CN106337809B - 涡旋式压缩机的操作方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种涡旋式压缩机，其包括壳体以及在壳体内安置的涡旋式压缩机本体，并且提供了所述涡旋式压缩机的操作方法。壳体通过隔离件被隔成不同的容室。一个涡旋体利用浮式密封结构针对隔离件被密封，所述浮式密封结构包括其浮式密封件与固定的涡旋体压缩机本体的毂部之间的密封接口结构。在启动操作过程中，密封保持环防止密封接口结构的密封构件的由于横贯密封构件的压力失衡造成的轴向运动。

Description

涡旋式压缩机的操作方法
本申请是2013年3月18日递交的中国发明专利申请No.201380026436.1(PCT/US2013/032800)的分案申请。
技术领域
本发明大体上涉及用于压缩制冷剂的压缩机，并且更具体地讲涉及包括与固定的涡旋体相互作用的浮式密封结构的涡旋式压缩机。
背景技术
涡旋式压缩机是一种特殊类型的压缩机，用于压缩制冷剂，其中所述制冷剂用于诸如制冷、空气调节、工业冷却以及冷冻机应用的那些应用和/或用于可以使用压缩流体的其它应用。这种现有技术的涡旋式压缩机是已知的，例如在Hasemann的美国专利No.6,398,530、Kannmhoff等人的美国专利No.6,814,551、Kannmhoff等人的美国专利No.6,960,070以及Kannmhoff等人的美国专利No.7,112,046中例证说明，所有这些专利转让给与受让人密切相关的Bitzer。因为本说明书涉及可以在这些或其它涡旋式压缩机设计中实现的改进，所以美国专利No.6,398,530、No.7,112,046、No.6,814,551以及No.6,960,070全文结合在此引作参考。
正如由这些专利所例证说明的那样，涡旋式压缩机组件传统上包括外壳，在所述外壳内容纳有涡旋式压缩机。涡旋式压缩机包括第一涡旋式压缩机构件以及第二涡旋式压缩机构件。第一压缩机构件大体上在外壳中静止地布置并固定。第二涡旋式压缩机构件相对第一涡旋式压缩机构件能够移动，从而在相应的涡旋肋之间压缩制冷剂，其中所述涡旋肋升高到对应的基座上方并且彼此接合。传统上，能够移动的涡旋式压缩机构件出于压缩制冷剂的目的而被驱动沿着绕中心轴线的轨道路径运动。合适的驱动单元、通常为电机大体上在同一外壳内设置以驱动能够移动的涡旋式压缩机构件。
在一些涡旋式压缩机中，已知具有轴向约束，因而固定的涡旋构件具有受到限制的运动范围。这种约束由于在进行轨道运动的涡旋体与固定的涡旋体的温度增加时导致的这些部件的膨胀的热膨胀而是期望的。控制所述约束的设备的实例在授权给Caillat等人的美国专利No.5,407,335中已知，该专利文献全文结合在此引作参考。
大体上，外壳通过隔离板被隔离，以包括高压室和低压室。第一压缩机构件、即固定的压缩机构件大体上定位在低压室内并且针对隔离板中的端口被流体密封，以使得从涡旋式压缩机排出的高压制冷剂流通至高压室。
在启动时，密封件以下的压力高于密封件以上的压力一段短暂的时间。这种压力失衡造成了密封件向上移动，并且在密封套内承载的密封弹簧能够非期望地从密封套弹出。
本发明旨在对现有技术进行改进，这是因为本发明涉及到涡旋式压缩机的制冷气体流、过滤、以及其它特征。
发明内容
为了解决与压力失衡以及固定的压缩机构件与隔离板之间的密封移动相关的技术问题，本发明的实施例旨在限制压力失衡的影响。在一个实施例中，提出了一种限制密封件相对于固定的压缩机构件移动的装置。
在更具体的实施方式中，提供了一种新颖且改进的涡旋式压缩机，其限制密封件的轴向运动。特别地，在一个实施例中，提出了一种包括壳体、隔离件、固定的涡旋体以及浮式密封结构的涡旋式压缩机。壳体限定内部容腔。隔离件位于所述壳体的内部容腔中，所述隔离件将高压容室与低压容室隔离。所述隔离件包括与所述高压容室流体连通的端口。在所述低压容室内定位所述固定的涡旋体，所述固定的涡旋体具有底座、自所述底座的第一侧轴向延伸的涡旋肋、以及轴向位于所述底座的第二相反侧上的轴向延伸的圆形毂部。所述圆形毂部限定压缩出口，所述压缩出口穿过所述圆形毂部延伸并且经过所述端口与所述高压容室流体连通。所述浮式密封结构在所述固定的涡旋体与所述隔离件之间夹置，所述浮式密封结构将所述压缩出口密封于所述端口并且相对于所述圆形毂部能够轴向移动。所述浮式密封结构包含浮式密封件；位于所述隔离件与所述浮式密封件之间的第一密封接口结构；以及位于所述浮式密封件与所述圆形毂部之间的第二密封接口结构。所述第二密封接口结构包含在所述圆形毂部与所述浮式密封件之间夹置的第一密封构件。设置密封保持环，以限制所述第一密封构件沿自所述底座远离延伸的轴向相对于所述圆形毂部的轴向移动。在初始启动过程中，所述密封保持环防止所述第一密封构件的轴向运动以防止所述第一密封接口结构的密封的退化。
在更加具体的实施例中，所述浮式密封件被构造成相对于所述圆形毂部轴向运动同时仍与所述第一密封构件接合。这允许了第一密封接口结构的增加的密封并且补偿了热学膨胀/收缩以及制造误差。
在一个实施例中，所述密封保持环附接至所述圆形毂部，限制所述密封保持环相对于所述圆形毂部的轴向移动以及所述第一密封构件及其部件的轴向移动。
在一个实施例中，所述密封保持环具有这样的外径，该外径大于当所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述第一密封构件的内径。
在一个实施例中，所述密封保持环具有这样的内径，该内径小于当所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述第一密封构件的内径。
在一个实施例中，所述第一密封构件是弹簧加载的密封件，其包括弹性密封套以及在所述弹性密封套内定位的密封弹簧。
在更加具体的实施例中，所述弹性密封套横截面大体上为U形，限定了相对的密封表面。所述密封弹簧在所述相对的密封表面之间定位。
在甚至更加具体的实施例中，所述相对的密封表面是径向外腿部以及径向内腿部，所述径向外腿部和所述径向内腿部彼此大体上径向远离地朝向。
在更加具体的实施例中，所述密封保持环具有这样的外径，所述外径大于所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述径向内腿部的内径。
在另一实施例中，所述密封保持环具有这样的内径，所述内径小于所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述径向内腿部的内径。在进一步的实施例中，所述密封保持环的外径大于所述密封弹簧的内径。
在另一实施例中，所述密封保持环覆盖所述径向内腿部与所述径向外腿部之间限定的径向距离的至少百分之50。
在另一实施例中，所述密封保持环覆盖所述径向内腿部与所述径向外腿部之间限定的径向距离的至少百分之70。
在一个实施例中，径向外腿部的外径大于密封保持环的外径。
在一个实施例中，所述圆形毂部包括台阶形径向外轮廓，其包括具有第一直径的第一外表面部分以及具有第二直径的第二外表面部分，所述第二直径大于所述第一直径。所述径向内腿部抵靠着所述第一外表面部分密封，所述径向外腿部自所述第二外表面径向向外地定位。
在一个实施例中，所述台阶形径向外轮廓包括在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间径向延伸的环形表面。所述径向延伸的环形表面在所述密封保持环与所述底座之间轴向定位。所述第一密封构件在所述径向延伸的环形表面与所述密封保持环之间轴向定位。
在一个实施例中，所述密封套的U形横截面由一对环形侧壁提供，这对所述环形侧壁径向间隔开，在它们之间形成环形槽。所述环形侧壁由在这对环形侧壁的远端相反位置处的径向延伸的底壁部分相连。所述远端限定进入所述环形槽的口部，其轴向朝向所述隔离板。密封保持环的底侧与所述底壁部分的顶表面之间的轴向距离大于所述密封弹簧的轴向高度。
在一个实施例中，所述固定的涡旋体包括周缘，所述周缘自所述圆形毂部径向向外隔开并且外接所述圆形毂部，在所述周缘与所述圆形毂部之间限定环形沟槽。所述浮式密封件轴向延伸到所述环形沟槽中。所述涡旋式压缩机还包括位于所述浮式密封件与所述周缘之间的第三密封接口结构。所述第三密封接口结构包括在所述浮式密封件与所述周缘之间径向夹置的第二密封构件。第三密封接口结构允许周缘与浮式密封件之间的轴向运动。
在一个实施例中，所述固定的涡旋体的底座包括在所述圆形毂部与所述周缘之间径向延伸的盘部分。所述盘部分、浮式密封结构、圆形毂部和所述周缘限定压力容腔。所述盘部分还包括穿过其的通气孔，允许所述压力容腔的加压。
还提供了涡旋式压缩机的操作方法。该方法提供了改进的操作，所述改进的操作防止浮式密封件与固定的涡旋体之间的密封由于浮式密封件与固定的密封体之间的密封接口结构在启动时出现的压力差以及在此中出现的瞬变压力状态而脱离。更具体地讲，一种方法包括初始化所述涡旋式压缩机的操作；横贯在固定的涡旋体与浮式密封件之间密封夹置的第一密封构件沿着第一方向施加第一压力差一初始时间段，所述第一压力差沿着第一偏压方向偏压所述第一密封构件。所述方法还包括限制所述第一密封构件沿着所述第一偏压方向的运动。所述方法还包括在施加所述第一压力差之后，横贯所述第一密封构件沿着与所述第一方向相反的第二方向施加第二压力差。
在另一实施例中，抵抗所述第一密封构件的运动的步骤包括相对于所述固定的涡旋体将所述第一密封构件轴向地捕获在所述固定的涡旋体的一部分与抵接结构之间。在优选的实施例中，所述抵接结构是密封保持环。
在另一实施例中，在所述涡旋式压缩机处于瞬变压力状态(即压力增加时的启动模式)时，所述第一压力差被施加，所述固定的涡旋体的出口下游的流体压力小于所述固定的涡旋体内的以及所述固定的涡旋体的出口上游的流体压力。所述第一密封构件的第一侧上的流体在所述固定的涡旋体的出口下游被提供，所述第一密封构件的相反侧上的流体由穿过所述固定的涡旋体的通气部提供并且与所述固定的涡旋体内的位于所述固定的涡旋体的出口上游但在所述固定的涡旋体入口下游的流体流体连通。
结合附图通过以下详细的说明将更加清楚本发明的其它方面、目的以及优点。
附图说明
在申请文件中所采用的并作为申请文件一部分的附图示出了本发明的多个方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的实施例的涡旋式压缩机组件的剖切立体图；
图2是图1的涡旋式压缩机组件的上部分的剖切立体图；
图3是图1的涡旋式压缩机组件的所选的部件的分解立体图；
图4是根据本发明的实施例的示意性键联接件与能够移动的涡旋式压缩机本体的立体图；
图5是根据本发明的实施例构造的导引环的俯视示意图；
图6是图5的导引环的仰视示意图；
图7是根据本发明的实施例的导引环、曲轴套、键联接件以及涡旋式压缩机本体的分解示意图；
图8是如图7所示的组装起来的各部件的示意图；
图9是根据本发明的实施例的处于外壳的顶端区段内的各部件的剖切示意图；
图10是图9的各部件的分解示意图；
图11是根据本发明的实施例的浮式密封件的俯视示意图；
图12是图11的浮式密封件的仰视示意图；
图13是针对涡旋式压缩机本体的替代实施例的所选部件的分解示意图；
图14是根据本发明的实施例所构造的涡旋式压缩机组件的一部分的剖切立体图；并且
图15是图9的涡旋式压缩机组件的一部分的放大剖视图。
尽管本发明针对特定优选的实施例被描述，但是本发明并不限于这些实施例。相反地，本发明涵盖被包含在由权利要求书所限定的本发明的精神以及范围内的所有替代、改型以及等价物。
具体实施方式
本发明的实施例在各附图中作为涡旋式压缩机组件10被示出，其中所述涡旋式压缩机组件大体上包括外壳12，在所述外壳内，涡旋式压缩机14能够由驱动单元16驱动。涡旋式压缩机组件10可以在用于制冷、工业冷却、冷冻、空气调节或期望使用压缩流体的其它合适应用的制冷剂回路中布置。合适的连接端口提供用于与制冷回路相连并且包括制冷剂输入端口18以及穿过外壳12延伸的制冷剂输出端口20。涡旋式压缩机组件10能够通过驱动单元16的操作而操作，以操作涡旋式压缩机14并且因而压缩合适的制冷剂或其它流体，其中所述合适的制冷剂或其它流体进入制冷剂输入端口18并且以压缩后的高压状态排出制冷剂输出端口20。
涡旋式压缩机组件10的外壳可以采取多种形式。在本发明的具体实施例中，外壳12包括多个壳区段。在图1的实施例中，外壳12包括中央圆筒形壳体区段24、顶端壳体区段26以及底端壳体区段28，其中所述整体的底壳用作为安装底座。在特定的实施例中，壳体区段24、26、28由合适的钢板形成并且焊接在一起，以实现永久的外壳12封罩。然而，如果想要拆卸壳体的话，则可以采取其它壳体组件，所述其它的壳体组件包括金属铸件或机加工部件，其中壳体区段24、26、28利用紧固件附接在一起。
如图1的实施例所示，中央壳体区段24是圆筒形的，与顶端壳体区段26联接。在该实施例中，隔离板30形式的隔离件在顶端壳体区段26内安置。在组装的过程中，这些部件可以被组装以使得在顶端壳体区段26联接至中央圆筒形壳体区段24时，绕着外壳12的外周的单个焊缝将顶端壳体区段26、隔离板30以及中央圆筒形壳体区段24联接起来。在特定的实施例中，中央圆筒形壳体区段24焊接至整体的底壳28，但是正如以上所提到的，替代的实施例包括将外壳12的这些区段联接(例如紧固件)的其它方法。
外壳12的组装导致了封闭容室31的形成，其中所述封闭容室31包围驱动单元16并且部分地包围涡旋式压缩机14。在特定的实施例中，顶端壳体区段26大体上是圆顶形的，并且包括相应的圆筒形侧壁区域32，其中所述圆筒形侧壁区域抵接中央圆筒形壳体区段24的顶部，并且所述顶端壳体区段提供了对外壳12的顶端封闭。还可以从图1中看出，中央圆筒形壳体区段24的底部抵接底端壳体区段28的升高的环形肋34的恰好到达外侧的平坦部分。在本发明的至少一个实施例中，中央圆筒形壳体区段24与底端壳体区段28通过围绕外壳12的底端的外周的外焊接部而联接起来。
在特定的实施例中，驱动单元16的形式为电机组件40。电机组件40使得轴46操作性旋转并驱动。此外，电机组件40大体上包括具有导电线圈的定子50以及与驱动轴46耦接以便一起旋转的转子52。定子50由外壳12直接地或经由适配器支承。定子50可以直接压配到外壳12中或者可以与适配器(未示出)装配在一起并压配到外壳12中。在特定的实施例中，转子52在驱动轴46上安装，其中所述驱动轴46由上轴承构件42和下轴承构件44支承。对定子50供电操作成旋转地驱动转子52并因而使得驱动轴46绕中心轴线54旋转。申请人注意到，当术语“轴向”和“径向”在此被用于描述部件或组件的特征时，它们相对于中心轴线54而被限定。具体地，术语“轴向”或“轴向延伸”指的是沿着与中心轴线54平行的方向伸出或延伸的特征，而术语“径向”或“径向延伸”指的是沿着与中心轴线54大体垂直的方向伸出或延伸。与平行和垂直相比某些微小的偏差也是允许的。
针对图1，下轴承构件44包括中央的、大体筒形的毂部58，所述毂部包括中央轴套和开口以提供一圆筒形轴承60，驱动轴46为了旋转支承而以轴颈连接至所述圆筒形轴承。下轴承构件44的板形凸缘区域68从筒形毂部58径向向外伸出，并且用于将定子50的下部与润滑油槽76隔离。下轴承构件44的轴向延伸的外周表面70可以与中央壳体区段24的内径表面接合，以居中部署下轴承构件44并因而相对于中心轴线54保持下轴承构件的位置。这可以借助于下轴承构件44与外壳12之间的干涉和压配支承结构来实现。
在图1的实施例中，驱动轴46具有叶轮管47，所述叶轮管附接至驱动轴46的底端。在特定的实施例中，叶轮管47具有比驱动轴46更小的直径，并且与中心轴线54同心地对正。如图1所示，驱动轴46与叶轮管47穿过下轴承构件44的圆筒形毂部58中的开口。在驱动轴46的下端上，驱动轴为了旋转以轴颈连接在下轴承构件44中。上轴承构件42也可以被称为“曲轴套”。
驱动轴46还包括偏心驱动区段74，所述偏心驱动区段具有绕偏心轴线的圆筒形的驱动表面75(如图2所示)，所述偏心轴线相对于所述中心轴线54偏心。该偏心驱动区段74以轴颈连接在涡旋式压缩机14的能够移动的涡旋式压缩机本体112的容腔内，以在驱动轴46绕中心轴线54旋转时沿着轨道路径驱动能够移动的涡旋式压缩机本体112。为了对所有各个轴承表面提供润滑，外壳12在其底端上设置润滑油槽76，在所述润滑油槽中提供合适的润滑油。叶轮管47具有润滑油通道和在叶轮管47的端部上形成的输入端口78。在驱动轴46被旋转时，叶轮管47和输入端口78一起用作为油泵并且因而将油从润滑油槽76泵入到在驱动轴46内限定的内部润滑油通路80中。在驱动轴46的旋转过程中，离心力起作用以将润滑油抵抗着重力的作用向上驱动经过润滑油通路80。润滑油通路80具有从其伸出的各种不同的径向通道，以通过离心力将润滑油供至合适的轴承表面并因而按照期望地润滑滑动表面。
如图2和3所示，上轴承构件或曲轴套42包括中央轴承毂部87以及止推轴承84，其中驱动轴46为了旋转以轴颈连接到所述中央轴承毂部87中，所述止推轴承支承能够移动的涡旋式压缩机本体112。(另见图9)。盘形部分86从中央轴承毂部87向外延伸，其中所述盘形部分86终止于由离散间隔的支柱89所限定的间断的外周支承表面88。在图3的实施例中，中央轴承毂部87在盘形部分86下方延伸，而止推轴承84在盘形部分86上方延伸。在特定的实施例中，间断的外周支承表面88适于与外壳12干涉且压配。在图3的实施例中，曲轴套42包括四个支柱89，每个支柱具有开口91，所述开口被构造成接收螺纹紧固件。应当理解，本发明的替代实施例可以包括具有多于或少于四个支柱的曲轴套，或者各支柱可以全都是独立的部件。本发明的替代实施例还包括各支柱与导引环(pilot ring)160集成而非与曲轴套集成的那些实施例。
在诸如如图3所示的实施例的特定实施例中，每个支柱89具有与外壳12的内表面径向向内隔开的弧形外表面93、斜角的内表面95、以及能够支承导引环160的大体平坦的顶表面97。在该实施例中，间断的外周支承表面88抵接外壳12的内表面。此外，每个支柱89在其顶外部分上具有倒角的边缘94。在特定的实施例中，曲轴套42包括多个位于相邻的支柱89之间的空间244。在所示的实施例中，这些空间244大体上是凹形的，并且曲轴套42的由这些空间244所界定的部分与外壳12的内表面不接触。
上轴承构件或曲轴套42还为能够移动的涡旋式压缩机本体112提供了轴向止推支承，这是经由止推轴承84的轴向止推表面96经由轴承支承来实现的。尽管如图3所示曲轴套42可以由单个整体的部件一体提供，但是图8和9示出了替代实施例，在该替代实施例中，轴向止推支承由单独的挡圈构件198提供，其中所述单独的挡圈构件沿着台阶式环形接口结构100在上轴承构件199的上部分中组装并同心地定位。挡圈构件198限定了中央开口102，其中所述中央开口102的尺寸大到足以除了偏心驱动区段74以外还使得能够移动的涡旋式压缩机本体112的圆筒形套管驱动毂部128自由移动，并且允许它们的轨道偏心运动。
转而详见涡旋式压缩机14，涡旋式压缩机14包括第一和第二涡旋式压缩机本体，所述第一和第二涡旋式压缩机本体优选为静止固定的涡旋式压缩机本体110以及能够移动的涡旋式压缩机本体112。尽管术语“固定”在本申请的上下文中大体上意味着静止或不动，但是更具体地“固定”指的是非轨道运动的、非被驱动的涡旋构件，正如所获知的那样，由于热胀冷缩和/或设计误差，一定受限程度的轴向、径向和旋转运动是可行的。
出于压缩制冷剂的目的，能够移动的涡旋式压缩机本体112被设置成相对于固定的涡旋式压缩机本体110进行轨道运动。固定的涡旋式压缩机本体包括从板形底座116轴向伸出的第一涡旋肋114，并且被设计为螺旋的形状。类似地，能够移动的涡旋式压缩机本体112包括从板形底座120轴向伸出的第二涡旋肋118，并且为类似的螺旋的形状。涡旋肋114、118彼此接合并且在相应其它的涡旋式压缩机本体112、110的底座120、116的对应表面上密封地抵接。因此，多压缩容室122在压缩机本体112、110的涡旋肋114、118和底座120、116之间形成。在容室122内，实现制冷剂的逐级压缩。制冷剂以初始低压的方式经由涡旋肋114、118周围的输入区域124流入径向外区域中(例如见图1和2)。在各容室122内逐级压缩后(因为各容室逐级地径向向内限定)，制冷剂经由在固定的涡旋式压缩机本体110的底座116内居中限定的压缩出口126排出。已经被压缩至高压的制冷剂可以在涡旋式压缩机14的操作过程中经由压缩出口126排出。
能够移动的涡旋式压缩机本体112接合驱动轴46的偏心驱动区段74。更具体地，能够移动的涡旋式压缩机本体112的接收部分包括圆筒形套管驱动毂部128，其中所述圆筒形套管驱动毂部利用在其中设置的滑动轴承表面能够滑动地接收偏心区段74。具体地，偏心驱动区段74接合圆筒形套管驱动毂部128，以便在驱动轴46绕中心轴线54旋转的过程中使得能够移动的涡旋式压缩机本体112沿着绕中心轴线54的轨道路径移动。考虑到这种偏心的关系造成了相对于中心轴线54的重量失衡，组件大体上包括配重130，所述配重130在相对于驱动轴46的固定角度方位上安装。配重130用于抵消由偏心驱动驱动74以及沿着轨道路径被驱动的能够移动的涡旋式压缩机本体112所造成的重量失衡。配重130包括附接挡圈132以及抵重区域(offset weight region)134(见图2和3最佳示出的配重130)，所述抵重区域提供了配重效应并因而使得绕中心轴线54旋转的各部件的总重量平衡。这通过内部平衡或抵消惯性力来为整体组件提供降低的振动和噪音。
参看图4和7，可以看出涡旋式压缩机14的引导运动。为了引导能够移动的涡旋式压缩机本体112相对于固定的涡旋式压缩机本体110的轨道运动，可以设置合适的键联接件140。键联接件140在涡旋式压缩机的领域中经常称为“Oldham Coupling”。在该实施例中，键联接件140包括外环本体142并且包括两个轴向伸出的第一键144，所述两个轴向伸出的第一键沿着第一横向轴线146直线地隔开并且在固定的涡旋式压缩机本体110的两个相应的键轨或槽115(如图1和2所示)内封闭地且直线地滑动，其中所述两个相应的键轨或槽也沿着第一轴线146直线地隔开并部署。所述槽115由静止固定的涡旋式压缩机本体110限定，从而键联接件140沿着第一横向轴线146的直线运动是相对于外壳12的且垂直于中心轴线54的直线运动。键可以包括槽、凹槽或如图所示的突出部，其中所述突出部自键联接件140的环本体142轴向地(即，与中心轴线54平行地)伸出。沿着第一横向轴线146的运动的这种控制引导了能够移动的涡旋式压缩机本体112的整个轨道路径的一部分。
具体参见图4，键联接件140包括四个轴向伸出的第二键152，其中，相反成对的第二键152大致与第二横贯的横向轴线154平行地部署，其中所述第二轴线154垂直于第一横向轴线146。设有两组第二键152，所述两组第二键152共操作地作用以接收伸出的滑动引导部分254，其中所述伸出的滑动引导部分254在能够移动的涡旋式压缩机本体112的相反侧上自底座120伸出。引导部分254直线地接合并且为了直线运动而沿着第二横贯的横向轴线被引导，这是以引导部分254沿着成组的第二键152滑动直线引导移动的方式来实现的。
从图4可以看出，四个滑动接触表面258在键联接件140的四个轴向伸出的第二键152上设置。如图所示，每个滑动接触表面258涵盖在其自己单独的象限252内(各象限252由相互垂直的横向轴线146、154限定)。如图所示，共操作成对的滑动接触表面258在第一横向轴线146的两侧设置。
借助于键联接件140，能够移动的涡旋式压缩机本体112具有相对于固定的涡旋式压缩机本体110沿着第一横向轴线146以及第二垂直的横向轴线154受到约束的运动。这导致了能够移动的涡旋本体的相对旋转的防止，同时仅仅允许其平移运动。更具体讲，固定的涡旋式压缩机本体110将键联接件140的运动限制成沿着第一横向轴线146直线移动；并且转而，键联接件140在沿着第一横向轴线146移动时与其一起沿着第一横向轴线146携带着能够移动的涡旋本体112。
附加地，能够移动的涡旋式压缩机本体能够沿着第二横贯的横向轴线154相对于键联接件140独立地移动，这是借助于由在第二键152之间接收并滑动的引导部分254提供的滑动移动来实现的。通过允许沿两个相互垂直的轴线146、154同时移动，在涡旋式压缩机本体112的圆筒形套管驱动毂部128上由驱动轴46的偏心驱动区段74所提供的偏心运动被转换成能够移动的涡旋式压缩机本体112相对于固定的涡旋式压缩机本体110的轨道路径移动。
为了承载轴向推力载荷，能够移动的涡旋式压缩机本体112还包括凸缘部分268，所述凸缘部分268沿着与引导凸缘部分262垂直的方向(例如，沿着第一横向轴线146)伸出。这些附加的凸缘部分268优选涵盖在由引导凸缘部分262所形成的直径边界内，从而最佳地实现了尺寸减小的优势。这种设计的另一个优点在于，能够移动的涡旋式压缩机本体112的引导部分254的滑动面是敞开的并且没有涵盖在一槽内。这在生产时是有利的，这是因为有助于根据期望为了产生期望的误差以及运行间隙而实现诸如精磨的随后的机加工操作。
大体上，具有能够移动的和固定的涡旋式压缩机本体的涡旋式压缩机需要对固定的涡旋式压缩机本体110进行某种类型的约束，这限制了径向移动和旋转移动但是允许某种程度的轴向移动，从而固定的涡旋式压缩机本体110和能够移动的涡旋式压缩机本体112在涡旋式压缩机14的运行过程中不会受损。在本发明的实施例中，由如图5至8所示的导引环160提供所述约束。图5示出了根据本发明的一个实施例构造的导引环160的顶侧。导引环160具有顶表面167、圆筒形的外周表面178、以及圆筒形的第一内壁169。图5的导引环160包括四个孔161，诸如螺栓的紧固件可以穿过所述孔，以允许导引环160附接至曲轴套42。在特定的实施例中，导引环160具有轴向升高的部分171(也称为安装凸台)，所述孔161位于所述轴向升高的部分处。本领域技术人员将清楚，替代实施例的导引环160可以具有比四个更多或更少的用于紧固件的孔。导引环160可以是机加工的金属铸件或者在替代的实施例中是由铁、钢、铝或某种其它类似合适的材料制成的机加工部件。
图6示出了导引环160的仰视图，示出了四个孔161连同被形成到导引环160中的两个槽162。在图6的实施例中，槽162在导引环160上大约180度地隔开。每个槽162在两侧由轴向延伸的侧壁193界定。如图6所示，导引环160的底侧具有基部163，所述基部163围绕导引环160的整个外周是连续的，形成了一完整的筒。但是，在两个槽162的每侧上，设有半圆形的台阶部分164，其中所述半圆形的台阶部分覆盖了基部163的一些，从而在导引环160的相对于每个半圆形的台阶部分164径向位于内侧的那部分上形成缘台(ledge)165。最内直径或缘台165由第一内壁169界定。
第二内壁189沿着每个半圆形的台阶部分164的内径延伸。每个半圆形的台阶部分164还包括底表面191、开槽的区段166、以及倒角的唇部190。在图6的实施例中，每个倒角的唇部190沿着半圆形的台阶部分164的整个长度延伸，也使得倒角的唇部190成为半圆形。每个倒角的唇部190位于底表面191的径向最外边缘上，并且自底表面191轴向延伸。此外，每个倒角的唇部190包括位于其内半径部分上的倒角的边缘表面192。当组装时，倒角的边缘表面192被构造成与曲轴套的每个支柱89上的倒角的边缘94匹配。这些倒角的表面的匹配允许了更容易的、更完美装配的组装，并且降低了由于制造误差导致的组装问题的可能性。
在图6的实施例中，开槽的区段166在导引环160上大致180度地隔开，并且每个开槽的区段位于半圆形的台阶部分164的两端大约中间。开槽的区段166在侧部由侧壁区段197界定。开槽的区段166因而径向地且轴向地延伸到导引环160的半圆形的台阶部分164中。
图7示出了根据本发明的实施例的涡旋式压缩机14组件的分解示意图。如图所示的最上部件是导引环160，其适于装配附着在固定的涡旋式压缩机本体110的顶部上。固定的涡旋式压缩机本体110具有一对第一径向向外伸出的限位凸耳111。在图7的实施例中，这对第一径向向外伸出的限位凸耳111附接至第一涡旋肋114的最外周表面117。在其它实施例中，这对第一径向向外伸出的限位凸耳111大约180度地隔开。附加地，在特定的实施例中，这对第一径向向外伸出的限位凸耳111中的每个在其中具有槽115。在特定的实施例中，槽11具有U形开口、矩形开口或具有某种其它合适的形状。
固定的涡旋式压缩机本体110还具有一对第二径向向外伸出的限位凸耳113，在该实施例中，这对所述第二径向向外伸出的限位凸耳大约180度地隔开。在特定的实施例中，第二径向向外伸出的限位凸耳113与第一径向向外伸出的限位凸耳111共享一共用的平面。附加地，在图7的实施例中，这对第二径向向外伸出的限位凸耳113附接至第一涡旋肋114的最外周表面117。能够移动的涡旋式压缩机本体112被构造成在键联接件140的键中保持并且与固定的涡旋式压缩机本体110匹配。如上所述，键联接件140具有两个轴向伸出的第一键144，所述两个轴向伸出的第一键被构造成在第一径向向外伸出的限位凸耳111中的槽115中。当组装时，键联接件140、固定的涡旋式压缩机本体110以及能够移动的涡旋式压缩机本体112全都构造成在曲轴套42内安置，其中所述曲轴套借助于在导引环160上方示出的螺栓168可以被附接至导引环160。
仍参看图7，固定的涡旋式压缩机本体110包括板形底座116(见图14)以及自所述板形底座116轴向隔开的周向表面119。在特定的实施例中，整个周向表面119围绕固定的涡旋式压缩机本体110的第一涡旋肋114，并且被构造成抵接导引环160的第一涡旋肋114，但是可以想到这样的实施例，其中，导引环和固定的涡旋式压缩机本体的接合涉及到小于整个周边。在本发明的特定实施例中，第一内壁169被精确地设定公差，以围绕周向表面119紧贴地装配，从而限制第一涡旋式压缩机本体110的径向移动，并且因而为第一涡旋式压缩机本体110提供了径向约束。板形底座116还包括径向延伸的顶表面121，其中所述径向延伸的顶表面自周向表面119径向向内延伸。径向延伸的顶表面121朝向台阶形部分123径向向内延伸(见图8)。自该台阶形部分123，圆筒形的内毂区域172以及周缘174轴向地延伸(也就是说，与中心轴线54平行地，当组装时进入到涡旋式压缩机组件10中)。
图8示出了图7的完全组装好的各部件。导引环160将固定的涡旋式压缩机本体110相对于能够移动的涡旋式压缩机本体112以及键联接件140牢固地保持就位。螺栓168将导引环160和曲轴套42附接在一起。如图8所示，这对第一径向向外伸出的限位凸耳111中的每个定位在导引环160的对应槽162中。如上所述，这对第一径向向外伸出的限位凸耳111中的槽115被构造成接收两个轴向伸出的第一键144。这样，这对第一径向向外伸出的限位凸耳111接合导引环槽162的侧向部分193，以防止固定的涡旋式压缩机本体110旋转，而键联接件的第一键144接合槽115的侧向部分，以防止键联接件140旋转。限位凸耳111还(为限位凸耳113)提供了附加的轴向限位止挡。
尽管在图8的视图中未示出，但是这对第二径向向外伸出的限位凸耳113(见图7)中的每个嵌套在导引环160的对应开槽的区段166内，以约束固定的涡旋式压缩机本体110的轴向移动，因而对固定的涡旋式压缩机本体110的轴向移动的可用范围作出限制。导引环的开槽的区段166被构造成在导引环160与这对第二径向向外伸出的限位凸耳113之间提供一定间隙，从而在涡旋式压缩机的操作过程中提供了固定的涡旋式压缩机本体110与能够移动的涡旋式压缩机本体112之间的轴向约束。然而，径向向外伸出的限位凸耳113以及开槽的区段166还将固定的涡旋式压缩机本体110的轴向移动的程度保持至能够接受的范围。
应当清楚，“限位凸耳”大体上被用于指代径向向外伸出的限位凸耳111、113的每个或两者。本发明的实施例可以包括这对径向向外伸出的限位凸耳中的仅仅一个，或者可能包括仅仅一个径向向外伸出的限位凸耳，并且专门的权利要求可以涵盖这些不同的替代性实施例。
如图8所示，曲轴套42和导引环160设计成允许键联接件140、固定的涡旋式压缩机本体110和能够移动的涡旋式压缩机本体112具有大致等于曲轴套42和导引环160的直径的直径。如图1所示，这些部件的直径可以抵接或几乎抵接外壳12的内侧表面，并且这样，每个这些部件的直径大致等于外壳12的内径。还可以想到，在键联接件140像周围压缩机外壳12允许那么大时，这转而在键联接件140内为更大的止推轴承提供更大的空间，这转而允许更大的涡旋组件。这最大化了给定直径的外壳12内涡旋式压缩机14可以移位的程度，并且因而与传统的涡旋式压缩机设计相比以更低的成本使用了更少的材料。
可以想到，在第一涡旋式压缩机本体110包括四个径向向外伸出的限位凸耳111、113的图7和8的实施例中，这些限位凸耳111、113能够提供第一涡旋式压缩机本体110的径向约束以及轴向和旋转约束。例如，径向向外伸出的限位凸耳113可以被构造成与开槽的区段166紧贴地装配，从而这些限位凸耳113足以限制第一涡旋式压缩机本体110的径向移动。替代性地，每个径向向外伸出的限位凸耳111可以具有开槽部分，其中所述开槽部分被构造成抵接内壁169的与导引环160的槽162相邻的部分，从而沿着第二横向轴线154提供了径向约束。尽管在这些实施例中该方法潜在地要求为限位凸耳111、113或开槽的区段166以及槽162维持特定的公差，但是没有避免对导引环160的整个第一内壁169精确地设定公差，这是因为这种专门的特征无需提供第一涡旋式压缩机本体110的径向约束。
参见图9至12和15，固定的涡旋式压缩机本体10的上侧(例如，与涡旋肋相反的侧)与在固定的涡旋式压缩机本体110与隔离板30之间夹置的浮式密封结构159相互作用。浮式密封结构159包括浮式密封件170，在所述浮式密封件上方安置隔离板30并且大体上在所述浮式密封件下方是固定的涡旋式压缩机本体110。
在所示的实施例中，为了容纳浮式密封件170，固定的涡旋式压缩机本体110的上侧包括环形的、且更具体地讲圆筒形内毂区域172以及自内毂区域172径向向外间隔的周边缘174，所述周边缘174外接所述内毂区域172，并且在二者之间形成环形沟槽210。内毂区域172和周边缘174由底座116的径向延伸的盘区域176相连。内毂区域172限定了压缩出口126，高压制冷剂通过所述压缩出口排出涡旋式压缩机14。
如图12所示，浮式密封件170的下侧具有圆形切口209，其中所述圆形切口适于容纳固定的涡旋式压缩机本体110的内毂区域172。此外，如图9和10所示，浮式密封件170的周壁173适于稍微紧贴地装配在周边缘174内。以这种方式，固定的涡旋式压缩机本体110使得浮式密封件170相对于中心轴线54对中并保持。
在本发明的特定实施例中，浮式密封件170的中央区域包括多个开口175和177。中心开口177在中心轴线54上对心。该中心开口177适于接收固定至浮式密封件170的杆181。
如图9至12所示，环阀179组装至浮式密封件170，以使得环阀179覆盖浮式密封件170中的除了中心开口177以外的多个开口175，其中所述杆181穿过所述中心开口177。杆181包括上凸缘183以及杆身187，其中上凸缘穿通有多个开口185。
如图10所示，隔离板30具有中心孔33，也称为端口33。杆181的上凸缘183适于穿过中心孔33，而杆身187穿过中心开口177。杆181引导并限制环阀179的运动。环阀179按需使得杆181上下滑动，以允许高压流并防止来自涡旋式压缩机14下游的高压容室180的回流。利用这种结构，隔离板30与固定的涡旋式压缩机本体110以及浮式密封结构159的组合用于将高压容室180与外壳12内的低压室188隔离。尽管隔离板30被示出在顶端壳体区段26的圆筒形侧壁区域32内接合并在径向上受到约束，但是隔离板30作为替代地能够由涡旋式压缩机14的一些部分或部件圆柱形方向地定位且轴向支承。
浮式密封结构159作用成将固定的涡旋式压缩机本体100相对于隔离板30流体地密封，并且具体地将涡旋式压缩机14的压缩出口126相对于隔离板30的中心孔33流体地密封，其中所述中心孔与高压室180流体连通。
在特定的实施例中，当浮式密封件170在内毂区域172与周边缘174之间的环形沟槽210内至少部分地轴向安装时，浮式密封件170下方的容腔272通过钻穿固定的涡旋式压缩机本体110至容室122的通气孔274被加压。这使得朝向隔离板30向上推动浮式密封件170(见图9)。正如以下更详细介绍的，圆形肋182压靠着平垫圈216，形成了涡旋式压缩机14下游的高压排出气体与涡旋式压缩机14上游的低压抽吸气体之间的密封。
尽管隔离板30可以是冲压的钢部件，但是隔离板还可以被构造为铸造的和/或机加工的构件(并且可以由钢或铝制成)，以提供接近由涡旋式压缩机14输出的高压制冷剂气体操作所需的能力和结构特征。通过以这种方式铸造或机加工隔离板30，可以避免此类部件的重载冲压。
浮式密封结构159还包括第一密封接口结构214，其位于隔离板30与浮式密封件170之间。在所示的实施例中，第一密封接口结构214是轴向密封结构，其包括平坦的、环形的衬垫式垫圈216，所述垫圈在隔离板30与浮式密封件170的朝向隔离板30轴向延伸的圆形肋182的一部分之间被轴向压缩。
参见图10和15，隔离板30的底侧、即朝向固定的涡旋式压缩机本体110的那侧包括下切部220，所述下切部具有径向向外指向的口部，垫圈216的径向内部分在所述口部中径向地延伸。这种相互作用将垫圈216固定至隔离板30，并且相对于隔离板30径向地定位垫圈216。在替代的实施例中，垫圈216可以通过粘合剂附接至隔离板30的底侧或者通过粘合剂以及机械的方式这两者附接至隔离板30。
浮式密封结构159包括第二密封接口结构224，其位于浮式密封件170与内毂区域172之间。第二密封接口结构224包括第一密封构件，其形式为弹簧加载的密封件226，所述弹簧加载的密封件226夹置在内毂区域172的向外朝向的径向外密封表面与浮式密封件170的径向内密封表面228之间。径向内密封表面228由限定圆形切口209的侧壁形成。密封接口结构214和224的结合将固定的涡旋式压缩机本体110相对于隔离板30密封。
在初始启动的过程中，密封保持环230限制弹簧加载的密封件226沿自固定的涡旋式压缩机本体110的底座116离开的(如箭头232所示)方向的轴向移动，这将在以下详细介绍。密封保持环230在环形安装凹槽234中安装，所述环形安装凹槽具有径向向外指向的口部，所述口部径向地接收密封保持环230的径向内部分。密封保持环230以径向向外延伸超过内毂区域172的径向外密封表面的大体上悬臂的方式安装。密封保持环230被防止相对于内毂区域172轴向移动。
弹簧加载的密封件226大体上包括大体U形的弹性密封套236，在所述U形的弹性密封套236形成的环形沟槽内承载有密封弹簧238。轴向延伸的腿部240、242(也称为侧壁)由径向延伸的底壁部分243相连。腿部240、242和底壁部分243在它们之间限定了环形沟槽、也称为槽。环形沟槽具有轴向朝向的口部，所述口部朝向隔离板30敞开。各腿部240、242在其远端相反的位置处连接至底壁部分243。腿部240、242的远端限定了环形沟槽的口部。在一个实施例中，密封保持环230的底侧、即朝向弹簧加载的密封件226的那侧与底壁部分243的顶表面、即环形沟槽的底部之间的轴向距离大于密封弹簧238的轴向高度。
每个腿部240、242限定了径向朝向的密封表面。这些密封表面是相对的密封表面，沿着相反的径向朝向并且彼此背离，并且在它们之间径向地定位有密封弹簧238。腿部240限定了径向向内指向的密封表面，该密封表面与内毂区域172的径向向外朝向的密封表面径向地密封。腿部242限定了径向向外朝向的密封表面，该密封表面与浮式密封件170的径向内密封表面228径向地密封。
密封保持环230具有一外径，该外径大于弹簧加载的密封件226的内径，尤其大于在弹簧加载的密封件226安装至内毂区域172时弹簧加载的密封件的内密封表面的直径。由于密封保持环230相对于内毂区域172的安装结构，所以密封保持环230具有一内径，该内径小于弹簧加载的密封件226的内径，尤其小于弹簧加载的密封件226附接至固定的涡旋式压缩机本体110以及尤其内毂区域172时弹簧加载的密封件226的径向内密封面的直径。
在所示的实施例中，密封保持环230和弹簧加载的密封件226被构造成，密封保持环230的外径大于密封弹簧238的内径。这样，密封保持环230轴向地限制弹性密封套236和密封弹簧238这两者的行程。在一个实施例中，密封保持环230径向向外延伸由腿部240限定的内密封表面与由腿部242限定的外密封表面之间的径向距离至少50％。更优选地，密封保持环230径向向外延伸由腿部240限定的内密封表面与由腿部242限定的外密封表面之间的径向距离至少70％。在一个实施例中，由腿部242的径向外密封表面限定的弹簧加载的密封件226的外径大于密封保持环230的外径。优选地，密封保持环230不会接触浮式密封件170的密封表面228。
内毂区域172具有大体上台阶形的轮廓，其包括具有外径的第一外表面部分250以及大体上由径向向外朝向的密封表面251提供的第二外表面部分，所述第二外表面部分具有小于第一外表面部分250的外径的直径。腿部240的径向内密封表面抵靠着密封表面251密封，并且由腿部242提供的径向外密封表面大体上径向向外延伸超过第一外表面部分250，以使得前者能够接合并密封浮式密封件170的密封表面228。台阶形轮廓包括在表面部分250、251之间径向延伸的径向延伸的环形表面253。径向延伸的环形表面在密封保持环230与底座116之间轴向地定位，并且轴向地朝向密封保持环230。弹簧加载的密封件236在径向延伸的环形表面253与密封保持环230之间轴向地定位。
第三密封接口结构260径向地夹置在浮式密封件170与周缘174之间。第三密封接口结构260包括第二弹簧加载的密封件263，其径向地定位在浮式密封件170的与其径向外周相邻的径向向外朝向的密封表面264与周缘174的径向向内朝向的密封表面266之间。靠近径向向外朝向的密封表面264设置下切部，其相对于浮式密封件170的径向外周的台阶区域轴向地定位并固定第二弹簧加载的密封件263。
底座116、以及特别地底座的盘部分176、浮式密封结构159、内毂区域172以及周缘174在它们之间限定了压力容腔272。盘部分176包括通气孔274，所述通气孔轴向地穿过所述盘部分，使得盘部分176的上侧与盘部分176的底侧(即具有涡旋肋的那侧)连通。该通气孔274允许压力容腔272加压，以朝向隔离板30推动浮式密封件30，改善了第一密封接口结构214处的密封。
正如所理解的那样，浮式密封结构159被构造成允许浮式密封件170具有相对于固定的涡旋式压缩机本体110的受限的轴向移动，这是由于第二密封接口结构224和第三密封接口结构226的结合而造成的。这允许了在操作的过程中涡旋式压缩机14的各部件的稍微的轴向移动/位移/膨胀/误差。
此外，在启动操作的过程中，压力容腔272最初暴露于比由压缩出口126和中心孔33限定的区域更高的压力。这样，第一压力差横贯第二密封接口结构224作用。这种压力差在压力容腔272内导致了弹簧加载的密封件226上方的低压以及弹簧加载的密封件226下方的高压。
密封保持环230的采用轴向地捕获了弹簧加载的密封件226并且限制了弹簧加载的密封件226的运动，防止了密封弹簧26从弹性密封套236轴向跑出。因而，密封保持环230的使用允许了使用弹簧加载的密封件226正确的密封作用同时将密封弹簧从密封套相反地顶出。
在启动后，第二密封接口结构224上方的压力大于压力容腔272内的，从而压力差沿着与最初启动时相反的方向作用，而涡旋式压缩机14内部的压力是瞬变的。这是因为第二密封接口结构224上方的压力处于由涡旋式压缩机14产生的高压，而压力容腔272内的压力由于通气孔274在涡旋式压缩机14的入口与出口之间的定位而处于中间压力。因此，对压力容腔272加压的流体与在第二密封接口接口224的相反侧上作用的压缩出口126处的流体相比没有被涡旋式压缩机14完全加压。在第二密封接口结构224上方的压力更大之后，弹簧加载的密封件226的运动受到限制。
在操作的过程中，涡旋式压缩机组件10可以操作成在壳体输入端口18处接收低压制冷剂，并且将制冷剂压缩以便输送至高压容室180，在高压容室处，制冷剂可以通过壳体输出端口20输出。这允许低压制冷剂横贯电机组件40流动，并因而冷却并将由电机的运行而产生的热量从电机组件40带离。然后，低压制冷剂可以纵向地经过电机组件40，在其周围并经过其中的留空空间朝向涡旋式压缩机14。低压制冷剂充满在电机组件40与外壳12之间形成的容室31。自容室31，低压制冷剂能够经过多个空间244而穿过上轴承构件或曲轴套42，其中所述多个空间由围绕曲轴套42的外周的凹部所限定以便在曲轴套42与外壳12之间产生间隙。所述多个空间244可以相对于曲轴套42的外周角度方向地间隔开。
在经过曲轴套42中的多个空间244之后，低压制冷剂然后进入固定的涡旋式压缩机本体110与能够移动的涡旋式压缩机本体112之间的输入区域124中。自输入区域124，低压制冷剂在相反两侧进入涡旋肋114、118之间(在固定的涡旋式压缩机本体110的每侧上有一个输入)并且经过各容室122被逐级地压缩，直至制冷剂在压缩出口126处达到其最大压缩状态，从所述压缩出口，制冷剂随后经过多个开口175穿过浮式密封件170并进入到高压容室180中。自该高压容室180，高压压缩后的制冷剂然后自涡旋式压缩机组件10流经壳体的输出端口20。
图13和14示出了本发明的替代实施例。并非是曲轴套42被形成为单件，图13和14示出了与独立的挡圈构件198组合的上轴承构件或曲轴套199，其中所述独立的挡圈构件为涡旋式压缩机14提供了轴向止推支承。在特定的实施例中，挡圈构件198沿着台阶式环形接口结构100被组装到上轴承构件或曲轴套199的上部分中。具有独立的挡圈构件198允许配重231被组装到曲轴套199中，所述曲轴套附接至导引环160。与配重130位于曲轴套42外的之前实施例的描述相比，这允许实现更紧凑的组件。
从图13的分解图可以看出并如上所述，导引环160可以附接至上轴承构件或曲轴套199，尤其经由螺纹紧固件以其在之前实施例中附接至曲轴套42相同的方式附接至上轴承构件199。配重231的平坦的轮廓允许其在上轴承构件199的内部201中嵌套，而不会干涉到挡圈构件198、键联接件140或能够移动的涡旋式压缩机本体112。
包括出版物、专利申请以及在此所引的专利的所有的参考文献因而同样的内容结合在此，就好像每篇参考文献单独地以及特别专门地结合引用并全文在此提出。
在描述本发明的上下文(尤其权利要求书的上下文)中术语“一”以及“一个”以及“所述”的使用将被理解为覆盖了单数以及多数，除非专门另外指出或者明确与上下文相反。除非另外提到，术语“包括”、“具有”、“包含”以及“含有”将被理解为开放性术语(即，意味着“包括但不限于”)。除非另外提到，在此提到的值范围仅仅用于单独指出每个独立的值落入到范围内的速记方法，并且每个独立的值被结合到申请文件中就好像其个别地引用那样。在此描述的所有方法能够以任何次序实现，除非另外提到或者除非与上下文明显相悖。任何以及所有实例或者在此提出的示意性语言(例如“诸如”)的使用将仅仅更好地说明本发明并且不会对本发明强加限制，除非另外提到。申请文件的语言不应当被理解为表明对本发明的实践是重要的任何非要求保护的元素。
本发明的优选实施例在此描述，包括为了实现本发明而发明人所熟知的最佳模式。这些优选实施例的改型对于本领域技术人员而言在阅读说明书之后是显而易见的。发明人希望本领域技术人员根据需要采用这些改型，并且发明人期望本发明以并非在此具体描述的方式来实践本发明。因此，本发明包括专利法所允许的在此所附的权利要求书中提到的技术方案的所有改型和等价物。此外，本发明包含在改型中的上述元素的任何组合，除非另外提到或者除非与上下文明显相悖。

Claims (18)

1.一种涡旋式压缩机的操作方法，所述方法包括：
初始化所述涡旋式压缩机的操作；
横贯在固定的涡旋体与浮式密封件之间密封夹置的第一密封构件沿着第一方向施加第一压力差一初始时间段，所述第一压力差沿着第一偏压方向偏压所述第一密封构件；
抵抗所述第一密封构件沿着所述第一偏压方向的运动；并且
在施加所述第一压力差之后，横贯所述第一密封构件沿着与所述第一方向相反的第二方向施加第二压力差；
其中抵抗所述第一密封构件的运动的步骤包括相对于所述固定的涡旋体将所述第一密封构件轴向地捕获在所述固定的涡旋体的一部分与抵接结构之间；
其中所述涡旋式压缩机包括：
限定内部容腔的壳体；
位于所述壳体的内部容腔中的隔离件，所述隔离件将高压容室与低压容室隔离，所述隔离件包括与所述高压容室流体连通的端口；
所述固定的涡旋体被定位在所述低压容室内且包含底座、自所述底座的第一侧轴向延伸的涡旋肋、以及轴向位于所述底座的第二相反侧上的轴向延伸的圆形毂部，所述圆形毂部限定压缩出口，所述压缩出口穿过所述圆形毂部延伸并且经过所述端口与所述高压容室流体连通；
浮式密封结构，所述浮式密封结构在所述固定的涡旋体与所述隔离件之间夹置，所述浮式密封结构将所述压缩出口密封于所述端口并且相对于所述圆形毂部能够轴向移动，所述浮式密封结构包含：
所述浮式密封件；
位于所述隔离件与所述浮式密封件之间的第一密封接口结构；
位于所述浮式密封件与所述圆形毂部之间的第二密封接口结构，所述第二密封接口结构包含在所述圆形毂部与所述浮式密封件之间夹置的所述第一密封构件；以及
其中轴向地捕获所述第一密封构件通过密封保持环被提供，所述密封保持环限制所述第一密封构件沿自所述固定的涡旋体的底座远离延伸的轴向相对于所述圆形毂部的轴向移动，
所述第一密封构件是弹簧加载的密封件，所述弹簧加载的密封件包括弹性密封套以及在所述弹性密封套内定位的密封弹簧，
所述弹性密封套横截面大体上为U形，限定了相对的密封表面，所述密封弹簧在所述相对的密封表面之间定位，
所述相对的密封表面是径向外腿部以及径向内腿部，所述径向外腿部和所述径向内腿部彼此大体上径向远离地朝向，以及
其中所述密封保持环具有这样的外径，所述外径大于当所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述径向内腿部的内径，且其中所述密封保持环的外径大于所述密封弹簧的内径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浮式密封件被构造成相对于所述圆形毂部轴向运动同时仍与所述第一密封构件接合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封保持环附接至所述圆形毂部，限制所述密封保持环相对于所述圆形毂部的轴向移动。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封保持环具有这样的外径，该外径大于当所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述第一密封构件的内径。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封保持环具有这样的内径，该内径小于当所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述第一密封构件的内径。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密封保持环具有这样的内径，所述内径小于当所述保持环和所述第一密封构件附接至所述固定的涡旋体时所述径向内腿部的内径。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述密封保持环覆盖所述径向内腿部与所述径向外腿部之间限定的径向距离的至少百分之50。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述密封保持环覆盖所述径向内腿部与所述径向外腿部之间限定的径向距离的至少百分之70。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆形毂部包括台阶形径向外轮廓，所述台阶形径向外轮廓包括具有第一直径的第一外表面部分以及具有第二直径的第二外表面部分，所述第二直径大于所述第一直径，所述径向内腿部抵靠着所述第一外表面部分密封，所述径向外腿部自所述第二外表面径向向外地定位。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的涡旋体包括周缘，所述周缘自所述圆形毂部径向向外隔开并且外接所述圆形毂部，在所述周缘与所述圆形毂部之间限定环形沟槽，所述浮式密封件轴向延伸到所述环形沟槽中，还包括位于所述浮式密封件与所述周缘之间的第三密封接口结构，所述第三密封接口结构包括在所述浮式密封件与所述周缘之间径向夹置的第二密封构件。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述固定的涡旋体的底座包括在所述圆形毂部与所述周缘之间径向延伸的盘部分，所述盘部分、浮式密封结构、圆形毂部和所述周缘限定压力容腔，所述盘部分还包括穿过其的通气孔，允许所述压力容腔的加压。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述固定的涡旋体、浮式密封结构、圆形毂部和所述周缘限定压力容腔，所述固定的涡旋体包括穿过其的通气孔，允许所述压力容腔的加压。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一密封构件轴向地固定于所述圆形毂部，防止所述第一密封构件沿朝向所述底座延伸的轴向相对于所述圆形毂部的轴向运动。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征于，所述浮式密封件相对于所述第一密封构件能够轴向移动。
15.一种涡旋式压缩机的操作方法，所述方法包括：
初始化所述涡旋式压缩机的操作；
横贯在固定的涡旋体与浮式密封件之间密封夹置的第一密封构件沿着第一方向施加第一压力差一初始时间段，所述第一压力差沿着第一偏压方向偏压所述第一密封构件；
抵抗所述第一密封构件沿着所述第一偏压方向的运动；并且
在施加所述第一压力差之后，横贯所述第一密封构件沿着与所述第一方向相反的第二方向施加第二压力差；
其中抵抗所述第一密封构件的运动的步骤包括相对于所述固定的涡旋体将所述第一密封构件轴向地捕获在所述固定的涡旋体的一部分与抵接结构之间；
其中所述涡旋式压缩机包括：
限定内部容腔的壳体；
位于所述壳体的内部容腔中的隔离件，所述隔离件将高压容室与低压容室隔离，所述隔离件包括与所述高压容室流体连通的端口；
在所述低压容室内定位所述固定的涡旋体，所述固定的涡旋体包含底座、自所述底座的第一侧轴向延伸的涡旋肋、以及轴向位于所述底座的第二相反侧上的轴向延伸的圆形毂部，所述圆形毂部限定压缩出口，所述压缩出口穿过所述圆形毂部延伸并且经过所述端口与所述高压容室流体连通；
浮式密封结构，所述浮式密封结构在所述固定的涡旋体与所述隔离件之间夹置，所述浮式密封结构将所述压缩出口密封于所述端口并且相对于所述圆形毂部能够轴向移动，所述浮式密封结构包含：
所述浮式密封件；
位于所述隔离件与所述浮式密封件之间的第一密封接口结构；
位于所述浮式密封件与所述圆形毂部之间的第二密封接口结构，所述第二密封接口结构包含在所述圆形毂部与所述浮式密封件之间夹置的所述第一密封构件；
其中轴向地捕获所述第一密封构件通过密封保持环被提供，所述密封保持环限制所述第一密封构件沿自所述固定的涡旋体的底座远离延伸的轴向相对于所述圆形毂部的轴向移动，
所述第一密封构件是弹簧加载的密封件，所述弹簧加载的密封件包括弹性密封套以及在所述弹性密封套内定位的密封弹簧，
所述弹性密封套横截面大体上为U形，限定了相对的密封表面，所述密封弹簧在所述相对的密封表面之间定位，
所述相对的密封表面是径向外腿部以及径向内腿部，所述径向外腿部和所述径向内腿部彼此大体上径向远离地朝向，
所述圆形毂部包括台阶形径向外轮廓，所述台阶形径向外轮廓包括具有第一直径的第一外表面部分以及具有第二直径的第二外表面部分，所述第二直径大于所述第一直径，所述径向内腿部抵靠着所述第一外表面部分密封，所述径向外腿部自所述第二外表面径向向外地定位，
其中所述台阶形径向外轮廓包括径向延伸的环形表面，所述径向延伸的环形表面在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间径向延伸，所述径向延伸的环形表面在所述密封保持环与所述底座之间轴向定位，所述第一密封构件在所述径向延伸的环形表面与所述密封保持环之间轴向定位；并且
其中所述密封套的U形横截面由一对环形侧壁提供，这对所述环形侧壁径向间隔开，在它们之间形成环形槽并且由这对所述环形侧壁的远端相反位置处的径向延伸的底壁部分相连，所述远端限定进入所述环形槽的口部，所述密封保持环的底侧与所述底壁部分的顶表面之间的轴向距离大于所述密封弹簧的轴向高度。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述径向延伸的环形部分防止所述第一密封构件沿朝向所述底座延伸的方向相对于所述圆形毂部的运动。
17.一种涡旋式压缩机的操作方法，所述方法包括：
初始化所述涡旋式压缩机的操作；
横贯在固定的涡旋体与浮式密封件之间密封夹置的第一密封构件沿着第一方向施加第一压力差一初始时间段，所述第一压力差沿着第一偏压方向偏压所述第一密封构件；
抵抗所述第一密封构件沿着所述第一偏压方向的运动；并且
在施加所述第一压力差之后，横贯所述第一密封构件沿着与所述第一方向相反的第二方向施加第二压力差；
其中抵抗所述第一密封构件的运动的步骤包括相对于所述固定的涡旋体将所述第一密封构件轴向地捕获在所述固定的涡旋体的一部分与抵接结构之间；
其中所述涡旋式压缩机包括：
限定内部容腔的壳体；
位于所述壳体的内部容腔中的隔离件，所述隔离件将高压容室与低压容室隔离，所述隔离件包括与所述高压容室流体连通的端口；
在所述低压容室内定位所述固定的涡旋体，所述固定的涡旋体包含底座、自所述底座的第一侧轴向延伸的涡旋肋、以及轴向位于所述底座的第二相反侧上的轴向延伸的圆形毂部，所述圆形毂部限定压缩出口，所述压缩出口穿过所述圆形毂部延伸并且经过所述端口与所述高压容室流体连通；
浮式密封结构，所述浮式密封结构在所述固定的涡旋体与所述隔离件之间夹置，所述浮式密封结构将所述压缩出口密封于所述端口并且相对于所述圆形毂部能够轴向移动，所述浮式密封结构包含：
所述浮式密封件；
位于所述隔离件与所述浮式密封件之间的第一密封接口结构；
位于所述浮式密封件与所述圆形毂部之间的第二密封接口结构，所述第二密封接口结构包含在所述圆形毂部与所述浮式密封件之间夹置的所述第一密封构件；
其中轴向地捕获所述第一密封构件通过密封保持环被提供，所述密封保持环限制所述第一密封构件沿自所述固定的涡旋体的底座远离延伸的轴向相对于所述圆形毂部的轴向移动，
其中所述圆形毂部包括台阶形径轮廓，所述台阶形径轮廓包括具有第一直径的第一外表面部分以及具有第二直径的第二外表面部分，所述第二直径大于所述第一直径；以及
其中所述台阶形径向外轮廓包括径向延伸的环形表面，所述径向延伸的环形表面在所述第一外表面部分与所述第二外表面部分之间径向延伸，所述径向延伸的环形表面在所述密封保持环与所述底座之间轴向定位，所述第一密封构件在所述径向延伸的环形表面与所述密封保持环之间轴向定位，所述密封保持环防止所述第一密封构件远离和朝向所述固定的涡旋体的底座的轴向运动。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述涡旋式压缩机处于瞬变压力状态时，所述第一压力差被施加，所述固定的涡旋体的出口下游的流体压力小于所述固定的涡旋体内的以及所述固定的涡旋体的出口上游的流体压力；所述第一密封构件的第一侧上的流体在所述固定的涡旋体的出口下游被提供，所述第一密封构件的相反侧上的流体由穿过所述固定的涡旋体的通气部提供，并且与所述固定的涡旋体内的位于所述固定的涡旋体的出口上游但在所述固定的涡旋体入口下游的流体流体连通。
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