CN107002695B - 具有密封通道的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机，具有壳体和转子，其中，所述转子至少在一侧上具有压缩机轮，其中，在所述压缩机轮和所述壳体之间构造压缩机室，其中，所述转子以能转动的方式被支承，其中，在所述转子和所述壳体之间构造环状的密封通道，其中，所述密封通道从所述压缩机室导至具有较小压力的区域，其中，连接通道从具有较高压力的区域导至所述密封通道的第一区段。

Description

具有密封通道的压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机。

背景技术

在现有技术中，从DE 10 2012 012 540 A1已知一种涡轮压缩机，所述涡轮压缩机具有带有第一压缩机轮的第一压缩机级和带有第二压缩机轮的第二压缩机级。第一和第二压缩机轮布置在共同的轴上并且该轴无接触地被支承。在第一和第二压缩机级之间构造密封间隙。为了密封该密封间隙，在壳体中设置槽。此外，压缩机轮具有凸缘，该凸缘配合到所述槽中。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种压缩机，该压缩机具有密封通道的改善的密封。

通过根据本发明所述的压缩机解决本发明的任务。

所提出的压缩机具有下述优点：改善在压缩机室和具有较低压力的区域之间的密封通道的构造。尤其减小在转子上的轴向力。此外，减少通过密封通道的泄漏。此外，转子的转动阻力相对小。由此实现这些优点：连接通道从具有较高压力的区域导至所述密封通道的第一区段。通过所述连接通道提高在密封通道的第一区段中的压力。由此减少泄漏。

在一种实施方式中，连接通道从压缩机室到密封通道的第一区段。由此，使高的压力引导到密封通道的第一区段上。

在另一种实施方式中，连接通道从密封通道的第二区段导至密封通道的第一区段，其中，第一区段在到相对于第二区段更低的压力区域的方向上布置在下游。

根据所选择的实施方式，转子在第一侧上具有第一压缩机轮并且在相对置的第二侧上具有第二压缩机轮。借助于该实施方式，能够借助于两个压缩机轮实现低压级和高压级。在此，在所述高压级和所述低压级之间构造密封通道。在这种实施方式中，也能够借助于连接通道实现在两个压缩机室之间的密封。

根据所选择的实施方式，压缩机轮能够无接触地支承在壳体中，其中，密封通道构造在轴承的区域中。

在另一种实施方式中，设置密封元件，该密封元件是密封通道的区段的至少一侧。该密封元件由比壳体或者说压缩机轮更软的材料构成。因此能够实现改善的密封。

在另一种实施方式中，密封元件构造在壳体上，其中，在密封元件上构造径向的槽口，并且其中，在转子上构造径向连接片，该径向连接片配合到密封元件的槽口中。由此提供改善的密封。

在另一种实施方案中，连接通道构造在壳体中。

在另一种实施方案中，连接通道至少部分地、尤其完全地构造在密封元件中。由此实现简单的制造。

在另一种实施方案中，密封元件具有多个连接通道。由此能够实现在压力分布更均匀的情况下更大的横截面积。

在另一种实施方案中，密封元件与壳体连接，其中，密封元件伸到转子的环绕的槽口中，其中，在密封元件和转子之间构造密封通道的至少一个区段。

在另一种实施方案中，其中，连接通道构造在转子中。

根据所选择的实施方式，压缩机能够构造为涡轮压缩机。

附图说明

下面参照附图详细地解释本发明。其示出了：

图1具有转子的压缩机的第一实施方式，该转子在一侧上具有压缩机轮，

图2具有转子的压缩机的另一实施方式，该转子在一侧上具有压缩机轮，

图3具有转子的压缩机的一种实施方式，该转子具有两个压缩机轮，

图4具有转子的压缩机的另一实施方式，该转子具有两个压缩机轮，

图5转子的一种实施方式，该转子支承在一个轴上，

图6转子的另一实施方式，该转子支承在一个轴上，

图7压缩机的一种实施方式，其中，密封元件构造在转子上，

图8压缩机的另一实施方式，其中，密封元件构造在转子上，

图9压缩机的一种实施方式，其中，在壳体上构造有密封元件，

图10压缩机的另一实施方式，其中，在壳体上构造有密封元件，

图11具有密封元件的压缩机的另一实施方式，该密封元件具有连接通道，

图12图11的密封元件的侧视图，

图13具有在密封元件中的连接通道的压缩机的另一实施方式，

图14在示意性的部分横截面中的具有连接通道的密封元件的另一实施方式，该连接通道的输入开口和输出开口布置在相同的第一侧面上，和

图15在示意性的部分横截面中的密封元件的另一实施方式，该密封元件具有在不同侧面上的输入开口和输出开口。

具体实施方式

图1示出穿过压缩机1的一部分的示意性横截面，该压缩机具有壳体2和转子3。转子3相对于旋转轴线4旋转对称地构造。转子3在第一侧上具有带有转子叶片的第一压缩机轮5。在第一压缩机轮5和壳体2之间构造第一压缩机室6。在所示出的实施例中，第一压缩机室6具有环状的第一抽吸通道7。如果转子3绕旋转轴线4转动，则通过所述第一抽吸通道7抽吸介质、通过第一压缩机轮5压缩介质并且通过第一压缩通道8输出介质。在转子3的径向外侧9和壳体2的所配属的内侧10之间构造密封通道11，该密封通道使第一压缩机室6与具有较低压力12的区域连接。此外，连接通道20从压缩机室6或者说从压缩通道8的开始区域导至密封通道11的第一区段21。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在壳体2中。根据所选择的实施方案，所述第一区段也能够布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。

转子3能够通过在壳体2中的无接触的轴承例如以能转动的方式支承在密封通道11的区域中。此外，根据所选择的实施方式，转子3能够与未示出的轴连接，所述轴布置在旋转轴线4中并且以能转动的方式支承在壳体2上。

图2示出图1的压缩机的另一种实施方式，其中，连接通道20从密封通道11的第二区段22导至密封通道的第一区段21。所述第二区段22在密封通道的开始区域中以邻接到第一压缩机室6的方式布置。第一区段21例如布置在密封通道11中部。连接通道20构造在壳体2中。根据所选择的实施方案，第一区段也能够布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。

图3示出压缩机1的一个实施方式，该压缩机根据图1的压缩机构造，然而其中，转子3在第二侧上具有带有第二转子叶片的第二压缩机轮13。此外，在第二压缩机轮13和壳体2之间构造第二压缩机室14。此外，第二压缩机室14具有第二抽吸通道15。此外，在壳体2中设置第二压缩通道16。第二压缩机轮13相对于旋转轴线4旋转对称地构造。第二压缩机室14通过密封通道11与第一压缩机室6连接。此外，第二抽吸通道15能够与第一压缩通道8通过管线连接，该管线以箭头示意性地标明。以此方式，能够借助于转子3在压缩机1中实现两个压缩机级。通过第一压缩机轮5实现介质的预先压缩，其中，通过第二压缩机轮13实现预先压缩的介质的更高的第二压缩，所述介质通过第二压缩通道16输出。此外，连接通道20从第二压缩机室14或者说从第二压缩通道16的开始区域导至密封通道11的第一区段21。所述第一区段21例如布置在密封通道11中部。连接通道20构造在壳体2中。根据所选择的实施方案，第一区段能够从第二压缩机室14那一侧出发也布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。

图4示出压缩机1的一种实施方式，该压缩机根据图3的压缩机构造，然而其中，连接通道20从密封通道11的第二区段22导至密封通道11的第一区段21。第二区段22在密封通道11的开始区域中以邻接到第二压缩机室14的方式布置。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在壳体2中。根据所选择的实施方案，从第二压缩机室14出发，第一区段也能够布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。

图5以示意性的示图示出根据图2的压缩机1的一种实施方式，该压缩机具有带有两个压缩机轮5、13的转子3，所述压缩机轮布置在相对置的侧上。在该实施方式中，转子3通过轴19以能转动的方式支承在壳体2上。以类似的方式，图1的具有带有仅仅一个第一压缩机轮5的转子3的实施方式也能够通过相应的轴12支承在壳体2上。此外，连接通道20从第二压缩通道16的第二压缩机室14导至密封通道11的第一区段21。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在转子3中。根据所选择的实施方案，第一区段能够从第二压缩机室14那一侧出发也布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。

图6以示意性的示图示出根据图5的压缩机1的另一实施方式，然而其中，连接通道20从密封通道11的第二区段22导至密封通道的第一区段21。第二区段22在密封通道的开始区域中以邻接到第二压缩机室14上的方式布置。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在转子3中。根据所选择的实施方案，从第二压缩机室14出发，第一区段也能够布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。

图7以示意性的示图示出图3的压缩机的一种实施方案，其中，在转子3上在密封通道11的区域中设置环状的密封元件17，该密封元件配合到壳体2的环状槽口18中。密封元件17例如由不同于转子3的材料构造。尤其能够使用较软的材料用于构造密封元件17，以便改善所希望的密封功能。例如密封元件17能够由塑料材料组成。密封元件17也能够设置在根据图1的实施方式的、具有带有仅仅一个第一压缩机轮5的转子3的压缩机1中。此外，连接通道20从第二压缩机室14或者说从第二压缩通道16的开始区域导至密封通道11的第一区段21。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在壳体2中。根据所选择的实施方案，第一区段能够从第二压缩机室14那一侧出发也布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。例如第一区段21能够与密封元件17的端侧相对置地布置。

图8示出图7的压缩机的另一实施方案，其中，压缩通道20从密封通道11的第二区段22导至密封通道的第一区段21。第二区段22在密封通道的开始区域中以邻接到第二压缩机室14上的方式布置。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在壳体2中。根据所选择的实施方案，第一区段能够从第二压缩机室14出发也布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。例如第一区段21能够与密封元件17的端侧相对置地布置。

图1的具有带有仅仅一个第一压缩机轮5的转子3的压缩机1同样能够具有根据图8的密封元件17和槽口18。

图9示出图3的压缩机的另一实施方案，其中，环状的密封元件17构造在壳体2的内侧10上。密封元件17配合到转子3的外侧9的环状的第二槽口18中。此外，连接通道20从第二压缩机室14或者说从第二压缩通道16的开始区域导至密封通道11的第一区段21。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在转子3中。根据所选择的实施方案，第一区段能够从第二压缩机室14那一侧出发也布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。例如第一区段21能够与密封元件17的端侧相对置地布置。

图10示出压缩机的另一实施方式，该压缩机基本上根据图9构造，然而其中，连接通道20从密封通道11的第二区段22导至密封通道的第一区段21。第二区段22在密封通道的开始区域中以邻接到第二压缩机室14的方式布置。第一区段21例如布置在密封通道11的中部。连接通道20构造在转子3中。根据所选择的实施方案，第一区段能够从第二压缩机室14出发也布置在密封通道11的长度的第二个四分之一中或者长度的第三个四分之一中。例如第一区段21能够与密封元件17的端侧相对置地布置。

图11示出压缩机1的另一实施方式的部分局部区段，该压缩机基本上根据图9或者说10构造，然而其中，高压侧在左边地示出并且低压侧在右边地示出。此外，连接通道20构造在密封元件17中。根据所选择的实施方式，在密封元件17中构造多个连接通道20。密封元件17伸到转子3的槽口18中。连接通道20具有输入开口23和输出开口24。在所示出的实施例中，输入开口23布置在下述区域中，在该区域中，第二压缩机室14与密封通道11连接。输出开口24布置在密封元件17的径向内部的端侧29上。根据所选择的实施方式，所述连接通道20的横截面积能够大于密封通道11的横截面积。以这种方式在密封通道20中、尤其在输出开口24上实现相对于在输出开口24的区域中的密封通道11中的压力而言更大的液压压力。然而，根据所选择的实施方式，所述连接通道20的横截面积也能够小于密封通道11的横截面积，从而在密封通道11中在输出开口24的区域中存在着更大的压力或者与在输出开口24中的连接通道20中同样大的压力。

图12以示意性的示图示出环盘状地构造的密封元件17的侧视图，所述密封元件具有多个连接通道20。所述连接通道20在径向上围绕密封元件17的环形分布地布置。截面A-A相应于图11的截面。

图12示出压缩机1的另一实施方式的部分局部区段，该压缩机根据图11构造，然而其中，连接通道20的一个输入开口23在径向方向上看具有比第二输入开口25更大的、到旋转轴线4的间距，第二压缩机室14通过所述第二输入开口通到密封通道11。第二输入开口25以在径向上围绕旋转轴线4环绕的狭槽开口的形式构造。在该实施方式中，输入开口23基本上以与第二输出开口26相同的、到旋转轴线4的径向间距布置，密封通道11通过所述第二输出开口通到第一压缩机室6。第二输出开口26构造为在径向上环绕的狭槽开口。

如在图11中已经实施的，图13的密封元件17也能够具有多个连接通道12，如在图12中直观地示出的那样。

图14示出穿过密封元件17的另一实施方式的横截面。该横截面穿过旋转轴线4。在该实施方式中，连接通道20的输出开口24构造在第一侧面27上，在该侧面上也构造有输入开口23。第一侧面27朝向高压侧。根据所选择的实施方式，输出开口24能够布置在第二输入开口(25，图13)的区域中。此外，根据所选择的实施方式，输出开口24能够布置在第二输入开口(25，图13)和密封元件17的径向端侧29之间并且因此布置在槽口18的最深的位置的区域中。在图14的实施方式中，同样能够设置多个密封通道20，如根据图12已经解释的那样。

图15示出穿过压缩机1的密封元件17的另一实施方式的部分横截面，该密封元件例如根据图11和13布置在压缩机1中。在该实施方式中，连接通道20的输入开口23布置在第一侧面27上，该第一侧面朝向高压侧。由此，输入开口23与第二压缩机室14或者说第二压缩通道16连接。连接通道20的输出开口24布置在密封元件17的第二侧面28上。第二侧面28与第一侧面27相对置地布置。第二侧面28配属于低压侧并且与密封通道11连接。输出开口24在径向方向上看相对于旋转轴线4不是布置在槽口18的最深的点上，而是布置在密封通道11那一侧上，该侧从槽口18的最深的点引导到第一压缩机室6或者说第一压缩通道8的方向。图15的实施方式同样能够具有多个连接通道20，如根据图12已解释的那样。

根据所选择的实施方案，所述连接通道20能够构造在壳体2中和/或转子3中和/或密封元件17中。

根据连接通道20的所选择的导向，根据输入开口23的和/或输出开口24的径向位置，根据输出开口24在第一或者第二侧面27、28上的布置并且根据连接通道20的横截面能够调设所希望的在密封通道11中不同的压力比例关系。以此方式能够相应地减少泄漏。

Claims (15)

1.压缩机（1），具有壳体（2）并且具有转子（3），其中，所述转子（3）至少在一侧上具有第一压缩机轮，其中，在所述第一压缩机轮和所述壳体（2）之间构造有第一压缩机室，其中，所述转子（3）以能转动的方式被支承，其中，在所述转子（3）和所述壳体（2）之间构造有环状的密封通道（11），其中，所述密封通道（11）从所述第一压缩机室导至具有较小压力的区域，其中，一连接通道（20）从所述密封通道（11）的第二区段（22）导至所述密封通道（11）的第一区段（21），所述第二区段是具有较高压力的区域，其中，所述第一区段（21）在到相对于所述第二区段（22）更低的压力区域的方向上布置在下游，其中，在所述转子（3）上构造有密封元件（17），其中，所述密封元件（17）由比所述转子（3）或所述壳体（2）更软的材料构造，其中，所述密封元件（17）呈现为所述密封通道（11）的至少一个区段的至少一侧，所述密封通道的该至少一个区段构造在所述密封元件（17）和所述壳体（2）之间，其中，在所述壳体中构造有径向的槽口（18），在所述转子（3）上构造有径向的接片作为所述密封元件（17），该接片配合到所述槽口（18）中。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述连接通道（20）从所述第一压缩机室导至所述密封通道（11）的第二区段（22）并且然后导至所述密封通道（11）的第一区段（21）。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述第一压缩机轮（5）构造在所述转子（3）的第一侧上，其中，在所述转子（3）的与所述第一侧相对置的第二侧上构造有第二压缩机轮（13），其中，所述第二压缩机轮（13）是高压级并且所述第一压缩机轮（5）是低压级，其中，所述第二压缩机轮（13）布置在所述壳体（2）的第二压缩机室（14）中，其中，在所述第一压缩机室（6）和所述第二压缩机室（14）之间构造所述密封通道（11），并且其中，所述连接通道（20）从具有较高压力的区域导至所述密封通道（11）的具有较低压力的第一区段（21）。

4.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述转子（3）通过无接触的轴承以能转动的方式支承在所述壳体（2）上，并且其中，所述密封通道（11）构造在所述轴承的区域中。

5.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述连接通道（20）构造在所述壳体（2）中。

6.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，设置有多个连接通道（20）。

7.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述压缩机构造为涡轮压缩机。

8.压缩机（1），具有壳体（2）并且具有转子（3），其中，所述转子（3）至少在一侧上具有第一压缩机轮，其中，在所述第一压缩机轮和所述壳体（2）之间构造有第一压缩机室，其中，所述转子（3）以能转动的方式被支承，其中，在所述转子（3）和所述壳体（2）之间构造有环状的密封通道（11），其中，所述密封通道（11）从所述第一压缩机室导至具有较小压力的区域，其中，一连接通道（20）从所述密封通道（11）的第二区段（22）导至所述密封通道（11）的第一区段（21），所述第二区段是具有较高压力的区域，其中，所述第一区段（21）在到相对于所述第二区段（22）更低的压力区域的方向上布置在下游，其中，在所述壳体（2）上构造有密封元件（17），其中，所述密封元件（17）由比所述转子（3）或所述壳体（2）更软的材料构造，其中，所述密封元件（17）呈现为所述密封通道（11）的至少一个区段的至少一侧，所述密封通道（11）的该至少一个区段构造在所述密封元件（17）和所述转子（3）之间，其中，所述密封元件（17）构造在所述壳体（2）上，在所述转子（3）上构造有径向的槽口（18），所述密封元件（17）以径向的端侧（29）配合到所述槽口（18）中。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其中，所述连接通道（20）从所述第一压缩机室导至所述密封通道（11）的第二区段（22）并且然后导至所述密封通道（11）的第一区段（21）。

10.根据权利要求8或9所述的压缩机，其中，所述第一压缩机轮（5）构造在所述转子（3）的第一侧上，其中，在所述转子（3）的与所述第一侧相对置的第二侧上构造有第二压缩机轮（13），其中，所述第二压缩机轮（13）是高压级并且所述第一压缩机轮（5）是低压级，其中，所述第二压缩机轮（13）布置在所述壳体（2）的第二压缩机室（14）中，其中，在所述第一压缩机室（6）和所述第二压缩机室（14）之间构造所述密封通道（11），并且其中，所述连接通道（20）从具有较高压力的区域导至所述密封通道（11）的具有较低压力的第一区段（21）。

11.根据权利要求8或9所述的压缩机，其中，所述转子（3）通过无接触的轴承以能转动的方式支承在所述壳体（2）上，并且其中，所述密封通道（11）构造在所述轴承的区域中。

12.根据权利要求8或9所述的压缩机，其中，所述连接通道（20）至少部分地构造在所述密封元件（17）中。

13.根据权利要求8或9所述的压缩机，其中，设置有多个连接通道（20）。

14.根据权利要求8或9所述的压缩机，其中，所述连接通道（20）构造在所述转子（3）中。

15.根据权利要求8或9所述的压缩机，其中，所述压缩机构造为涡轮压缩机。

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