螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构，它包括一对唇形密封圈、一个唇封用轴套和一块唇封用挡板。所述一对唇形密封圈分别安装在阳转子排气端盖的配合孔两端开设的密封环槽中，所述唇封用轴套以过盈配合方式套装在膨胀机阳转子的输出轴的直筒段上，所述唇封用轴套的两端外壁面分别与一对唇形密封圈之间形成密封配合关系，所述唇封用轴套的中间外壁面与阳转子排气端盖的配合孔内壁面之间形成摩擦配合结构。所述唇封用挡板通过沿周向分布的螺钉和垫圈紧贴固定在阳转子排气端盖的外端面上，从而压紧并锁定一对唇形密封圈的轴向位置。该密封结构能保证密封可靠性、降低泄漏风险，且结构更加简单，安装及维护更加方便。

【技术实现步骤摘要】
螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构
本技术涉及螺杆ORC膨胀机中关键部件的密封技术，具体地指一种螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构。
技术介绍
螺杆ORC膨胀机采用有机工质朗肯循环，其关键结构部件有阴、阳两根转子，在阳转子轴伸处一般设置有密封结构以保证膨胀机的密封性，通常情况下该密封结构为机械轴封。机械轴封由动环和静环两部分组成，在阴、阳转子啮合时，动环随阳转子一起转动，静环保持不动，动静环之间形成油摩擦面。螺杆ORC膨胀机因其工质为高温高压的有机工质，需要采用专门的润滑油用来冷却、润滑阴、阳转子，同时有少量有机工质会溶入润滑油中。该润滑油的价格较昂贵，且充注量比同型号的制冷压缩机少。若使用常规的轴封，首先轴封中O形密封圈材质需要专门选择，膨胀机运行过程中动、静环之间的摩擦面因为润滑油中有机工质的析出而磨损较快，导致润滑油泄漏量大，存在安全隐患且造成资源浪费。同时，常规的机械轴封装置成本较高，结构较复杂，在安装以及后期维修更换时操作工序较为繁琐。因此，目前在螺杆ORC膨胀机中使用常规机械轴封无法长时间满足膨胀机的使用要求。为了解决上述问题，本领域技术人员一直努力寻求一种密封效果更好、使用寿命更长的密封结构，但至今为止尚未取得满意的进展。
技术实现思路
本技术的目的就是要提供一种螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构。该密封结构能保证密封可靠性、降低泄漏风险，且结构更加简单，安装及维护更加方便。为实现上述目的，本技术所设计的螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构，设置在膨胀机阳转子的输出轴与阳转子排气端盖的配合孔之间，它包括一对唇形密封圈、一个唇封用轴套和一块唇封用挡板。其特殊之处在于：所述一对唇形密封圈分别安装在阳转子排气端盖的配合孔两端开设的密封环槽中，所述唇封用轴套以过盈配合方式套装在膨胀机阳转子的输出轴的直筒段上，所述唇封用轴套的两端外壁面分别与一对唇形密封圈之间形成密封配合关系，所述唇封用轴套的中间外壁面与阳转子排气端盖的配合孔内壁面之间形成摩擦配合结构。所述唇封用挡板通过沿周向分布的螺钉和垫圈紧贴固定在阳转子排气端盖的外端面上，从而压紧并锁定一对唇形密封圈的轴向位置。作为优选方案，所述唇封用轴套的中间外壁面上开设有螺旋槽，所述螺旋槽的旋向能够保证其在旋转过程中向膨胀机内腔施压。进一步地，所述阳转子排气端盖的配合孔内壁面上镀覆有激光熔覆软金属层，所述激光熔覆软金属层的硬度低于唇封用轴套的外壁面硬度。进一步地，所述阳转子排气端盖的配合孔内壁上镀覆有激光熔覆软金属层，所述激光熔覆软金属层的硬度低于唇封用轴套上的螺旋槽外表面硬度。再进一步地，所述阳转子排气端盖的下部设置排油通道，所述排油通道的一端通向唇封用轴套的外壁面，所述排油通道的另一端通向膨胀机外部大气。本技术具有如下有益效果：其一，采用双唇形密封圈组合结构，两道唇形密封圈分别安装在阳转子排气端盖的配合孔两端的密封环槽中，当内侧的一道唇形密封圈发生泄漏时，外侧的一道唇形密封圈仍能起到密封作用。其二，采用唇封用轴套过渡结构，唇封用轴套与膨胀机阳转子输出端的直筒段过盈配合，一对唇形密封圈与唇封用轴套的两端外壁面旋转密封配合，避免了唇形密封圈与膨胀机阳转子轴伸段的直接接触，从而防止了膨胀机阳转子转动时轴伸段磨损。其三，采用唇封用轴套的中间外壁面螺旋槽设计，螺旋槽选择合适的旋向，在膨胀机阳转子转动过程中会产生朝向膨胀机内腔的压力，该压力始终将润滑油往膨胀机内腔推送，从而进一步阻止了润滑油的泄漏。其四，采用阳转子排气端盖的配合孔内壁镀覆激光熔覆软金属层设计，该软金属层的硬度低于唇封用轴套外壁面硬度，或者低于唇封用轴套的螺旋槽外表面硬度，这样可以大大降低旋转运行中唇封用轴套及其螺旋槽的磨损，延长其使用寿命，增强密封效果。其五，采用附加排油通道设计，可以使膨胀机内腔少量的润滑油通过内部的唇形密封圈、唇封用轴套及其螺旋槽降压后，流向外部大气，该流动的润滑油还可以对激光熔覆软金属层与唇封用轴套及其螺旋槽之间的摩擦面进行润滑，有效降低两者的磨损。附图说明图1为本技术螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构的主视结构示意图。图2为图1中的A部放大结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术所述技术方案作进一步的详细描述。如图1、2所示的一种螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构，设置在膨胀机阳转子8的输出轴与阳转子排气端盖1的配合孔之间，它主要由一对唇形密封圈4、一个唇封用轴套5和一块唇封用挡板6构成。其中：一对唇形密封圈4分别安装在阳转子排气端盖1的配合孔两端开设的密封环槽(图中未标号)中，唇封用轴套5以过盈配合方式套装在膨胀机阳转子8的输出轴的直筒段上，膨胀机阳转子8的输出轴的锥筒段用于连接发电机输入端(图中未示出)。唇封用轴套5的两端外壁面分别与一对唇形密封圈4之间形成密封配合关系，唇封用轴套5的中间外壁面与阳转子排气端盖1的配合孔内壁面之间形成摩擦配合结构。本实施例中，在唇封用轴套5的中间外壁面上开设有螺旋槽10，螺旋槽10的旋向能够保证其在旋转过程中向膨胀机内腔9施压。在阳转子排气端盖1的配合孔内壁上镀覆有激光熔覆软金属层11，激光熔覆软金属层11的硬度低于唇封用轴套5上的螺旋槽10外表面硬度。唇封用挡板6则通过沿周向分布的螺钉2和垫圈3紧贴固定在阳转子排气端盖1的外端面上，从而压紧并锁定一对唇形密封圈4的轴向位置。本实施例中，在阳转子排气端盖1的下部设置排油通道7，排油通道7的一端通向唇封用轴套5的外壁面，排油通道7的另一端通向膨胀机外部大气，可由单独的容器接纳少量流出的润滑油。本技术螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构的安装及工作过程如下：在安装阳转子排气端盖1前，先将靠近膨胀机内腔9的一道唇形密封圈4放进阳转子排气端盖1的配合孔内侧密封环槽中，然后将阳转子排气端盖1安装到膨胀机上。再将远离膨胀机内腔9的另一道唇形密封圈4放进阳转子排气端盖1的配合孔外侧密封环槽中，最后将唇封用挡板6压紧，安装垫圈3并拧上螺钉2。在螺杆ORC膨胀机运行过程中，膨胀机内腔9带有压力的润滑油(含少量有机工质)会形成向膨胀机阳转子8的输出轴方向的压力，一方面有两道唇形密封圈4对润滑油进行密封，另一方面唇封用轴套5上的螺旋槽10在旋转过程中会产生向膨胀机内腔9的压力，该压力方向与润滑油产生的压力方向相反，可进一步提高对润滑油的密封效果。同时，由于在阳转子排气端盖1下部开设了排油通道7，膨胀机内腔9的润滑油沿途通过内部的唇形密封圈4、唇封用轴套5上的螺旋槽10，压力降低后从排油通道7流出，该流动的润滑油可以在激光熔覆软金属层11和螺旋槽10之间形成油摩擦面，并对其进行良好的润滑，从而降低两者的磨损。需拆卸维修时，只需松开螺钉2和垫圈3，拆下阳转子排气端盖1和唇封用挡板6，即可方便地更换唇形密封圈4。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构，设置在膨胀机阳转子(8)的输出轴与阳转子排气端盖(1)的配合孔之间，它包括一对唇形密封圈(4)、一个唇封用轴套(5)和一块唇封用挡板(6)；其特征在于：/n所述一对唇形密封圈(4)分别安装在阳转子排气端盖(1)的配合孔两端开设的密封环槽中，所述唇封用轴套(5)以过盈配合方式套装在膨胀机阳转子(8)的输出轴的直筒段上，所述唇封用轴套(5)的两端外壁面分别与一对唇形密封圈(4)之间形成密封配合关系，所述唇封用轴套(5)的中间外壁面与阳转子排气端盖(1)的配合孔内壁面之间形成摩擦配合结构；/n所述唇封用挡板(6)通过沿周向分布的螺钉(2)和垫圈(3)紧贴固定在阳转子排气端盖(1)的外端面上，从而压紧并锁定一对唇形密封圈(4)的轴向位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构，设置在膨胀机阳转子(8)的输出轴与阳转子排气端盖(1)的配合孔之间，它包括一对唇形密封圈(4)、一个唇封用轴套(5)和一块唇封用挡板(6)；其特征在于：
所述一对唇形密封圈(4)分别安装在阳转子排气端盖(1)的配合孔两端开设的密封环槽中，所述唇封用轴套(5)以过盈配合方式套装在膨胀机阳转子(8)的输出轴的直筒段上，所述唇封用轴套(5)的两端外壁面分别与一对唇形密封圈(4)之间形成密封配合关系，所述唇封用轴套(5)的中间外壁面与阳转子排气端盖(1)的配合孔内壁面之间形成摩擦配合结构；
所述唇封用挡板(6)通过沿周向分布的螺钉(2)和垫圈(3)紧贴固定在阳转子排气端盖(1)的外端面上，从而压紧并锁定一对唇形密封圈(4)的轴向位置。


2.根据权利要求1所述的螺杆ORC膨胀机轴伸处的密封结构，其特征在于：所述唇封用轴套(5)的中间外壁面上开设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，霍正齐，刘进亮，夏航，王博，李章鹏，
申请(专利权)人：武汉新世界制冷工业有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42