我們以谷輪渦旋壓縮機(jī)為例來(lái)進(jìn)行分析。
泄漏問(wèn)題仍然是阻礙渦旋壓縮機(jī)等渦旋機(jī)械發(fā)展的主要障礙之一。渦旋壓縮機(jī)中主要有內(nèi)、外泄漏兩種形式。外泄漏影響排氣量，降低了容積效率以及整機(jī)效率。渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)決定了其特殊的泄漏通道，為了開(kāi)發(fā)安全高效的渦旋壓縮機(jī)，需要從渦旋壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，分析端面、結(jié)合面、間隙、徑向和切向的泄漏特點(diǎn)，并相應(yīng)的確定密封方法和結(jié)構(gòu)形式，妥善解決泄漏問(wèn)題。
氣體的主要泄漏形式有：動(dòng)、靜渦盤(pán)結(jié)合面的端面泄漏、靜渦盤(pán)與支架體的結(jié)合面泄漏、曲軸與壓蓋的間隙泄漏、通過(guò)軸向間隙的徑向泄漏和徑向間隙的切向泄漏。
1.端面泄漏
動(dòng)、靜渦旋盤(pán)結(jié)合面的端面泄漏是由于動(dòng)渦旋盤(pán)處于浮動(dòng)狀態(tài)而造成的，在剛啟動(dòng)時(shí)由于背壓腔處于常壓，動(dòng)渦盤(pán)受到軸向氣體力的作用而離開(kāi)靜渦盤(pán)，端面泄漏嚴(yán)重，隨著背壓腔氣體壓力的升高，動(dòng)渦盤(pán)逐漸靠向靜渦盤(pán)，動(dòng)、靜渦盤(pán)問(wèn)形成的油膜有密封和承壓作用。
2.結(jié)合面泄漏
靜渦旋盤(pán)與支架體的結(jié)合面泄漏是由于結(jié)合表面微觀的不平度，加之固體墊片在螺栓擰緊后，受到?jīng)_擊振動(dòng)、溫度、壓力、介質(zhì)等作用，使墊片受剪、螺栓伸長(zhǎng)或松動(dòng)，長(zhǎng)期下去固體墊片就會(huì)失去彈性，喪失密封作用而導(dǎo)致泄漏。
3.間隙泄漏
曲軸與壓蓋的間隙泄漏是由于兩者的配合造成的，背壓腔中的天然氣沿著主軸承、軸瓦進(jìn)入支架體后部，通過(guò)曲軸與壓蓋的間隙泄漏到大氣中，這樣不但增加了環(huán)境的危險(xiǎn)性，而且破壞了渦旋壓縮機(jī)的軸向平衡。
4.徑向泄漏
徑向泄漏是由動(dòng)渦盤(pán)渦圈頂端與靜渦盤(pán)盤(pán)底以及靜渦盤(pán)渦圈頂端與動(dòng)渦盤(pán)盤(pán)底之間的軸向間隙在壓差的作用下而引起的工質(zhì)泄漏。引起軸向間隙的因素很多，比如渦盤(pán)渦圈高度的加工誤差，動(dòng)渦盤(pán)和靜渦盤(pán)的安裝精度，渦旋齒的磨損和變形，壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中軸承承受壓力的不一致以及防自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不能完全控制動(dòng)渦盤(pán)的自轉(zhuǎn)等。在動(dòng)渦盤(pán)背面引入壓縮氣體來(lái)平衡軸向力的結(jié)構(gòu)中，氣體力的變化也會(huì)導(dǎo)致軸向間隙發(fā)生變化，再加上傾覆力矩和升、降速對(duì)渦盤(pán)的作用，使得軸向間隙呈現(xiàn)不均勻性。相對(duì)來(lái)說(shuō)，軸向間隙的泄漏線長(zhǎng)度比徑向間隙的泄漏線長(zhǎng)度大得多，因此阻止通過(guò)軸向間隙的徑向泄漏對(duì)提高整機(jī)性能有著重要的作用，這些因素就使得軸向間隙的分析十分困難，一般工程應(yīng)用都假定軸向間隙均勻相等而且為一個(gè)固定值。對(duì)于變頻渦旋壓縮機(jī)，需要在動(dòng)、靜渦盤(pán)的渦旋齒頂部開(kāi)設(shè)密封槽，把由自潤(rùn)滑材料制成的密封條放置于密封槽中來(lái)密封通過(guò)軸向間隙的徑向泄漏。
5.切向泄漏
切向泄漏是由動(dòng)、靜渦盤(pán)的內(nèi)外側(cè)型線之間存在的徑向間隙在壓差的作用下引起的工質(zhì)泄漏。渦旋壓縮機(jī)的徑向間隙是由兩部分引起的，一部分是由于加工誤差、裝配精度偏差以及各運(yùn)動(dòng)部件的磨損而形成的靜態(tài)間隙;另一部分是在渦旋壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中軸承的油膜承壓不均勻或十字環(huán)的加工誤差所引起的動(dòng)態(tài)間隙。動(dòng)態(tài)間隙在壓縮機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中是瞬息萬(wàn)變的，對(duì)于靜態(tài)間隙，由于其形成是與動(dòng)渦盤(pán)和靜渦盤(pán)嚙合點(diǎn)的狀態(tài)有關(guān)，嚙合點(diǎn)是由它們相互運(yùn)動(dòng)而形成的，隨著轉(zhuǎn)角的不同，形成嚙合點(diǎn)的型線壁面也是不同的，所以靜態(tài)間隙也是隨著轉(zhuǎn)角的不同而變化的。隨轉(zhuǎn)角變化的靜態(tài)間隙與動(dòng)態(tài)間隙的不確定性的耦合，使得具體理論分析徑向間隙十分困難，目前幾乎所有渦旋壓縮機(jī)在分析切向泄漏時(shí)都認(rèn)為徑向間隙恒定。
這五個(gè)泄漏通道是頻渦旋壓縮機(jī)的主要泄漏形式，靜渦盤(pán)與支架體的結(jié)合面泄漏、曲軸與壓蓋的間隙泄漏屬于外泄漏，動(dòng)、靜渦盤(pán)結(jié)合面的端面泄漏、通過(guò)軸向間隙的徑向泄漏和徑向間隙的切向泄漏屬于內(nèi)泄漏。外泄漏影響著天然氣變頻渦旋壓縮機(jī)的可靠性，內(nèi)泄漏則影響著變頻渦旋壓縮機(jī)的工作性能，所以對(duì)于內(nèi)、外泄漏的密封同等重要。
