CN101749235B - 一种带浮动盘的涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带浮动盘的涡旋式压缩机，在压缩机的动涡旋和上支撑之间设有浮动盘，浮动盘的上表面与动涡旋的底面接靠，浮动盘装于上支撑上，浮动盘与上支撑上的与浮动盘相配合的结构之间为间隙配合，间隙配合处设有密封结构，将浮动盘底面和上支撑底面之间形成环形中间压力腔，中间压力腔通过引压通道与压缩腔连通。本发明的有益效果是：密封均为静密封，可以实现良好可靠的密封；浮动盘与上支撑之间在较大的轴向位移时也可以保证密封，因此可以将动、定涡旋之间的距离设置更大，最大程度的降低起动负载。

Description

一种带浮动盘的涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机领域，特别涉及涡旋式压缩机齿顶密封结构。

背景技术

现有的涡旋式压缩机包括设有螺旋形涡旋齿的定涡旋、与定涡旋相配合的设有螺旋形涡旋齿的动涡旋、在动涡旋与上支撑之间运动，分别与动、定涡旋配合并限制它们只能相对平动的十字环，通过动涡旋与定涡旋相互配合形成了容积可变的多个压缩腔，由电机带动曲轴驱动动涡旋沿其公转轨道公转，从而完成气体的吸入、压缩和排出。为了提高效率，必须使两涡旋件的涡旋齿顶与另一涡旋件的齿底紧密的贴合以减少相邻压缩腔之间的齿顶泄漏。

现有技术中，为使两涡旋件的涡旋齿顶与另一涡旋件的齿底紧密的贴合以减少相邻压缩腔之间的齿顶泄漏，采取在动涡旋和上支撑之间通过密封件形成一个背压腔，通过引入一定压力的流体将动涡旋推向定涡旋一段距离，使动涡旋紧密贴合定涡旋，减少齿顶的泄漏。

现有技术的不足是：涡旋压缩机实际运转过程中，动涡旋一直在高速的运动并产生一定的变形，因此获得良好的密封背压腔及密封背压腔中的流体十分困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种改进的可以减少齿顶泄漏的涡旋式压缩机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种带浮动盘的涡旋式压缩机，包括安装在压缩机壳体内的定涡旋、动涡旋、十字环、上支撑、曲轴、电机转子、电机定子，定涡旋固定于上支撑上，动涡旋、十字环设置在定涡旋和上支撑之间，动涡旋由曲轴驱动，电机转子安装在曲轴上，上支撑、电机定子固定在压缩机壳体上，动涡旋与定涡旋相互配合形成多个压缩腔，其特征在于：在所述的动涡旋和所述上支撑之间设有浮动盘，浮动盘为圆盘式结构的盘，浮动盘中部设有轴孔，轴孔直径等于上支撑内孔直径，浮动盘装于所述上支撑上，上支撑上设有与浮动盘相配合的结构，浮动盘与上支撑上的与浮动盘相配合的结构之间为间隙配合，间隙配合处设有密封结构，密封结构将浮动盘底面和上支撑底面之间形成环形中间压力腔，浮动盘的上表面与动涡旋的底面接靠，动涡旋轴柄套装在浮动盘的轴孔内，动涡旋轴柄可在浮动盘的轴孔范围内径向滑动，所述上支撑上设有与浮动盘相配合的结构以及与浮动盘底面和上支撑底面之间形成的环形中间压力腔连通的上支撑引压通道，上支撑引压通道的另一端口与定涡旋上的定涡旋引压通道连通，定涡旋引压通道的另一端口与动涡旋与定涡旋相互配合形成的压缩腔连通。

本发明所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述上支撑上的与浮动盘相配合的结构是下述结构中的任意一种：a)浮动盘的下表面上在原有轴孔基础上设置第二阶梯轴孔，上支撑上的与浮动盘相配合的结构是：在上支撑的底面开设与浮动盘外圆周和浮动盘下表面上设置的第二阶梯轴孔内表面相配合的环形凹槽，浮动盘安装于凹槽之内，浮动盘的外圆周面和第二阶梯轴孔内表面与上支撑地面的凹槽的内外侧壁形成间隙配合；b)浮动盘的下表面开有环形凹槽，上支撑上的与浮动盘相配合的结构是：上支撑的底面上设有与浮动盘下表面的环形凹槽相配合的环形凸台，浮动盘下表面的环形凹槽装在上支撑的环形凸台上，浮动盘凹槽的内外侧壁和上支撑凸台的内外外圆周面形成间隙配合；c)浮动盘的下表面为二层阶梯环型面，上支撑上的与浮动盘相配合的结构是：上支撑)的底面上的开设有与浮动盘的二层阶梯环形盘相配合的二层阶梯沉孔，浮动盘二层阶梯环型面安装在上支撑的二层阶梯沉孔中，浮动盘二层阶梯的两个外圆周面与上支撑上的二层阶梯沉孔的两个外侧壁面形成间隙配合。

本发明所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述浮动盘的上表面设有油槽。

本发明所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述浮动盘的上表面是凹形面。

本发明所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述浮动盘的上表面的凹形面是倒锥形面或者是凹球面。

本发明所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述上支撑和定涡旋上引压通道为一条或一条以上，引压通道在定涡旋和上支撑之间通过密封件密封。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、形成本发明的中间压力腔需要三处密封，分别是浮动盘和上支撑配合的两处轴向密封，上支撑和定涡旋引压孔连接处密封。三个位置均为静密封，以现有的技术(如O型圈)就可以实现良好可靠的密封，避免了中间压力流体的泄漏。

2、在动涡旋浮动涡旋压缩机起动之前，动涡旋与定涡旋通常是分离开一小段距离。压缩机起动过程中，压缩腔中的流体可以通过该间隙泄漏出去，在起动时产生卸载的效果，降低起动负载。常见的动涡旋浮动结构，由于受到动涡旋与上支撑之间的平面密封结构的限制，动、定涡旋分开的距离通常不会太大，卸载的效果不明显。本发明中的结构，浮动盘与上支撑之间的密封在较大的轴向位移时也可以保证密封，十字环的运动的间隙在动涡旋浮动后也不会改变，因此可以将动、定涡旋之间的距离设置更大，最大程度的降低起动负载。

附图说明

本发明共有8幅附图。其中：

图1是本发明的涡旋式压缩机的结构示意图；

图2是本发明的涡旋式压缩机齿顶密封机构的局部结构视图；

图3是上支撑的俯视图；

图4是本发明的实施例二的浮动盘俯视示意图；

图5是本发明的实施例三的浮动盘主视示意图；

图6是本发明的实施例四的浮动盘与上支撑配合结构示意图；

图7是本发明的实施例五的浮动盘与上支撑配合结构示意图；

图中：1、定涡旋，2、动涡旋，3、十字环，4、上支撑，5、曲轴，6、电机转子，7、电机定子，8、浮动盘，9、压缩腔，10、定涡旋上的引压通道，11、上支撑上的引压通道，12、密封件，13、密封件，14、定涡旋上引压通道和上支撑上引压通道之间的密封件，15、浮动盘外圆周面，16、浮动盘内圆周面，17、浮动盘上表面，18、动涡旋背面，19、上支撑外圆周面，20、上支撑内圆周面，21、中间压力腔，22、浮动盘上表面油槽。

具体实施方式

下面结合附图的实施例对本发明进行进一步地描述。如图1所示，涡旋式压缩机主要包括定涡旋1、动涡旋2、十字环3、上支撑4、曲轴5、电机转子6、电机定子7。定涡旋1与动涡旋2相互配合形成多个压缩腔9，在动涡旋2背侧设有十字环3与定涡旋1和动涡旋2配合，使动涡旋2只能相对定涡旋1平动，曲轴5由电机定子7通过电机转子6驱动，曲轴5驱动动涡旋2沿轨道平面运动，从而完成压缩工质的吸气、压缩、排气过程。浮动盘8有上表面17，与动涡旋2接触。在压缩机工作时动涡旋2在浮动盘8的上表面17上滑动，并由浮动盘8提供向上的轴向支撑力。

实施例1

如图2所示，在动涡旋2和上支撑4之间设置有浮动盘8。浮动盘8中心开有二层阶梯轴孔。上支撑4上开有环形凹槽。浮动盘8和上支撑4之间通过两处轴孔间隙配合连接，浮动盘8的外圆周面和第二阶梯轴孔的内圆周面与上支撑4环形凹槽的内外侧壁面之间为隙配合圆周面，间隙配合面之间分别通过密封件12和密封件13密封，从而在浮动盘和上支撑之间形成环形的中间压力腔21。在定涡旋1和上支撑4上开设有引压通道10和引压通道11，并在定涡旋1与上支撑4接触面上连通，通过密封件14密封。引压通道10和引压通道11连接压缩腔9和中间压力腔21。

本发明的工作原理如下：当压缩机起动时，随着动涡旋2的转动，压缩腔9中的压力升高。将推动动涡旋2与定涡旋1分开一段距离，压缩腔9中的一部分压缩流体可以从动涡旋2和定涡旋1的齿顶向外泄漏，从而减小起动负载。同时，随着压缩腔9中的压力升高，压缩流体会通过定涡旋1上的引压通道10和上支撑4上的引压通道11进入由浮动盘8和上支撑4围成的中间压力腔21，使中间压力腔21中的压力升高。中间压力腔21中的压力作用于浮动盘8，转化成浮动盘8对于动涡旋2的支撑力，方向为轴向向上。当该支撑力大与动涡旋2所受到的其它轴向向下的合力时，浮动盘8将推动动涡旋2靠向定涡旋1，使动涡旋2和定涡旋1的齿顶与相对涡旋件的齿底紧密接触，使压缩腔9得到良好的齿顶密封。

实施例2

图6给出了浮动盘8与上支撑4之间的另一种配合形式的实施例，其结构如图6所示：在动涡旋2和上支撑4之间设置有浮动盘8。浮动盘8下表面开有环形凹槽。上支撑4上设有环形凸台。浮动盘8和上支撑4之间通过凹槽内外侧壁与凸台内外侧壁间的轴孔间隙配合连接。间隙配合面上分别通过密封件12和密封件13密封，从而在浮动盘和上支撑之间形成环形的中间压力腔21。在定涡旋1和上支撑4上开设有引压通道10和引压通道11，并在定涡旋1与上支撑4接触面上连通，通过密封件14密封。引压通道10和引压通道11连接压缩腔9和中间压力腔21。

实施例3

图7给出了浮动盘8与上支撑4之间的另一种配合形式的实施例，其结构如图7所示：在动涡旋2和上支撑4之间设置有浮动盘8。浮动盘8为二层阶梯环形。上支撑4上设有与阶梯环形浮动盘8配合的二层阶梯轴孔。浮动盘8二层阶梯的外圆周和上支撑4的二层阶梯轴孔之间为轴孔间隙配合连接。间隙配合面分别通过密封件12和密封件13密封，从而在浮动盘和上支撑之间形成环形的中间压力腔21。在定涡旋1和上支撑4上开设有引压通道10和引压通道11，并在定涡旋1与上支撑4接触面上连通，通过密封件14密封。引压通道10和引压通道11连接压缩腔9和中间压力腔21。

实施例4

如图4给出了浮动盘8的另一种实施例，浮动盘8与动涡旋2接触的浮动盘上表面17上设有油槽22，可以使润滑油更容易进入到整个接触面，从而提供更好的润滑，减少动涡旋2在浮动盘8上运动的摩擦损失。

实施例5

如图5给出了浮动盘8的另一种实施例，与动涡旋2接触的第一台阶上表面17被加工成中心略微向下凹的形状。这种形状可以是倒锥形面也可以是凹球面。在压缩机实际工作时动涡旋2受温度和气体力的作用，会产生一定的变形。使动涡旋的背面19并不是一个良好的平面，而是一种中间向下凸出边缘向上翘起凸球面。将浮动盘8与动涡旋2接触的第一上表面17加工成相应的形状，可以使浮动盘8上的上表面17和动涡旋的背面18良好配合，各处的间隙更加均匀，利于润滑油膜形成，可以减小动涡旋2在浮动盘8上运动的摩擦损失。

Claims (6)

1.一种带浮动盘的涡旋式压缩机，包括安装在压缩机壳体内的定涡旋(1)、动涡旋(2)、十字环(3)、上支撑(4)、曲轴(5)、电机转子(6)和电机定子(7)，定涡旋(1)固定于上支撑(4)上，动涡旋(2)和十字环(3)设置在定涡旋(1)和上支撑(4)之间，动涡旋(2)由曲轴(5)驱动，电机转子(6)安装在曲轴(5)上，上支撑(4)、电机定子(7)固定在压缩机壳体上，动涡旋(2)与定涡旋(1)相互配合形成多个压缩腔(9)，其特征在于：在所述的动涡旋(2)和所述上支撑(4)之间设有浮动盘(8)，浮动盘(8)为圆盘式结构的盘，浮动盘中部设有轴孔，轴孔直径等于上支撑内孔直径，浮动盘(8)装于所述上支撑(4)上，上支撑(4)上设有与浮动盘相配合的结构，浮动盘与上支撑上的与浮动盘相配合的结构之间为间隙配合，间隙配合处设有密封结构，密封结构将浮动盘底面和上支撑底面之间形成环形中间压力腔(21)，浮动盘(8)的上表面与动涡旋(2)的底面接靠，动涡旋(2)轴柄套装在浮动盘(8)的轴孔内，动涡旋(2)轴柄可在浮动盘(8)的轴孔范围内径向滑动，所述上支撑(4)上设有与浮动盘相配合的结构以及与浮动盘底面和上支撑底面之间形成的环形中间压力腔(21)连通的上支撑引压通道(11)，上支撑引压通道(11)的一端口与定涡旋上的定涡旋引压通道在定涡旋(1)与上支撑(4)接触面上连通，定涡旋引压通道的一端口与动涡旋(2)与定涡旋(1)相互配合形成的压缩腔(9)连通。

2.根据权利要求1所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述上支撑上的与浮动盘相配合的结构是下述结构中的任意一种：a)浮动盘(8)的下表面上在原有轴孔基础上设置第二阶梯轴孔，上支撑(4)上的与浮动盘相配合的结构是：在上支撑的底面开设与浮动盘外圆周和浮动盘(8)下表面上设置的第二阶梯轴孔内表面相配合的环形凹槽，浮动盘(8)安装于凹槽之内，浮动盘的外圆周面和第二阶梯轴孔内表面与上支撑底面的凹槽的内外侧壁形成间隙配合；b)浮动盘(8)的下表面开有环形凹槽，上支撑(4)上的与浮动盘相配合的结构是：上支撑(4)的底面上设有与浮动盘(8)下表面的环形凹槽相配合的环形凸台，浮动盘(8)下表面的环形凹槽装在上支撑(4)的环形凸台上，浮动盘凹槽的内外侧壁和上支撑凸台的内外圆周面形成间隙配合；c)浮动盘(8)的下表面为二层阶梯环型面，上支撑(4)上的与浮动盘相配合的结构是：上支撑(4)的底面上的开设有与浮动盘的二层阶梯环形盘相配合的二层阶梯沉孔，浮动盘二层阶梯环型面安装在上支撑(4)的二层阶梯沉孔中，浮动盘二层阶梯的两个外圆周面与上支撑上的二层阶梯沉孔的两个外侧壁面形成间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述浮动盘(8)的上表面设有油槽(22)。

4.根据权利要求1所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述浮动盘(8)的上表面是凹形面。

5.根据权利要求4所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述浮动盘(8)的上表面的凹形面是倒锥形面或者是凹球面。

6.根据权利要求1所述的一种带浮动盘的涡旋式压缩机，其特征在于：所述上支撑(4)和定涡旋(1)上引压通道为一条以上，引压通道在定涡旋(1)和上支撑(4)之间通过密封件(14)密封。

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