带有密封结构的压缩机叶轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带有密封结构的压缩机叶轮，该叶轮安装于压缩机的转轴上，所述压缩机上还设有罩设在所述叶轮外侧的蜗壳，所述叶轮具有轮盖、叶片及轮盘，所述轮盘上异于所述叶轮进风口的轴侧端面上设有径向密封结构，所述径向密封结构包括固定地设于所述轮盘的所述轴侧端面上的至少一个环形凸起，所述环形凸起沿所述叶轮的轴向向外凸出。当气体经叶轮高速旋转做功形成高压气体流出时，该高压气体遇到径向密封结构时气体压力就会急剧降低，从而使得叶轮轮盖与轮盘两侧的部分压力相互抵消，减小叶轮的轴向力，进而方便密封的选择与设置，也提高了轴承的使用寿命，其结构简单，易于实现。
【专利说明】
带有密封结构的压缩机叶轮
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种带有密封结构的压缩机叶轮。
【背景技术】
[0002]随着压缩机设计和制造水平的不断提高，高压比、高转速的压缩机种类越来越多。目前，对于单级高转速高压比的离心压缩机，由于叶轮的进出口两侧的压力差比较大，导致叶轮承受的轴向力也很大，这主要会引起以下两方面的问题:一方面会给支撑转子旋转的推力轴承带来巨大的额外负载，使轴承出的摩擦热增加、轴承温度升高，导致润滑油站系统复杂化，轴承处的机械损失也相应增加；另一方面，由于叶轮出口处压力比较高，为了防止气体向外界泄露，所以采用的轴端密封必须是能够承受高压的密封，这也给其轴端密封的设计及选型带来一定的困难。国外机组通常采用的为干气密封，虽然干气密封的技术比较先进，但其成本昂贵，轴向尺寸比较大，操作使用及维护有很多工艺和技术上的限制条件。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种带有密封结构的压缩机叶轮，以减小单级叶轮在高压比的情况下受到的轴向力，进而提高用来支撑转子旋转的推力轴承的使用寿命。
[0004]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种带有密封结构的压缩机叶轮，所述叶轮安装于压缩机的转轴上，所述压缩机上还设有罩设在所述叶轮外侧的蜗壳，所述叶轮具有轮盖、叶片及轮盘，所述轮盘上异于所述叶轮进风口的轴侧端面上设有径向密封结构，所述径向密封结构包括固定地设于所述轮盘的所述轴侧端面上的至少一个环形凸起，所述环形凸起沿所述叶轮的轴向向外凸出，且所述环形凸起的轴心线与所述转轴的轴心线相互平行或共线延伸。
[0005]优选地，所述蜗壳上设有环形密封件，所述环形密封件与所述径向密封结构之间间隙设置。
[0006]优选地，所述径向密封结构中所述环形凸起有多个，这多个所述环形凸起在所述轮盘的所述轴侧端面上间隔设置。
[0007]进一步地，所述环形凸起为3个或5个。
[0008]优选地，所述环形凸起的轴心线与所述转轴的轴心线共线延伸。
[0009]优选地，所述环形凸起沿所述叶轮的轴向向外凸出呈齿状。
[0010]优选地，所述环形凸起与所述轮盘一体设置。
[0011]优选地，所述轮盘的所述轴侧端面上还设有环形的去重带，所述去重带位于所述径向密封结构的径向外侧。
[0012]进一步地，所述叶轮为闭式叶轮或半开式叶轮。
[0013]作为一种具体的实施方式，所述叶轮为离心压缩机叶轮或向心透平膨胀机叶轮。
[0014]由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点:本实用新型的带有密封结构的压缩机叶轮，其中通过在叶轮的轮盘上设置至少一个环形凸起形成径向密封结构，该叶轮安装于压缩机的转轴上时，气体经叶轮高速旋转做功形成高压气体流出时，该高压气体遇到径向密封结构时气体压力就会急剧降低，从而使得叶轮轮盖与轮盘两侧的部分压力相互抵消，减小叶轮的轴向力，进而方便密封的选择与设置，也提高了轴承的使用寿命，其结构简单，易于实现。
【附图说明】
[0015]附图1为本实用新型中叶轮的径向截面结构图；
[0016]附图2为图1中A部放大示意图；
[0017]附图3为本实用新型的叶轮安装于压缩机转轴上时的装配图；
[0018]附图4为图3中B部放大示意图；
[0019]其中:1、叶轮；11、轮盖；12、叶片；13、轮盘；14、径向密封结构；141、环形凸起；15、
去重带；
[0020]2、叶轮导流帽；3、蜗壳;4、环形密封件;5、隔板;6、进口导流器;7、口圈密封件;8、
轴封;9、转轴。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及本实用新型的较佳实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
[0022]参见图1至图4所示，一种带有密封结构的压缩机叶轮I，该叶轮I安装在压缩机的转轴9上，该压缩机上还设有罩设在叶轮I外侧的蜗壳3，蜗壳3的轴端侧部上具有与叶轮I轴端的进风口相连通的入风口，如图3中的左侧位置处，外侧的气流从该入风口进入叶轮I。
[0023]参见图1、图2所示，叶轮I具有轮盖11、叶片12及轮盘13，轮盘13上异于叶轮I进风口的轴侧端面上设有径向密封结构14，该径向密封结构14包括固定地设于轮盘13的轴侧端面上的至少一个环形凸起141，该环形凸起141沿叶轮I的轴向向外凸出，且该环形凸起141的轴心线与转轴9的轴心线相互平行或共线延伸。
[0024]该径向密封结构14中，环形凸起141可设置为多个，这多个环形凸起141在轮盘13的上述轴侧端面上间隔设置。具体地，环形凸起141个数最好为5个或如本实施例中采用的3个，且在本实施例中，所有的环形凸起141的轴心线均与转轴9的轴心线共线延伸。
[0025]径向密封结构14中，每个环形凸起141均沿叶轮I的轴向向外延伸呈齿状结构，且所有的环形凸起141均与轮盘13—体设置，这样不仅加工方便，而且适用于承受较大的径向压力。在轮盘13上设置有径向密封结构14的轴侧端面上还设置有环形的去重带15，该环形的去重带15的轴心线与转轴9的轴心线共线延伸，且去重带15在轮盘13的上述轴侧端面上位于径向密封结构14的径向外侧。
[0026]参见图3所示，该叶轮I安装于压缩机的转轴9上，蜗壳3罩设在叶轮I的外侧，转轴9与蜗壳3之间设有轴封8。蜗壳3的入风口处设有进口导流器6，该进口导流器6与蜗壳3之间固定地设有隔板4，隔板4与叶轮I的轮盖11通过口圈密封件7密封。叶轮I的进风口的轴端还固定地设有叶轮导流帽2，用于将经入风口的风流导向进入叶轮1，并经叶轮I的高速旋转对气体做功使气体获得能量后，高压气体从叶轮I的出风口流出，并经蜗壳3向外流出。
[0027]参见图3、图4所示，蜗壳3上设有环形密封件4，该环形密封件4朝向叶轮I上的径向密封结构14，且环形密封件4与径向密封结构14之间间隙设置，从而不会影响叶轮I的高速旋转。这样，当气流经叶轮I高速旋转做功形成高压气体后从叶轮I的出风口流出时，该高压气体大部分会经蜗壳3流出，部分高压气体进入叶轮I与蜗壳3的轴侧之间。当该高压气体经过径向密封结构14与环形密封件4时便会受到阻挡，使得气体压力急剧降低，从而使得叶轮轮盖11与轮盘13两侧的部分压力相互抵消，进而减小叶轮I受到的轴向力。
[0028]这样，由于叶轮I受到的轴向力大大减小，也就降低了用来支撑转轴9旋转的推力轴承的额外负载，从而减小了轴承的机械损失，保证了轴承工作时的温度，提高了轴承的使用寿命。同时，也使得轮轴9处的密封从高压密封转变为中低压密封，这给密封的设计和选型提供了更大的空间，也降低了密封的成本及机组运行期间的维护费用。
[0029]上述的叶轮I可采用闭式叶轮结构或半开式叶轮结构，该叶轮I可以为离心压缩机叶轮，也可以为向心透平膨胀机叶轮，该叶轮I可以应用于单级高速压缩机中，也可以应用于多轴多级的齿式压缩机中。
[0030]综上，本实用新型的带有密封结构的压缩机叶轮，其中通过在叶轮I的轮盘13上设置至少一个环形凸起141形成径向密封结构14，该叶轮I安装于压缩机的转轴9上时，气体经叶轮I高速旋转做功形成高压气体流出时，该高压气体遇到径向密封结构14时气体压力就会急剧降低，从而使得叶轮轮盖11与轮盘13两侧的部分压力相互抵消，减小叶轮I的轴向力，进而方便密封的选择与设置，也提高了轴承的使用寿命，其结构简单，易于实现。
[0031]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带有密封结构的压缩机叶轮，所述叶轮安装于压缩机的转轴上，所述压缩机上还设有罩设在所述叶轮外侧的蜗壳，所述叶轮具有轮盖、叶片及轮盘，其特征在于:所述轮盘上异于所述叶轮进风口的轴侧端面上设有径向密封结构，所述径向密封结构包括固定地设于所述轮盘的所述轴侧端面上的至少一个环形凸起，所述环形凸起沿所述叶轮的轴向向外凸出，且所述环形凸起的轴心线与所述转轴的轴心线相互平行或共线延伸。2.根据权利要求1所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述蜗壳上设有环形密封件，所述环形密封件与所述径向密封结构之间间隙设置。3.根据权利要求1所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述径向密封结构中所述环形凸起有多个，这多个所述环形凸起在所述轮盘的所述轴侧端面上间隔设置。4.根据权利要求3所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述环形凸起为3个或5个。5.根据权利要求1所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述环形凸起的轴心线与所述转轴的轴心线共线延伸。6.根据权利要求1所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述环形凸起沿所述叶轮的轴向向外凸出呈齿状。7.根据权利要求1所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述环形凸起与所述轮盘一体设置。8.根据权利要求1所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述轮盘的所述轴侧端面上还设有环形的去重带，所述去重带位于所述径向密封结构的径向外侧。9.根据权利要求1至8任一所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述叶轮为闭式叶轮或半开式叶轮。10.根据权利要求9所述的带有密封结构的压缩机叶轮，其特征在于:所述叶轮为离心压缩机叶轮或向心透平膨胀机叶轮。
【文档编号】F04D29/28GK205663653SQ201620535362
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】刘廷召
【申请人】苏州欧拉工程技术有限公司