空压机密封结构及空压机的制作方法

1.本发明涉及电器设备技术领域，尤其涉及一种空压机密封结构及空压机。


背景技术：

2.空压机全称为空气压缩机，其是一种用于压缩气体的设备。空气压缩在许多领域内都有应用，比如冰箱、空调、加气站等。空压机对空气的压缩主要是通过电动机驱动曲轴旋转，使得气缸容积发生变化，从而改变气压。
3.现有技术中，应用在水蒸汽领域内的空压机，其主要包括机壳、转轴以及涡轮。转轴通过轴承与机壳连接，涡轮设置在转子远离轴承的一端。在转轴靠近涡轮的一端会设置密封圈等结构形成密封，以阻挡水蒸气的流动。
4.但是上述空压机在运行时，由于转轴的转动，使得密封圈与转轴之间容易产生缝隙，水蒸气就能够通过该缝隙流入机壳内与轴承接触，致使轴承处于湿度较高的环境中，长时间运行就会使得轴承锈蚀，引起空压机故障，导致空压机难以长期可靠运行。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种空压机密封结构及空压机，解决了现有技术中及在水蒸气领域内应用的空压机由于密封性不足，轴承长期处于湿度较高的环境中，容易使得轴承锈蚀，进而引起空压机故障，导致空压机难以长期可靠运行的问题。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种空压机密封结构，其包括：连接套、第一气封组件以及第二气封组件。连接套套设于空压机的转轴，所述连接套具有相对的第一端和第二端；第一气封组件设置于所述连接套的第一端，所述第一气封组件套设在所述转轴上并与所述转轴的轴承相连接，以通过密封气体密封所述连接套的第一端与所述转轴之间的间隙；第二气封组件设置于所述连接套与所述转轴之间且位于所述连接套的第二端，以通过水蒸气密封所述连接套的第二端与所述转轴之间的间隙；其中，所述连接套开设有位于所述第一气封组件和所述第二气封组件之间的排气孔。
8.可选地，所述第一气封组件包括：气压密封盘，套设在所述转轴上，所述气压密封盘内设有气压腔；注气管，一端与所述气压腔连通，另一端伸出所述连接套以用于与注气设备连接；以及多个梳齿，设置在所述气压密封盘靠近所述转轴的一侧，相邻两个所述梳齿之间形成与所述气压腔连通的气封槽。
9.可选地，所述轴承外侧设有轴承座，所述气压密封盘固定在所述轴承座上。
10.可选地，所述空压机密封结构还包括：旋转密封盘，固定于所述转轴且位于所述第一气封组件与所述轴承之间。
11.可选地，所述空压机密封结构还包括：扇叶，设置于所述旋转密封盘靠近所述第一气封组件的一侧。
12.可选地，所述扇叶绕所述旋转密封盘的周向间隔分布多个。
13.可选地，所述第一气封组件包括：密封碳环，套设在所述转轴上，所述密封碳环的内侧壁与所述转轴的外侧壁之间形成气压密封间隙，所述密封碳环内开设有与所述气压密封间隙连通的导气孔，所述导气孔用于与注气装置连通。
14.可选地，所述连接套与所述转轴之间设置有与所述气压密封间隙及所述排气孔分别连通的排气腔，所述排气腔位于所述第一气封组件和所述第二气封组件之间。
15.一种空压机，其包括：机壳、转轴以及如上述中任一项所述的空压机密封结构。转轴转动连接于所述机壳；空压机密封结构设置在所述转轴上并与所述机壳相连接。
16.可选地，所述空压机还包括：叶轮，设置于所述转轴；以及背板，设置于所述叶轮并与所述空压机密封结构的连接套相连接。
17.本发明的有益效果：
18.通过在连接套的第一端和第二端分别设置第一气封组件和第二气封组件，使得连接套的第一端通过密封气体与转轴形成气封，而在连接套的第二端则通过水蒸气与转轴形成密封，使得该空压机密封结构在使用过程中，水蒸气能够封堵气体的流动，减少气体进入连接套内的可能性，多余的水蒸气则由密封气体进一步进行封堵，使得水蒸气只能通过排气孔排出连接套。以此就能够减少气体与轴承接触的可能性，降低轴承发生损坏的可能性，从而就能够有效提高空压机密封结构的可靠性。
19.该空压机采用了该空压机密封结构，则连接套外的水蒸气由第二气封组件的水蒸气封堵，而第一气封组件又能够封堵第二气封组件使用的水蒸气，使得进入连接套内的水蒸气只能通过排气孔排出，有效降低了水蒸气与轴承接触的可能性，减少了了轴承发生锈蚀而引起空压机故障的可能性，使得空压机能够长期可靠运行。
附图说明
20.图1为本发明一些实施例中空压机的结构示意图。
21.图2为图1中所示的实现方式中的a部放大图。
22.图中：
23.100、连接套；110、第一端；120、第二端；130、排气孔；140、排气腔；150、注气孔；200、第一气封组件；210、气压密封盘；220、注气管；230、梳齿；240、气压腔；250、气封槽；260、转接头；300、第二气封组件；310、密封碳环；311、导气孔；320、气压密封间隙；400、转轴；500、机壳；600、轴承；610、轴承座；700、旋转密封盘；710、扇叶；800、叶轮；810、背板。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.本发明提供一种空压机密封结构及空压机。
29.图1为本发明一些实施例中空压机的结构示意图。参照图1所示，该空压机密封结构包括：连接套100、第一气封组件200以及第二气封组件300。连接套100套设于空压机的转轴400，连接套100具有相对的第一端110和第二端120。第一气封组件200设置于连接套100的第一端110，第一气封组件套设在转轴400上，并与转轴400的轴承600相连接，以通过密封气体密封连接套100的第一端110与转轴400之间的间隙。
30.第二气封组件300设置于连接套100与转轴400之间且位于连接套100的第二端120，以通过水蒸气密封连接套100的第二端120与转轴400之间的间隙；其中，连接套100开设有位于第一气封组件200和第二气封组件300之间的排气孔130。
31.具体地，连接套100内部中空以供转轴400穿过。连接套100的第一端110与空压机的机壳500固定连接，转轴400则通过轴承600与机壳500转动连接。第一气封组件200可以套设在转轴400上并与转轴400形成多个槽孔类结构，通过第一气封组件200向多个槽孔内注入高压密封气体，以在连接套100的第一端110与转轴400之间形成气封，以减少气体流向轴承600。
32.连接套100的第二端120与空压机的涡轮组件连接。在该空压机使用时，涡轮组件内存有大量水蒸气。第一气封组件200就设置在连接套100的第一端110，其与转轴400保持一定的间隙，通过向该间隙内注满水蒸气而形成气封，既可以减少涡轮组件内的水蒸气流入连接套100内的可能性，确保涡轮组件内水蒸气的压力不会损失，也能够避免水蒸气中混入其他气体，而该间隙内多余的水蒸气则可以通过排气孔130直接排出连接套100。
33.在该空压机密封结构使用过程中，通过在连接套100的第一端110和第二端120分别设置第一气封组件200和第二气封组件300，使得连接套100的第一端110与转轴400之间通过密封气体形成气封，而在连接套100的第二端120与转轴400之间则通过水蒸气形成密封，使得水蒸气能够封堵气体的流动，减少气体进入连接套100内的可能性，多余的水蒸气则由第一气封组件200进一步进行封堵，使得进入连接套100内的水蒸气只能通过排气孔130排出连接套100。以此就能够减少气体与轴承600接触的可能性，降低轴承600发生损坏的可能性，从而就能够有效提高空压机密封结构的可靠性。
34.图2为图1中所示的实现方式中的a部放大图。参照图1和图2所示，在本发明一些实施例中，第一气封组件200包括气压密封盘210、注气管220以及梳齿230。气压密封盘210套设在转轴400上，气压密封盘210内设有气压腔240。注气管220一端与气压腔240连通，另一
端伸出连接套100以用于与注气设备连接。多个梳齿230设置在气压密封盘210靠近转轴400的一侧，相邻两个梳齿230之间形成与气压腔240连通的气封槽250。
35.具体地，气压密封盘210通过螺栓与机壳500固定连接，其内部中空，其外侧壁上设置有一个转接头260，注气管220的一端与该转接头260相连接，另一端就与注气设备连接，注气设备可以为高压气泵，其能够注射高压密封气体，比如高压空气或者其他惰性气体。
36.气压密封盘210的内侧壁与转轴400的外侧壁保持一定的间隔，梳齿230就设置在该间隔内。梳齿230可以呈环形，其与气压密封盘210一体成型，且其内侧壁与转轴400的外侧壁滑动贴合。多个梳齿230沿转轴400的周向间隔分布，间隔距离可以相等，也可以不等。相邻两个梳齿230之间形成环形的气封槽250，气封槽250的开口处正对转轴400的外侧壁。
37.通过注气设备向气压腔240内注入高压的密封气体后，密封气体会进入气封槽250内，而气封槽250的开口正对着转轴400的外侧壁，当气封槽250内充满高压的密封气体时，密封气体也会与转轴400充分接触，从而在气压密封盘210与转轴400之间形成气封，以有效封堵气压密封盘210与转轴400之间的间隙。
38.参照图1和图2所示，在本发明一些实施例中，轴承600外侧设有轴承座610，气压密封盘210固定在轴承座610上。具体地，轴承座610固定在机壳500内，轴承600转动连接在轴承座610内。气压密封盘210靠近机壳500的一侧与轴承座610的端面贴紧，并通过螺栓固定连接，以使得气压密封盘210能够贴紧轴承600设置，从而起到对轴承600起到更好地气封的效果。
39.参照图2所示，在本发明一些实施例中，空压机密封结构还包括旋转密封盘700。旋转密封盘700固定于转轴400且位于第一气封组件200与轴承600之间。
40.具体地，旋转密封盘700位于轴承座610内，其一端与轴承600的端面卡接，另一端与气压密封盘210的端面保持间隔。旋转密封盘700与转轴400可以过盈配合，也可以通过螺接或者键连接的方式保持相对固定。旋转密封盘700靠近气压密封盘210一侧的外径大于靠近轴承600一侧的外径。具体旋转密封盘700的外径变化可以根据实际的安装空间来设计，本发明不做限定。
41.通过设置旋转密封盘700，在转轴400转动时会带动旋转密封盘700同步转动，旋转密封盘700靠近气压密封盘210的一端就会推动空气向气压密封盘210流动，以限制气体的流动方向，从而进一步减少气体穿过气压密封盘210而流向轴承600的可能性。
42.参照图2所示，在本发明一些实施例中，空压机密封结构还包括扇叶710。扇叶710设置于旋转密封盘700靠近第一气封组件200的一侧，且绕旋转密封盘700的周向间隔分布多个
43.具体地，扇叶710可以呈条形设置在旋转密封盘700的端面上，其可以与旋转密封盘700固定连接，也可以与旋转密封盘700转动连接。通过设置扇叶710，使得旋转密封盘700在转动时，能够形成较大流速的空气流动，以进一步提高气封效果。
44.参照图1所示，在本发明一些实施例中，第一气封组件200包括密封碳环310。密封碳环310套设在转轴400上，密封碳环310的内侧壁与转轴400的外侧壁之间形成气压密封间隙320，密封碳环310内开设有与气压密封间隙320连通的导气孔311，导气孔311用于与注气装置连通。
45.具体地，连接套100的第二端120的端面上可以开设缺口，以供密封碳环310安装，
密封碳环310的截面呈凸字形，其中部供转轴400穿过，密封碳环310与转轴400转动连接。密封碳环310的侧面通过贯穿螺栓而与连接套100固定连接，导气孔311则贯穿开设在密封碳环310的侧面，导气孔311的延伸方向与转轴400的轴线方向垂直。
46.连接套100内部开设有与导气孔311连通的注气孔150，注气孔150通过管路与注气装置连接，注气装置可以为高压气泵，其能够向导气孔311内注入水蒸气。在密封碳环310的内径大于转轴400的外径，以在密封碳环310和转轴400之间形成与导气孔311连通的气压密封间隙320。
47.通过在连接套100的第二端120设置密封碳环310并形成气压密封间隙320，使得转轴400在转动过程中，利用注气装置通过注气孔150向导气孔311内注入水蒸气，水蒸气沿导气孔311流入气压密封间隙320内。当水蒸气充满气压密封间隙320时，就能够顺利对连接套100的第二端120与转轴400之间的缝隙进行气封，减少涡轮内的水蒸气进入连接套100内的可能性。
48.参照图1所示，在本发明一些实施例中，连接套100与转轴400之间设置有与气压密封间隙320及排气孔130分别连通的排气腔140，排气腔140位于第一气封组件200和第二气封组件300之间。
49.具体地，连接套100第一端110的内径大于连接套100第二端120的内径，以使得连接套100的内侧壁形成阶梯状结构。在连接套100沿其轴线方向的中部位置处形成上述的排气腔140，排气孔130就贯穿连接套100的侧壁而与排气腔140连通，排气孔130位于注气孔150和注气管220之间。
50.通过在密封碳环310和气压密封盘210之间形成排气腔140和排气孔130，当气压密封间隙320内的水蒸气流入排气腔140内时，由于气压密封盘210的气压封堵，使得水蒸气只能通过排气孔130排向连接套100的外部，以减少水蒸气与轴承600接触的可能性。
51.参照图1所示，该空压机包括：机壳500、转轴400以及如上述的空压机密封结构，转轴400转动连接于机壳500，空压机密封结构设置在转轴400上并与机壳500相连接。
52.该空压机采用了上述空压机密封结构，则连接套100外的水蒸气由第二气封组件300的水蒸气封堵，而第一气封组件200又能够封堵第二气封组件300所使用的水蒸气，使得水蒸气只能通过排气孔130排出，有效降低了水蒸气与轴承600接触的可能性，降低了轴承600发生锈蚀而引起空压机故障的可能性，使得空压机能够长期可靠运行。
53.参照图1所示，在本发明一些实施例中，空压机还包括叶轮800和背板810。叶轮800设置于转轴400。背板810设置于叶轮800并与空压机密封结构的连接套100相连接。
54.具体地，背板810通过螺栓固定在连接套100的第二端120的端面上，其远离连接套100的一侧与叶轮800侧面形成密封连接。叶轮800套设在转轴400上并与转轴400固定连接。随着叶轮800内逐渐通入水蒸气，当转轴400驱动叶轮800转动时就能够改变水蒸气的气压，而连接套100的第二端120与转轴400之间通过水蒸气密封，使得叶轮800内的水蒸气不会流入连接套100内，也就能够确保叶轮800内的水蒸气压力不会损失，以此确保空压机能够长期可靠运行。
55.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷
举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。