CN108708862A - 离心压缩机的压缩组件及离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心压缩机的压缩组件及离心压缩机，其中压缩组件包括：壳体；主轴，主轴设在壳体内，主轴上套设有衬套且衬套相对主轴固定；叶轮，叶轮套设在主轴上且位于衬套的轴向一侧，叶轮相对主轴固定；回流器，回流器设在壳体内且与壳体相连，回流器套设在衬套的外周，回流器的内周壁与衬套的外周壁之间设有环形的密封件，密封件与回流器相连，密封件从回流器的轴向一端延伸至回流器的轴向另一端。根据本发明的离心压缩机的压缩组件，增强了密封件的密封效果，实现了回流器内的高压气流与叶轮内的低压气流之间的密封隔离，减少了高压气流的漏气损失，从而提升了离心压缩机的做功效率。

Description

离心压缩机的压缩组件及离心压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种离心压缩机的压缩组件及离心压缩机。

背景技术

多级离心压缩机(例如双级离心压缩机)设置有回流器，制冷剂气流在第一级压缩结束后进入回流器进行消旋处理，并在回流器的引导下进入第二级叶轮进行压缩。相关技术中，为防止回流器流道内的制冷剂气流反向泄漏至第一级压缩流道，在回流器和第一级压缩叶片之间设置有密封件，但密封件的密封效果有限，存在部分高压气流的漏气损失，影响了离心压缩机的做工效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种离心压缩机的压缩组件，所述离心压缩机的压缩组件具有结构紧凑、密封效果好的优点。

本发明还提出了一种离心压缩机，所述离心压缩机包括上述压缩组件。

根据本发明实施例的离心压缩机的压缩组件，包括：壳体；主轴，所述主轴设在所述壳体内，所述主轴上套设有衬套且所述衬套相对所述主轴固定；叶轮，所述叶轮套设在所述主轴上且位于所述衬套的轴向一侧，所述叶轮相对所述主轴固定；回流器，所述回流器设在所述壳体内且与所述壳体相连，所述回流器套设在所述衬套的外周，所述回流器的内周壁与所述衬套的外周壁之间设有环形的密封件，所述密封件与所述回流器相连，所述密封件从所述回流器的轴向一端延伸至所述回流器的轴向另一端。

根据本发明实施例的离心压缩机的压缩组件，通过在回流器的内周壁与衬套的外周壁之间设置环形的密封件，且密封件从回流器的轴向一端延伸至回流器的轴向另一端，增强了密封件的密封效果，实现了回流器内的高压气流与叶轮内的低压气流之间的密封隔离，减少了高压气流的漏气损失，从而提升了离心压缩机的做功效率。

根据本发明的一些实施例，所述密封件包括彼此连接的主体部和密封部，所述主体部与所述回流器相连，所述密封部位于所述主体部邻近所述衬套的一侧，所述密封部形成为梳齿形的密封结构。

在本发明的一些实施例中，所述密封结构包括多个朝向所述衬套延伸的凸起且多个所述凸起沿轴向间隔设置，相邻两个所述凸起之间限定出密封通道。

进一步地，每个所述凸起具有第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面朝向所述衬套，所述第二表面和所述第三表面分别位于所述第一表面的轴向两侧，且所述第三表面位于所述第一表面邻近所述叶轮的一侧，所述第一表面与所述主轴的中心轴线平行，所述第二表面与所述主轴的中心轴线垂直，所述第三表面与所述主轴的中心轴线呈锐角。

进一步地，所述第三表面与所述主轴的中心轴线之间的夹角为α，所述α满足：30°＜α＜90°。

在本发明的一些实施例中，所述密封部的最小轴向尺寸大于或等于所述主体部的最大轴向尺寸。

在本发明的一些实施例中，所述密封部为巴氏合金件。

根据本发明的一些实施例，所述密封件远离所述叶轮的轴向端面为曲面且与所述回流器的表面、所述衬套的表面平滑过渡。

根据本发明的一些实施例，所述密封件与所述回流器之间通过紧固件相连。

进一步地，所述紧固件为多个且多个所述紧固件分为多组，每组所述紧固件包括相对所述密封件的中心呈中心对称设置的两个。

根据本发明实施例的离心压缩机，包括上述的压缩组件。

根据本发明实施例的离心压缩机，通过在回流器的内周壁与衬套的外周壁之间设置环形的密封件，且密封件从回流器的轴向一端延伸至回流器的轴向另一端，增强了密封件的密封效果，实现了回流器内的高压气流与叶轮内的低压气流之间的密封隔离，减少了高压气流的漏气损失，从而提升了离心压缩机的做功效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的离心压缩机的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是根据本发明实施例的离心压缩机的压缩组件的主视图；

图4是图3中B-B方向的剖视图；

图5是图4中C处的放大图。

附图标记：

压缩组件100，

壳体1，前盖11，后盖12，进气口13，出气口14，

主轴2，衬套3，

叶轮4，进口41，出口42，回流器5，

密封件6，主体部61，第一螺纹孔611，密封部62，凸起621，第一表面6211，第二表面6212，第三表面6213，密封通道622，

气流通道7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的离心压缩机的压缩组件100。

如图1所示，根据本发明实施例的离心压缩机的压缩组件100，包括：壳体1、主轴2、叶轮4和回流器5。该离心压缩机可以为多级离心压缩机，例如，该离心压缩机可以为双级离心压缩机。

如图1所示，壳体1可以包括前盖11和后盖12，壳体1上还可以设有进气口13和出气口14，主轴2设在壳体1内，主轴2上套设有衬套3且衬套3相对主轴2固定。衬套3与主轴2可以为过盈配合，衬套3可以随着主轴2转动，衬套3对主轴2具有保护作用，衬套3可以减少主轴2的转动磨损，提升主轴2的使用寿命。

如图1所示，叶轮4套设在主轴2上且位于衬套3的轴向一侧(如图1所示的左侧)，叶轮4相对主轴2固定。叶轮4可以为离心叶轮，叶轮5的轴向进口41可以与壳体1的进气口13相对，主轴2可以驱动叶轮4高速旋转，进一步通过叶轮4的做功，使得制冷剂气流被压缩增压。

如图1所示，回流器5设在壳体1内且与壳体1相连，回流器5套设在衬套3的外周，回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间设有环形的密封件6，密封件6与回流器5相连，密封件6从回流器5的轴向一端(如图1所示的左端)延伸至回流器5的轴向另一端(如图1所示的右端)。由此，增大了密封件6的密封面积，减少了回流器5与衬套3之间的间隙空间，增强了密封件6的密封效果，实现了回流器5内的高压气流与叶轮4内的低压气流之间的密封隔离，减少了高压气流的漏气损失。

例如，在图1所示的实施例中，回流器5与壳体1的后盖12固定连接，回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间存在间隙，在衬套3随着主轴2转动的过程中，回流器5是固定不动的。密封件6设置在回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间的间隙内，且在轴向方向(如图1所示的左右方向)上，密封件6的轴向宽度大于回流器5与衬套3之间间隙的轴向宽度，减少了回流器5与衬套3之间的间隙空间，增强了密封件6的密封效果。

如图1所示，壳体1与叶轮4、回流器5、衬套3限定出了气流通道7，离心压缩机启动时，主轴2驱动叶轮4同步旋转，制冷剂气流从壳体1的进气口13流入，并从叶轮4的轴向进口41进入叶轮4，随后经过叶轮4的离心压缩后，从叶轮4的出口42流出，并沿着壳体1的内周壁与回流器5的外周壁、密封件6、衬套3限定的气流通道7流动，最终从壳体1的出气口14排出。其中，叶轮4的出口42处气流的流动方向与所在位置处壳体1的内周壁的延伸方向相同。此外，壳体的前盖11与后盖12的连接处限定出U型的通道。

根据本发明实施例的离心压缩机的压缩组件100，通过在回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间设置环形的密封件6，且密封件6从回流器5的轴向一端延伸至回流器5的轴向另一端，增强了密封件6的密封效果，实现了回流器5内的高压气流与叶轮4内的低压气流之间的密封隔离，减少了高压气流的漏气损失，从而提升了离心压缩机的做功效率。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，密封件6包括彼此连接的主体部61和密封部62，主体部61与回流器5相连，密封部62位于主体部61邻近衬套3的一侧(如图1所示的内侧)，密封部62形成为梳齿形的密封结构。高压气流在流经密封部62的梳齿形的密封结构后，高压气流的动能可以转化为内能，使得气流的压力逐渐降低并接近叶轮4内的气流压力，进而可以避免回流器5内的高压气流进入叶轮4，从而提升了离心压缩机的做功效率。

在本发明的一些实施例中，如图1、图2和图5所示，密封结构包括多个朝向衬套3延伸的凸起621且多个凸起621沿轴向(如图1所示的左右方向)间隔设置，相邻两个凸起621之间限定出密封通道622。回流器5内的高压气流在流经密封通道622时，高压气流在密封通道622内会产生回旋，使得高压气流的动能转化为内能，由此，高压气流在依次流经多个密封通道622后，气流的压力逐渐降低并接近叶轮4一侧的气流压力，从而可以避免回流器5内的高压气流进入叶轮4，进而提升了离心压缩机的做功效率。

例如，在图1和图5所示的实施例中，密封件6与回流器5固定连接，密封件6的主体部61和密封部62为一体成型件，主体部61形成为L型，密封部62形成为梳齿形，密封部62包括多个沿着衬套3的轴向方向间隔设置的凸起621，相邻两个凸起621之间设置有一个密封通道622。

进一步地，如图2-图5所示，每个凸起621具有第一表面6211、第二表面6212和第三表面6213，第一表面6211朝向衬套3，第二表面6212和第三表面6213分别位于第一表面6211的轴向两侧，且第三表面6213位于第一表面6211邻近叶轮4的一侧(如图5所示，第二表面6212位于第一表面6211轴向的右侧，第三表面6213位于第一表面6211轴向的左侧)，第一表面6211与主轴2的中心轴线平行，第二表面6212与主轴2的中心轴线垂直，第三表面6213与主轴2的中心轴线呈锐角。

由此，回流器5内的高压气流，在穿过凸起621的第一表面6211与衬套3的外壁面之间的狭缝后进入密封通道622，并在密封通道622的第二表面6212和第三表面6213围成的密封通道622内形成回旋，从而将高压气流的动能转化为内能，进而减弱气流的压力，降低气流的动能，使得气流无法穿过密封件6进入叶轮4。

进一步地，如图2-图5所示，第三表面6213与主轴2的中心轴线呈锐角，第三表面6213与主轴2的中心轴线之间的夹角为α，α满足：30°＜α＜90°。由此，可以提升密封件6的密封效果。例如，第三表面6213与主轴2的中心轴线之间的夹角为70°。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，密封部62的最小轴向尺寸大于或等于主体部61的最大轴向尺寸。由此，可以增加凸起621的设置数量，使得密封部62的密封通道622的数量进一步增加，进一步地提高了密封件6的密封性。高压气流在流经多个密封通道622后，气流的压力和动能可以进一步降低，从而避免回流器5内的高压气流进入叶轮4，提升密封部62的密封效果，进而提升了离心压缩机的做功效率。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，主体部61可以为钢件，密封部62可以为巴氏合金件。钢件具有强度高、自重轻、稳定性强的优点，可以保证主体部61与回流器5的连接强度。巴氏合金件的质地较软，不易造成衬套3的磨损。此外，巴氏合金件的化学性质较为稳定，不易被腐蚀，使用寿命较长。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，密封件6远离叶轮4的轴向端面(如图1所示的右端面)为曲面且与回流器5的表面、衬套3的表面平滑过渡。由此，可以减少气流流经密封件6的端面时的能量损失，提升气流流动的顺畅度。此外，密封件6的远离叶轮4的轴向端面(如图1所示的右端面)作为气流通道7的一部分，对制冷剂气流具有导向作用。

当然本发明不限于此，密封件6远离叶轮4的轴向端面可以根据实际情况进行加工，例如密封件6远离叶轮4的轴向端面(如图1所示的右端面)还可以为斜面。

根据本发明的一些实施例，如图1和图3所示，密封件6与回流器5之间通过紧固件相连。紧固件可以为螺栓，密封件6上可以设置通孔或者第一螺纹孔611，回流器5与密封件6连接的位置处可以设置有对应的第二螺纹孔(图示未示出)，通过紧固件可实现密封件6与回流器5的固定连接。紧固件的结构简单，制造工艺较为成熟，制造成本较低，易于安装和拆卸且使用寿命较长。此外，通过紧固件可实现密封件6与回流器5的固定连接。密封件6在装配时，可以通过调节紧固件的松紧度，保证密封件6与衬套3、主轴2之间的同轴度，从而提升密封件6的密封效果。

进一步地，如图1和图3所示，紧固件为多个且多个紧固件分为多组，每组紧固件包括相对密封件6的中心呈中心对称设置的两个。由此，可以提升密封件6与回流器5之间的连接强度。此外，沿中心对称设置的紧固件之间的受力更加均匀，从而延长紧固件的使用寿命。

例如，在图3所示的实施中，密封件6的主体部61上设有三组第一螺纹孔611，回流器5上设置有三组第二螺纹孔(图示未示出)，每组第一螺纹孔611包括相对密封件6的中心呈中心对称设置的两个，且主体部61上的第一螺纹孔611与回流器5上的第二螺纹孔一一对应。每个第一螺纹孔611上设有对应的紧固件，通过紧固件可实现密封件6与回流器5的固定连接。密封件6在装配时，可以通过调节紧固件的松紧度，保证密封件6与衬套3、主轴2之间的同轴度，从而提升密封件6的密封效果。

根据本发明实施例的离心压缩机，包括上述的压缩组件100。

根据本发明实施例的离心压缩机，通过在回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间设置环形的密封件6，且密封件6从回流器5的轴向一端延伸至回流器5的轴向另一端，增强了密封件6的密封效果，实现了回流器5内的高压气流与叶轮4内的低压气流之间的密封隔离，减少了高压气流的漏气损失，从而提升了离心压缩机的做功效率。

下面参考图1-图5描述根据本发明具体实施例的离心压缩机。值得理解的是，下述描述只是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，离心压缩机为双极离心压缩机，离心压缩机包括压缩组件100，压缩组件100又包括：壳体1、主轴2、叶轮4和回流器5。

如图1所示，壳体1包括前盖11和后盖12，壳体1上设有进气口13和出气口14，进气口13设置在前盖11上，出气口14设置在后盖12上。主轴2设在壳体1内，主轴2上套设有衬套3且衬套3相对主轴2固定，衬套3与主轴2为过盈配合，且衬套3对主轴2具有保护作用。

如图1所示，叶轮4为离心叶轮，叶轮4套设在主轴2上且位于衬套3的轴向一侧(如图1所示的左侧)，叶轮4相对主轴2固定。回流器5与壳体1的后盖12固定连接，回流器5套设在衬套3的外周(如图1所示的外侧)，回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间设有环形的密封件6，密封件6与回流器5相连，密封件6从回流器5的轴向一端(如图1所示的左端)延伸至回流器5的轴向另一端(如图1所示的右侧)。

如图1和图2所示，密封件6远离叶轮4的轴向端面(如图1所示的右端面)为弧形曲面且与回流器5的表面、衬套3的表面平滑过渡，密封件6包括彼此连接的主体部61和密封部62。主体部61与回流器5相连，密封部62位于主体部61邻近衬套3的一侧(如图1所示的内侧)，密封部62形成为梳齿形的密封结构，密封部62的最小轴向尺寸大于或等于主体部61的最大轴向尺寸。密封结构包括多个朝向衬套3延伸的凸起621且多个凸起621沿轴向间隔设置，相邻两个凸起621之间限定出密封通道622。

如图2-图5所示，每个凸起621具有第一表面6211、第二表面6212和第三表面6213，第一表面6211朝向衬套3，第二表面6212和第三表面6213分别位于第一表面6211的轴向两侧，且第三表面6213位于第一表面6211邻近叶轮4的一侧(如图5所示，第二表面6212位于第一表面6211轴向的右侧，第三表面6213位于第一表面6211轴向的左侧)，第一表面6211与主轴2的中心轴线平行，第二表面6212与主轴2的中心轴线垂直，第三表面6213与主轴2的中心轴线之间的夹角为70°。

如图1和图2所示，回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间存在间隙，在衬套3随着主轴2转动的过程中，回流器5是固定不动的，密封件6设置在回流器5的内周壁与衬套3的外周壁之间的间隙内，且在轴向方向(如图1所示的左右方向)上，密封件6的轴向宽度大于回流器5与衬套3之间间隙的轴向宽度。

如图1和图3所示，密封件6的主体部61上设有三组第一螺纹孔611，回流器5上设置有三组第二螺纹孔(图示未示出)，每组第一螺纹孔611包括相对密封件6的中心呈中心对称设置的两个，且主体部61上的第一螺纹孔611与回流器5上的第二螺纹孔一一对应。每个第一螺纹孔611上设有对应的紧固件，通过紧固件可实现密封件6与回流器5的固定连接。密封件6在装配时，可以通过调节紧固件的松紧度，保证了密封件6与衬套3、主轴2之间的同轴度，从而提升密封件6的密封效果。

如图1-图5所示，密封件6的远离叶轮4的端面与壳体1、回流器5以及衬套3共同限定出气流通道7，离心压缩机启动时，主轴2驱动叶轮4同步旋转，制冷剂气流从壳体1的进气口13流入，并沿着叶轮4的气流通道7流动，随后经过叶轮4的离心压缩后，从叶轮4的出口42流出，并沿着壳体1的内周壁与回流器5的外周壁、密封件6、衬套3限定的气流通道7流动，最终从壳体1的出气口14排出。

如图1和图2所示，高压气流在流经密封部62的密封通道622时，高压气流在密封通道622内会产生回旋，使得高压气流的动能转化为内能，由此，高压气流在依次流经多个密封通道622后，气流的压力逐渐降低并接近叶轮4内的气流压力，进而可以避免回流器5内的高压气流进入叶轮4，从而提升了离心压缩机的做功效率。

如图1-图5所示，制冷剂气流在流经密封件6和衬套3限定的气流通道7时，密封件6的远离叶轮4的轴向端面以及衬套3远离叶轮4的轴向端面均为弧形面，弧形面对气流流动具有较好的导向作用，且密封件6朝向衬套3一端(如图1所示的内端)的多个凸起621限定出密封通道622，可以增强密封件6的密封效果，实现回流器5内的高压气流与叶轮4内的低压气流之间的密封隔离，从而减少了高压气流的漏气损失，进而提升了离心压缩机的做功效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种离心压缩机的压缩组件，其特征在于，包括：

壳体；

主轴，所述主轴设在所述壳体内，所述主轴上套设有衬套且所述衬套相对所述主轴固定；

叶轮，所述叶轮套设在所述主轴上且位于所述衬套的轴向一侧，所述叶轮相对所述主轴固定；

回流器，所述回流器设在所述壳体内且与所述壳体相连，所述回流器套设在所述衬套的外周，

所述回流器的内周壁与所述衬套的外周壁之间设有环形的密封件，所述密封件与所述回流器相连，所述密封件从所述回流器的轴向一端延伸至所述回流器的轴向另一端。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述密封件包括彼此连接的主体部和密封部，所述主体部与所述回流器相连，所述密封部位于所述主体部邻近所述衬套的一侧，所述密封部形成为梳齿形的密封结构。

3.根据权利要求2所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述密封结构包括多个朝向所述衬套延伸的凸起且多个所述凸起沿轴向间隔设置，相邻两个所述凸起之间限定出密封通道。

4.根据权利要求3所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，每个所述凸起具有第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面朝向所述衬套，所述第二表面和所述第三表面分别位于所述第一表面的轴向两侧，且所述第三表面位于所述第一表面邻近所述叶轮的一侧，所述第一表面与所述主轴的中心轴线平行，所述第二表面与所述主轴的中心轴线垂直，所述第三表面与所述主轴的中心轴线呈锐角。

5.根据权利要求4所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述第三表面与所述主轴的中心轴线之间的夹角为α，所述α满足：30°＜α＜90°。

6.根据权利要求2所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述密封部的最小轴向尺寸大于或等于所述主体部的最大轴向尺寸。

7.根据权利要求2所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述密封部为巴氏合金件。

8.根据权利要求1所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述密封件远离所述叶轮的轴向端面为曲面且与所述回流器的表面、所述衬套的表面平滑过渡。

9.根据权利要求1所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述密封件与所述回流器之间通过紧固件相连。

10.根据权利要求9所述的离心压缩机的压缩组件，其特征在于，所述紧固件为多个且多个所述紧固件分为多组，每组所述紧固件包括相对所述密封件的中心呈中心对称设置的两个。

11.一种离心压缩机，其特征在于，包括：根据权利要求1-10中任一项所述的压缩组件。