CN104295493A - 一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，涉及涡旋压缩机领域,包括安装在压缩机壳体内的高低压隔离板、密封圈Ⅰ、密封环、密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ、定涡旋、动涡旋、十字环、上支撑、曲轴、电机转子、电机定子，密封环置于定涡旋和高低压隔离板之间，密封环依靠密封圈Ⅱ和密封圈Ⅲ在定涡旋背部形成一密闭腔室，该密闭腔室与涡旋某一压缩腔连通。本发明通过压力腔用密封件进行密封，结构设计简单，密封件选择余地大；压缩机起动过程中，可降低起动负载；压缩机正常运转时可提高定涡旋与动涡旋间的密封性。

Description

一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机

技术领域

本发明属于涡旋压缩机领域，尤其涉及一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机。

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和在动涡旋与上支撑之间运动的十字环，十字环并分别与动、定涡旋配合并限制它们只能相对平动，动涡旋与定涡旋的涡卷相互啮合形成了多对压缩腔，由电机带动曲轴驱动动涡旋沿其公转轨道公转，所述压缩腔沿涡卷自外向内移动，体积逐渐减小，从而实现对介质的压缩，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。

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，专利US5102316公开了一种低压式涡旋压缩机的轴向密封技术，定涡旋的背部设置有背压腔，该背压腔与涡旋的压缩腔连通，设置有浮动密封板，通过安装于浮动密封板的内外密封圈降背压腔分别与吸气侧合排气侧的高压隔离，形成相对封闭的背压腔，该腔室压力与吸气压力以及连通的压缩腔有关，定涡旋可轴向沿着导向运动，压缩机工作时，背压腔的压力和排气压力共同作用，将定涡旋沿轴向压紧动涡旋，实现动涡旋和定涡旋间的轴向柔性密封。

现有技术的不足是：

1、安装于浮动密封板内侧的密封圈与高温高压的排气侧相连，增加了密封难度、降低了密封可靠性，易产生泄露造使得排气侧气体经由背压腔进入压缩腔，降低了压缩机能效；

2、结构复杂，部品加工以及组装成本较高。

发明内容

为了改善现有技术中存在的上述问题，本发明中提出一种改进的轴向柔性密封结构，在本发明中，通过压力腔用密封件进行密封，结构设计简单，密封件选择余地大；压缩机起动过程中，可降低起动负载；压缩机正常运转时可提高定涡旋与动涡旋间的密封性，解决了现有技术结构复杂，部品加工以及组装成本较高、密封难度大、密封性不可靠、容易造成产生泄露造使得排气侧气体经由背压腔进入压缩腔，降低了压缩机能效的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，包括壳体内的高低压隔离板、密封圈Ⅰ、密封环、密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ、定涡旋、动涡旋、十字环、上支撑、曲轴、电机转子、电机定子、导向销、螺栓；

所述定涡旋可沿导向销轴向一定范围内移动，所述导向销依靠螺栓固定在上支撑上，所述动涡旋、十字环设置在定涡旋和上支撑之间，所述动涡旋由曲轴驱动，所述电机转子安装在曲轴上，所述动涡旋与定涡旋相互配合形成多个压缩腔，在定涡旋和高低压隔离板之间设有密封环，所述密封环为环形结构，放置于定涡旋背部预先设有的环形凹槽内，形成一封闭腔室，所述密封环与定涡旋之间通过密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ密封，其特征在于：

所述封闭腔室设有与动涡旋和定涡旋相互配合所形成的压缩腔的连接通道；

优选的，放置所述密封圈密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ密封槽有两种结构：

(1)密封槽为矩形，放置于密封环的内壁或外壁上或者内、外壁上；

(2)密封槽为矩形，放置于定涡旋背部凹槽与密封环接触的表面上；

优选的，所述定涡旋可沿导向销轴向在高低压隔离板和定涡旋之间0-10mm内移动；

优选的，依靠螺栓固定于上支撑上，布置数量大于2个；

优选的，高低压隔离板与定涡旋之间依靠密封圈Ⅰ进行密封使得压缩机内分隔成两个腔室，高低压隔离板以上为高压侧，以下为低压侧。

本发明的工作原理如下：当压缩机起动时，随着动涡旋的转动，压缩腔中的压力升高。将推动动涡旋与定涡旋分开一段距离，压缩腔中的一部分压缩流体可以从动涡旋和定涡旋的齿顶向外泄漏，从而减小起动负载。同时，随着压缩腔中的压力升高，压缩流体会通过定涡旋上的引压通道进入由密封环和定涡旋以及密封圈形成的环形压力腔，使环形压力腔中的压力升高。环形压力腔中的压力作用于定涡旋，方向为轴向向下，使其压紧动涡旋，实现轴向柔性密封。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、密封环位于高低压隔离板以下，处于低压气体中，其主要密封对象为低温低压的气体，采用O形橡胶密封圈即可达到良好密封的效果，密封安全可靠；

2、结构简单，O形橡胶密封圈可采用标准件成本低廉，部品组装简单，无需高成本的组装设备即可完成，可大幅度降低压缩机组装成本和材料成本。

附图说明

本发明共有5幅附图。其中：

图1是本发明的轴向柔性密封结构示意图；

图2是本发明的密封环内侧密封方式一结构视图；

图3是本发明的密封环内侧密封方式二结构视图；

图4是本发明的密封环外侧密封方式一结构视图；

图5是本发明的密封环外侧密封方式一结构视图；

图示中：1-高低压隔离板、2-密封圈Ⅰ、3-密封环、4-密封圈Ⅱ、5-密封圈Ⅲ、6-定涡旋、7-动涡旋、8-十字环、9-上支撑、10-曲轴、11-电机转子、12-电机定子、13-导向销、14-螺栓。

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，一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，包括壳体内的高低压隔离板1、密封圈Ⅰ2、密封环3、密封圈Ⅱ4、密封圈Ⅲ5、定涡旋6、动涡旋7、十字环8、上支撑9、曲轴10、电机转子11、电机定子12、导向销13、螺栓14；

所述定涡旋6通过导向销13轴向一定范围内移动，所述导向销13通过螺栓14固定在上支撑9上，所述动涡旋7、十字环8设置在定涡旋6和上支撑9之间，所述动涡旋7通过曲轴20驱动，所述电机转子11安装在曲轴10上，所述动涡旋7与定涡旋6相互配合形成多个压缩腔，在定涡旋6和高低压隔离板1之间设有密封环3，所述密封环3为环形结构，放置于定涡旋6背部预先设有的环形凹槽内，形成一封闭腔室，所述密封环3与定涡旋6之间通过密封圈Ⅱ4、密封圈Ⅲ5密封，所述高低压隔离板1和定涡旋6之间通过密封圈Ⅰ进行密封将压缩机内部分割为两部分，上部为高压，下部为低压。

密封环3与定涡旋6间的密封结构主要有如下几种实施方式：

实施例1

如图2所示，密封环3内侧加工有矩形凹槽，用于放置密封圈Ⅱ；

实施例2

如图3所示，定涡旋6凹槽内侧壁加工有矩形凹槽，用于放置密封圈Ⅱ；

实施例3

如图4所示，密封环3外侧加工有矩形凹槽，用于放置密封圈Ⅲ；

实施例4

如图5所示，定涡旋6凹槽外侧壁加工有矩形凹槽，用于放置密封圈Ⅲ。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，包括壳体内的高低压隔离板(1)、密封圈Ⅰ(2)、密封环(3)、密封圈Ⅱ(4)、密封圈Ⅲ(5)、定涡旋(6)、动涡旋(7)、十字环(8)、上支撑(9)、曲轴(10)、电机转子(11)、电机定子(12)、导向销(13)、螺栓(14)； 

所述定涡旋(6)通过导向销(13)轴向一定范围内移动，所述导向销(13)通过螺栓(14)固定在上支撑(9)上，动涡旋(7)、十字环(8)设置在定涡旋(7)和上支撑(9)之间，动涡旋(7)通过曲轴(10)驱动，所述电机转子(11)安装在曲轴(10)上，所述动涡旋(7)与定涡旋(6)相互配合形成多个压缩腔，所述定涡旋(6)和高低压隔离板(1)之间设有密封环(3)，所述密封环(3)为环形结构，所述密封环(3)放置于定涡旋(6)背部预先设有的环形凹槽内，形成一封闭腔室，所述密封环(3)与定涡旋(6)之间通过密封圈Ⅱ(4)、密封圈Ⅲ(5)密封，其特征在于： 

所述封闭腔室设有与动涡旋(7)和定涡旋(6)相互配合所形成的压缩腔的连接通道。 

2.根据权利要求1所述一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，其特征在于：放置所述密封圈密封圈Ⅱ(4)、密封圈Ⅲ(5)密封槽有两种结构。 

(1)密封槽为矩形放置于密封环(3)的内壁或外壁上或者内、外壁上； 

(2)密封槽为矩形放置于定涡旋背部凹槽与密封环接触的表面上。 

3.根据权利要求1所述一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，其特征在于：所述定涡旋(6)通过导向销(13)轴向在高低压隔离板(1)和定涡旋(6)之间0-10mm内移动。 

4.根据权利要求3所述导向销(13)，其特征在于：通过螺栓(14)固定于上支撑(9)上，布置数量大于2个。 

5.据权利要求1所述一种轴向柔性密封结构涡旋式压缩机，其特征在于：高低压隔离板(1)与定涡旋(6)之间通过密封圈Ⅰ(2)进行密封，使得压缩机内分隔成两个腔室，高低压隔离板(1)以上为高压侧，以下为低压侧。