[发明专利]密封高压燃气的螺旋槽密封系统

权利要求书

1、一种用于穿过包含高压气体的壳体的旋转轴的多级串联螺旋槽端面密封系统，包括分别位于所述壳体内的上游和下游密封腔中的，轴向间隔开的第一和第二密封组件，所述密封腔相互隔离并仅经相应的密封组件和一通道相互连通，每一所述组件具有由一固定于所述壳体的主环和一随轴旋转的配合环所构成的径向延伸的相对的密封面，所述环具有大体上相同的直径和厚度几何参数，所述配合环密封面各自具有多个自外圆周径向朝内延伸的，并部分横贯密封面的径向向内泵送螺旋槽，偏压装置将相应的密封组件的密封面向相互靠拢的方向偏压，当轴旋转时，气体自上游腔通过上游密封组件的螺旋槽经所述通道进入下游腔，将所述密封面开启，相应密封组件的螺旋槽的尺寸有差别，从而在上、下游密封腔之间产生一个预定的压降。

2、一种按权利要求1所述的密封系统，其特征在于所述壳体包括一个在第二密封组件下游的第三密封组件，所述第三密封组件在几何参数方面和另外二个是相同的，在和大气相通的腔内工作。

3、一种按权利要求1所述的密封系统，其特征在于所述下游组件螺旋槽有一个使第一密封组件密封面间的压力降低约一半的容积量。

4、一种按权利要求2所述的密封系统，其特征在于第二组件的螺旋槽有一个使第一密封组件密封面间的压力降低约一半的容积量。

5、一种气体压缩机端面密封装置，它分隔或均分处于二间隔室之间的气体压力，包括二个配置在壳体和穿过其间的旋转轴之间的轴向间隔密封组件，一个密封组件装在壳体内具有高压气体的第一或上游腔内，第二密封组件装在壳体内气体降至某一予定比环境压力略高的低压下游腔内;一个用于将气体自上游腔转移至下游腔的第一通道;一个用于将降压的气体自下游腔放出的第二通道;每一密封组件为和轴同心的，对置的双环螺旋槽型，每一个密封组件中，一个密封环为主密封环，另一密封环为配合环，在和主密封环对置的配合环的密封面上，有多个沿园周方向间隔的螺旋槽，它们在环外径处开口并延伸，但部分穿过配合环以便在围绕配合环内径的配合环面上构成一个不开槽的坝部分，第一密封组件仅通过密封面和第一通道连通，第二密封组件的不开槽的坝部分，第一密封通道连通，因此，在轴转动期间，螺旋槽气体自相关腔径向穿过密封面而被转移到相关通道和将降低压力的气体自下游腔放出的通道装置，在第二或下游密封组件的配合环内的螺旋槽的深度和坝宽度是这样的，以便把在第一腔内的高压降低到第二腔中的某一预定的比环境压力略高的低压。

6、一种按权利要求5所述的端面密封装置，其特征在于二密封组件的密封环具有大致相同的直径和宽度的几何参数，在第二密封组件内的配合环螺旋槽深度显著大于第一密封组件内配合环的螺旋槽深度。

7、一种按权利要求5所述的端面密封装置，其特征在于和所述轴共轴的第三密封组件在第二密封组件下游一定间距处，并装于所述壳体内的第三密封腔内，第三密封组件具有和第一及第二密封组件相同的几何参数，第三密封腔通至大气。

8、在一种气体压缩机中具有一壳体，在压缩机动力运转期间，一根轴穿过壳体旋转;一个在壳体内的第一或高压气体腔和一个在壳体内的第二气体腔;一条将气体自第一腔传送到第二腔的气体转移通道;沿所述轴成间隔串联关系并分别分配给所述腔的第一和第二机械式螺旋槽型密封组件，每一密封组件包括对置的主环和配合环，它们具有受偏压的密封面，在靠近它们的内径处密封接触，在压缩机动力运转期间在各组件中的配合环能和所述轴一起旋转，并在其面上有螺旋槽，它们在环外径处和相应的腔连通，其形状制成在轴旋转期间，自有关腔朝轴的内径径向向内转移气体，以打开密封接触，一通道用于接收被这样转移的气体，并仅经此通道转送被泵气体到第二腔，第二密封组件的螺旋槽的容积显著大于第一密封组件的螺旋槽容积，因而在第二腔内比在第一腔内产生显著大的气体压力降;以及自第二腔放出降压气体的通道装置。

9、一种按权利要求8所述的气体压缩机，其特征在于第二密封组件的螺旋槽引起约50%压降。

10、一种按权利要求9所述的气体压缩机，其特征在于各密封组件的主环和配合环大致具有相同的直径和厚度几何参数，第二密封组件的螺旋槽深度比第一密封组件的螺旋槽深度深得多，此槽深度差造成压降。