一种煤气加压机

摘要

本发明提供了一种煤气加压机，包括进风口、机壳、叶轮、主轴密封装置、主轴和轴承箱；机壳前侧设有连接法兰面，进风口通过螺栓固定设置在连接法兰面，主轴穿入所述机壳后侧，主轴与机壳之间采用主轴密封装置密封，所述主轴后端通过轴承固定于所述轴承箱上，主轴密封装置包括密封体、氮气密封腔、若干个碳环和盘根；每个碳环间隔均匀套设于密封体底侧；氮气密封腔为密闭型腔式，设置在密封体中间部位且在若干个碳环之间，盘根设置在主轴密封装置的最外侧，并于密封体连接。本发明结构合理，整机密封性能优越，同时能安全输送大流量的易燃易爆气体，且有效保证煤气不外泄，同时阻止外界空气进入风机，真正达到防毒防爆安全运行的目的。

权利要求

1.一种煤气加压机，包括进风口(1)、机壳(3)、叶轮(4)、主轴密封装置(6)、主轴(7)和轴承箱(8)；所述机壳(3)前侧设有连接法兰面，所述进风口(1)通过螺栓固定设置在连接法兰面，所述主轴(7)穿入所述机壳(3)后侧，所述主轴(7)与机壳(3)之间采用所述主轴密封装置(6)密封，所述主轴(7)后端通过轴承固定于所述轴承箱(8)上，其特征在于：所述主轴密封装置(6)包括密封体(9)、氮气密封腔(10)、若干个碳环(11)和盘根(12)；所述每个碳环(11)间隔均匀套设于密封体(9)底侧；所述氮气密封腔(10)为密闭型腔式，设置在密封体(9)中间部位，其下部位于在若干个碳环(11)之间且与碳环(11)之平行，盘根(12)设置在主轴密封装置(6)的最外侧，并于密封体(9)连接；所述碳环(11)采用剖分式结构，该碳环(11)由若干片子碳环(111)组成，所述若干片子碳环(111)依次首尾固定相连形成圆形碳环。

2.根据权利要求1所述的煤气加压机，其特征在于：所述盘根(12)为橡胶石棉盘根。

3.根据权利要求1所述的煤气加压机，其特征在于：所述碳环(11)的个数为偶数个。

4.根据权利要求3所述的煤气加压机，其特征在于：所述子碳环(111)片数为3片，每片子碳环(111)的形状结构均相同。

5.根据权利要求3所述的煤气加压机，其特征在于：所述若干片子碳环(111)之间通过定位装置固定相连；所述定位装置包括定位块(14)和定位弹簧(15)；所述定位块(14)设置在每相邻两个子碳环(111)中间，并进行中间位置的固定；所述定位弹簧(15)连接每相邻两个子碳环(111)。

6.根据权利要求5所述的煤气加压机，其特征在于：所述定位块(14)高出相邻两个子碳环(111)中间的部分固定在密封体(9)中。

7.根据权利要求5或6所述的煤气加压机，其特征在于：所述定位块(14)为长条形定位块。

8.根据权利要求1所述的煤气加压机，其特征在于：所述氮气密封腔(10)包括氮气上密封腔、氮气下密封腔和密封气道，所述氮气上密封腔为密闭式腔式，设置在密封体(9)上侧，该氮气上密封腔通过密封气道与氮气下密封腔贯通连接；所述氮气下密封腔为密闭式腔式，设置在密封体(9)底侧。

9.根据权利要求1所述的煤气加压机，其特征在于：所述主轴密封装置(6)及主轴(7)之间还设有不锈钢套(13)。

10.根据权利要求1所述的煤气加压机，其特征在于：所述叶轮(4)与机壳(3)之间设有副叶片(5)，进风口(1)与叶轮(4)之间还设有挡气圈(2)。

说明书

一种煤气加压机

技术领域

[0001] 本发明涉及流体机械技术领域，尤其涉及一种煤气加压机。

背景技术

[0002] 煤气加压过程是生产加工的重要环节，在大量使用煤气作为热源的场合，煤气加压机是将煤气混合、加压输送到用户的枢纽。例如中国专利CN 103899577A公开了一种煤气加压风机，包括风机机壳、进风口、叶轮、主轴、机壳轴封、轴承箱和底座，其特征在于：所述风机机壳采用钢板焊接制成，所述风机机壳前侧设有连接法兰面，所述进风口通过螺栓设于所述连接法兰面，所述主轴穿入所述风机机壳后侧，所述主轴与风机机壳之间采用所述机壳轴封密封，所述主轴后端通过轴承固定于所述轴承箱上，所述轴承箱通过螺栓固定于所述底座上，所述叶轮位于所述风机机壳内并通过轮毂安装于所述主轴前端，所述叶轮与进风口之间采用迷宫密封。该技术方案指出，煤气加压风机，如焦炉煤气，其工况点一般是小流量和高压力，同时运行中要求恒定的输送压力。这类风机的主要特点是转速高，风机密封性要求高，有防爆要求。目前该类风机基本采用D系列鼓风机，配置焊接叶轮，铸造机壳，机壳出口角度根据现有模具决定，是不变的，且风机成本较高。因此该技术方案主要克服了传统D系列鼓风机的缺陷，在确保风机稳定可靠运行的前提下，提高了风机在生产现场的适应性及工作效率。在D系列鼓风机存在壳体出口角度改变不便，变形设计难，成本高等缺陷的前提下，提高了煤气加压风机变工况和现场布置的适应性、降低成本。

[0003] 又例如中国专利(申请号为02110416.6)公开了一种热煤气加压风机气流密封装置，包括机壳、机壳内的离心式叶轮、固定在离心式叶轮后盘中心并与主轴相配合的轴盘以及机壳上主轴孔外侧的密封组，其特征在于所说的离心式叶轮的后盘与轴盘的结合面部位开设通孔。该技术方案披露了在离心式叶轮轴盘上开设通孔，使叶轮后盘与机壳后侧板之间在主轴附近的空间与风机进风口处的负压区贯通,使叶轮旋转时叶轮后盘与机壳后侧板之间在主轴附近的区域形成负压区，另外再配合机壳上主轴孔外侧的密封组件,可保证风机在运行过程中煤气不外泄，同时阻止外界空气进入风机，达到防毒防爆安全运行的目的。然后该技术方案中提到的密封组件主要包括筒状外套，外套内的密封填料和与外套相配合将密封填料压缩在外套内壁和主轴之间的内套组成，且披露了密封填料主要采用柔性石墨密封圈，导致密封效果没有达到改善，影响风机防毒防爆的效果。

[0004] 目前国内生产的煤气加压机在应用过程中经常遇到气体泄漏而影响风机的安全运行，同时风机的设计与制造工艺水平相对落后，使风机的性能达不到预期的目标，从而降低了设备的使用寿命和安全性。

发明内容

[0005] 为克服现有技术中存在的煤气加压机在应用过程中经常遇到大流量煤气进行加压时，气体泄漏而影响风机的安全运行的问题，本发明提供了一种煤气加压机。

[0006] 本发明采用的技术方案为：一种煤气加压机，包括进风口、机壳、叶轮、主轴密封装置、主轴和轴承箱；所述机壳前侧设有连接法兰面，所述进风口通过螺栓固定设置在连接法兰面，所述主轴穿入所述机壳后侧，所述主轴与机壳之间采用所述主轴密封装置密封，所述主轴后端通过轴承固定于所述轴承箱上，其创新点在于：所述主轴密封装置包括密封体、氮气密封腔、若干个碳环和盘根；所述每个碳环间隔均匀套设于密封体底侧；所述氮气密封腔为密闭型腔式，设置在密封体中间部位且在若干个碳环之间，盘根设置在主轴密封装置的最外侧，并于密封体连接。

[0007] 在此基础上，所述盘根为橡胶石棉盘根。

[0008] 在此基础上，所述碳环的个数为偶数个；所述每个碳环采用剖分式结构，该碳环由若干片子碳环组成，所述若干片子碳环依次首尾固定相连形成圆形碳环。

[0009] 在此基础上，所述子碳环片数为3片，每片子碳环的形状结构均相同。

[0010] 在此基础上，所述若干片子碳环之间通过定位装置固定相连；所述定位装置包括定位块和定位弹簧；所述定位块设置在每相邻两个子碳环中间，并进行中间位置的固定；所述定位弹簧连接每相邻两个子碳环。

[0011] 在此基础上，所述定位块露出相邻两个子碳环中间的部分固定在密封体中。

[0012] 在此基础上，所述定位块为长条形定位块。

[0013] 在此基础上，所述氮气密封腔包括氮气上密封腔、氮气下密封腔和密封气道，所述氮气上密封腔为密闭式腔式，设置在密封体上侧，该氮气上密封腔通过密封气道与氮气下密封腔贯通连接；所述氮气下密封腔为密闭式腔式，设置在密封体底侧，并设置在任意相邻的两个碳环之间且与之平行。

[0014] 在此基础上，所述主轴密封装置及主轴之间还设有不锈钢套。

[0015] 在此基础上，所述叶轮与机壳之间设有副叶片，进风口与叶轮之间还设有挡气圈。

[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0017] (1)本发明的煤气加压机，主轴与机壳之间采用主轴密封装置密封，煤气加压机工作性能好，效率高，气密性高，风机使用寿命长。具体的，主轴密封装置包括密封体、氮气密封腔、若干个碳环和盘根；每个碳环间隔均匀套设于密封体底侧；氮气密封腔为密闭型腔式，设置在密封体中间部位且在若干个碳环之间，盘根设置在主轴密封装置的最外侧，并于密封体连接，整个装置结构合理，整机密封性能优越，同时能安全输送大流量的易燃易爆气体，且有效保证煤气不外泄，同时阻止外界空气进入风机，真正达到防毒防爆安全运行的目的。

[0018] (2)本发明的煤气加压机，主轴密封装置及主轴之间设有不锈钢套，可避免主轴生锈后，碳环与主轴接触产生较大的磨损，从而延长碳环的使用寿命，设计安装巧妙，且不影响煤气加压机的使用，节约开支。

[0019] (3)本发明的煤气加压机，叶轮与机壳之间设有副叶片，可有效平衡风机的轴向推力，延长轴承的使用寿命。

[0020] (4)本发明的煤气加压机，进风口与叶轮之间设有挡气圈，可明显减少风机运转时的内泄漏，有效提高风机的效率。

[0021] (5)本发明的煤气加压机，碳环采用剖分式结构，最佳的，由三片子碳环组成，通过定位块固定位置，通过弹簧连接；本发明将定位块固定在密封体中，确保在风机运转时碳环不会跟随主轴旋转。

[0022] (6)本发明的煤气加压机，主轴密封装置中间部位设有氮气密封腔，风机运行时其中充入一定压力的氮气，主轴密封装置外侧设置橡胶石棉盘根密封，几种组合的密封形式形成了此大流量煤气加压机的主轴密封，大大加强了煤气加压机的密封性能，避免因为气体泄漏而影响风机的安全运行。

附图说明

[0023] 图1是本发明一个实施方式的结构示意图；

[0024] 图2是本发明中主轴密封装置的结构示意图；

[0025] 图3是本发明中碳环的结构示意图；

[0026] 图4是本发明中碳环的结构沿中心线剖开的截面示意图。

具体实施方式

[0027] 以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0028] 本发明的一个实施方式披露了一种煤气加压机，如图1所示：包括进风口1、机壳3、叶轮4、主轴密封装置6、主轴7和轴承箱8；机壳3前侧设有连接法兰面，进风口1通过螺栓固定设置在连接法兰面，叶轮4设置在机壳3内，主轴7穿入机壳3内叶轮4后侧，叶轮4与主轴7之间可以通过平键连接；平键连接可以传递扭矩和实现叶轮4的径向固定，同时需要利用主轴7上的锁紧螺母进行叶轮4轴向固定。主轴7与机壳3之间采用主轴密封装置6密封，主轴7后端通过轴承固定于轴承箱8上。当然，在进风口1与风机机壳3前侧连接法兰面之间可以填充垫料，进风口1安装时可将垫料压缩至1～2mm实现密封，选取的填充垫料的材料密封性好，起到与法兰加工一样的密封效果，可减少法兰加厚和法兰面整体加工带来的成本；作为优选的，垫料可以选择为聚四氟乙烯垫料，也可以其他可塑性好的化合物材料或聚合物材料。

[0029] 在煤气加压机运转时，既要使得叶轮4与机壳3后侧靠近主轴7的空间在叶轮4旋转时形成压力适当的负压区，又要保证叶轮4的运转强度，如图1所示：叶轮4与机壳3之间设有一对副叶片5，可平衡风机的轴向推力，延长轴承的使用寿命。其中，副叶片5设置有两个，结构形状相同，均呈非标准T字型，分别安装在叶轮4与机壳3之间的两侧且间隔距离也保持相同，副叶片5包括横向叶片和竖向叶片，横向叶片固定在叶轮4外侧，且紧贴叶轮4外壁，竖向叶片固定安装在叶轮4内部，与叶轮4内壁固定。

[0030] 为了保证叶轮4具有足够的耐高温性能和强度、刚度，制造叶轮的材料可以选用各种耐高温且强度足够的金属或非金属或金属与非金属的复合材料，例如可选用各种耐热钢、不锈钢或者工业陶瓷等材料。参考图1：进风口1与叶轮4之间还设有挡气圈2，可减少风机运转时的内泄漏，提高风机的效率。

[0031] 如图2所示：本实施方式中，主轴密封装置6包括密封体9、氮气密封腔10、若干个碳环11和盘根12；作为优选的，碳环11的个数为偶数个，在本实施例中，碳环11设置有4个，每个碳环11间隔均匀套设于密封体9底侧；氮气密封腔10为密闭型腔式，设置在密封体9中间部位且在4个碳环11之间，实现碳环11与氮气密封腔10分开设置，盘根12设置在主轴密封装置6的最外侧，并于密封体9连接。作为优选的，盘根12为橡胶石棉盘根，即橡胶石棉盘根设置在主轴密封装置6的最外侧，并于密封体9连接。一般的，碳环(也就是石墨环)，主轴与风机壳体的密封多是将多个石墨环套于主轴上进行石墨密封，当然石墨环与石墨环之间也会开设有槽孔，槽孔中设有氮气充注孔和黄油充注孔，黄油充注于石墨槽内。石墨环开设石墨槽，一方面会降低石墨环本身的密封效果，另外在石墨槽内设氮气充注孔，充入氮气的时候，会增加破坏石墨环本身结构的风险，容易造成脱落和损坏，石墨环在主轴上属于接触式密封，同时增加了充氮气和石墨槽内填黄油等辅助措施，虽可以多步提高机壳轴封的密封性能，但是本身存在的风险或者说安全性也不高，因此，本实施方式的整个煤气加压机装置结构合理，通过主轴密封装置的密封，煤气加压机整体密封性能优越，能安全输送大流量的易燃易爆气体的同时，且能有效保证煤气不外泄，同时阻止外界空气进入风机，真正达到防毒防爆安全运行的目的。

[0032] 作为优选的，如图3所示：每个碳环11采用剖分式结构，而不是常规的一体成型式，确保煤气加压机具有更大的抗压耐受力。具体的，该碳环11由若干片子碳环111组成，然后将若干片子碳环111依次首尾固定相连形成圆形碳环。作为更有选的，子碳环111片数为选择3片，每片子碳环111的形状结构均相同，可以为两侧带有连接齿状的且半径相同的圆弧片，也可以为两侧具有任意配合镶嵌凹凸状且半径相同的圆弧片，实现固定连接。

[0033] 作为优选的，如图3、4所示：本实施方式的相邻子碳环11之间通过定位装置固定相连；定位装置包括定位块14和定位弹簧15；定位块14设置在每相邻两个子碳环111中间，并进行中间位置的固定；定位弹簧15连接每相邻两个子碳环111。作为优选的，定位块14为长条形定位块也可以为梯形状定位块；定位块可以为软质的，也可以为硬质的，硬质的定位块优选为铝合金材质；定位弹簧为弹性弹簧，倔强系数为2.5～3.5N/cm为佳。

[0034] 作为优选的，如图1、3所示：定位块14高出相邻两个子碳环111中间的部分固定在密封体9中，确保在风机运转时碳环不会跟随主轴7旋转。

[0035] 如图1所示：氮气密封腔10包括氮气上密封腔、氮气下密封腔和密封气道，氮气上密封腔为密闭式腔式，设置在密封体上侧，该氮气上密封腔通过密封气道与氮气下密封腔贯通连接；氮气下密封腔为密闭式腔式，设置在密封体底侧，并设置在任意相邻的两个碳环之间且与之平行。氮气密封腔通过密封气道连接，扩大氮气密封腔内存储气量，密封效果好。当然，开设空腔的大小可随意调节，根据实际生产所需，决定空腔开设尺寸。

[0036] 作为优选的，主轴密封装置6及主轴7之间还设有不锈钢套13，可避免主轴7生锈后，碳环11与主轴7接触产生较大的磨损，从而延长碳环11的使用寿命。

[0037] 上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。