CN104040175B - 用于半封闭压缩机的密封装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于密封壳体主体（12）和壳体端盖（16）之间的接口的密封装置（40）。所述壳体主体（12）上的周向唇缘（42）限定第一径向面对的周向表面（46）且所述端盖（16）具有限定第二径向面对的周向表面（52）的周向唇缘（50）。所述密封装置（40）包括形成于所述第一和第二周向表面（46、52）中的一个中的第一周向延伸槽（55）和设置在所述第一槽（55）内与所述第一槽（55）中的一个密封接触并与所述第一和第二周向延伸表面（46、52）中的另一个密封接触的密封构件（56）。

Description

用于半封闭压缩机的密封装置

发明背景

本发明大体涉及压缩机，并更特别涉及将壳体端盖密封到半封闭压缩机的主体壳体。

半封闭压缩机通常用于许多空调和制冷应用中以通过冷剂回路（压缩机、制冷剂散热交换器、膨胀装置和制冷剂吸热换热器以串联制冷剂剂流动关系布置在其中）压缩制冷液以进行循环。半封闭压缩机包括容置压缩机构和用于驱动压缩机构的电动机的壳体主体。通过螺栓安装到壳体主体的壳体端盖封闭壳体主体的开口端部。

例如，转让给本申请所属的共同受让人的共同未决的美国专利申请公开号US2011/0171044 A1公开了具有第一开口端部和第二开口端部的壳体主体的半封闭往复式压缩机。第一端盖由螺栓安装到壳体主体的第一开口端部且第二端部由螺栓安装到壳体主体的第二开口端部。为了密封壳体主体和壳体端盖之间的各自接口，面密封垫圈设置在每个壳体端盖和壳体端盖安装到其上的壳体主体的端部上的凸缘之间。为了确保面密封垫圈形成紧密密封，以隔开间隔设置在凸缘周围的多个螺栓必须用于将壳体端盖安装到壳体主体的各自端部。在上述美国专利申请公开号US 2011/0171044 A1的图1中所示的往复式压缩机中，十个螺栓用于将壳体端盖安装到壳体主体的主轴承端部且十八个螺栓用于将壳体端盖安装到壳体主体的电动机端部。

发明概要

一种半封闭式压缩机包括壳体主体，其具有带有端部开口的端部；壳体端盖，其与壳体端盖和端部开口接口连接；和密封装置，其用于密封壳体主体和壳体端盖之间的接口。壳体主体上的周向唇缘围绕端部开口并限定第一径向面对的周向表面。壳体端盖具有限定第二径向面对的周向表面的周向唇缘。第一周向表面和第二周向表面沿环形周向接口而接口连接。提供了用于密封接口的密封装置。密封装置包括形成于第一和第二周向表面中的一个中的第一周向延伸槽；和密封构件，其设置在第一槽内与所述第一槽密封接触并与第一和第二周向延伸表面中的另一个密封接触。壳体端盖上的周向唇缘可由壳体主体上的周向唇缘外切或壳体端盖上的周向唇缘可外切壳体主体上的周向唇缘。

在密封装置的实施方案中，第一槽形成于第二周向表面中。在密封装置的实施方案中，第一槽形成于第一周向表面中。在密封装置的实施方案中，第一周向延伸槽形成于第一和第二周向延伸表面中的一个中，第二周向延伸槽形成于相对第一槽的第一和第二周向延伸表面中的另一个中，且在第一和第二周向延伸表面以接口关系设置时，密封构件设置在通过第一和第二槽的对准而形成的凹座内。密封构件被设置为与第一槽的底座和第二槽的底座密封接触。在实施方案中，第一周向表面外切第二周向表面。在实施方案中，第二周向表面外切第一周向表面。

一方面，提供了一种用于密封外切表面和被外切表面之间的接口的密封装置。密封装置包括第一周向延伸槽，其形成于外切表面和被外切表面中的一个中；和密封构件，其设置在第一周向延伸槽内与第一槽的底座密封接触并与外切表面和被外切表面中的另一个密封接触。在实施方案中，第一周向延伸槽形成于外切表面中且密封构件与被外切表面的面密封接触。在实施方案中，第一周向延伸槽形成于被外切表面中且密封构件与外切表面的面密封接触。

附图简述

为了进一步理解本公开，将参考结合附图阅读的下面的具体实施方式，其中：

图1是开放驱动半封闭往复式压缩机的实施方案的侧部正视图；

图2是图1的压缩机（主要是剖面）的侧部正视图；

图3是封闭驱动半封闭往复式压缩机的实施方案的侧部正视图；

图4是图3的压缩机（主要是剖面）的侧部正视图；

图5是示出如本文所公开的密封装置的实施方案的图2和图4中的每个的区域5-5的侧部正视图；

图6是示出如本文所公开的密封装置的替代实施方案的图2和图4中的每个的区域5-5的侧部正视图；

图7是示出如本文所公开的密封装置的实施方案的图2和图4中的每个的区域7-7的侧部正视图；

图8是示出如本文中所公开的密封装置的另一实施方案的侧部正视图；

图9是示出如本文所公开的压缩机的实施方案中的密封装置的另一实施方案的侧部正视图，其中壳体端盖外切压缩机的开口端部；

图10是示出压缩机的实施方案中的如本文所公开的密封装置的另一实施方案的侧部正视图，其中壳体端盖外切压缩机的开口端部；和

图11是示出如本文所公开的压缩机的实施方案中的密封装置的另一实施方案的侧部正视图，其中壳体端盖外切压缩机的开口端部。

具体实施方式

在图1和图2中描绘了体现如本文所公开的密封装置的半封闭往复式压缩机10的开放驱动实施方案。在图3和图4中描绘了体现如本文所公开的密封装置的半封闭往复式压缩机10的闭合驱动实施方案。在每个实施方案中，往复式压缩机10包括壳体主体12、底座14、第一壳体端盖16和第二壳体端盖18。壳体主体12一般沿纵向轴20从容纳第一壳体端盖16的开口第一端部22延伸到容纳第二壳体端盖18的开口第二端部24。

往复式压缩机10包括被布置为绕轴20转动的曲轴26。多个活塞36以在曲轴箱32内的各自缸体38进行线性平移运动的常规方式由活塞杆连接到曲轴26。在操作中，曲轴26被驱动以绕轴20转动，其转换为活塞36在其各自缸体38内的往复线性运动。在设置在其中的活塞36远离缸体盖移动时，气态流体（诸如例如制冷剂蒸气）在进气冲程过程中被吸入缸体38的腔室35中。在活塞36朝向缸体盖移动时，吸入缸体腔室35中的气态流体在压缩冲程中被压缩，且压缩的气态流体在排出冲程过程中通过出口39从缸体腔室35排出。

在如图2中所描绘的往复式压缩机10的开放驱动实施方案中，曲轴26从设置在压缩机10的壳体主体12外部的端部27纵向延伸通过第一壳体端盖16的中心孔、通过第一端轴承30，从那里通过曲轴箱32并进入由第二端盖18支撑的第二端轴承33中。在操作中，曲轴26由外部驱动器（未示出）（诸如例如连接到第一壳体端盖16外部的曲轴26的端部27的电动机或发动机）转动驱动。

在如图4中所描绘的往复式压缩机10的闭合驱动实施方案中，曲轴26被完全容置在压缩机10内。曲轴26从设置在安装在曲轴26周围的驱动电动机28内的第一端部纵向延伸通过主轴承34，从那里通过曲轴箱32并进入由第二端盖18支撑的端轴承33。在操作中，曲轴26由从外部源供应的电流供电的电动机28转动驱动。

为了防止主壳体12的高压内部的泄漏，有必要密封壳体主体12的开口端部22、24和各自第一和第二壳体端盖16、18之间的各自接口。半封闭往复式压缩机10在壳体主体12的两端体现如本文所公开的改进密封装置（一般指定为40）以用于密封第一端盖16和壳体主体12的第一开口端部22之间的接口和用于第二端盖18和密封壳体主体12的第二开口端部24之间的接口。不是如在常规实践中依赖于壳体主体12的各自端部和各自第一和第二壳体端盖16、18之间的面垫圈密封件，密封装置40在壳体主体12的各自端部和各自第一和第二壳体端盖16、18之间提供更稳固的周向密封。

现在参考图5和图6，描绘了用于密封图1-4中所示的壳体主体12的第一开口端部22和往复式压缩机10的第一端盖16之间的接口的密封装置40的实施方案。壳体主体12的第一开口端部22上的周向唇缘42围绕端部开口并限定第一径向面对的周向表面46。第一端盖16具有限定第二径向面对的周向表面52的周向唇缘50。第一周向表面46和第二周向表面52沿环形周向接口接口连接。密封装置40包括周向延伸槽55，其具有底座54和侧壁57，形成于第一和第二径向延伸周向表面46、52中的一个中；和密封构件56，其设置在周向延伸槽55内与其底座54密封接触并与第一和第二径向延伸周向延伸表面46、52中的另一个密封接触。此外，压缩机10的内部的压力作用以迫使密封构件56与周向延伸槽55的侧壁57密封接触。

在如图5中所描绘的密封装置40的实施方案中，周向延伸槽55形成于第一端盖16的周向唇缘50上的第二径向面对的表面52中，且密封构件56设置在槽55中与槽55的底座54和侧壁57两者密封接触并与第一径向面对的周向延伸表面46密封接触。在如图6中所描绘的密封装置40的实施方案中，周向延伸槽55形成于壳体主体12的第一开口端部22的周向唇缘42上的第一径向面对的表面46中，且密封构件56设置在槽55中与槽55的底座54和侧壁57两者密封接触并与第二径向面对的周向延伸表面52密封接触。

现在参考图7，描绘了用于密封壳体主体12的第二开口端部24和图1至图4中所示的往复式压缩机10的第二端盖18之间的接口的密封装置40的实施方案。壳体主体12的第二开口端部24上的周向唇缘44围绕端部开口并限定第一径向面对的周向表面48。第二端盖18具有限定第二径向面对的周向表面62的周向唇缘60。第一周向表面48和第二周向表面62沿环形周向接口接口连接。密封装置40包括周向延伸槽65，其具有底座64和侧壁67，形成于第一和第二径向延伸周向表面48、62中的一个中；和密封构件66，其设置在周向延伸槽65内与其底座64密封接触并与第一和第二径向延伸周向延伸表面48、62中的另一个密封接触。此外，压缩机10的内部的压力作用以迫使密封构件56与周向延伸槽55的侧壁57密封接触。

在如图7中所描绘的密封装置40的实施方案中，如上所述，周向延伸槽65形成于第二壳体端盖18的周向唇缘60上的第二径向面对的表面62中，且密封构件66设置在槽65中与槽65的底座64和侧壁67两者密封接触并与壳体主体12的第二端部24上的周向唇缘44上的第一径向面对的周向延伸表面48密封接触。然而，在密封装置40（未在图7示出）的替代实施方案中，周向延伸槽65可形成于壳体主体12的第二端部24的周向唇缘44上的第一径向面对的表面48上，且设置在槽65中的密封构件66与槽65的底座64和侧壁67两者密封接触并与第二径向面对的周向延伸表面62密封接触。

现在参考图8，描绘了密封装置40的另一实施方案，其中密封构件设置在通过重叠周向延伸凹部建立的环形周向延伸凹座中，凹部中的一个形成于第一和第二径向面对的周向延伸表面中的一个中且凹部中的另一个形成于第一和第二径向面对的周向延伸表面中的另一个中。例如，如图8中所示，第一周向延伸槽70（具有径向面对的底表面72）形成于第二壳体端盖18上的周向唇缘60的第二径向面对的周向延伸表面62中，且第二周向延伸凹部74（其具有径向面对的底表面78）形成于主壳体12的第二开口端部24的周向唇缘44上的第一径向面对的周向延伸表面48中。

第一和第二凹部70、74中的每个都处于具有开口侧和一个侧壁的有效槽中。第一凹部70在周向唇缘60的轴向端面上开放且第二凹部74在周向唇缘44的轴向端表面上开放。当第二壳体端盖18配合到壳体主体12的第二开口端部24时，第一和第二凹部70、74重叠以形成环形周向延伸凹座75。为了密封第一径向面对的周向延伸表面48和第二径向面对的周向延伸表面62之间的接口，密封构件76设置在凹座75内。当设置在凹座75中时，密封构件76与第一凹部70的底表面72和第二凹部74的底表面76两者密封接触。此外，压缩机10的内部的压力作用以迫使密封构件76与周向延伸凹部70的侧壁77密封接触。

在图5和图6中所示的实施方案中，主壳体12的第一开口端部22的周向唇缘42外切第一壳体端盖16上的周向唇缘50。然而，在图9至图11中，如本文所公开的密封装置40的实施方案被示出安装在半封闭压缩机10上，其中第一壳体端盖16具有周向唇缘50，其在壳体主体12的第一开口端部22上外切周向唇缘42

在图9所示的实施方案中，周向延伸槽55形成于第一壳体端盖16的周向唇缘50上的第二径向面对的表面52中，且密封构件56设置在槽55中与槽55的底座54和壳体主体12的第一开口端部22的周向唇缘42上的第一径向面对的周向延伸表面46两者密封接触。此外，压缩机10的内部的压力作用以迫使密封构件56与周向延伸槽55的侧壁密封接触。

在图10所描绘的实施方案中，周向延伸槽50形成于壳体主体12的第一开口端部22的周向唇缘42上的第一径向面对的表面46中，且密封构件56设置在槽55中与槽55的底座54和第一壳体端盖16的周向唇缘50上的第二径向面对的周向延伸表面52两者密封接触。此外，压缩机10的内部的压力作用以迫使密封构件56与周向延伸槽55的侧壁密封接触。

在图11所描绘的实施方案中，周向延伸凹部70形成于壳体主体12的第一开口端部22上的周向唇缘42的远端的径向向外面对的表面上，由此凹部70具有开口端侧。当壳体端盖16被放置在壳体主体12的第一开口端部22的开口端部上方时，第一壳体端盖16上的周向唇缘50外切壳体主体12的周向唇缘42并与其接口连接，由此凹座75由凹部70和壳体端盖16上的径向向内面对的表面72和轴向向内面对的表面79形成。为了密封接口，密封构件76设置在凹座75内与凹部70的底座和壳体端盖16上的径向向内面对的表面72密封接触。此外，压缩机10的内部的压力作用以迫使密封构件76与壳体端盖16上的轴向向内面对的表面79密封接触。

在图11所描绘的实施方案中，凹座75由与壳体端盖16上的周向唇缘50上的径向向内面对的表面接口连接的单个凹部70建立。然而，应理解，凹座75也可通过将具有形成于壳体主体12上的周向唇缘42的径向向外面对的表面中的开口端侧的第一凹部与具有形成于壳体端盖16上的周向唇缘50的径向向内面对的表面中的开口端侧的第二凹部对准接口连接而建立，类似于图8中所描绘的布置。

密封装置40（相对于在图5至图11中所示的各种实施方案在上文中所讨论的）提供了用于分别密封壳体主体12的第一和第二开口端部22、24和第一和第二壳体端盖16、18之间的接口的密封件，这比设置在两个相对轴向面对的表面(opposed axially facingsurfaces)之间的传统面密封垫圈更坚固。本文中所公开的密封装置40在两个径向面对的周向延伸表面之间建立密封，所述周向延伸表面沿环形周向延伸接口轴向重叠，径向面对的周向延伸表面中的一个是外切表面且径向面对的周向延伸表面中的另一个是被外切表面。

密封件由在以下中驻留的密封构件提供：形成于径向面对的周向延伸表面中的一个中的环形周向延伸槽或一对相对的环形周向延伸槽（一个槽形成于径向面对的周向延伸槽的每个中）的每个，或通过重叠形成于各自第一和第二周向延伸表面中的凹部形成的凹座。因此，接触密封构件所需的加工和抛光表面的面积远小于在壳体主体12的第一和第二端部22、24的两个端面和也在第一和第二壳体端盖16、18的面上必须提供、加工和抛光的接触面积，以建立有效的垫圈面密封，从而简化压缩机10的制造。

此外，密封装置40简化了将壳体端盖16、18安装到壳体主体12的各自开口端部22、24。与传统半封闭压缩机（其中可能需要十个到十八个螺栓以在其间建立紧密垫圈密封的方式将壳体端盖安装到壳体主体的端部）相比较，当采用密封装置40时，仅需要四个螺栓将每个壳体端盖安装到壳体主体的各自开口端部。此外，避免了需要壳体端盖中的每个和壳体主体中的每个上的大凸缘来支撑大量安装螺栓，从而允许设计者降低压缩机的整体轨迹。

密封构件56、66、76可包括适于在环形周向延伸槽中沉积以建立两个相对径向面对的周向延伸表面之间的接口的有效密封的任何密封材料。例如，在实施方案中，密封构件56、66、76可包括弹性材料，且在实施方案中包括弹性O形环密封件。槽/凹座的轴向尺寸可比密封构件56、66、76宽，从而允许壳体端盖和壳体主体之间的一些柔性。

本文所使用的术语是为了描述的目的，而不是限制。本文所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员来采用本发明的基础。本领域技术人员还应认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，等效物可取代参考本文所公开的示例实施方案而描述的元件。

虽然已经参考如图中所示的示例实施方案特别示出并描绘了本发明，但是本领域技术人员应认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可作出各种修改。因此，其意图是，本发明不限于所公开的特定实施方案，但是本公开将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。

Claims (11)

1.一种半封闭压缩机，其包括：

壳体主体，其具有端部开口和围绕所述端部开口的周向唇缘，所述周向唇缘限定第一径向面对的周向表面；

壳体端盖，其具有限定第二径向面对的周向表面的周向唇缘，所述第一径向面对的周向表面和所述第二径向面对的周向表面沿环形周向接口而接口连接；和

用于密封所述接口的密封装置，所述密封装置包括：

周向地形成于所述第一径向面对的周向表面和第二径向面对的周向表面中的一个中的第一槽，所述第一槽具有第一底座和第一侧壁；

周向地形成于相对所述第一槽的所述第一径向面对的周向表面和第二径向面对的周向表面中的另一个中的第二槽，所述第二槽具有第二底座和第二侧壁，所述第一底座与所述第二底座是相对的，所述第一底座以重叠关系延伸超过所述第二侧壁，并且所述第二底座以重叠关系延伸超过所述第一侧壁，从而在其间形成凹座；

密封构件，所述密封构件设置在所述凹座内，并与所述第一槽的所述第一底座和所述第二槽的所述第二底座密封接触；

其中，所述密封构件与所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个密封接触，并且与所述第一侧壁和所述第二侧壁中的另一个不密封接触。

2.如权利要求1所述的半封闭压缩机，其中所述第一槽形成于所述第二径向面对的周向表面中。

3.如权利要求1所述的半封闭压缩机，其中所述第一槽形成于所述第一径向面对的周向表面中。

4.如权利要求1所述的半封闭压缩机，其中所述密封构件包括弹性密封构件。

5.如权利要求1所述的半封闭压缩机，其中所述密封构件包括弹性O形环密封件。

6.如权利要求1所述的半封闭压缩机，其中所述壳体主体上的所述周向唇缘轴向向外延伸且所述端盖上的所述周向唇缘朝向所述壳体主体轴向向内延伸。

7.如权利要求6所述的半封闭压缩机，其中所述壳体主体上的所述周向唇缘外切所述壳体端盖上的所述周向唇缘。

8.如权利要求6所述的半封闭压缩机，其中所述壳体端盖上的所述周向唇缘外切所述壳体主体上的所述周向唇缘。

9.一种用于密封外切表面和被外切表面之间的接口的密封装置，其包括：

第一槽，其周向地形成于所述被外切表面和所述外切表面中的一个中，所述第一槽具有第一底座和第一侧壁；

第二槽，其周向地形成于相对所述第一槽的所述被外切表面和所述外切表面中的另一个中，所述第二槽具有第二底座和第二侧壁，所述第一底座与所述第二底座是相对的，所述第一底座以重叠关系延伸超过所述第二侧壁，并且所述第二底座以重叠关系延伸超过所述第一侧壁，从而在其间形成凹座；

密封构件，所述密封构件设置在所述凹座内，并与所述第一槽的所述第一底座和所述第二槽的所述第二底座密封接触；

其中，所述密封构件与所述第一侧壁和所述第二侧壁中的一个密封接触，并且与所述第一侧壁和所述第二侧壁中的另一个不密封接触。

10.如权利要求9所述的密封装置，其中所述第一槽形成于所述外切表面中且所述密封构件与所述被外切表面的面密封接触。

11.如权利要求9所述的密封装置，其中所述第一槽形成于所述被外切表面中且所述密封构件与所述外切表面的面密封接触。