CN103362854B - 一种离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心式压缩机，其包括一具有平衡轴向推力及密封作用的轴向力平衡、密封装置，该轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，其包括一形成在压缩机转子轴上并随轴一起转动的第一圆盘，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘，第一圆盘外环面与第二圆盘内环面沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，所述第二圆盘的内环面上和/或第一圆盘的外环面上还设有疏齿迷宫密封结构。由于第一圆盘与第二圆盘之间整体形成阶梯式密封结构，并且阶梯式密封结构本身还形成迷宫式密封结构，从而大大减小了高压冷媒从冷媒侧向低压油侧的泄漏量，使叶轮在冷媒侧与油侧之间达到了良好的密封效果。

Description

一种离心式压缩机

技术领域

本发明涉及用于空调领域的离心式压缩机，尤其涉及一种电机直联驱动的离心压缩机的一种具有平衡轴向力及隔离、密封作用的装置。

背景技术

现有的离心式压缩机所采用的推力盘通常只具有平衡推力功能，但由于推力盘两侧压力的不同，需增大推力盘处两侧介质间的密封，但目前空调领域的离心压缩机，尤其是对于采用直联结构的离心式直联压缩机，为避免悬臂长度过长，介于冷媒侧和油箱侧之间的叶轮推力盘普遍存在叶轮推力盘轴向长度过短而无法满足密封要求的情况。

为增强该处的密封性能，现有技术通常的做法之一是在轴向方向上增加推力盘的轴向长度，但这种做法却增大了油箱侧与冷媒侧之间的空间，不但导致轴的长度增长、增加了传动轴的重量，也不利于轴承对其进行稳定支承，这对于电机直联式的离心压缩机尤其不利。

针对上述做法的弊端，另一种做法是，在径向方向加大推力盘，但为实现转子的装配，又不得不将压缩机箱体上的与推力盘配合的台内圆增大，进而引发滑动轴承外形尺寸增大，成本增加。另一方面，当推力盘外径加大，在比轴承装配到压缩机箱体上的外径还大的情况下，当转子是自右向左装配，如果推力盘外径比压缩机箱体的内孔还大，则推力盘无法通过箱体装配轴承的内孔，即转子将无法装配到箱体中。

鉴于以上两种问题，一种既能解决轴向推力问题、又不造成轴的长度加长、也不造成轴承外形尺寸加大、成本增加、又能具有比较好的密封作用的一种轴向力平衡、密封装置迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种离心压缩机，其既具有良好的平衡轴向推力作用，又具有良好的密封作用，其一方面不但能减小压缩机的壳体尺寸，降低重量，减少传动轴的长度和重量，另一方面还能增加压缩机的冷媒侧和油箱侧之间的轴向密封面，防止高压冷媒流体向油箱侧的泄漏。

本发明的另一目的还在于使本申请的离心式压缩机的制造能够简化成型工艺。

为了实现本发明的上述目的，所采用的技术方案以及所带来的技术效果是：

本发明涉及一种离心式压缩机，其包括一具有平衡轴向推力及密封作用的轴向力平衡、密封装置，其特征在于：该轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，其包括一形成在压缩机转子轴上并随轴一起转动的第一圆盘，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘，其中第一圆盘的外环具有第一阶梯式台肩，该第一阶梯式台肩使得第一圆盘的外环包括靠近冷媒侧的外径较小的第一外环面和靠近油箱侧的外径较大的第二外环面；与所述第一圆盘结构相应的，第二圆盘的内环面具有第二阶梯式台肩，该第二阶梯式台肩使得第二圆盘的内环面包括靠近冷媒侧的内径较小的第一内环面和靠近油箱侧的内径较大的第二内环面，所述第一圆盘外环面的第一阶梯式台肩与第二圆盘内环面的第二阶梯式台肩沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，所述第二圆盘的内环面和第一圆盘的外环面之间还径向上配合形成密封结构，该经向上密封结构构成为：所述第二圆盘的内环面上和/或第一圆盘的外环面上还设有疏齿密封结构，以使所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面相配合形成第一迷宫密封结构和/或第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面配合形成第二迷宫式密封结构；或所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面采用螺旋密封，第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面采用迷宫密封形成第一复合密封结构，或所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面采用迷宫密封，第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面采用螺旋密封形成第二复合密封结构，两种复合式密封结构的螺旋密封的螺纹线既可加工在内环面上，也可加工在外环面上，螺纹旋向与转轴转向相反。

所述复合圆盘安装在压缩机的叶轮侧壳体与电机侧壳体之间，进一步优选的，所述复合圆盘安装在冷媒侧叶轮与油箱侧轴承之间，优选的，该轴承为径向止推滑动轴承。

所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，优选的，所述第一圆盘第三内环面的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度，进一步优选的，所述第一圆盘第三内环面以过盈定位方式固定在转子轴上。

所述第一圆盘还包括第四内环面，其形成在所述第一圆盘的第二外环面与第一圆盘的第三内环面之间，并使所述第一圆盘油箱侧的端面形成内凹结构，优选的，所述第一圆盘的第四内环面为锥环面。

所述第二圆盘在其油箱侧的内环边缘形成一轴向内凹结构，优选的，该轴向内凹结构的顶角宽度L：0.5～2mm；倾斜角β：20°～40°；斜边高度h：2～5mm；和/或第一圆盘在其油箱侧的外环边缘形成一甩油结构，优选的该甩油结构为一边带锥度的凹槽结构，优选的，甩油环顶角宽度L1：0.5～1.5mm；甩油角γ：10°～30°；甩油环高度h1：0.5～2mm；凹槽内部过渡圆角R：0.3～1.5mm。

所述第一圆盘的第三内环面安装于传动轴的第一轴台阶上，叶轮抵靠在第一轴台阶的冷媒侧端面上，第一轴台阶的油箱侧的端面上紧邻第一轴台阶形成一第二轴台阶，该第二轴台阶的直径大于第一轴台阶的直径和第一圆盘的内径。

所述传动轴上还形成有第三轴台阶，在第二轴台阶和第三轴台阶之间的传动轴上安装所述径向止推滑动轴承，所述第一圆盘的第二外环面在轴向上至少部分地位于第二轴台阶和第三轴台阶之间。

压缩机机壳对应于传动轴的第二轴台阶和第三轴台阶之间形成具有环形内孔的内凸台，该内凸台具有朝向第二轴台阶的第一端侧和朝向第三轴台阶的第二端侧，滑动轴承插入内凸台的环形内孔中，使得滑动轴承位于轴的第二轴台阶和第三轴台阶之间，滑动轴承在朝向第三轴台阶处具有环形凸起，该环形凸起固定在内凸台的第二端侧，由此固定滑动轴承。

所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，所述第一圆盘的第三内环面安装于传动轴的第一轴台阶上，第一轴台阶的第一端朝向叶轮侧，传动轴的第二轴台阶的第一端紧邻第一轴台阶的第二端形成，在传动轴上还形成有第三轴台阶，第三轴台阶的第一端与第二轴台阶的第二端相对设置，在第二轴台阶和第三轴台阶之间的传动轴上安装有径向止推滑动轴承，与传动轴配合的第一圆盘的第三内环面的第一端侧朝向冷媒侧，第一圆盘的第四内环面的第一端侧紧邻第三内环面的第二端侧，第一圆盘的第四内环面的第二端侧朝向油箱侧，第四内环面的直径大于第三内环面的直径形成扩径部分，第一圆盘的第一外环面远离其台肩的端部形成第一圆盘的外环的第一端，该第一圆盘的外环的第一端朝向冷媒侧，第一圆盘的第二外环面远离其台肩的端部形成第一圆盘的外环第二端，该第一圆盘的外环第二端朝向冷媒侧，第一圆盘的第二外环面在轴向上至少部分地位于第二轴台阶和第三轴台阶之间。

所述压缩机的机壳为周向上一体式机壳，优选的，所述机壳沿轴向包括容纳调节机构的壳体部分、容纳叶轮的壳体部分以及容纳电机的壳体部分。

所述轴的第一轴台阶、第二轴台阶的直径小于所述机壳的内凸台的内环直径，所述第一圆盘的外径小于安装于所述径向止推滑动轴承的最小外径。

所述压缩机为电机直联驱动的离心压缩机，优选的，为空调用制冷离心式压缩机，所述压缩机为一级或多级叶轮，进一步优选的所述多级叶轮为同向顺次设置，优选的，所述多级叶轮为无键连接，由顶紧结构依次顶紧，最末一级叶轮被顶靠在所述复合圆盘的冷媒侧的端面上。

该第二圆盘在朝向冷媒侧的侧端面与叶轮背面之间形成有密封结构，优选的，该密封结构可用于调节冷媒侧压力。

所述第二圆盘与压缩机机壳可拆卸的固定在一起。

由于第一圆盘与第二圆盘之间整体形成阶梯式密封结构，并且阶梯式密封结构本身还形成迷宫式密封结构，从而大大减小了高压冷媒从冷媒侧向低压油侧的泄漏量，使叶轮在冷媒侧与油箱侧之间达到了良好的密封效果。

此外，由于第一圆盘的设置，通过第一圆盘增大了转子在冷媒侧和油箱侧的受力面积，并且由于冷媒侧的压力远高于油箱侧油的压力，因此其对传动轴的总轴向力与叶轮作用于传动轴的总轴向力相反，起到了平衡轴向力的作用。同时使得本发明同时利用第一圆盘与第二圆盘相配合形成阶梯式密封和迷宫式密封在不增加传动轴长度的同时，增加了复合圆盘密封面的轴向长度，提高了密封效果，并且使得复合圆盘易于生产和安装。

附图说明

图1为本发明复合圆盘的结构示意图；

图2为安装有图1所示复合圆盘的一离心式压缩机的结构示意图；

图3为本发明复合圆盘的轴向受力分析示意图；

图4为本发明复合圆盘所形成的第一复合密封结构；

图5为本发明复合圆盘所形成的第二复合密封结构；

图6为本发明第二圆盘内凹结构示意图；

图7为本发明第一圆盘甩油环结构示意图。

附图标记对应的部件名称如下：压缩机壳体1、驱动轴2、叶轮3、末级叶轮31，复合圆盘45，第一圆盘4、第二圆盘5、第一圆盘的第一外环面41，第一圆盘的第二外环面42，第二圆盘的第一内环面51，第二圆盘的第二内环面52、第一圆盘的第一阶梯式台肩412、第二圆盘的第二阶梯式台肩512、密封梳齿10、第一圆盘的第三内环面43、第一圆盘的第四内环面44、滑动轴承6、压缩机壳体的内凸台11、滑动轴承的环形凸起61、传动轴的第一轴台阶21、传动轴的第二轴台阶22、传动轴的第三轴台阶23、第一圆盘的甩油结构46、冷媒侧7和油箱侧8；第二圆盘在朝向冷媒侧的侧端面与叶轮背面之间形成有密封结构9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明，首先需要说明的是：

本发明中各部件朝向叶轮的端侧视为冷媒侧也即第一端侧，而背离叶轮朝向油箱的另一端侧为第二端侧，也即油箱侧；叶轮侧冷媒压力高于油箱侧润滑油压力；冷媒进气方向端称为前端(前侧)，叶轮的冷媒流出方向端称为叶轮的后端(后侧)。

本发明冷媒侧是指压缩机对冷媒进行压缩做功的叶轮部分，油箱侧是指电机前轴承的储油空间。压缩机的电机部分，在该部分设有驱动电机、轴承、润滑油系统等。

如图1-3所示，其压缩机优选采用本申请相对现有技术更适用的空调用电机直联驱动的离心制冷压缩机，离心压缩机包括筒状机壳(也称压缩机壳体)1、驱动轴2、叶轮3、复合圆盘45、轴承6，轴向力平衡及密封装置，其中叶轮为多级叶轮，直接安装在电机的驱动轴2(简称轴)上，同向顺次设置无键连接，末级叶轮31顶靠在复合圆盘的冷媒侧端面上。

本申请离心压缩机所采用的优选的轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘45，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，进一步优选的复合圆盘安装在压缩机的叶轮侧壳体与电机侧壳体之间，具体可安装在冷媒侧叶轮与油箱侧轴承之间，优选的，该轴承为径向止推滑动轴承。

具体的，复合圆盘45包括一形成在压缩机转子驱动轴2上并随轴一起转动的第一圆盘4，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘5，其中第一圆盘的外环具有第一阶梯式台肩412，该第一阶梯式台肩412使得第一圆盘的外环包括靠近冷媒侧的外径较小的第一外环面41和靠近油箱侧的外径较大的第二外环面42；与所述第一圆盘结构相应的，第二圆盘的内环面具有第二阶梯式台肩512，该第二阶梯式台肩使得第二圆盘的内环面包括靠近冷媒侧的内径较小的第一内环面51和靠近油箱侧的内径较大的第二内环面52，如图2所示，第一圆盘外环面的第一阶梯式台肩与第二圆盘内环面的第二阶梯式台肩沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，为进一步利用复合圆盘在油箱侧、冷媒侧之间的密封效果，我们还进一步利用第一圆盘、第二圆盘形成径向之间的密封结构，使得复合圆盘在利用第一圆盘承受轴向推力的同时，还具有多种密封效果：如附图3所示，第二圆盘的内环面上和/或第一圆盘的外环面上还设有疏齿密封结构10，以使所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面相配合形成第一迷宫密封结构和/或第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面配合形成第二迷宫式密封结构。参见图3，由于第一圆盘4与第二圆盘5之间整体形成阶梯式密封结构，并且阶梯式密封结构本身还形成迷宫式密封结构，从而大大减小了高压冷媒从冷媒侧向低压油侧的泄漏量，使叶轮在冷媒侧与油箱侧之间达到了良好的密封效果。

本发明第一圆盘、第二圆盘径向之间所产生的密封结构，并不仅局限于上述迷宫式密封这一种方式，遵循本发明的该一发明原理，如本发明还可从单一的的迷宫式密封结构进一步优化为复合密封结构，如附图4所示，将第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面采用螺旋密封，第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面采用梳齿式迷宫密封，或如附图5所示，将第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面采用迷宫密封，第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面采用螺旋密封。以上两种情况的复合式密封结构的螺旋密封，螺纹线既可加工在内环面上，也可加工在外环面上，同时为较佳的利用第一圆盘随转子的转动，螺纹旋向采用与转轴转向相反，如此更好的实现密封作用。

对于本发明上述的迷宫式密封结构，我们还发现，在加工梳齿时完全可以不采用现有技术那样等间距设置梳齿密封的方式，我们可以采用沿漏气流动方向间距渐大的方式设置或采用疏密疏间隔变化的设置方式或设、不设、设的间隔、设置的方式同样都可以达到很好的密封效果，同时还节省了加工成本。本申请的上述结构，根据图3的受力分析可知，由于第一圆盘的设置，通过第一圆盘增大了转子在冷媒侧和油箱侧的受力面积，并且由于冷媒侧的压力远高于油箱侧油的压力，因此其对传动轴的总轴向力与叶轮作用于传动轴的总轴向力相反，起到了平衡轴向力的作用。同时使得本发明同时利用第一圆盘与第二圆盘相配合形成阶梯式密封和迷宫式密封在不增加传动轴长度的同时，增加了复合圆盘密封面的轴向长度，提高了密封效果，并且使得复合圆盘易于生产和安装。

为实现复合圆盘的第一圆盘4在转轴上的有利安装，第一圆盘还包括第三内环面43，其使第一圆盘4安装在转子的驱动轴2上，第一圆盘还包括第四内环面44，其形成在所述第一圆盘的第二外环面与第一圆盘的第三内环面之间。

优选的，第一圆盘第三内环面43以过盈定位方式固定在转子轴2上，进一步优选的，该第一圆盘采用热压配合的方式安装于传动轴上。选择这些安装方式与其他方式相比，其更易于实现第一圆盘与传动轴的贴紧，保证第一圆盘与传动轴的同步转动，尤其适用于电机与叶轮直联的高速离心式压缩机，并且易于第一圆盘和传动轴的加工、减小传动轴的轴向尺寸；进一步优选的，第一圆盘第三内环面43的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度，有效缩短转子悬臂段的长度，提高转子运行的稳定性，也可以增加迷宫密封长度，提高冷媒侧和油箱侧之间的密封效果，减少漏气损失，提高机组能效。

优选的，第四内环面其使所述第一圆盘油箱侧的端面形成内凹结构，其技术效果在于：1、可以将滑动轴承出来的油汇集在这个凹槽内，并可以顺着锥环面导流至底部的油箱中；2、通过凹形设计，才能实现第一圆盘中第三内环面轴向长度比第一圆盘外环面整体长度短的特点，即：可有效增加外环面的密封长度。优选的，第四内环面形成扩径结构，优选的，所述第一圆盘的第四内环面为锥环面，以有利于减少第四内环面由于扩径造成的直角处应力集中的缺陷，从而增强了第一圆盘的承压能力。

优选的，如图4所示，第二圆盘在其油箱侧的内环边缘形成一轴向内凹结构，优选的，该轴向内凹结构的顶角宽度L：0.5～2mm；倾斜角β：20°～40°；斜边高度h：2～5mm。由于顶角宽度比较短，只要润滑油落于这个顶角上，就能迅速沿着倾角的斜边进入到凹槽中，并顺着圆周上的凹槽导流至底部的油箱，让回油过程更加顺畅。

优选的，第一圆盘的第三内环43面安装于传动轴的第一轴台阶21上，叶轮3抵靠在第一轴台阶21的冷媒侧端面上，第一轴台阶的油箱侧的端面上紧邻第一轴台阶形成一第二轴台阶22，该第二轴台阶的直径大于第一轴台阶的直径和第一圆盘的内径，即高于第一圆盘与第一轴台阶的结合位置，这样便于第一圆盘的安装，由于第二轴台阶比第一轴台阶高，在第一圆盘往转子上装配时，操作工人可不考虑轴向的位置，只需往里推到位即可，大大提高装配效率。如果没有此台阶，很容易造成第一圆盘装不到位或装配过量，为保证装配到设计的尺寸，操作工人需对轴向尺寸进行测量，由于第一圆盘采用热压配合的热套方式，当装配过程中圆盘的温度下降后，由于内孔尺寸变小，很容易造成圆盘卡死在转子上。因此，上述第二轴台阶的位置的设置可以使本发明的装配工艺非常的便于装配且安全性高。

为安装轴承，传动轴上还形成有第三轴台阶23，在第二轴台阶22和第三轴台阶23之间的传动轴上安装轴承6，优选径向止推滑动轴承，第一圆盘的第二外环面在轴向上至少部分地位于第二轴台阶和第三轴台阶之间，为了尽可能增大密封长度，并将润滑油导流至底部油箱。

为更好实现轴承的固定，压缩机机壳对应于传动轴的第二轴台阶和第三轴台阶之间形成具有环形内孔的内凸台11，该内凸台具有朝向第二轴台阶的第一端侧和朝向第三轴台阶的第二端侧，滑动轴承插入内凸台的环形内孔中，使得滑动轴承位于轴的第二轴台阶和第三轴台阶之间，滑动轴承在朝向第三轴台阶处具有环形凸起，该环形凸起固定在内凸台的第二端侧，由此固定滑动轴承。传动轴的第一轴台阶的外径小于所述机壳的内凸台的内环直径。该结构能够保证实现转子装配的情况下尽量减小轴承的径向尺寸。

进一步优选的，第一圆盘第三内环面43的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度，其可有效增长外环面的密封长度。

优选的，轴的第一轴台阶、第二轴台阶的直径小于机壳的内凸台的内环直径，第一圆盘的外径小于安装于所述径向止推滑动轴承的最小外径，此举可非常便于压缩机的拆卸安装，特别是转子的拆卸，否则转子无法按装配方向装配。

优选的，传动轴的第二轴台阶22的直径优选大于第一轴台阶21的直径，与传动轴结合的第一圆盘的第三内环面43远离冷媒侧的第二端侧部分地抵靠在传动轴上的第二轴台阶22上。在离心压缩机启动时，转子会向另一端窜动，为保证转子应有的正常位置，转子需要两面止推定位，因为在压缩机启动时，各级的气体尚未建立，复合圆盘两侧的压差还不存在，只有气体流动，转子便会沿着与正常轴向力相反的方向窜动，将第一圆盘的第三内环面的第二端侧部分地抵接在传动轴的第二轴台阶上能够保证无论传动轴往哪个方向窜动，第一圆盘都不易从转轴上脱出。

上述结构非常易于实现转子的装配和安装，节约了生产经营成本。

上述结构非常适于封闭式或半封闭式压缩机的安装，本申请优选压缩机的机壳为周向上一体式机壳，进一步优选的，所述机壳沿轴向包括容纳调节机构的壳体部分、容纳叶轮的壳体部分以及容纳电机的壳体部分。由于采用了周向一体式的结构，因此相比于两半式的机壳明显提高了压缩机的密封性能。

为进一步实现密封效果，第二圆盘在朝向冷媒侧的侧端面与叶轮背面之间形成有密封结构9，通过该处密封的建立，可以根据第一圆盘所需平衡的轴向力大小调整其高压侧的压力值精确地实现轴向力的平衡。

优选的，在第一圆盘外环的第二端外具有一甩油结构46，该甩油结构可为沿第一圆盘的第二端面外环边缘径向向外的凸出环，也可为在第一圆盘的第二端面外环边缘轴向内凹的环状凹槽，由此在转轴高速转动的过程中，由于离心力的作用而将润滑油甩出第一圆盘的表面，防止润滑油进入第一圆盘和第二圆盘形成的密封结构，从而防止润滑油的流失以及对高压冷媒介质的污染。优选的，如图5所示，该甩油结构为一边带锥度的凹槽结构。进一步优选的，如图5所示：该甩油结构为一边带锥度的凹槽结构，优选的，甩油环顶角宽度L1：0.5～1.5mm；甩油角γ：10°～30°；甩油环高度h1：0.5～2mm；凹槽内部过渡圆角R：0.3～1.5mm。甩油环顶角越小，润滑油越难粘贴在上面，即越容易沿斜边甩出去，由于斜边10°～30°朝外，甩出去的油不会再落于甩油环上而使甩油环重复作用，这样只需占用第一圆盘小部分的空间，即可达到甩油的效果，同时也为迷宫密封预留更多的空间。

综上实施例可见，本发明所提供的压缩机由于具有上述轴向力平衡及密封的装置，与现有技术相比，本发明将平衡轴向推力作用与密封功能集合在一复合圆盘上，从而具有以下优点：

(1)通过复合圆盘增大了转子在冷媒侧和油箱侧的受力面积，由于冷媒侧的压力高于油侧的压力，复合圆盘对传动轴的总轴向力与由于冷媒气流对叶轮做功作用于轴的总轴向力相反，起到了平衡轴向力的作用。

(2)在解决推力平衡的同时，利用第一圆盘与第二圆盘之间的配合，同时形成阶梯式密封及迷宫式密封，在不增加传动轴的轴向长度的情况下，增大了密封面的轴向长度，提高了密封效果，对于直联电动压缩机来说，对减小悬臂轴的长度及滑动轴承的外形尺寸非常有利，降低了生产成本。

(3)同时在复合圆盘的第一圆盘上形成甩油结构，借助复合圆盘转动过程中的离心力作用而将润滑油甩出第一圆盘的表面，防止润滑油进入第一圆盘和第二圆盘形成的密封结构，从而防止润滑油的流失以及对高压冷媒介质的污染。

(4)离心机启动时，防止转子朝向叶轮方向的窜动，离心机正常运转时，防止转子背向叶轮方向的窜动，实现了转子的双面止推作用。

(5)减小了滑动轴承径向方向的厚度，降低了轴承的生产成本。

(6)通过结构之间的配合，使得本发明能够通过简单的工艺与生产成本实现产品的制造和维修。

最后说明的是：

尽管在本文中描述和图示了本发明的各种创造性方面、概念和特征，通过结合在示例性实施方式中实施它们，但是可在许多替代实施方式中使用不同实施例的各种方面、概念和特征，单独地或者以各种组合及其子组合的方式。除非在本文中被明确地排除在外，所有这样的组合和子组合意图都是在本发明的范围内。

另外，尽管可能在本文中描述了关于本发明的各种方面、概念和特征的各种优选实施方式，但是这些描述不是本发明所有实施方式的完全或详尽的清单，这些描述并不表明这些特征是必需的，排他性的。本申请示例性方法或结构的描述并不限于包括在所有情况下所要求的所有特征，除非明确陈述为这种情况。

Claims (19)

1.一种离心式压缩机，其包括一具有平衡轴向推力及密封作用的轴向力平衡、密封装置，其特征在于：该轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，其包括一形成在压缩机转子轴上并随轴一起转动的第一圆盘，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘，其中第一圆盘的外环具有第一阶梯式台肩，该第一阶梯式台肩使得第一圆盘的外环包括靠近冷媒侧的外径较小的第一外环面和靠近油箱侧的外径较大的第二外环面；与所述第一圆盘结构相应的，第二圆盘的内环面具有第二阶梯式台肩，该第二阶梯式台肩使得第二圆盘的内环面包括靠近冷媒侧的内径较小的第一内环面和靠近油箱侧的内径较大的第二内环面，所述第一圆盘外环面的第一阶梯式台肩与第二圆盘内环面的第二阶梯式台肩沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，所述第二圆盘的内环面和第一圆盘的外环面之间还径向上配合形成密封结构，该径向上密封结构构成为：所述第二圆盘的第一内环面或第二内环面上还设有疏齿密封结构，以使所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面相配合形成第一迷宫密封结构，或第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面配合形成第二迷宫式密封结构，所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，所述第一圆盘第三内环面的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度。

2.一种离心式压缩机，其包括一具有平衡轴向推力及密封作用的轴向力平衡、密封装置，其特征在于：该轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，其包括一形成在压缩机转子轴上并随轴一起转动的第一圆盘，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘，其中第一圆盘的外环具有第一阶梯式台肩，该第一阶梯式台肩使得第一圆盘的外环包括靠近冷媒侧的外径较小的第一外环面和靠近油箱侧的外径较大的第二外环面；与所述第一圆盘结构相应的，第二圆盘的内环面具有第二阶梯式台肩，该第二阶梯式台肩使得第二圆盘的内环面包括靠近冷媒侧的内径较小的第一内环面和靠近油箱侧的内径较大的第二内环面，所述第一圆盘外环面的第一阶梯式台肩与第二圆盘内环面的第二阶梯式台肩沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，所述第二圆盘的内环面和第一圆盘的外环面之间还径向上配合形成密封结构，该径向上密封结构构成为：所述第一圆盘的第一外环面或第二外环面上还设有疏齿密封结构，以使所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面相配合形成第一迷宫密封结构，或第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面配合形成第二迷宫式密封结构，所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，所述第一圆盘第三内环面的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度。

3.一种离心式压缩机，其包括一具有平衡轴向推力及密封作用的轴向力平衡、密封装置，其特征在于：该轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，其包括一形成在压缩机转子轴上并随轴一起转动的第一圆盘，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘，其中第一圆盘的外环具有第一阶梯式台肩，该第一阶梯式台肩使得第一圆盘的外环包括靠近冷媒侧的外径较小的第一外环面和靠近油箱侧的外径较大的第二外环面；与所述第一圆盘结构相应的，第二圆盘的内环面具有第二阶梯式台肩，该第二阶梯式台肩使得第二圆盘的内环面包括靠近冷媒侧的内径较小的第一内环面和靠近油箱侧的内径较大的第二内环面，所述第一圆盘外环面的第一阶梯式台肩与第二圆盘内环面的第二阶梯式台肩沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，所述第二圆盘的内环面和第一圆盘的外环面之间还径向上配合形成密封结构，该径向上密封结构构成为：所述第二圆盘的第一内环面和第二内环面上或者第一圆盘的第一外环面和第二外环面上还设有疏齿密封结构，以使所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面相配合形成第一迷宫密封结构和第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面配合形成第二迷宫式密封结构，或者以使所述第一圆盘的第一外环面与第二圆盘的第一内环面相配合形成第一迷宫密封结构和第一圆盘的第二外环面与第二圆盘的第二内环面配合形成第二迷宫式密封结构，所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，所述第一圆盘第三内环面的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度。

4.一种离心式压缩机，其包括一具有平衡轴向推力及密封作用的轴向力平衡、密封装置，其特征在于：该轴向力平衡、密封装置包括一复合圆盘，该复合圆盘位于压缩机高压冷媒侧和低压油箱侧之间，其包括一形成在压缩机转子轴上并随轴一起转动的第一圆盘，一形成在压缩机壳体上且不随轴一起转动、位于第一圆盘外周的第二圆盘，其中第一圆盘的外环具有第一阶梯式台肩，该第一阶梯式台肩使得第一圆盘的外环包括靠近冷媒侧的外径较小的第一外环面和靠近油箱侧的外径较大的第二外环面；与所述第一圆盘结构相应的，第二圆盘的内环面具有第二阶梯式台肩，该第二阶梯式台肩使得第二圆盘的内环面包括靠近冷媒侧的内径较小的第一内环面和靠近油箱侧的内径较大的第二内环面，所述第一圆盘外环面的第一阶梯式台肩与第二圆盘内环面的第二阶梯式台肩沿转子轴向形成阶梯式密封结构；此外，所述第二圆盘的内环面和第一圆盘的外环面之间还径向上配合形成密封结构，该径向上密封结构构成为：所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面采用螺旋密封，第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面采用迷宫密封形成第一复合密封结构，或所述第二圆盘的第一内环面与第一圆盘的第一外环面采用迷宫密封，第二圆盘的第二内环面与第一圆盘的第二外环面采用螺旋密封形成第二复合密封结构，所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，所述第一圆盘第三内环面的轴向长度小于第一圆盘外环面的整体轴向长度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述复合圆盘安装在压缩机的叶轮侧壳体与电机侧壳体之间。

6.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述第一圆盘还包括第四内环面，其形成在所述第一圆盘的第二外环面与第一圆盘的第三内环面之间，并使所述第一圆盘油箱侧的端面形成内凹结构。

7.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述第二圆盘在其油箱侧的内环边缘形成一轴向内凹结构。

8.根据权利要求7所述的离心式压缩机，其特征在于：所述轴向内凹结构的顶角宽度L：0.5～2mm；倾斜角β：20°～40°；斜边高度h：2～5mm。

9.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于，所述第一圆盘在其油箱侧的外环边缘形成一甩油结构，所述甩油结构为一边带锥度的凹槽结构。

10.根据权利要求9所述的离心式压缩机，其特征在于，所述甩油结构顶角宽度L1：0.5～1.5mm；甩油角γ：10°～30°；甩油环高度h1：0.5～2mm；凹槽内部过渡圆角R：0.3～1.5mm。

11.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述第一圆盘的第三内环面安装于传动轴的第一轴台阶上，叶轮抵靠在第一轴台阶的冷媒侧端面上，第一轴台阶的油箱侧的端面上紧邻第一轴台阶形成一第二轴台阶，该第二轴台阶的直径大于第一轴台阶的直径和第一圆盘的内径。

12.根据权利要求11所述的离心式压缩机，其特征在于：所述传动轴上还形成有第三轴台阶，在第二轴台阶和第三轴台阶之间的传动轴上安装径向止推滑动轴承，所述第一圆盘的第二外环面在轴向上至少部分地位于第二轴台阶和第三轴台阶之间。

13.根据权利要求12所述的离心式压缩机，其特征在于：压缩机机壳对应于传动轴的第二轴台阶和第三轴台阶之间形成具有环形内孔的内凸台，该内凸台具有朝向第二轴台阶的第一端侧和朝向第三轴台阶的第二端侧，滑动轴承插入内凸台的环形内孔中，使得滑动轴承位于轴的第二轴台阶和第三轴台阶之间，滑动轴承在朝向第三轴台阶处具有环形凸起，该环形凸起固定在内凸台的第二端侧，由此固定滑动轴承。

14.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述第一圆盘还包括第三内环面，其使第一圆盘安装在所述转子轴上，所述第一圆盘的第三内环面安装于传动轴的第一轴台阶上，第一轴台阶的第一端朝向叶轮侧，传动轴的第二轴台阶的第一端紧邻第一轴台阶的第二端形成，在传动轴上还形成有第三轴台阶，第三轴台阶的第一端与第二轴台阶的第二端相对设置，在第二轴台阶和第三轴台阶之间的传动轴上安装有径向止推滑动轴承，与传动轴配合的第一圆盘的第三内环面的第一端侧朝向冷媒侧，第一圆盘的第四内环面的第一端侧紧邻第三内环面的第二端侧，第一圆盘的第四内环面的第二端侧朝向油箱侧，第四内环面的直径大于第三内环面的直径形成扩径部分，第一圆盘的第一外环面远离其台肩的端部形成第一圆盘的外环的第一端，该第一圆盘的外环的第一端朝向冷媒侧，第一圆盘的第二外环面远离其台肩的端部形成第一圆盘的外环第二端，该第一圆盘的外环第二端朝向冷媒侧，第一圆盘的第二外环面在轴向上至少部分地位于第二轴台阶和第三轴台阶之间。

15.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述压缩机的机壳为周向上一体式机壳。

16.根据权利要求15所述的离心式压缩机，其特征在于：所述轴的第一轴台阶、第二轴台阶的直径小于所述机壳的内凸台的内环直径，所述第一圆盘的外径小于安装于所述径向止推滑动轴承的最小外径。

17.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述压缩机为电机直联驱动的离心式压缩机。

18.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：该第二圆盘在朝向冷媒侧的侧端面与叶轮背面之间形成有密封结构，所述密封结构可用于调节冷媒侧压力。

19.根据权利要求1-4任一项所述的离心式压缩机，其特征在于：所述第二圆盘与压缩机机壳可拆卸的固定在一起。