轉(zhuǎn)子軸之間連通通道供 給到環(huán)形空隙。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸密封方法和結(jié)構(gòu)，提供無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密 封結(jié)構(gòu)，降低了當(dāng)壓縮室中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)容易發(fā)生的潤滑油侵入壓縮機(jī)的壓縮 室的風(fēng)險(xiǎn)。
圖1是采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的縱向剖視圖。 圖2是圖1的局部放大剖面。
圖3是圖1的螺旋密封(viscoseal)部分的放大剖視圖。 圖4是沿圖1的線A-A截取的剖視圖。
圖5是使用采用了本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)的壓縮系統(tǒng)例子。 圖6a至圖6d是用于解釋齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的工作方式的圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，在實(shí)施例中，除 了特別說明之外，組成部分的尺寸、材料、相對(duì)位置等都只是示例性的而不 限制本發(fā)明的范圍。
參照?qǐng)D1至圖4解釋本發(fā)明的實(shí)施例。圖l是采用本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸密封 結(jié)構(gòu)的齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的縱向剖視圖，圖2是圖1的局部放大剖面，圖3是 圖1的粘性密封(viscoseal)部分的放大剖視圖，圖4是沿圖1的線A-A截 取的剖視圖。
參照?qǐng)D1,陽轉(zhuǎn)子2和陰轉(zhuǎn)子3裝在壓縮室9中，該壓縮室形成在由上 箱體構(gòu)件la、下箱體構(gòu)件lb和中間箱體構(gòu)件lc形成的轉(zhuǎn)子箱1中。這些轉(zhuǎn) 子由接合銷11中心對(duì)齊并且通過螺栓18連接在一起。陽轉(zhuǎn)子2和陰轉(zhuǎn)子3 分別固定到通過軸承IO和軸承10'由上箱體構(gòu)件la和下箱體構(gòu)件lb可旋轉(zhuǎn) 支撐的陽轉(zhuǎn)子軸6和陰轉(zhuǎn)子軸7。附圖標(biāo)記14a和15a表示用于保持軸承10， 的蓋板。齒輪8固定在陽轉(zhuǎn)子6的一端。該齒輪8與固定在未圖示的電動(dòng)機(jī)的旋 轉(zhuǎn)軸12上的齒輪13嚙合，這樣就由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)陽轉(zhuǎn)子2。正時(shí)齒輪(timing gear) 14和15分別連在陽轉(zhuǎn)子軸6和陰轉(zhuǎn)子軸7的下端上，這樣這兩個(gè)轉(zhuǎn) 子就以相同轉(zhuǎn)速沿相反方向同步旋轉(zhuǎn)。正時(shí)齒輪14和15被用螺栓4]固定 在下箱體構(gòu)件lb上的蓋子40蓋住，并在蓋子40的底部設(shè)置排放塞42。
未圖示的另一個(gè)齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)設(shè)置在該齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的右側(cè)并且 經(jīng)由齒輪13由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。這兩個(gè)回轉(zhuǎn)壓縮才幾構(gòu)成由串聯(lián)連接的低壓級(jí)壓 縮機(jī)和高壓級(jí)壓縮機(jī)組成的二級(jí)壓縮機(jī)單元，以產(chǎn)生高壓縮壓力。這兩個(gè)壓 縮機(jī)由未圖示的所述單個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且齒輪8、 13布置在由連在上箱體 構(gòu)件la上的齒輪箱17蓋住的傳動(dòng)齒輪室中。潤滑油經(jīng)由供油管16流過未 圖示的油道供給軸承10，，然后經(jīng)由蓋板14a、 15a與正時(shí)齒輪14、 15之間 的空隙流出，以潤滑正時(shí)齒輪的齒。潤滑軸承IO，和正時(shí)齒輪14、 15且落到 蓋子40底部的潤滑油通過連接到連接器42的排出管排到未圖示的油箱。
潤滑齒輪8和12且落到上箱體構(gòu)件la上表面的潤滑油也通過未圖示的 排出道排向所述油箱。
接下來，將參照作為密封結(jié)構(gòu)的代表示出的陽轉(zhuǎn)子6的軸承部分10的 密封結(jié)構(gòu)的圖2解釋陽轉(zhuǎn)子軸6和陰轉(zhuǎn)子軸7的軸密封結(jié)構(gòu)。下軸承部分10， 的密封結(jié)構(gòu)與其類似，省略了解釋。參照?qǐng)D2,內(nèi)套筒21緊密地插在軸承 10與上箱體構(gòu)件la的轉(zhuǎn)子側(cè)端面之間的陽轉(zhuǎn)子6上。外套筒23裝在箱體構(gòu) 件la的孔內(nèi)，這樣，外套筒23的外表面用O形環(huán)26、 27密封，并且這些 O形環(huán)也用來防止外套筒23受施加在O形環(huán)、外套筒23和上箱體構(gòu)件la 的孔之間的摩擦力作用而旋轉(zhuǎn)。在上箱體構(gòu)件la中形成環(huán)形槽，這樣就圍 繞0形環(huán)26、 27之間的外套筒的外表面形成環(huán)形空隙24。外套筒23具有 內(nèi)側(cè)槽19,該內(nèi)側(cè)槽由外套筒23的徑向孔23a連通到環(huán)形空隙24。當(dāng)轉(zhuǎn)子 軸6豎直時(shí)內(nèi)側(cè)槽19和環(huán)形空隙24是水平的，且環(huán)形空間24的底面布置 成略低于環(huán)形槽19的底面，并且徑向孔23a將內(nèi)側(cè)槽19連通到環(huán)形空隙24, 這樣，侵入內(nèi)側(cè)槽19的潤滑油就不會(huì)聚集在內(nèi)側(cè)槽19中，而會(huì)由重力作用 流向環(huán)形空隙24。附圖標(biāo)記22是用于限制外套筒23的軸向移動(dòng)的扣環(huán)(snap ring )。
沿著由附圖標(biāo)記20表示的區(qū)域在內(nèi)套筒21的外表面和外套筒23的內(nèi) 表面之間形成粘性密封區(qū)。參照?qǐng)D3，在區(qū)域20內(nèi)在內(nèi)套筒21的外表面上形成有螺紋21a,并且螺紋的頂面(top face)不接觸外套筒23的內(nèi)表面。 潤滑油在潤滑了軸承10之后填充螺紋21a與外套筒23的內(nèi)表面之間的間隙。 螺紋21a是這樣形成的，填充間隙21a的潤滑油被螺紋21a的螺紋泵送效應(yīng) 增壓并且由陽轉(zhuǎn)子軸6的旋轉(zhuǎn)向上推動(dòng)(沿著方向b)。這個(gè)動(dòng)作防止?jié)櫥?侵入內(nèi)側(cè)槽19。
通過在外套筒23的內(nèi)表面上形成陰螺紋而不是在內(nèi)套筒21的外表面上 形成陽螺紋21 a來獲得粘性密封效應(yīng)。
由環(huán)形石墨密封件31和金屬制外環(huán)32組成的接觸型軸密封件30設(shè)在 外套筒23下端的下方。在上箱體構(gòu)件la中設(shè)有連通孔34,該連通孔從環(huán)形 空隙24的下端面降到開口端33,以將環(huán)形空隙24與外部連通。如上所述， 環(huán)形空隙24通過外套筒23的徑向孔23a連通內(nèi)側(cè)槽19。連通孔34的外側(cè) 開口端33布置在低于內(nèi)側(cè)槽19的位置處，以使通過粘性密封區(qū)漏進(jìn)內(nèi)側(cè)槽 19的潤滑油通過徑向孔23a并且通過連通孔34向下落入由齒輪箱17和上箱 體構(gòu)件la封閉的齒輪室中。
圖1和圖4中可以看到，為陽轉(zhuǎn)子軸側(cè)和陰轉(zhuǎn)子軸側(cè)的每個(gè)環(huán)形空隙24 設(shè)置一個(gè)連通孔34,以將環(huán)形空隙與外部連通，而且在上箱體構(gòu)件]a中設(shè) 置轉(zhuǎn)子軸之間的連通通道35,以將陽轉(zhuǎn)子側(cè)的環(huán)形空隙24與陰轉(zhuǎn)子側(cè)的環(huán) 形空隙連通。每個(gè)陽轉(zhuǎn)子軸和陰轉(zhuǎn)子軸的下方部分處的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)與圖 1所示的上述結(jié)構(gòu)類似。
設(shè)置直徑比連通孔34的直徑大的連通孔37,以將陰轉(zhuǎn)子軸側(cè)的環(huán)形空 隙24與外部連通，使連通孔37像連通孔34—樣向下傾斜。附圖標(biāo)記36表 示連通孔37的外側(cè)開口端。即使連通孔34由于任何原因被堵塞，侵入內(nèi)側(cè) 槽19的潤滑油也能排向被齒輪箱17蓋住的傳動(dòng)齒輪室中的上箱體構(gòu)件la 之外。
接下來，將參照?qǐng)D5解釋使用如圖1-4所示齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的壓縮系 統(tǒng)的例子。參照?qǐng)D5，要壓縮的空氣a通過設(shè)有消聲器(silencer) 42的過濾 器41進(jìn)入壓縮系統(tǒng)中?？諝鈇經(jīng)過吸氣截流閥(suction shut-off valve ) 43 被吸入低壓級(jí)齒型壓縮機(jī)44中，被壓縮到例如0.2Mpa。由壓縮引起的溫度 升到約200°C的空氣由中間冷卻器(intercooler ) 45進(jìn)4亍冷卻。
在中間冷卻器45中冷卻的空氣由濕氣分離器50除去濕氣，然后引入高 壓級(jí)齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)46中，達(dá)到例如0.7MPa。經(jīng)壓縮的空氣在脈動(dòng)緩沖器47中緩和了壓力脈動(dòng)，然后經(jīng)由單向閥49引向后冷卻器48。在高壓級(jí)壓縮 機(jī)46中壓縮并且溫度升至約200。C的空氣由后冷卻器48冷卻，在濕氣分離 器51中除去濕氣，然后送到制冷型空氣干燥器52。低壓級(jí)壓縮機(jī)44和高壓 級(jí)壓縮機(jī)46是根據(jù)圖1 - 4所示實(shí)施例的齒型回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。
空氣a在制冷型空氣干燥器52中由制冷機(jī)53的制冷劑冷卻，然后在濕 氣分離器54中除去被冷卻空氣中的濕氣，然后經(jīng)由供給閥55供給未圖示的 空氣箱。
在潤滑油系統(tǒng)60中，油箱61中的潤滑油由油泵62經(jīng)由輸油管63供給 到低壓級(jí)壓縮機(jī)44和高壓級(jí)壓縮機(jī)46 。由油泵62從油箱61吸取的潤滑油 被送到油冷器(oil cooler) 64以在其中冷卻，然后在供給壓縮機(jī)之前經(jīng)由濾 油器65過濾。濾油器65設(shè)有旁通閥66,以控制潤滑油流向壓縮機(jī)。
該壓縮系統(tǒng)通常是在供給閥55打開的情況下運(yùn)行。當(dāng)無負(fù)載運(yùn)行時(shí)， 檢測(cè)到設(shè)有供給閥55的輸送管中的壓力升高，并且根據(jù)檢測(cè)到的壓力升高 通過連接到截流閥43的電磁閥(未圖示)關(guān)閉截流閥43。然而，如果截流 閥43完全關(guān)閉，就會(huì)出現(xiàn)異常噪聲，所以截流閥43不完全關(guān)閉而是稍微打 開，這樣，少量空氣能夠流過該岡。
這些流過截流閥43的少量空氣經(jīng)過低壓級(jí)壓縮才幾44和高壓級(jí)壓縮機(jī)46 壓縮，并且經(jīng)由流動(dòng)路徑56返回吸氣截流閥43。這些返回截流閥43的少量 空氣通常從通氣口 (vent) 57放出，但在該實(shí)施例中，從通氣口 57放出的 空氣的一部分或全部經(jīng)由增壓空氣流動(dòng)路徑71供給壓縮機(jī)44和46的軸密 封部分。
在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，由吸氣截流閥43的打開動(dòng)作來關(guān)閉流動(dòng)路徑56。 如圖1所示，空氣路徑74和75在兩個(gè)箱體構(gòu)件中分別都有孔，以將連 通通道35與外部連通。增壓空氣流動(dòng)路徑71經(jīng)由分支路徑72和73分別連 接空氣通道74和75。這些少量空氣通常增壓到0.1 0.2MPa,高于大氣壓 的正壓。該增壓空氣經(jīng)由增壓空氣流動(dòng)路徑71 73、空氣路徑74和75以及 轉(zhuǎn)子軸之間連通通道35供給轉(zhuǎn)子軸密封部分的環(huán)形空隙24。通過在增壓空 氣流動(dòng)通道72或73中設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥來控制增壓空氣向環(huán)形空隙24流動(dòng)。 當(dāng)壓縮系統(tǒng)處于負(fù)載運(yùn)行時(shí)，壓縮室中的壓力是正壓并且高于由齒輪箱 17和上箱體構(gòu)件la封閉的齒輪室中的壓力，而經(jīng)壓縮的空氣會(huì)通過接觸型 軸密封件30向內(nèi)側(cè)槽19稍稍泄漏。因?yàn)樵谳S承10與內(nèi)側(cè)槽19之間設(shè)有粘性密封部20,侵入粘性密封區(qū)20的潤滑油如上所述地由陽轉(zhuǎn)子軸6的旋轉(zhuǎn) 向上推動(dòng)而不漏進(jìn)內(nèi)側(cè)槽19中。因此，不會(huì)發(fā)生潤滑油吸入壓縮室9中的情況。
當(dāng)?shù)蛪杭?jí)壓縮機(jī)44和高壓級(jí)壓縮機(jī)46處于無負(fù)載運(yùn)行時(shí)，吸氣路徑由 吸氣截流閥43關(guān)閉，但實(shí)際上是稍微打開以能吸入少量空氣，因?yàn)槿绻?全關(guān)閉就會(huì)出現(xiàn)異常噪聲。壓縮機(jī)無負(fù)載運(yùn)行時(shí)，壓縮室9中產(chǎn)生負(fù)壓。因 此，擔(dān)心空氣會(huì)從內(nèi)側(cè)槽19經(jīng)由接觸型軸密封件30吸入壓縮室9中，這可 能降低內(nèi)側(cè)槽19中的壓力，從而引起粘性密封部20的油密封效果降低。根 據(jù)本實(shí)施例，增壓空氣從吸氣截流閥43經(jīng)由增壓空氣流動(dòng)路徑71、旁通路 徑72和73、空氣路徑74和75以及箱體構(gòu)件la、 lb中的連通通道35被引 向環(huán)形空隙24,并且經(jīng)由連通孔34、 34，往外流到箱體構(gòu)件la、 lb的外部。 因此，如果內(nèi)側(cè)槽19和環(huán)形空隙24中有泄漏的潤滑油，則它會(huì)被增壓空氣 帶到轉(zhuǎn)子箱1的外部。
從壓縮室9擴(kuò)散的負(fù)壓被內(nèi)側(cè)槽19中的正壓阻斷，不會(huì)傳到軸承側(cè)10、
10,。
因此，幾乎不用擔(dān)心潤滑油會(huì)進(jìn)入壓縮室9中。這樣，當(dāng)壓縮機(jī)處于無 負(fù)載運(yùn)行時(shí)，環(huán)形空隙24中的正壓用來阻斷壓縮室中產(chǎn)生的負(fù)壓，并且防 止?jié)櫥?曼入壓縮室9。
當(dāng)壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，潤滑油可能侵入內(nèi)側(cè)槽19。侵入內(nèi)側(cè)槽19的潤 滑油經(jīng)由外套筒23的徑向孔23a、環(huán)形空隙24和向下傾斜的連通孔34被增 壓空氣帶出到上箱體構(gòu)件la的外部。因?yàn)殛庌D(zhuǎn)子側(cè)的環(huán)形空隙24也設(shè)有連 通孔34并且陰轉(zhuǎn)子側(cè)的環(huán)形空隙連接連通通道35,所以，即使在一個(gè)連通 孔由于某些原因被堵塞時(shí)，潤滑油也能經(jīng)由另 一連通孔被帶出到上箱體構(gòu)件 la的外部。
上面就上箱體構(gòu)件側(cè)的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)解釋了軸密封結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作。 與上箱體構(gòu)件側(cè)軸承部分的轉(zhuǎn)子軸密封部分相對(duì)應(yīng)的下箱體構(gòu)件側(cè)軸 承部分的轉(zhuǎn)子軸密封部分用加上，符號(hào)的附圖標(biāo)記表示，并且該結(jié)構(gòu)類似于 上箱體構(gòu)件側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分的結(jié)構(gòu)，除了下箱體構(gòu)件lb的連通孔34，通向 大氣以及粘'性密封構(gòu)造成隨著轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)將侵入粘'性密封區(qū)的潤滑油向 下推動(dòng)。
下箱體構(gòu)件側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分的軸密封結(jié)構(gòu)的動(dòng)作類似于上箱體構(gòu)件側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分的軸密封結(jié)構(gòu)的動(dòng)作。
因?yàn)檫B通孔34，通向大氣，擔(dān)心連通孔34，會(huì)被大氣中的灰塵堵塞，所以 將連通孔37'設(shè)置成較大直徑是特別優(yōu)選的。
在軸密封結(jié)構(gòu)的實(shí)施例中，解釋了將回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)安裝成使轉(zhuǎn)子軸豎直延 伸的例子。這在將回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)安裝成使轉(zhuǎn)子軸6、 7水平延伸時(shí)也適用。在 這種情況中，優(yōu)選地，只在箱體構(gòu)件la和lb的下側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分上分別 設(shè)置連通孔34、 34'。因?yàn)橄潴w構(gòu)件la和lb中的環(huán)形空隙24經(jīng)由連通通道 35分別與箱體構(gòu)件la和lb的上側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分相連，所以，經(jīng)過每個(gè)上 側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分的粘性密封區(qū)20泄漏的潤滑油經(jīng)由每個(gè)連通通道35向下 落到每個(gè)下側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封部分的環(huán)形空隙并且分別排向被齒輪箱17蓋住的 傳動(dòng)齒輪室中的箱體構(gòu)件la之外、排向箱體構(gòu)件lb之外以及排向大氣。
在圖5所示壓縮系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)處于無負(fù)載運(yùn)行時(shí)，從吸氣截流閥43 獲取增壓空氣。同樣適于設(shè)置獨(dú)立的增壓空氣供給裝置，例如空氣箱，向其 供應(yīng)系統(tǒng)壓縮的增壓空氣。而且，可以直接從脈動(dòng)緩沖器47或從將低壓級(jí) 壓縮機(jī)44連接到高壓級(jí)壓縮機(jī)46的空氣管道獲取增壓空氣。在這些情況中， 不僅在系統(tǒng)的無負(fù)載運(yùn)行而且在負(fù)載運(yùn)行時(shí)也可向環(huán)形空隙24供給增壓空 氣，在系統(tǒng)運(yùn)行中一直都有良好的密封效應(yīng)。
工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明，提供一種無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，這樣，通過 在油潤滑軸承側(cè)密封裝置與壓縮室側(cè)密封裝置之間設(shè)置環(huán)形空隙并且向與 轉(zhuǎn)子箱外部連通的該環(huán)形空隙供給增壓空氣，來防止當(dāng)壓縮室中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí) 潤滑油容易侵入壓縮機(jī)壓縮室的情況發(fā)生。
權(quán)利要求
1. 一種用于無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封方法，該壓縮機(jī)具有裝在由 轉(zhuǎn)子箱形成的壓縮室中的一對(duì)陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子具有的轉(zhuǎn)子軸從轉(zhuǎn) 子的兩端面伸出，以穿透所述轉(zhuǎn)子箱的兩側(cè)壁，以經(jīng)由油潤滑軸承被所述轉(zhuǎn) 子箱的兩側(cè)壁支撐，其中在所述軸承與壓縮室之間為每個(gè)轉(zhuǎn)子軸軸承部分提供包括有兩個(gè)軸密 封裝置的轉(zhuǎn)子軸密封部分，以使得在所述軸密封裝置之間形成環(huán)形空隙，并 且向每個(gè)所述軸密封部分的環(huán)形空隙供給增壓空氣，由此防止所述回轉(zhuǎn)壓 縮機(jī)運(yùn)行時(shí)潤滑油侵入所述壓縮室中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求]所述的轉(zhuǎn)子軸密封方法，其中，在所述回轉(zhuǎn)壓縮機(jī) 處于無負(fù)載運(yùn)行時(shí)，向每個(gè)所述軸密封部分的環(huán)形空隙供給增壓空氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求或2所述的轉(zhuǎn)子軸密封方法，其中，從軸承漏進(jìn)環(huán) 形空隙的潤滑油通過連通孔排向所述轉(zhuǎn)子箱之外，所述連通孔開在所述環(huán)形 空隙底部以將所述環(huán)形空隙與所述轉(zhuǎn)子箱的外部連通。
4. 一種用于無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，該壓縮機(jī)具有裝在由 轉(zhuǎn)子箱形成的壓縮室中的一對(duì)陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，每個(gè)轉(zhuǎn)子具有的轉(zhuǎn)子軸從轉(zhuǎn) 子的兩端面伸出，以穿透所述轉(zhuǎn)子箱的兩側(cè)壁，以經(jīng)由油潤滑軸承被所述轉(zhuǎn) 子箱的兩側(cè)壁支撐，其中設(shè)有包括有兩個(gè)軸密封裝置的轉(zhuǎn)子軸密封部分，所述兩個(gè)軸密封裝置設(shè)置在 所述軸承與所述壓縮室之間的每個(gè)轉(zhuǎn)子軸軸承部分處，以使得在所述軸密封 裝置之間形成環(huán)形空隙，和增壓空氣供給裝置，向每個(gè)所述環(huán)形空隙供給增壓空氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置用于將每個(gè)環(huán)形空隙與所述轉(zhuǎn)子箱外部連通的至少一個(gè)連通孔，使 所述連通孔開在所述環(huán)形空隙的底部，以將所述環(huán)形空隙與所述轉(zhuǎn)子箱的外 部連通，并且所述陽轉(zhuǎn)子軸的密封部分的每個(gè)環(huán)形空隙以及所述陰轉(zhuǎn)子軸的密封部 分的每個(gè)環(huán)形空隙分別由轉(zhuǎn)子軸之間連通通道連接，以^_得供給一個(gè)轉(zhuǎn)子軸 密封部分的每個(gè)環(huán)形空隙的增壓空氣被供給到另一轉(zhuǎn)子軸密封部分的每個(gè)環(huán)形空隙。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，其中，在所述轉(zhuǎn)子箱中分 別形成連接到所述轉(zhuǎn)子軸之間連通通道的增壓空氣通道，以便利用增壓空氣 供給裝置向所述環(huán)形空隙供給增壓空氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)有吸氣截流閥， 用于在壓縮才幾無負(fù)載運(yùn)行時(shí)截?cái)噙B接至所述壓縮機(jī)入口的吸氣路徑，該吸氣 截流閥的構(gòu)成是這樣的，在所述壓縮機(jī)無負(fù)載運(yùn)行時(shí)該閥稍微打開以使少量 空氣吸入所述壓縮機(jī)，通過該吸氣截流閥的關(guān)閉運(yùn)動(dòng)來打開空氣流動(dòng)路徑， 使這些被壓縮機(jī)增壓的少量空氣經(jīng)由連接至所述增壓空氣通道的所述空氣 流動(dòng)路徑流向所述增壓空氣通道。
全文摘要
一種無油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子軸密封方法和結(jié)構(gòu)，這樣，就能防止當(dāng)壓縮室中產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)容易發(fā)生的潤滑油侵入壓縮機(jī)的壓縮室的發(fā)生。具有的轉(zhuǎn)子軸密封結(jié)構(gòu)的構(gòu)成是這樣的，在轉(zhuǎn)子箱(1)中，在油潤滑軸承(10、10’)與壓縮室(9)之間設(shè)有兩個(gè)軸密封裝置(20、31)，以在這兩個(gè)軸密封裝置(20、31)之間形成環(huán)形空隙(24)，設(shè)有用于將環(huán)形空隙(24)與轉(zhuǎn)子箱(1)外部連通的至少一個(gè)連通孔(34、34’)，并且陽轉(zhuǎn)子軸(6)密封部分的環(huán)形空隙(24)以及陰轉(zhuǎn)子軸(7)密封部分的環(huán)形空隙(24)由轉(zhuǎn)子軸之間連通通道(35)連接，向環(huán)形空隙(24)供給增壓空氣，由此防止?jié)櫥颓秩雺嚎s室(9)。
文檔編號(hào)F04C27/00GK101311543SQ200810142808
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者木村英幸, 武藤雅巳 申請(qǐng)人:阿耐思特巖田株式會(huì)社