CN105378398A - 用于低压系统的低渗漏密封件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种被配置用在冷冻机制冷系统中的包括第一凸缘和第二凸缘的密封件。所述第一凸缘和所述第二凸缘同轴对准并且直接接触。所述第二凸缘包括其内定位有第一密封机构和第二密封机构的至少一个沟槽。所述第一密封机构和所述第二密封机构隔开一定距离，使得在所述第一密封机构和所述第二密封机构之间形成被配置成接收加压气体的腔室。

Description

用于低压系统的低渗漏密封件
发明背景
本发明整体涉及冷冻机制冷系统，并且更具体地涉及防止周围空气进入冷冻机制冷系统的接口的密封件。
水冷离心式冷冻机常常使用低压和中压制冷剂；然而，低压制冷剂比中压制冷剂具有更高的循环效率。因为在正常操作期间饱和压力低于周围压力，所以空气将渗漏到冷却器中并最终行进到冷凝器。因为空气是不可冷凝的，所以空气保持处于冷凝，并且将压力升高到高于饱和蒸汽压力，因此使压缩机更努力地运转，从而补偿与使用低压制冷剂相关联的益处。低压冷冻机通常包括周期性地用于移除不可冷凝物的吹扫系统，这既增加了冷冻机的复杂性又增加了冷冻机的成本。
发明概要
根据本发明的一个方面，提供了一种被配置用在冷冻机制冷系统中的包括第一凸缘和第二凸缘的密封件。所述第一凸缘和所述第二凸缘同轴对准并且直接接触。所述第二凸缘包括其内定位有第一密封机构和第二密封机构的至少一个沟槽。所述第一密封机构和所述第二密封机构隔开一定距离，使得在所述第一密封机构和所述第二密封机构之间形成被配置成接收加压气体的腔室。
这些及其他优点和特征将从以下结合附图进行的描述变得更为显而易见。
附图简述
在本说明书所附的权利要求书中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。本发明的前述和其他特征以及优点从以下结合附图进行的详细描述中显而易见，在附图中：
图1是示例性冷冻机制冷系统的示意图；
图2是示例性冷冻机制冷系统的透视图；
图3是根据本发明的一个实施例的布置在冷冻机制冷系统的部件之间的接口处的密封件的剖视图；以及
图4是根据本发明的另一个实施例的布置在冷冻机制冷系统的部件之间的接口处的密封件的剖视图。
具体实施方式
现在参照图1和图2，所示的示例性冷冻机制冷系统10包括流体耦接以形成回路的压缩机组件30、冷凝器12和冷却器或蒸发器20。第一导管11从邻近冷却器20的出口22处延伸到压缩机组件30的入口32。压缩机组件30的出口34由导管13耦接到冷凝器12的入口14。在一个实施例中，冷凝器12包括第一腔室17以及仅可从第一腔室17的内部触及的第二腔室18。第二腔室18内的浮阀19由另一个导管15连接到冷却器20的入口24。根据冷冻机系统10的尺寸，压缩机组件30可以包括用于小型系统的旋转式、螺杆式或往复式压缩机，或者用于较大型系统的螺杆式压缩机或离心式压缩机。典型的压缩机组件30包括外壳36，该外壳36在一端具有马达40并且在第二相对端具有离心式压缩机44，其中马达40和离心式压缩机44由传动组件42连接。压缩机44包括叶轮46，其用于将制冷剂蒸汽加速到高速度；扩散器48，其用于在动能转换成压力能时将制冷剂减速到低速度；以及呈蜗壳或收集器形式的排气室(未示出)，其用来收集排气蒸汽以用于至冷凝器随后流动。靠近压缩机30的入口32定位的是入口导叶组件60。因为从冷却器20流动到压缩机44的流体在进入叶轮46之前必须首先穿过入口导叶组件60，所以入口导叶组件60可用于控制进入压缩机44中的流体流动。
冷冻机制冷系统10内的制冷循环可以进行如下描述。压缩机44从蒸发器/冷却器20接收制冷剂蒸汽，并且将该制冷剂蒸汽压缩到较高温度和压力，其中相对热的蒸汽然后进入冷凝器12的第一腔室17，在第一腔室17中所述蒸汽通过与冷却介质诸如水或空气的热交换关系而冷却并冷凝成液态。因为第二腔室18具有比第一腔室17更低的压力，所以液体制冷剂的一部分急骤蒸发成蒸汽，从而冷却剩余的液体。第二腔室18内的制冷剂由冷的热交换介质重新冷凝。制冷剂液体然后排入位于第一腔室17和冷却器20之间的第二腔室18中。浮阀19形成密封件，以防止来自第二腔室18的蒸汽进入冷却器20。当液体制冷剂穿过浮阀19时，制冷剂随着进入冷却器20中而膨胀到低温的两相液体/蒸汽状态。冷却器20是允许热能从热交换介质诸如水迁移到制冷剂气体的热交换器。当气体返回到压缩机44时，制冷剂处于开始制冷循环的低温和低压下。
由于冷冻机制冷系统10内的制冷剂的低压的结果，外部空气易于在系统10的耦接部件之间诸如在流体导管和部件之间的多个接口中的任何一个处渗漏到系统10中。其中制冷剂的压力低于周围空气的冷冻机制冷系统10内的示例性接口包括但不限于例如在流体导管11和压缩机30的吸入外壳或入口32之间，以及在流体导管15和冷却器20的入口24之间。现在参照图3和图4，密封件70定位在冷冻机制冷系统10的耦接部件之间的接口处，其中制冷剂的压力小于周围空气的压力。密封件70包括与冷冻机制冷系统10的第一部件一体形成的第一凸缘72和与冷冻机制冷系统10的第二部件一体形成的第二凸缘74。第一凸缘72和第二凸缘74围绕中心轴线基本对准并且定位成直接邻近彼此。凸缘72、74诸如利用围绕例如凸缘72、74的外周边布置的多个紧固件76彼此连接。
在图3所示的非限制性实施例中，第一沟槽82在面向第一凸缘72的第二凸缘74的表面80中形成，通常靠近第二凸缘74的内径ID。第一沟槽82的深度在第二凸缘74的厚度的仅一部分上延伸。具有类似于第一沟槽82的尺寸和形状的第二沟槽84可以在第二凸缘74的表面80中形成，靠近第二凸缘74的外径OD。在第一沟槽72和第二沟槽84之间延伸的第二凸缘74的部分86的厚度可以减小，使得内部腔室88在第二凸缘74的部分86和第一凸缘72的相邻表面78之间形成。
管道或管子90延伸穿过第二凸缘74的部分86中的孔(未示出)到达在部分86和第一凸缘72之间形成的腔室88。管道90被配置成将来自例如冷冻机制冷系统10的冷凝器12的高度加压气体诸如排气供应到腔室88中。第一密封机构92和第二密封机构94分别布置在第一沟槽82和第二沟槽84内，并且被配置成密封腔室88。第一密封机构92被配置成防止空气在第一凸缘72和第二凸缘74之间进入冷冻机制冷系统10。第二密封机构94被配置成防止热的高压气体渗漏到凸缘72、74的低压侧。在一个实施例中，密封机构92、94是由适合与制冷剂一起使用的材料形成的O形环。
在另一个实施例中，如图4所示，第一沟槽82和第二沟槽84一体形成为单个沟槽85。在此类实施例中，第一密封机构92布置在靠近第二凸缘74的内径ID的沟槽85内，并且第二密封机构94布置在靠近第二凸缘74的外径OD的沟槽85内。腔室88是布置在第一密封机构92和第二密封机构94之间的沟槽85的一部分。
通过将加压气体供应到冷冻机制冷系统10中接口处的凸缘之间的基本密封腔室中，阻碍了周围空气通过接口渗漏到系统10中。因此，提高了冷冻机制冷效率。因为密封件减少了系统10内的不可冷凝空气的量，所以用于周期性地移除此类不可凝物的吹扫系统可以基本上减少或消除。吹扫系统的尺寸和/或容量的减小将导致节约成本以及简化的冷冻机制冷系统10的设计。
虽然已结合仅有限数量的实施例对本发明进行了详细描述，但是应易于理解，本发明不限于这些所公开的实施例。相反，本发明可经修改以将此前未描述但符合本发明的精神和范围的任何数量的变化、更改、代替或等效布置并入。另外，虽然已描述了本发明的各种实施例，但应理解，本发明的方面可仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为受到先前描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims (15)

1.一种被配置用在冷冻机制冷系统中的密封件，其包括：
第一凸缘；以及
第二凸缘，所述第二凸缘与所述第一凸缘轴向对准并且直接接触，所述第二凸缘包括其内定位有第一密封机构和第二密封机构的至少一个沟槽，所述第一密封机构和所述第二密封机构隔开一定距离，使得在所述第一密封机构和所述第二密封机构之间形成被配置成接收加压气体的腔室。
2.根据权利要求1所述的密封件，其中所述加压气体的压力大于邻近所述第一凸缘和所述第二凸缘的周围空气的压力。
3.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第一凸缘和所述第二凸缘利用至少一个紧固件彼此连接。
4.根据权利要求1所述的密封件，其还包括延伸穿过所述第二凸缘进入所述腔室中的管道，所述管道被配置成将所述腔室流体耦接到加压气体的供应装置。
5.根据权利要求4所述的密封件，其中所述加压气体的供应是所述冷冻机制冷系统的冷凝器的排放。
6.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第一密封机构靠近所述第二凸缘的内径布置，并且所述第二密封机构靠近所述第二凸缘的外径布置。
7.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第一密封机构和所述第二密封机构是O形环。
8.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第二凸缘包括隔开一定距离的第一沟槽和第二沟槽。
9.根据权利要求8所述的密封件，其中所述第一沟槽靠近所述第二凸缘的内径布置，并且所述第二沟槽靠近所述第二凸缘的外径布置。
10.根据权利要求8所述的密封件，其中所述第一密封机构布置在所述第一沟槽内，并且所述第二密封机构布置在所述第二沟槽内。
11.根据权利要求10所述的密封件，其中所述第一密封机构和所述第二密封机构是O形环。
12.根据权利要求8所述的密封件，其中所述第一沟槽和所述第二沟槽之间的所述第二凸缘的一部分具有减小的厚度以形成所述腔室。
13.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第一凸缘与所述冷冻机制冷系统的第一部件一体形成，并且所述第二凸缘与所述冷冻机制冷系统的第二部件一体形成。
14.根据权利要求13所述的密封件，其中所述密封件布置在流体导管和所述冷冻机制冷系统的压缩机的入口之间。
15.根据权利要求13所述的密封件，其中所述密封件布置在流体导管和所述冷冻机制冷系统的冷却器的入口之间。
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