[发明专利]一种磁悬浮自补偿柔性轴向密封式涡旋压缩机

说明书

本发明公开了一种磁悬浮自补偿轴向密封式涡旋压缩机，涉及涡旋机压缩机领域，其中包括涡旋齿设计的轴向端面槽结构，密封圈结构，以及异性软磁条。其特征是，把异性软磁条Ⅰ安装在动、静涡盘端面槽的底部，将密封条与异性软磁条Ⅱ的结合，根据异性软磁条的异性相斥原理，实现密封圈的磁悬浮，密封条被预先设计的端面槽结构加以限制。本发明通过结合异性软磁条和密封圈的柔性特点，实现整体化安装，即可应用于油润滑式涡旋压缩机，也能应用在无油润滑涡旋式压缩机；同时通过异性软磁条Ⅰ和磁条Ⅱ异性相斥的原理进行轴向的自补偿密封；在压缩机运行过程中，悬浮的密封条对涡旋体轴向窜动具有缓冲作用，保障动、静涡旋体的正常运行。

技术领域

本发明与涡旋式压缩机有关，具体涉及一种磁悬浮自补偿柔性轴向密封式涡旋压缩机。

背景技术

涡旋式空气压缩机是国内近年开发的新型空气压缩机，较传统压缩机具有更优越的性能和效率，噪音低，维护费用少而广受行业欢迎，行业内称为无需维修的空气压缩机，新革命空气压缩机。涡盘啮合过程的泄露问题研究是涡旋式压缩机核心技术之一，并且随着压缩过程的结束，随气体压强增大而使得泄露增大，严重影响涡旋式压缩机压缩效率。因此，动、静涡盘轴向泄露问题是亟需解决。随工业进步，异性软磁材料在行业内开始崭露头角，解决了以往磁铁柔性问题，具有高温消磁特性。通过现在技术，软磁消磁温度可达到350℃以上，完全可以解决涡旋式压缩机密封圈空间安置和温度消磁限制的问题。

现有技术不足：在油润滑涡旋式压缩机中，单一的轴向储油槽的密封可靠性差，压缩气体过程中，随着压缩腔的减小，动、静涡盘轴向泄露增加，简单的动、静涡旋齿端面轴向储油槽密封效果难以满足要求。在无油润滑涡旋式压缩机中，常用轴向密封方式有三种：迷宫式密封（多段环槽），密封圈浮动，组合密封。迷宫式密封即在动、静涡旋齿的端面用铣刀铣出多段环槽，利用槽的逐级削弱作用实现密封，此密封方式加工工序复杂，成本高，密封性能受槽深影响显著，槽深过小对轴向防泄露作用小，深度过大将显著降低涡旋齿结构强度。密封圈浮动式涡旋压缩机工作过程中，动、静涡盘的啮合必定造成密封圈磨损，如果密封圈磨损严重，高度小于动、静涡盘啮合轴向间隙，磨损后的密封圈易发生脱落，从而导致涡旋体发生严重损坏。组合式密封需要在动、静涡旋体铣出环槽，然后在靠近高压侧且在环槽底部加工出进气圆孔，利用气体力推升密封圈，实现浮动组合式密封。此密封方式需要在槽底加工圆孔，增加了加工工序和工艺要求，且涡旋体结构强度难以保证，当密封圈磨损产生的磨屑堵住小孔后，密封圈将发生失效。而且，此密封方式不利于密封圈磨损程度的检测和使用寿命的评估。

发明内容

本发明的目的在于：设计一种带有自补偿，可检测密封圈使用寿命的涡旋式压缩机的轴向密封机构，这种密封方式既结合了油润滑和无油润滑的特点进行轴向密封，又能实现密封圈一定程度的位移和润滑。

为实现上述目的，本发明采取的设计方式是：一种磁悬浮自补偿柔性轴向密封式涡旋压缩机的动、静涡盘端面轴向环形槽首末段截面形状为长方形，环槽中间段截面为倒置的T字型结构，静涡盘与动涡盘的环槽结构一致。密封装置由密封条与异性软磁条组成，形式为密封条内嵌套异性软磁条，截面形状为倒置的T字型结构，在环槽底部先安装异性软磁条Ⅰ，再安装密封条与异性磁条Ⅱ的组合体，注意两软磁条同磁极相向安装，保证两异性软磁条互斥力大于密封装置自身重力，实现磁悬浮作用和轴向补偿作用，密封装置既可应用于油润滑涡旋式压缩机，又可应用于无油润滑涡旋式压缩机。油润滑的涡旋式压缩机，气体作用力可实现润滑油在环槽内流动循环散热，从而带走动、静涡盘啮合过程产生的磨屑，润滑密封方式以自润滑柔性密封圈为主，以润滑油的润滑密封为辅；而无油润滑的涡旋式压缩机，以密封圈自身润滑性材料进行润滑，利用压缩气体力和磁悬浮力克服密封圈自身重力实现轴向自补偿密封。在涡旋压缩机出气端口外接流量传感器，实时检测输出气体的流量变化，当流量信号达到一定阈值时，密封失效，需要停机检修。