一种无油空气压缩机密封结构

摘要

本发明提供一种应用于汽车空气压缩机零部件技术领域的无油空气压缩机密封结构，所述无油空气压缩机密封结构的旋转轴(3)一端延伸到齿轮箱(1)内，旋转轴(3)另一端延伸到空压箱(2)内，连接块(4)上设置安装孔(5)，旋转轴(3)活动安装在安装孔(5)内，旋转轴(3)和安装孔(5)之间设置油封(8)，旋转轴(3)和安装孔(5)之间还设置衬套(9)，连接块(4)上设置的泄油通道(10)一端延伸到空腔部位(11)，泄油通道(10)另一端与大气连通，本发明的无油空气压缩机密封结构，结构简单，成本低，能防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，提高压缩空气质量，维持空压箱内的压缩空气压力。

权利要求

1.一种无油空气压缩机密封结构，其特征在于：所述的无油空气压缩机密封结构包括空气压缩机壳体，所述的空气压缩机壳体内设置齿轮箱(1)、空压箱(2)，旋转轴(3)一端延伸到齿轮箱(1)内，旋转轴(3)另一端延伸到空压箱(2)内，空气压缩机壳体内还设置连接块(4)，所述的连接块(4)用于分隔齿轮箱(1)和空压箱(2)，连接块(4)上设置安装孔(5)，旋转轴(3)活动安装在安装孔(5)内，延伸到齿轮箱(1)内的旋转轴(3)上设置同步齿轮(6)，延伸到空压箱(2)内的旋转轴(3)上设置转子(7)，旋转轴(3)和安装孔(5)之间设置油封(8)，旋转轴(3)和安装孔(5)之间还设置衬套(9)，所述的连接块(4)上设置泄油通道(10)，所述泄油通道(10)一端延伸到油封(8)和衬套(9)之间的空腔部位(11)，泄油通道(10)另一端与大气连通。

2.根据权利要求1所述的无油空气压缩机密封结构，其特征在于：所述的旋转轴(3)和安装孔(5)之间的油封(8)设置在靠近齿轮箱(1)一侧，旋转轴(3)和安装孔(5)之间的衬套(9)设置在靠近空压箱(2)一侧，所述的旋转轴(3)上设置多道凹进槽(12)，每道凹进槽(12)分别设置为沿旋转轴(3)一周布置的结构，衬套(9)为环形结构，衬套(9)内壁设置多道凸出条(13)，每道凸出条(13)设置为沿衬套(9)内壁一周布置的结构，所述的衬套(9)的衬套内圈的直径尺寸设置为大于旋转轴截面的直径尺寸的结构。

3.根据权利要求1或2所述的无油空气压缩机密封结构，其特征在于：所述的旋转轴(3)上的多道凹进槽(12)设置为轴向方向的截面呈锯齿状结构，衬套(9)内壁上的多道凸出条(13)设置为轴向方向的截面呈锯齿状结构。

4.根据权利要求1或2所述的无油空气压缩机密封结构，其特征在于：所述的衬套(9)设置为采用耐高温、耐腐蚀、抗蠕变的热塑性材料制成的结构。

5.根据权利要求1或2所述的无油空气压缩机密封结构，其特征在于：所述的无油空气压缩机密封结构的旋转轴(3)、连接块(4)均采用热膨胀系数低、且热变形不影响衬套(9)与旋转轴(3)之间间隙的材料制成的结构。

6.根据权利要求2所述的无油空气压缩机密封结构，其特征在于：所述的连接块(4)的连接孔(5)内壁上设置沿连接孔(5)内壁一周的凸台部(15)，油封(8)设置为能够抵靠在凸台部(15)上的结构，旋转轴(3)上设置轴承安装凸台(16)，轴承(14)设置为能够抵靠在轴承安装凸台(16)上的结构。

说明书

一种无油空气压缩机密封结构

技术领域

[0001] 本发明属于汽车空气压缩机零部件技术领域，更具体地说，是涉及一种无油空气压缩机密封结构。

背景技术

[0002] 在空气压缩机中，压缩机齿轮箱内的一对同步齿轮用于将输入轴传来的动力分配给主动轴、从动轴。在轴承支承下，主动轴、从动轴带动空压箱内的主动转子、从动转子旋转，将大量气体压缩并向外输送。在运行过程中，齿轮箱内的轴承和同步齿轮需要润滑油进行润滑和冷却。对于应用于燃料电池、医药等要求压缩空气完全无油的空气压缩机系统，为了防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，需要在空压箱与齿轮箱之间设置密封结构。通常，可在空压箱与齿轮箱之间设置油封。具有韧性的油封内圈卡在旋转轴上，油封内圈与旋转轴之间的油膜能可防止油封因摩擦而迅速损坏。然而仍然会有部分润滑油通过油封与旋转轴之间的间隙泄漏至空压箱。如果设置第二道油封，若第二道油封的内圈与旋转轴之间不能迅速建立起油膜，则该油封会因旋转轴的摩擦而迅速损坏。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单，制造成本低，能够有效防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，保证压缩空气完全无油，并且能够维持空压箱内空气压力，提高空气压缩机整体性能的无油空气压缩机密封结构。

[0004] 要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：

[0005] 本发明为一种无油空气压缩机密封结构，所述的无油空气压缩机密封结构包括空气压缩机壳体，所述的空气压缩机壳体内设置齿轮箱、空压箱，旋转轴一端延伸到齿轮箱内，旋转轴另一端延伸到空压箱内，空气压缩机壳体内还设置连接块，所述的连接块用于分隔齿轮箱和空压箱，连接块上设置安装孔，旋转轴活动安装在安装孔内，延伸到齿轮箱内的旋转轴上设置同步齿轮，延伸到空压箱内的旋转轴上设置转子，旋转轴和安装孔之间设置油封，旋转轴和安装孔之间还设置衬套，所述的连接块上设置泄油通道，所述泄油通道一端延伸到油封和衬套之间的空腔部位，泄油通道另一端与大气连通。

[0006] 所述的旋转轴和安装孔之间的油封设置在靠近齿轮箱一侧，旋转轴和安装孔之间的衬套设置在靠近空压箱一侧，所述的旋转轴上设置多道凹进槽，每道凹进槽分别设置为沿旋转轴一周布置的结构，衬套为环形结构，衬套内壁设置多道凸出条，每道凸出条设置为沿衬套内壁一周布置的结构，所述的衬套的衬套内圈的直径尺寸设置为大于旋转轴截面的直径尺寸的结构。

[0007] 述的旋转轴上的多道凹进槽设置为轴向方向的截面呈锯齿状结构，衬套内壁上的多道凸出条设置为轴向方向的截面呈锯齿状结构。

[0008] 所述的衬套设置为采用耐高温、耐腐蚀、抗蠕变的热塑性材料制成的结构。

[0009] 所述的无油空气压缩机密封结构的旋转轴、连接块均采用热膨胀系数低、且热变形不影响衬套与旋转轴之间间隙的材料制成的结构。

[0010] 所述的连接块的连接孔内壁上设置沿连接孔内壁一周的凸台部，油封设置为能够抵靠在凸台部上的结构，旋转轴上设置轴承安装凸台，轴承设置为能够抵靠在轴承安装凸台上的结构。

[0011] 采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：

[0012] 本发明的无油空气压缩机密封结构，在靠近齿轮箱位置设置油封，从而实现空压箱与齿轮箱之间的第一道密封，而在靠近空压箱位置设置衬套，实现空压箱与齿轮箱之间的第二道密封，为了防止微量通过油封的润滑油再经过衬套而进入空压箱影响压缩空气质量，在连接块上设置泄油通道，泄油通道与大气连通，这样，这样，在空气压缩机运行时，衬套与旋转轴之间波动的间隙既可以限制空压箱内的压缩空气渗透过衬套而通过泄油通道泄漏出空气压缩机，也能阻止油封处渗漏出的润滑油泄漏后渗透过衬套而进入空压箱。此外，与大气相通的泄油通道中的气压小于空压箱中的气压，该气压差可以有效阻止通过油封的润滑油再经过衬套向空压箱内渗漏，并且利用该气压差，将从油封处渗漏出的微量润滑油(已经变成了润滑油蒸汽)通过泄油通道排出空气压缩机，进入大气。这样，经过多道处理手段，即便有微量润滑油渗透油封，也会被泄油通道处理，而不会有机会再渗透衬套而进入空压箱，提高空气压缩机质量。这样，能够始终确保空压箱内的压缩空气处于无油状态，提高压缩空气质量，满足燃料电池、医药等领域要求。本发明的无油空气压缩机密封结构，结构简单，制造成本低，能够有效防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，并能够维持空压箱内的压缩空气压力，满足压缩空气完全无油的要求，提高空气压缩机质量。

附图说明

[0013] 下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：

[0014] 图1为本发明所述的无油空气压缩机密封结构的局部结构示意图；

[0015] 图2为图1所述的无油空气压缩机密封结构的密封部位的局部放大示意图；

[0016] 附图中标记为：1、齿轮箱；2、空压箱；3、旋转轴；4、连接块；5、安装孔；6、同步齿轮；7、转子；8、油封；9、衬套；10、泄油通道；11、空腔部位；12、凹进槽；13、凸出条；14、轴承；15、凸台部；16、轴承安装凸台。

具体实施方式

[0017] 下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

[0018] 如附图1、附图2所示，本发明为一种无油空气压缩机密封结构，所述的无油空气压缩机密封结构包括空气压缩机壳体，所述的空气压缩机壳体内设置齿轮箱1、空压箱2，旋转轴3一端延伸到齿轮箱1内，旋转轴3另一端延伸到空压箱2内，空气压缩机壳体内还设置连接块4，所述的连接块4用于分隔齿轮箱1和空压箱2，连接块4上设置安装孔5，旋转轴3活动安装在安装孔5内，延伸到齿轮箱1内的旋转轴3上设置同步齿轮6，延伸到空压箱2内的旋转轴3上设置转子7，旋转轴3和安装孔5之间设置油封8，旋转轴3和安装孔5之间还设置衬套9，所述的连接块4上设置泄油通道10，所述泄油通道10一端延伸到油封8和衬套9之间的空腔部位11，泄油通道10另一端与大气连通。上述结构，在靠近齿轮箱1位置设置油封8，从而实现空压箱2与齿轮箱1之间的第一道密封，而在靠近空压箱2位置设置衬套9，实现空压箱2与齿轮箱1之间的第二道密封，为了防止微量通过油封8的润滑油再经过衬套9而进入空压箱2影响压缩空气质量，在连接块4上设置泄油通道10，泄油通道10与大气连通，这样，这样，在空气压缩机运行时，衬套9与旋转轴之间波动的间隙既可以限制空压箱2内的压缩空气渗透过衬套9而通过泄油通道10泄漏出空气压缩机，也能阻止油封8处渗漏出的润滑油泄漏后渗透过衬套而进入空压箱2。此外，与大气相通的泄油通道10中的气压小于空压箱2中的气压，该气压差可以有效阻止通过油封8的润滑油再经过衬套9向空压箱2内渗漏，并且利用该气压差，将从油封8处渗漏出的微量润滑油(已经变成了润滑油蒸汽)通过泄油通道10排出空气压缩机，进入大气。这样，经过多道处理手段，即便有微量润滑油渗透油封8，也会被泄油通道10处理，而不会有机会再渗透衬套9而进入空压箱2。这样，能够始终确保空压箱2内的压缩空气处于无油状态，提高压缩空气质量，满足燃料电池、医药等领域要求。本发明所述的无油空气压缩机密封结构，结构简单，制造成本低，能够有效防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，并能够维持空压箱内的压缩空气压力，满足压缩空气完全无油的要求，提高压缩空气质量。

[0019] 所述的旋转轴3和安装孔5之间的油封8设置在靠近齿轮箱1一侧，旋转轴3和安装孔5之间的衬套9设置在靠近空压箱2一侧，所述的旋转轴3上设置多道凹进槽12，每道凹进槽12分别设置为沿旋转轴3一周布置的结构，衬套9为环形结构，衬套9内壁设置多道凸出条13，每道凸出条13设置为沿衬套9内壁一周布置的结构，所述的衬套9的衬套内圈的直径尺寸设置为大于旋转轴3截面的直径尺寸的结构，旋转轴设置为能够在衬套孔内沿旋转轴轴向自由滑动的结构。上述结构，通过利用衬套9内壁与旋转轴3之间不断波动的间隙所产生的节流作用，可以有效阻止润滑油渗透衬套进入空压箱。空气压缩机在运行时，在同步齿轮的带动和轴承的支承下，转子(主动转子、从动转子)绕各自轴线作同步转动，同时齿轮箱内的润滑油对同步齿轮和轴承进行润滑和冷却。油封限制了润滑油向空压箱的大量渗漏，但会有微量润滑油通过油封与旋转轴之间的间隙渗向空压箱。这样，同时设置衬套进行密封。
而衬套和旋转轴通过凹进槽和凸出条配合，这样，在衬套安装到旋转轴上时，衬套上的每道凸出条嵌装在旋转轴上的一道凹进槽内，并且挤压变形贴合在凹进槽内，与凹进槽的侧面可靠挤压贴合，从而形成有效密封状态，从而与油封及泄油通道配合，有效杜绝了润滑油透过衬套而进入空压箱的可能性，并且能够有效防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，维持空压箱内的压缩空气压力。

[0020] 述的旋转轴3上的多道凹进槽12设置为轴向方向的截面呈锯齿状结构，衬套9内壁上的多道凸出条13设置为轴向方向的截面呈锯齿状结构。上述结构，利用衬套9内壁与旋转轴3之间不断波动的间隙所产生的节流作用，可以有效阻止润滑油渗透衬套进入空压箱，提高空压箱的压缩空气质量，并能限制空压箱内的压缩空气通过衬套进入泄油通道，从而维持空压箱内压缩空气的气压。

[0021] 所述的衬套9设置为采用耐高温、耐腐蚀、抗蠕变的热塑性材料制成的结构。所述的无油空气压缩机密封结构的旋转轴3、连接块4均采用热膨胀系数低、且热变形不影响衬套9与旋转轴3之间间隙的材料制成的结构。上述结构，衬套采用耐高温、耐腐蚀、抗蠕变的热塑性材料，旋转轴、连接块均采用热膨胀系数比衬套材料低的材料。空气压缩机运行时，随着温度的升高，热膨胀系数较低的连接块限制了压装在安装孔内的衬套的热变形，旋转轴的热膨胀系数较小，使衬套与旋转轴之间的径向间隙基本维持不变，保证衬套与旋转轴之间构成的第二道密封结构的密封性能在空气压缩机运行工况内基本不受温度影响。衬套外圈过盈装在连接块的安装孔内好处是：当温度升高时，若无连接块，则衬套的内、外圈直径会胀大，导致衬套内圈与旋转轴之间的间隙变大，密封效果变差。衬套外圈过盈安装在连接块的安装孔后，因连接块的热变形小，限制了衬套的热变形，维持了衬套内圈与旋转轴之间的间隙基本不受温度影响。

[0022] 所述的连接块4的连接孔5内壁上设置沿连接孔5内壁一周的凸台部15，油封8设置为能够抵靠在凸台部15上的结构，旋转轴3上设置轴承安装凸台16，轴承14设置为能够抵靠在轴承安装凸台16上的结构。上述结构，凸台部能够对油封起到可靠限位作用，避免油封轴向窜动，实现定位，确保可靠性。轴承安装凸台部对轴承起到限位作用，避免轴承轴向窜动，实现定位，确保可靠性。

[0023] 本发明的无油空气压缩机密封结构，在靠近齿轮箱位置设置油封，从而实现空压箱与齿轮箱之间的第一道密封，而在靠近空压箱位置设置衬套，实现空压箱与齿轮箱之间的第二道密封，为了防止微量通过油封的润滑油再经过衬套而进入空压箱影响压缩空气质量，在连接块上设置泄油通道，泄油通道与大气连通，这样，这样，在空气压缩机运行时，衬套与旋转轴之间波动的间隙既可以限制空压箱内的压缩空气渗透过衬套而通过泄油通道泄漏出空气压缩机，也能阻止油封处渗漏出的润滑油泄漏后渗透过衬套而进入空压箱。此外，与大气相通的泄油通道中的气压小于空压箱中的气压，该气压差可以有效阻止通过油封的润滑油再经过衬套向空压箱内渗漏，并且利用该气压差，将从油封处渗漏出的微量润滑油(已经变成了润滑油蒸汽)通过泄油通道排出空气压缩机，进入大气。这样，经过多道处理手段，即便有微量润滑油渗透油封，也会被泄油通道处理，而不会有机会再渗透衬套而进入空压箱，提高空气压缩机质量。这样，能够始终确保空压箱内的压缩空气处于无油状态，提高压缩空气质量，满足燃料电池、医药等领域要求。本发明的无油空气压缩机密封结构，结构简单，制造成本低，能够有效防止齿轮箱内的润滑油泄漏至空压箱，并能够维持空压箱内的压缩空气压力，满足压缩空气完全无油的要求，提高空气压缩机质量。

[0024] 上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。