CN1087399C - 壳体密封结构 - Google Patents

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Abstract

一上壳体(2a)装配在一下壳体(2b)的外侧。在上壳体(2a)的内壁(2a1)上设置了一个用于接纳一封壳(5)的外周部分(5a)的凹部(2a2)。在凹部(2a2)的底部可以有选择地设置一个凸部(2a3)，用以抑制上壳体(2a)进行热套或压配时的变形所引起封壳(5)的变形。一下壳体(2b)和封壳(5)之间设置了一间隙(14)，用以缓解焊接上壳体(2a)和下壳体(2b)时壳体(2)对封壳(5)的压迫程度。

Description

涡旋流体机械的壳体密封结构
发明领域
本发明涉及一种壳体密封结构，更具体地说，涉及既具有高压腔又具有低压腔并且它们是通过壳体内的分隔件加以分隔的情况下、介于分隔件与壳体之间的一种密封结构。
背景技术
图4和5示出了一个传统涡旋流体机械之壳体的密封结构。图4示出的是日本专利公报6-65880(日本专利特开60-190690)所揭示的涡旋流体机械，而图5示出的是日本专利特开7-310677所揭示的涡旋流体机械。为方便起见，图4和图5中与本发明申请相关的构件都具有相关的标号，这些标号将相应于本发明的构件适当地变化。
参见图4，涡旋流体机械的壳体是由一上壳体2a和一下壳体2b构成。在该壳体内安装了一固定涡旋件3、一可动涡旋件4、一封壳5、一曲轴6以及一电动机22。
在固定涡旋件3和可动涡旋件4之间形成有一用于压缩制冷剂气体的压缩腔15。可动涡旋件4包括一凸台部4a和一用于排出压缩后的制冷剂气体的出口4b。曲轴6包括一偏心部6a，凸台部4a插设在该偏心部6a内。
电动机22包括一转子21和一定子20。封壳5的外周部分夹设在上壳体2a和下壳体2b之间。一密封用O形圈24附连在封壳5与上壳体2a之间。一吸入管10和一排出管23附连于壳体。压缩后的制冷剂气体按照图4中的空心箭头所示方向排放至外侧。
参见图5所示的已有技术，在上壳体2a上设置了一个阶梯状的缺口部25，以便接纳封壳5的外周部分5a。上壳体2a的下端通过一焊接部分13固定于下壳体2b的外周面。封壳5通过一点焊部分13a固定。
在图4所示的已有技术中，在封壳5和上壳体2a之间设置了一O形圈24。采用O形圈24会产生使成本升高的问题。在图4的情况下，由于上壳体2a的敞开端装配在下壳体2b敞开端的内侧，因而会减小壳体内的空间。
相反，在图5所示的情况下，由于未使用O形圈，就不存在因采用O形圈而使成本上升的问题。此外，由于上壳体2a装配在下壳体2b的外面，也解决了壳体内的空间减小的问题。然而，却必须对上壳体2a和下壳体2b进行焊接处理。焊接处理可能使上壳体2a和下壳体2b变形，从而会使封壳5发生变形。
对本发明的揭示
本发明旨在解决上述问题。本发明的一个目的在于，提供一种壳体的密封结构，它可以降低因在壳体以及一抵靠在壳体内壁上的封壳元件之间使用O形密封圈而升高的成本，并可抑制因热套(shrinkage-fit)以及焊接所造成的封壳变形。
本发明的一种涡旋流体机械的壳体的密封结构，包括一第一壳体、一装配在所述第一壳体外周面上的第二壳体、以及一由所述第一壳体保持并具有一靠在所述第二壳体内壁上外周面的封壳元件，在所述第二壳体的内周面以及所述封壳元件的外周面中的至少一个上形成有一个凸部；在所述涡旋流体机械的工作过程中，所述壳体内出现有一高压腔和一低压腔，所述高压腔和所述低压腔是由所述封壳元件的外周部分分隔；其中，所述封壳元件的所述外周部分是安装在位于所述第一壳体敞口端一侧的端面上；在所述第二壳体的内周面上设置了一用于接纳所述封壳元件的外周部分的凹部；以及所述封壳元件的所述外周部分夹设在所述凹部的一个壁与所述第一壳体的所述端面之间。
如上所述，第二壳体是热套或压配于封壳元件上。因此，凸部发生变形。封壳元件的外周面与第二壳体的内壁相互密封地抵靠，从而在封壳元件的外周面和壳体的内壁之间形成密封。因此，不必在壳体元件的外周面和壳体的内壁之间设置一O形圈，因而可降低成本。此外，由于可在封壳元件的外周面或第二壳体的内壁上有选择地设置一个凸部，在进行热套或压配时，该凸部受到外周面或内壁的压迫，预先变形。更具体地说，可以使在热套或压配过程中施加于封壳元件的压迫力集中在该凸部上。因此，可以有效地减小封壳元件本身因热套或压配而产生的变形量。
如上所述，在一壳体内既有一高压腔又有一低压腔，在第二壳体的内部上设置了一凹部，以接纳封壳元件的外周部分。因此，可以借助高压腔和低压腔之间的压力差，使封壳元件的外周部分抵靠着凹部的壁面。于是，可以进一步改善封壳元件的外周部分和壳体内壁之间的密封性能。
上述壳体是一涡旋流体机械的壳体，其第二壳体和第一壳体通过焊接相互连接。在壳体和封壳元件之间设置了一个变形抑制装置，用以抑制因焊接造成的壳体的变形使封壳元件主体所发生的变形。
如上所述，第二壳体和第一壳体是相互焊接的，在壳体和封壳元件之间设置了一个变形抑制装置，用以抑制封壳元件主体的变形。在封壳元件和壳体之间设置的一个间隙可以作为变形抑制装置的一个例子。设置这样一个间隙可以缓解当壳体因为焊接的缘故向内变形时对封壳元件主体的压迫程度。因此，可以将因焊接导致的封壳元件主体的变形量抑制为最低。
附图简要说明
图1是根据本发明第一实施例的一个涡旋流体机械的局部剖视图；
图2是图1所示区域16的放大剖视图；
图3是一适于将上壳体压配到下壳体上的结构的剖视图；
图4是一传统涡旋流体机械的局部剖视图；
图5是另一个传统涡旋流体机械的局部剖视图；
本发明的最佳实施方式
下面将结合图1-3来描述根据本发明思想的涡旋流体机械的一实施例。图1是根据本发明第一实施例的一个涡旋流体机械的局部剖视图。
参见图1，一涡旋流体机械1包括一密闭壳体2。密闭壳体2包括一上壳体2a和一下壳体2b。上壳体2a装配在下壳体2b的外侧。在该情况下，上壳体2a热套装配于封壳(封壳元件)5。上壳体2a的下端(敞开端)通过一焊接部分13附连于下壳体2b的外周面。
在密闭壳体2内安装了一固定涡旋件3、一可动涡旋件4、一封壳5和一曲轴6。固定涡旋件3和可动涡旋件4形成了一压缩腔15。在可动涡旋件4上形成有一个用于将压缩后的制冷剂气体送至排出气体通道的出口4b。在可动涡旋件4的背面设置了一凸台部4a。在偏心部6a和凸台部4a之间插设了一个滑套7。曲轴6由封壳5通过一滚动轴承9来支承。围绕凸台部4a设置了一密封环8。一吸入管10附连于上壳体2a，以便将制冷剂气体送入压缩腔15。
在涡旋流体机械11的工作过程中，密闭壳体2内出现有一高压腔12和一低压腔11。高压腔12和低压腔11由封壳5分隔。
按照上述结构，在上壳体2a的内壁2a1上设置了一个用于接纳封壳5的外周部分5a的凹部2a2。在凹部2a2的底部设置了一个凸部2a3。凸部2a3最好是具有一环形构造，它可由封壳5的外周部分5a的外周面压迫，从而在对上壳体2a进行热套时变形。换言之，由热套而引起的上壳体2a的变形使作用于封壳5的压力集中在凸部2a3上。因此，可以使因上壳体2a热套所引起的封壳5之主体的变形量最小化。具体地说，本申请的发明人确认：当没有形成凸部2a3时，封壳内径R的变形量是100μm，而当形成有凸部2a3时，内径R的变形量显著地减小至20μm。
此外，上述的热套还允许上壳体2a与封壳5的外周部分5a在不设置O形圈的情况下进行密封。因此，可以省略O形圈，以降低成本。
图2示出了图1中的区域16的放大情况。如图2所示，在凹部2a2的底部设置了两个凸部2a3。凸部的数量可以任意地选择。在图1和图2中示出了在外周部分5a的外周面5b与凹部2a2之间的一个间隙。然而也可能有这种情况，即，如果凸部2a3被压得很扁，则几乎就没有间隙。凸部2a3也可以设置在封壳5的外周部分5a的外周面5b上。在固定涡旋件3的外周面靠在上壳体2a的内壁2a1的情况下，可以将凸部2a3设置在固定涡旋件3的外周面上。
再参见图1和2，将外周部分5a安装在下壳体2b敞口侧的端面2b1上，以便将高压腔12和低压腔11分隔开来。因此，由于高压腔12和低压腔11存在压力差，故外周部分5a的上端面被压向凹部2a2的壁。这有助于改善外周部分5a和上壳体2a之间的密封性能。
如图1和图2所示，在封壳5的外周设有一间隙14。通过设置这样一个间隙14，就可以将因为在上壳体2a和下壳体2b的焊接过程中发生的壳体2的变形所导致的封壳5的变形量抑制为一个较低水平。换言之，间隙14可充当封壳5之本体的变形抑制装置。
在图1和图2所示的例子中，下壳体2b向内压向封壳5的变形是当上壳体2a和下壳体2b相互焊接时所存在的一个问题。在这种情况下，在封壳5的外周并且靠近焊接部分13设置间隙14可以缓解因下壳体2b变形所造成的对封壳5的压迫程度。因此，可以将由于上壳体2a与下壳体2b的焊接而导致的封壳5的变形抑制为一最低水平。
本申请的发明人将封壳5内径的变形量相对于没有间隙14的情况作了对比。结果发现，没有设置间隙14时的内径R的变形量是25μm，而设置间隙14后内径R的变形量显著减小至7μm。
上述的间隙14可以通过对封壳5的外周进行切削而形成。或者，间隙14也可以通过对下壳体2b的内壁进行切削来形成。此外，当固定涡旋件3的外周面靠在上壳体2a的内壁2a1上时，在固定涡旋件3与上壳体2a之间可以形成一间隙，以便有效地抑制因上壳体2a的变形所引起的对固定涡旋件3的压迫。
下面将结合图3来描述将上壳体2a压配于下壳体2b的一个实施例。在这种情况下，在设置于凹部2a2底部的凸部2a3上形成了一个斜面部分2a4。因此，上壳体2a就可以平滑地压配。与以上描述的热套的情况类似，这种压配可以确保上壳体2a的内壁2a1与封壳5外周部分5a的外周面5b之间的密封性能。应注意的是，可以将凸部2a3形成得足够小，以便在压配时刮去。
虽然上面已经描述了本发明的若干个实施例，但应该理解，这些实施例仅仅是举例说明，并不对本发明构成任何限制。因此，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定，并包括在权利要求书范围内的所有变型和等价变化。
工业应用
本发明可以有效地应用于其内具有一高压腔和一低压腔的壳体的密封结构。

Claims (10)

1.一种涡旋流体机械的壳体(2)的密封结构，包括一第一壳体(2b)、一装配在所述第一壳体(2b)外周面上的第二壳体(2a)、以及一由所述第一壳体(2b)保持并具有一靠在所述第二壳体(2a)内壁上外周面(5b)的封壳元件(5)，在所述第二壳体的内周面(2a1)以及所述封壳元件(5)的外周面(5b)中的至少一个上形成有一个凸部(2a3)；
在所述涡旋流体机械的工作过程中，所述壳体(2)内出现有一高压腔(12)和一低压腔(11)，所述高压腔(12)和所述低压腔(11)是由所述封壳元件(5)的外周部分(5a)分隔；其特征在于，
所述封壳元件(5)的所述外周部分(5a)是安装在位于所述第一壳体(2b)敞口端一侧的端面(2b1)上；
在所述第二壳体(2a)的内周面(2a1)上设置了一用于接纳所述封壳元件(5)的外周部分(5a)的凹部(2a2)；以及
所述封壳元件(5)的所述外周部分(5a)夹设在所述凹部(2a2)的一个壁与所述第一壳体(2b)的所述端面(2b1)之间。
2.如权利要求1所述的壳体密封结构，其特征在于，所述凸部(2a3)是环形的。
3.如权利要求1所述的壳体密封结构，其特征在于，设置了多个所述凸部(2a3)。
4.如权利要求1所述的壳体密封结构，其特征在于，在位于所述第二壳体(2a)敞口侧的所述凸部(2a3)的一个表面上设置了一个斜面部分。
5.如权利要求1所述的壳体密封结构，其特征在于，
在所述壳体(2)内安装了一可动涡旋件(4)和一固定涡旋件(3)；以及
所述封壳元件(5)支承着所述可动涡旋件(4)和所述固定涡旋件(3)。
6.如权利要求5所述的壳体密封结构，其特征在于，所述凸部设置在所述固定涡旋件(3)的外周面上。
7.如权利要求1所述的壳体密封结构，其特征在于，
所述第二壳体(2a)和所述第一壳体(2b)通过焊接相互连接；以及
在所述壳体(2)和所述封壳元件(5)之间设置了一个变形抑制装置(14)，用以抑制因所述焊接造成的所述壳体(2)的变形使所述封壳元件(5)的主体所发生的变形。
8.如权利要求7所述的壳体密封结构，其特征在于，所述变形抑制装置是设置在所述壳体(2)和所述封壳元件(5)之间的一个间隙。
9.如权利要求8所述的壳体密封结构，其特征在于，所述间隙是通过对所述壳体(2)的内壁以及所述封壳元件(5)的外周面中的至少一个进行切削而形成的，并且设置在一焊接部分(13)附近。
10.如权利要求8所述的密封结构，其特征在于，
在所述壳体(2)内安装了一可动涡旋件(4)和一固定涡旋件(3)；
所述封壳元件(5)支承着所述可动涡旋件(4)和所述固定涡旋件(3)；以及
在所述固定涡旋件(3)和所述壳体(2)之间设置了一间隙。
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