一种无油涡旋空压机密封装置

本技术涉及燃料电池汽车用空气压缩机领域，具体涉及一种无油涡旋空压机密封装置。

背景技术：

1、目前市面上大部分涡旋空压机是通过动涡旋盘与静涡旋盘相对啮合运动来实现对气体的吸入、压缩和排出，由于燃料电池汽车要求进入的气体保持无油的特点，无油涡旋空压机涡旋齿端面与涡旋盘底部相对运动过程中，不能通过油润滑使涡旋齿与涡旋盘底部相接触面形成润滑油膜，导致涡旋齿与涡旋盘底部相接触的地方加速磨损，齿端面的密封和润滑功能都会受到一定影响；在传统的无油涡旋空压机，动、静涡旋盘的装配精度主要依靠工人经验来确定，间隙过大或过小都影响涡旋空压机的运行性能和使用寿命，间隙过大会导致气体径向泄漏，压缩效率大大降低，间隙过小会导致涡旋齿与涡旋盘摩擦严重，导致工作腔热量急剧上升，造成涡旋齿热变形引起啮合间隙，产生内泄漏和周向泄漏。

2、无油涡旋空压机动涡旋盘和静涡旋盘顶部是通过开好的一条型线密封凹槽，密封槽从涡旋盘中心向边缘螺旋伸展，过渡配合密封条来对气体进行密封。密封条在装配的时候通常会高出工件约0.2-0.5mm，并分别与动、静涡旋盘底部刚性接触，在涡旋空压机运行时涡旋齿相互运动会产生摩擦，摩擦到一定程度将造成密封条磨损并产生一定热量，造成涡旋盘轴向间隙增大及涡旋齿产生热变形，使密封性能减弱，导致无油涡旋空压机的工作效率大大降低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种无油涡旋空压机密封装置，通过电动推杆伸缩管的伸缩配合电涡流传感器的实时检测来控制涡旋盘之间的间隙，可减少涡旋盘与涡旋齿之间的摩擦，降低热量的产生，减少涡旋齿磨损与热变形；并且密封条在出现磨损后能分别主动定量的进行自动补偿，并使高压区、中压区、低压区的密封条运行寿命相近，减少更换密封条的频率，随着运行时间的增加，也能保持无油涡旋空压机的密封性能稳定的处于较理想位置，解决在无油涡旋空压机工作一定时间后，由于涡旋齿与涡旋盘之间的相互摩擦会产生大量的热，导致涡旋齿与涡旋盘产生间隙及热变形的问题。

2、本实用新型采用以下方案实现：一种无油涡旋空压机密封装置，包括涡旋盘壳体，所述涡旋盘壳体内安装有相互配合的动涡旋盘、静涡旋盘，所述涡旋盘壳体上设置有用于控制动涡旋盘与静涡旋盘之间啮合间隙的电动推杆机构，所述静涡旋盘边缘上设置有用于检测动涡旋盘与静涡旋盘之间啮合间隙的检测装置。

3、进一步的，所述动涡旋盘上设置有动涡旋齿，所述静涡旋盘上设置有与动涡旋齿相配合的静涡旋齿，所述动涡旋齿和静涡旋齿相互啮合且旋向相反，所述静涡旋齿、动涡旋齿的齿端上均沿着静涡旋齿、动涡旋齿的旋齿方向开设有密封槽，所述密封槽内设置有密封条。

4、进一步的，所述密封槽由内至外分成高压槽段、中压槽段、低压槽段，高压槽段的槽深：中压槽段的槽深：低压槽段的槽深=5：3：2，所述密封条对应分成高压密封条、中压密封条、低压密封条，高压密封条的厚度：中压密封条的厚度：低压密封条的厚度=5：3：2。

5、进一步的，所述密封条紧贴于动涡旋盘或静涡旋盘的盘底上，所述静涡旋齿与动涡旋齿的侧部上对应高压槽段的两端设置有连通高压槽段槽底的高压微小进气气孔。

6、进一步的，所述静涡旋齿上涂有耐磨缓冲涂层，所述耐磨缓冲涂层为耐磨硬质合金和橡胶组成的复合材料涂层。

7、进一步的，所述涡旋盘壳体包括固定壳，所述固定壳内设置有用于安装动涡旋盘、静涡旋盘的内腔，所述固定壳上设置有用于封闭内腔的机架封盖。

8、进一步的，所述静涡旋盘安装于内腔底部，所述静涡旋盘与内腔内壁之间通过采用间隙配合，所述固定壳底部上对称开设有至少两个的贯穿孔，所述电动推杆机构安装于贯穿孔内，所述固定壳底部上安装用于固定电动推杆机构的锁紧器，电动推杆机构的另一端固定于静涡旋盘底部。

9、进一步的，所述检测装置为电涡流传感器，静涡旋盘边缘上开设有安装孔，所述电涡流传感器安装于安装孔内，电涡流传感器的探头朝向动涡旋盘，所述电涡流传感器探头相对静涡旋盘底缩进0.5mm。

10、进一步的，所述涡旋盘壳体外周上开设有连通内腔的进气口，所述静涡旋盘底部中部设置有限位凸台，所述内腔底部中部对应限位凸台设置有限位孔，所述限位凸台伸出限位孔，所述静涡旋盘底部中部开设有贯穿限位凸台的排气孔。

11、与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：1、将整条密封条分成高压区高压密封条和中压区中压密封条及低压区低压密封条三段，三段密封条的厚度不同以保持伸出涡旋体端面的密封条保持同一高度，可提高整体密封效果，有针对性的节约成本，并使三段密封条的寿命接近一致，减少更换密封条的频率；2、高压密封条两端设有高压进气细孔，高压区气体从高压进气细孔进入高压密封条底面，增大了高压密封条的密封性，防止气体产生径向泄漏，并当密封条磨损后会进行自动补偿，极大提高涡旋空压机的密封性，与传统在涡旋齿顶部的凹槽内部设置密封条浮起装置相比，此实用新型无密封条浮起装置的成本开销，结构简单，有效降低制造成本；3、静涡旋齿表面涂有耐磨缓冲涂层，提高涡旋空压机的使用寿命，增加涡旋盘运动过程中相互接触的气密性，可消除碰撞带来的噪音，增加装置运动过程的稳定性；4、通过电动推杆机构的运动来改变动、静涡旋盘的间隙，并使用电涡流传感器进行精准反馈控制，使动、静涡旋盘间隙始终保持在临界微小距离，进而提升无油涡旋空压机的气密性；降低动、静涡旋盘相对运动的摩擦损耗，显著减少涡旋齿摩擦带来的温升，更好的避免热变形造成的泄漏等问题。

技术特征：

1.一种无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，包括涡旋盘壳体，所述涡旋盘壳体内安装有相互配合的动涡旋盘、静涡旋盘，所述涡旋盘壳体上设置有用于控制动涡旋盘与静涡旋盘之间啮合间隙的电动推杆机构，所述静涡旋盘边缘上设置有用于检测动涡旋盘与静涡旋盘之间啮合间隙的检测装置。

2.根据权利要求1所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述动涡旋盘上设置有动涡旋齿，所述静涡旋盘上设置有与动涡旋齿相配合的静涡旋齿，所述动涡旋齿和静涡旋齿相互啮合且旋向相反。

3.根据权利要求2所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述静涡旋齿、动涡旋齿的齿端上均沿着静涡旋齿、动涡旋齿的旋齿方向开设有密封槽，所述密封槽内设置有密封条。

4.根据权利要求3所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述密封槽由内至外分成高压槽段、中压槽段、低压槽段，高压槽段的槽深：中压槽段的槽深：低压槽段的槽深=5：3：2。

5.根据权利要求4所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述密封条对应密封槽分成高压密封条、中压密封条、低压密封条，高压密封条的厚度：中压密封条的厚度：低压密封条的厚度=5：3：2。

6.根据权利要求3所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述密封条紧贴于动涡旋盘或静涡旋盘的盘底上，所述静涡旋齿与动涡旋齿的侧部上对应高压槽段的两端设置有连通高压槽段槽底的高压微小进气气孔。

7.根据权利要求4所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述涡旋盘壳体包括固定壳，所述固定壳内设置有用于安装动涡旋盘、静涡旋盘的内腔，所述固定壳上设置有用于封闭内腔的机架封盖。

8.根据权利要求7所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述静涡旋盘安装于内腔底部，所述静涡旋盘与内腔内壁之间通过采用间隙配合，所述固定壳底部上对称开设有至少两个的贯穿孔，所述电动推杆机构安装于贯穿孔内，所述固定壳底部上安装用于固定电动推杆机构的锁紧器，电动推杆机构的另一端固定于静涡旋盘底部。

9.根据权利要求3所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述检测装置为电涡流传感器，静涡旋盘边缘上开设有安装孔，所述电涡流传感器安装于安装孔内，电涡流传感器的探头朝向动涡旋盘，所述电涡流传感器探头相对静涡旋盘底缩进0.5mm。

10.根据权利要求7所述的无油涡旋空压机密封装置，其特征在于，所述涡旋盘壳体外周上开设有连通内腔的进气口，所述静涡旋盘底部中部设置有限位凸台，所述内腔底部中部对应限位凸台设置有限位孔，所述限位凸台伸出限位孔，所述静涡旋盘底部中部开设有贯穿限位凸台的排气孔。

技术总结
本技术提供了一种无油涡旋空压机密封装置，包括涡旋盘壳体，所述涡旋盘壳体内安装有相互配合的动涡旋盘、静涡旋盘，所述涡旋盘壳体上设置有用于控制动涡旋盘与静涡旋盘之间啮合间隙的电动推杆机构，所述静涡旋盘边缘上设置有用于检测动涡旋盘与静涡旋盘之间啮合间隙的检测装置。本技术通过电动推杆的运动来改变动、静涡旋盘的间隙，同时利用电涡流传感器实时测量间隙大小达到精准反馈控制，使动、静涡旋盘间隙始终保持在临界微小距离，降低涡旋盘相对运动的摩擦损耗，更好的避免泄漏、热变形等问题；装置通过机电控制，在运行过程中可调节涡旋盘轴向间隙，响应速度快、控制精度高。

技术研发人员：王亚雄,蔡泽南,欧凯
受保护的技术使用者：福州大学
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/2/19