[发明专利]开式螺杆压缩机的无泄漏联合动密封

说明书

技术领域

本发明涉及用于开式螺杆压缩机的密封装置，特别是一种开式螺杆压缩机的无泄漏联合动密封，属于空调领域。 

背景技术

所有的开式螺杆压缩机都有一根主轴伸出机体之外以接受其他动力机械的驱动，螺杆压缩机在工作时大多数情况下其内部压力都高于环境大气压，故而开式螺杆压缩机都存在一个旋转轴与不动机体之间的动密封以防制冷工质漏入大气的问题。 

目前开式螺杆压缩机解决此一动密封问题统一采用同轴环形滑块油膜动密封的结构，其结构及工作原理如图一所示。图一中的1是主轴，2是固定于轴上的同轴旋转环，3是同轴旋转弹性波纹管，4是同轴旋转的环形滑块，5是固定于机体内侧的固定环形滑块，6是固定的机体。工作时主轴1旋转，从而2、3、4、也一同旋转，旋转滑块4与固定滑块5之间有油膜润滑，并由此油膜形成对被压缩气体的动密封。此种动密封结构已在各种开式螺杆压缩机上应用多年，技术虽较成熟，但问题是仍无法保证制冷工质的绝对不泄漏，而且一旦有较大的泄漏故障发生(如供油不足、滑块有裂纹、或弹性波纹管破裂)，运行中根本无从知道，总是最后漏到由于制冷剂总量不足，开不到足够的冷功率时方才发现。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有开式螺杆压缩机动密封泄露问题，实现事实上的完全不漏。本发明系采用在目前应用的滑块油膜密封外再加上一道不漏的磁化液密封，所谓磁化液密封就是用一个环形磁钢和一个口径比轴稍大一点点的环形磁靴套在轴上，二者被严密而且无泄漏地固定在机体上是不动的，轴与纯铁环形磁靴的小间隙中产生很强的磁场，在此小间隙中填以磁化液，此磁化液是由纳米级的氧化铁微粒与油剂调和而成，由于磁化液有磁性就被束缚于轴与极靴的间隙之间，可以保证气流完全不能漏过，但轴又能自由转动。磁化液密封虽然不漏，但其每道磁化液密封环的承压能力十分有限(每道磁化液密封环承压仅为0.02-0.03mpa)若要求全部压缩机内部的正压被磁化液密封环封住，则要很多道磁化液密封环的叠加，其尺寸及造价都不可取，故此本发明只采用一道磁化液密封环。轴与机体之间的动密封主要由目前通用的滑块油膜动密封承担，它虽不能绝对密封，但其泄漏量已很小，这个泄漏量肯定是从轴与固定机体之间的间隙而进入大气，本发明在机体与轴的间隙之后再加一道磁化液密封环，形成对漏出的制冷工质的收集，通过滑块油膜动密封漏出的制冷工质进入到磁靴与轴形成的环形小腔中，而在环形极靴的中部有一径向小孔，被收集的制冷工质从此小孔通过管道引向一个2-3升的封闭容器，从而使封闭容器的压力缓慢上升，当封闭容器中的压力上升到0.015mpa表压时，压力继电器接通一微型全密封压缩机将封闭容器中收集下来的制冷剂气体压力提高而送回到螺杆压缩机的进气管，当封闭容器中的压力降到接近于零表压时压力继电器切断电源，微型全封压缩机停车等待。本发明的特征是利用一道磁化液密封环 的承压能力收集从滑块油膜密封处漏出的制冷剂，再用一微型全密封压缩机送回到制冷系统中，从而做到了事实上的完全不漏。而且从一天24小时微型全密封压缩机的实际开车时间正好成正比的反映了滑块油膜密封的泄漏量，提供滑块油膜动密封重要的运行数据。综上所述，本发明开式螺杆压缩机的无泄漏联合动密封的具体结构包括主轴、同轴旋转环、同轴旋转弹性波纹管、同轴旋转环形滑块、固定滑块和机体，其特征在于还包括了套于轴上的环形强磁钢环和带径向小孔的环形纯铁极靴、磁化液环、以及密封容器、压力继电器、微型全密封压缩机。环形强磁钢环和带径向小孔的环形纯铁极靴被严密无泄漏地固定于机体上，并由磁化液环填塞了轴与极靴间的间隙。密封容器以细铜管和环形纯铁极靴上的径向小孔相联接，以容纳从滑块密封中漏出的制冷剂气体，并由压力继电器控制微型全密封压缩机的启停将封闭容器中的制冷工质气体压送回压缩机进口，而构成无泄漏的联合动密封。 

附图说明

附图1是现有的开式螺杆压缩机的滑块油膜密封示意图：图中1是主轴，2是固定于轴上的同轴旋转环，3是同轴旋转弹性波纹管，4是同轴旋转的环形滑环，5是固定于机体内侧的环形滑块，6是固定的机体。 

附图2是本发明在现有的滑块油膜密封的结构外侧加上一道磁化液的密封环及其所附的回收系统的结构示意图：图中1是主轴，2是固定于轴上的同轴旋转环，3是同轴旋转弹性波纹管，4是同轴旋转的环形滑环，5是固定于机体内侧的环形滑块，6是固定的机体，7是环形强磁钢，8是带径向小孔的环形纯铁磁极靴，9是磁化液密封环，10是密封容器，11是压力继电器，12是微型全密封压缩机。 

具体实施方式

附图2是本发明的具体实施例的结构示意图，图2中1、2、3、4、5、6的标示内容与附图1标示内容完全相同，本发明的特征在机体外增加了环形强磁钢7，及带径向小孔的环形纯铁磁极靴8，在8的中部有一径向小孔，孔径2-3毫米，出口处有铜管与密封容器10相联接；环形磁钢左侧与机体相连，右侧与磁极靴相连，这两个结合面要求平整严合无泄漏，并由螺栓将三者完全固定，在其结合面上有密封填料防漏，而极靴右侧的环形尖口与轴之间的间隙应在0.1-0.2毫米之间。9是磁化液密封环(由纳米级的氧化铁微粒与油剂调和而成，被强磁性束缚于磁靴尖头部)，轴与磁极靴的尖头部之间隙被磁化液填塞可保证在一定压力下完全不漏，但轴可自由转动。10是密封容器，从滑块油膜动密封渗漏出的制冷剂气体被管道引入此密封容器，11是压力继电器，12是微型全密封压缩机。当通过滑块油膜密封漏出的制冷剂气体进入密封容器10，使其中的压力到达0.015mpa表压时，压力继电器11接通微型全密封压缩机12的电源，(此压缩机流量很小，一般小于0.3升/分)将密封容器10所收集的制冷剂气体送回螺杆压缩机进气管，当压力下降到接近零表压时自动停机，不仅可保证系统无漏气损失，且可以从自动记录一天微型压缩机的开机的积累总时间判断滑块油膜密封的工作是否正常。而当滑块油膜系统发生故障时，漏出的大量气体使微型全封闭压缩机来不及将漏出的气体送回螺杆压缩机内，密封容器内的压力必然继续上升而超过0.015表压，此时压力继电器即发出报警信号，提示必须检修滑块油膜动密封。