專利名稱：用于離心壓縮機平衡活塞的兩件式迷宮氣封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及離心壓縮機，特別涉及在一傳動室和在靠近葉輪的一平衡活塞里的一低壓區(qū)域之間提供一相當(dāng)大直徑的迷宮氣封的方法和裝置。
為了抵銷由離心壓縮機的葉輪產(chǎn)生的空氣動力推力，人們使用一由葉輪后面的一低壓腔構(gòu)成的平衡活塞。由于存在著潤滑油從傳動室滲入該低壓區(qū)域的傾向，一種通常做法是在平衡活塞和傳動室之間設(shè)置迷宮氣封。已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利第4,997,340號公布了這樣一種迷宮氣封和特殊方法，其中，對氣封加壓，以便以經(jīng)濟實用的方式獲得最佳的性能。該專利的全部文件在這里被參考引用。
在美國專利第4,997,340號中的迷宮氣封里形成的通道是這樣形成的，首先從外表面至迷宮氣封的徑向內(nèi)表面鉆一條徑向延伸的通道，然后從氣封的后表面鉆另一條通道與徑向延伸的通道連通。這種方法被認(rèn)為適宜于較小的和中等尺寸的迷宮氣封。
目前已經(jīng)提出了在離心壓縮機里安裝大直徑(即11到12英寸范圍內(nèi)的直徑)迷宮氣封的要求。因此，上述方法已不能使用，因為傳統(tǒng)的鉆孔技術(shù)不能使孔精確地定位，以保證與迷宮齒在所需的位置相交。即是說，因為氣封的厚度必須較薄，所以通道的直徑必須較小。這樣，當(dāng)使用小直徑的鉆頭時，它將彎曲并游離設(shè)定路徑，除非將長度限制在非常短的范圍內(nèi)。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的用于離心壓縮機的迷宮氣封。
按照權(quán)利要求書前序部分和特征部分所述特征的方法和裝置可實現(xiàn)該目的。
簡單地說，按照本發(fā)明的一個方面，迷宮氣封是由兩部分形成的，然后將該兩部分組裝在一起并安裝在離心壓縮機里。
首先，一內(nèi)環(huán)形成有一內(nèi)徑和一外徑，該內(nèi)徑具有接納軸的迷宮齒，而該外徑足夠小，以便可用傳統(tǒng)的方法形成一通道。一外環(huán)形成有一內(nèi)徑和一徑向外部，該內(nèi)徑基本上等于內(nèi)環(huán)的外徑，而該徑向外部具有包括迷宮齒的凸緣，以便與葉輪后表面的一部分以密封方式嚙合。然后將內(nèi)環(huán)和外環(huán)組裝成完整的迷宮氣封并安裝在壓縮機里。
按照本發(fā)明的另一方面，外環(huán)和內(nèi)環(huán)是通過靜配合互相連接在一起的。它是這樣實現(xiàn)的，加熱外環(huán)，將內(nèi)環(huán)安裝在外環(huán)里，讓外環(huán)冷卻并與內(nèi)環(huán)冷縮配合。
在下面描述的附圖里，介紹了一個較佳實施例；然而，在不脫離本發(fā)明的真實精神和范圍的情況下還可以有許多其它的改進和替換結(jié)構(gòu)。


圖1是一離心壓縮機的局部的縱剖視圖，其中安裝著本發(fā)明的迷宮氣封；圖2是本發(fā)明的迷宮氣封的縱剖視圖；以及圖3是本發(fā)明的迷宮氣封的后視圖。
現(xiàn)在參看圖1，用標(biāo)號10表示的本發(fā)明安裝在一離心壓縮機系統(tǒng)11里，該壓縮機具有用傳統(tǒng)方式驅(qū)動葉輪13的高速軸12。高速軸12由滑動軸承14和在其左側(cè)的其它滑動軸承(未畫出)支承。
為了針對葉輪13產(chǎn)生的空氣動力推力提供一個反作用力，通過在葉輪13后面的低壓腔16提供一“平衡活塞”。在葉輪13里提供一通道(未畫出)，以便使低壓腔16里的壓力保持在與壓縮機吸入壓力一樣的低壓上。由于傳動室17里的壓力比低壓腔16高，特別是在部分負(fù)載工作時，因此在軸承14和葉輪13之間提供一迷宮氣封18，以便密封該區(qū)域，防止油從傳動室流入平衡活塞腔16。如同在迷宮氣封上施加高壓氣體從而對其加壓的另一概念一樣。這種概念也是眾所周知的。如美國專利第4,997,340號所述的，迷宮氣封18較佳的是在電機箱內(nèi)壓力下被加壓，該壓力略微高于傳動室17里的壓力。因此，加壓蒸汽通過管道19，通過形成于凸緣件22和滑動軸承14的通道21，最后通過形成于迷宮氣封18的通道23。
圖2和3詳細地顯示了迷宮氣封18，它包括一內(nèi)環(huán)24和一外環(huán)26。這兩個環(huán)較佳的是用鋁材制造，但也可用其它任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃臁?br> 內(nèi)環(huán)包括一帶有一軸向孔28的環(huán)形體27，該軸向孔具有許多形成在其上的迷宮齒29，以便可密封地接納驅(qū)動軸。通道23由徑向延伸的通道31和軸向延伸的通道32組成。這些通道是利用傳統(tǒng)的方法鉆出來的，軸向通道32自后表面33延伸至與徑向通道31相交的一點處。徑向通道31自外環(huán)帶34延伸至軸向孔28。
在制造內(nèi)環(huán)時，首先通過傳統(tǒng)的鉆孔工序或鏜孔工序形成軸向孔28。然后通過傳統(tǒng)的方法鉆出徑向通道31和軸向通道32。最后，通過標(biāo)準(zhǔn)的切削加工形成迷宮齒29。
外環(huán)26有一個環(huán)形內(nèi)表面36，它具有基本上與內(nèi)環(huán)24的外環(huán)帶34相同的直徑。在外環(huán)的徑向外側(cè)有一向外突出的軸向延伸凸緣37，它具有在其徑向內(nèi)表面上形成的迷宮齒38，以便與葉輪上的一表面嚙合，如圖1所示。加工外環(huán)時，首先在環(huán)形內(nèi)表面36上加工出適當(dāng)?shù)闹睆剑缓笤偌庸こ雒詫m齒。
在形成內(nèi)環(huán)24和外環(huán)26后，再將它們組裝在一起，首先加熱外環(huán)26并將內(nèi)環(huán)插入，然后讓外環(huán)冷卻，從而在內(nèi)環(huán)24的外環(huán)帶34和外環(huán)26的環(huán)形內(nèi)表面36之間產(chǎn)生一個靜配合。如圖2所示，當(dāng)兩個環(huán)組裝好后，外環(huán)可封閉徑向通道31的徑向外端，由此提供了流體的連續(xù)流動，即首先通過軸向通道32，然后徑向向內(nèi)通過徑向通道31，最后到達迷宮齒29。
權(quán)利要求
1．一種用于離心壓縮機的迷宮氣封，該離心壓縮機具有一驅(qū)動軸，一葉輪，一軸承，一傳動室和一抵銷葉輪的推力負(fù)載的平衡活塞，一迷宮氣封安裝在平衡活塞和傳動室之間，其特征在于，所述迷宮氣封包括一內(nèi)環(huán)和一外環(huán)，所述內(nèi)環(huán)包括一軸向孔，它帶有徑向向內(nèi)延伸的齒，以便密封接納所述驅(qū)動軸；一后表面，它與安裝在其附近的軸承接觸；一形成于所述后表面和所述軸向孔之間的通道，以便為了對迷宮氣封加壓而在它們之間提供流體連通；以及一外環(huán)帶，它位于所述通道的徑向向外處；而所述外環(huán)包括一軸向孔，它可與所述內(nèi)環(huán)的所述外環(huán)帶嚙合；一軸向延伸凸緣，它與所述外環(huán)的徑向外部連成一體；以及所述凸緣具有徑向延伸的齒，可與在所述葉輪后側(cè)的一表面密封嚙合。
2．如權(quán)利要求1所述的迷宮氣封，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)和外環(huán)通過靜配合互相連接。
3．如權(quán)利要求1所述的迷宮氣封，其特征在于，所述通道包括一徑向延伸部分和一軸向延伸部分。
4．如權(quán)利要求1所述的迷宮氣封，其特征在于，所述徑向延伸的、可與葉輪后側(cè)一表面密封嚙合的齒是徑向向內(nèi)延伸。
5．一種制造迷宮氣封的方法，該迷宮氣封環(huán)繞著一軸沿軸向安裝并安裝在離心壓縮機的一葉輪后面，其特征在于，該方法包括以下步驟形成一內(nèi)環(huán)，它帶有一軸向孔，該軸向孔具有徑向向內(nèi)延伸的、以密封接納可轉(zhuǎn)動軸的齒，所述內(nèi)環(huán)具有一外環(huán)帶和與置于附近的軸承的一表面接觸的后表面；在所述后表面和所述軸向孔之間形成一通道，所述通道將氣流提供給在所述軸向孔里的所述齒；形成一外環(huán)，它帶有一接納所述內(nèi)環(huán)的軸向孔和一徑向外部，所述外部帶有軸向延伸的凸緣，而所述凸緣帶有徑向延伸的、可與葉輪后側(cè)上的一表面密封嚙合的齒；以及將所述內(nèi)環(huán)的外環(huán)帶固定在所述外環(huán)的軸向孔里，
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述固定步驟是這樣完成的，加熱外環(huán)，將內(nèi)環(huán)插入外環(huán)，讓外環(huán)冷卻，從而在兩個環(huán)之間產(chǎn)生冷縮配合。
7．如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，形成于所述外環(huán)上的所述齒是徑向向內(nèi)形成的。
全文摘要
為了在大直徑的迷宮氣封上用傳統(tǒng)的技術(shù)形成一通道,將該迷宮氣封做成兩件式。第一部分是一內(nèi)環(huán),它的外徑很小,從而可用傳統(tǒng)的方法在其上形成一通道。第二部分是一外環(huán),它可固定在內(nèi)環(huán)上,從而通過結(jié)合延伸徑向尺寸,以滿足與附近零件密封嚙合的需要。外環(huán)和內(nèi)環(huán)較佳的是通過靜配合互相連接。
文檔編號F04D29/04GK1216804SQ98123798
公開日1999年5月19日 申請日期1998年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月3日
發(fā)明者托馬斯·M·津斯梅依, 保羅·W·斯威特 申請人:運載器有限公司