CN114215750B - 一种轴向密封机构及包括该轴向密封机构的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轴向密封机构及包括该轴向密封机构的涡旋压缩机，轴向密封机构包括：上密封板、上密封条、下密封板以及下密封组件，上密封板与涡旋压缩机消音盖固定连接；上密封条安装于涡旋压缩机静涡旋盘与上密封板之间；下密封板安装于静涡旋盘的环形槽内，在下密封板上设有溢流槽；下密封组件包括：内密封条和/或外密封条，内密封条安装于下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁之间，外密封条安装于下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁之间。本发明采用溢流槽将下密封板内圈和低压腔连通，从而上密封条可以有效实现高压腔和低压的密封，下密封组件可以有效实现中压腔和低压腔的密封，避免出现高压往中压泄露造成的不足或失效。

Description

一种轴向密封机构及包括该轴向密封机构的涡旋压缩机

技术领域

本发明属于涡旋压缩机技术领域，具体涉及一种轴向密封机构及包括该轴向密封机构的涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机是一种容积式压缩机，由于结构简单、能效高、寿命长，被广泛应用于热泵、空调、冷藏领域。轴向浮动密封可以补偿涡旋盘在轴向的装配误差，降低轴向的加工和装配精度；另外，结合背压腔结构，使得涡旋盘在轴向上具有以下特点：

1)压缩力过大时，涡旋盘在轴向上能够分离，进行卸载；

2)涡旋盘有轻微磨损时，涡旋盘能够在轴向上补偿磨损量，保持轴向密封效果。

US5102316公开了一种低压腔式的轴向密封方案，静涡旋上设置背压腔，在背压腔的位置放置轴向密封机构，该机构具有中间密封条，外密封条，上密封板，下密封板。背压腔中的压力将轴向密封机构和消音盖压紧，形成高压-低压密封腔，高压-中压密封腔，中压-低压密封腔。

高压-低压密封腔是通过两个金属平面之间的密封，密封性较差，同时要求加工精度和装配精度很高。

高压-中压密封腔是通过密封条密封，由于静涡旋盘轴向上是通过背压压紧，周向上通过螺钉孔定位，在实际运行中静涡旋在轴向和周向上有高频、微小的运动，造成密封条逐渐磨损，其密封效果逐渐变差，高压往中压的泄露率增大，造成中压的背压力增大，导致静涡旋的轴向压力增加，压缩机耗功增加；泄露严重情况下，会造成涡旋背压腔压力过大，涡旋严重磨损而失效。

随后，CN201210277236公开了一种低压腔式的轴向密封方案，静涡旋上设置背压腔，背压腔位置放置一轴向密封机构，该机构具有上密封条，外密封条，密封板。通过螺钉将密封机构和消音盖连接、压紧，背压腔中的压力分别作用在轴向密封机构和静涡旋上，形成高压腔和低压腔隔离，高压腔和中压腔隔离，中压腔和低压腔隔离。

上述密封机构利用柔性密封材料，解决了US5102316中高压腔和低压腔金属密封所存在的密封效果差，加工和装配精度要求高的难点。

但是，其仍然存在以下问题：高压腔和中压腔之间通过密封条密封，由于静涡旋盘轴向上是通过背压压紧，周向上通过螺钉孔定位，在实际运行中静涡旋在轴向和周向上有高频、微小的运动，造成密封条逐渐磨损，其密封效果逐渐变差，高压往中压的泄露率增大，造成中压的背压力增大，导致静涡旋的轴向压力增加，压缩机耗功增加；泄露严重情况下，会造成涡旋背压腔压力过大，涡旋严重磨损而失效，同US5102316中出现的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种轴向密封机构及包括该轴向密封机构的涡旋压缩机。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一方面，本发明公开一种轴向密封机构，包括：

上密封板，上密封板安装于涡旋压缩机静涡旋盘的背压腔位置，与涡旋压缩机消音盖固定连接；

上密封条，上密封条安装于涡旋压缩机静涡旋盘与上密封板之间，分别与静涡旋盘和上密封板形成密封面，隔离涡旋压缩机高压腔和低压腔；

下密封板，下密封板安装于静涡旋盘的环形槽内，在下密封板上设有用于连通下密封板内圈和涡旋压缩机低压腔的溢流槽；

下密封组件，下密封组件包括：内密封条和/或外密封条，内密封条安装于下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁之间，分别与下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔和低压腔；外密封条安装于下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁之间，分别与下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔和低压腔。

本发明公开一种轴向密封机构，其包括：上密封板、上密封条、下密封板和下密封组件，由于其采用通过下密封板上设置溢流槽，将下密封板内圈和低压腔连通，从而上密封条可以有效实现高压腔和低压的密封，下密封组件可以有效实现中压腔和低压腔的密封，避免了US5102316和CN201210277236出现的高压往中压泄露造成的不足或失效。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，上密封板与涡旋压缩机的消音盖焊接。

采用上述优选的方案，通过电阻焊或摩擦焊将上密封板与消音盖连接，背压腔中的压力分别作用在轴向密封机构和静涡旋盘上，装配效率高，密封效果佳。

作为优选的方案，上密封板包括：

上密封盘，上密封盘上设有排气孔以及用于安装单向阀的安装孔；

下凸环部，下凸环部设置于上密封盘的下表面靠近其边缘位置，且下凸环部置于消音盖与静涡旋盘的凸部之间。

采用上述优选的方案，上密封板结构合理，有效实现高压腔和低压的隔离。

作为优选的方案，上密封条包括：

第一唇边，第一唇边伸入静涡旋盘的凸部密封槽内；

第二唇边，第二唇边置于静涡旋盘的凸部与上密封板的下凸环部之间，分别与静涡旋盘的凸部与上密封板的下凸环部形成密封面，隔离涡旋压缩机高压腔和低压腔。

采用上述优选的方案，上密封条安装稳定，不会发生偏移，且密封效果佳。

作为优选的方案，消音盖的边缘伸入上密封盘与下凸环部形成的外槽口内。

采用上述优选的方案，增加消音盖与上密封板的接触面积，连接更牢固。

作为优选的方案，下密封板的上表面上设有至少两个上凸出部，相邻两个上凸出部之间留有间隙，形成溢流槽。

采用上述优选的方案，通过溢流槽连通下密封板内圈和低压腔。

作为优选的方案，上凸出部的上表面与消音盖的下表面贴合。

采用上述优选的方案，提高下密封板安装的稳定性。

作为优选的方案，内密封条包括：

第三唇边，第三唇边伸入下密封板内侧壁密封槽内；

第四唇边，第四唇边置于下密封板内侧壁与静涡旋盘环形槽内侧壁之间，分别与下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔和低压腔。

采用上述优选的方案，内密封条安装稳定，不会发生偏移，且密封效果佳。

作为优选的方案，外密封条包括：

第五唇边，第五唇边伸入下密封板外侧壁密封槽内；

第六唇边，第六唇边置于下密封板外侧壁与静涡旋盘环形槽外侧壁之间，分别与下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔和低压腔。

采用上述优选的方案，外密封条安装稳定，不会发生偏移，且密封效果佳。

此外，本发明还公开一种涡旋压缩机，包括上述任一种轴向密封机构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的轴向密封机构的剖视图。

图2为图1中A部局部放大图。

图3为本发明实施例提供的上密封板的剖视图。

图4为本发明实施例提供的上密封板的俯视图。

图5为本发明实施例提供的下密封板的剖视图。

图6为本发明实施例提供的下密封板的俯视图。

图7为本发明实施例提供的静涡旋盘(安装有第一唇边和第二唇边的上密封条)的结构示意图。

图8为本发明实施例提供的静涡旋盘(安装有O型圈的上密封条)的结构示意图。

图9为本发明实施例提供的涡旋压缩机的剖视图。

其中：1-上密封板，11-上密封盘，111-排气孔，112-安装孔，12-下凸环部，13-外槽口，2-上密封条，21-第一唇边，22-第二唇边，3-下密封板，31-溢流槽，32-上凸出部，33-下密封板内侧壁密封槽，34-下密封板外侧壁密封槽，4-内密封条，41-第三唇边，42-第四唇边，5-外密封条，51-第五唇边，52-第六唇边，6-静涡旋盘，61-环形槽，62-静涡旋盘的凸部，621-静涡旋盘的凸部密封槽，7-消音盖，8-单向阀，91-高压腔，92-中压腔，93-低压腔。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

另外，“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。

为了达到本发明的目的，一种轴向密封机构及包括该轴向密封机构的涡旋压缩机其中一些实施例中，如图1和2所示，轴向密封机构包括：上密封板1、上密封条2、下密封板3和下密封组件。

上密封板1安装于涡旋压缩机静涡旋盘6的背压腔位置，与涡旋压缩机消音盖7固定连接。上密封条2安装于涡旋压缩机静涡旋盘6与上密封板1之间，分别与静涡旋盘6和上密封板1形成密封面，隔离涡旋压缩机高压腔91和低压腔93。下密封板3安装于静涡旋盘6的环形槽61内，在下密封板3上设有用于连通下密封板3内圈和涡旋压缩机低压腔93的溢流槽31。下密封组件包括：内密封条4和外密封条5，内密封条4安装于下密封板3内侧壁和静涡旋盘环形槽61内侧壁之间，分别与下密封板3内侧壁和静涡旋盘环形槽61内侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔92和低压腔93；外密封条5安装于下密封板3外侧壁和静涡旋盘环形槽61外侧壁之间，分别与下密封板3外侧壁和静涡旋盘环形槽61外侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔92和低压腔93。

本发明公开一种轴向密封机构，其包括：上密封板1、上密封条2、下密封板3和下密封组件，由于其采用通过下密封板3上设置溢流槽31，将下密封板3内圈和低压腔93连通，从而上密封条2可以有效实现高压腔91和低压腔932的密封，下密封组件可以有效实现中压腔和低压腔93的密封，避免了US5102316和CN201210277236出现的高压往中压泄露造成的不足或失效。

本发明利用柔性密封材料和上密封板1，解决了US5102316高压腔和低压腔之间采用金属密封，密封效果差，加工和装配精度要求高的问题。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，上密封板1与涡旋压缩机的消音盖7焊接。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：通过电阻焊或摩擦焊将上密封板1与消音盖7连接，背压腔中的压力分别作用在轴向密封机构和静涡旋盘6上，装配效率高，密封效果佳。解决了CN201210277236中通过紧固件将密封机构和消音盖7连接，装配效率低的问题。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图3和4所示，上密封板1包括：上密封盘11和下凸环部12。

上密封盘11上设有八个排气孔111以及一个用于安装单向阀8的安装孔112。

下凸环部12设置于上密封盘11的下表面靠近其边缘位置，且下凸环部12置于消音盖7与静涡旋盘6的凸部之间。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：上密封板1结构合理，有效实现高压腔和低压腔的隔离。进一步，在一些实施例中，多个排气孔111以安装孔112为中心沿其周向均匀分布。或，在其他一些其他实施例中，多个排气孔111在上密封盘11上呈均匀分布。

进一步，在上述实施例的基础上，如图7所示，上密封条2的纵截面呈L形，具体包括：第一唇边21和第二唇边22。

第一唇边21伸入静涡旋盘的凸部密封槽621内；第二唇边22置于静涡旋盘6的凸部与上密封板1的下凸环部12之间，分别与静涡旋盘6的凸部与上密封板1的下凸环部12形成密封面，隔离涡旋压缩机高压腔91和低压腔93。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：上密封条2安装稳定，不会发生偏移，且密封效果佳。进一步，在一些实施例中，第二唇边22向上沿伸，即第二唇边22置于第一唇边21的上方。

当然，在其他一些实施例中，如图8所示，上密封条2可以为伸入静涡旋盘6的凸部密封槽内的O型圈或其他可以隔离高压腔91和低压腔93的密封体。

进一步，在上述实施例的基础上，消音盖7的边缘伸入上密封盘11与下凸环部12形成的外槽口13内。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：增加消音盖7与上密封板1的接触面积，连接更牢固，更便于焊接。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，如图5和6所示，下密封板3的上表面上设有四个上凸出部32，相邻两个上凸出部32之间留有间隙，形成溢流槽31。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：通过溢流槽31连通下密封板3内圈和低压腔93。在一些实施例中，上凸出部32为部分圆环结构。

进一步，在上述实施例的基础上，上凸出部32的上表面与消音盖7的下表面贴合。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：提高下密封板3安装的稳定性。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，内密封条4的纵截面呈L形，具体包括：第三唇边41和第四唇边42。

第三唇边41伸入下密封板内侧壁密封槽33内；第四唇边42置于下密封板3内侧壁与静涡旋盘环形槽61内侧壁之间，分别与下密封板3内侧壁和静涡旋盘环形槽61内侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔92和低压腔93。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：内密封条4安装稳定，不会发生偏移，且密封效果佳。进一步，在一些实施例中，第四唇边42向下沿伸，即第四唇边42置于第三唇边41的下方。

当然，在其他一些实施例中，内密封条4可以为伸入下密封板3内侧壁密封槽内的O型圈或其他可以隔离中压腔92和低压腔93的密封体。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，外密封条5的纵截面呈L形，具体包括：第五唇边51和第六唇边52。

第五唇边51伸入下密封板外侧壁密封槽34内；第六唇边52置于下密封板3外侧壁与静涡旋盘环形槽61外侧壁之间，分别与下密封板3外侧壁和静涡旋盘环形槽61外侧壁形成密封面，隔离涡旋压缩机中压腔92和低压腔93。

采用上述实施方式，具有以下有益效果：外密封条5安装稳定，不会发生偏移，且密封效果佳。进一步，在一些实施例中，第六唇边52向下沿伸，即第六唇边52置于第五唇边51的下方。

当然，在其他一些实施例中，外密封条5可以为伸入下密封板3外侧壁密封槽内的O型圈或其他可以隔离中压腔92和低压腔93的密封体。

此外，如图9所示，本发明实施例还公开一种涡旋压缩机，包括上述任一实施例公开的轴向密封机构。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种轴向密封机构，其特征在于，包括：上密封板，所述上密封板安装于涡旋压缩机静涡旋盘的背压腔位置，与所述涡旋压缩机消音盖固定连接；

上密封条，所述上密封条安装于所述涡旋压缩机静涡旋盘与上密封板之间，分别与所述静涡旋盘和上密封板形成密封面，隔离所述涡旋压缩机高压腔和低压腔；

下密封板，所述下密封板安装于所述静涡旋盘的环形槽内，在所述下密封板上设有用于连通所述下密封板内圈和涡旋压缩机低压腔的溢流槽；

下密封组件，所述下密封组件包括：内密封条和/或外密封条，所述内密封条安装于所述下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁之间，分别与所述下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁形成密封面，隔离所述涡旋压缩机中压腔和低压腔；所述外密封条安装于所述下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁之间，分别与所述下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁形成密封面，隔离所述涡旋压缩机中压腔和低压腔；

所述上密封板包括：下凸环部和上密封盘，所述下凸环部设置于所述上密封盘的下表面靠近其边缘位置，且所述下凸环部置于所述消音盖与静涡旋盘的凸部之间；

所述上密封条包括：

第一唇边，所述第一唇边伸入所述静涡旋盘的凸部密封槽内；

第二唇边，所述第二唇边置于所述静涡旋盘的凸部与上密封板的下凸环部之间，分别与所述静涡旋盘的凸部与上密封板的下凸环部形成密封面，隔离所述涡旋压缩机高压腔和低压腔；

所述内密封条包括：

第三唇边，所述第三唇边伸入所述下密封板内侧壁密封槽内；

第四唇边，所述第四唇边置于下密封板内侧壁与静涡旋盘环形槽内侧壁之间，分别与所述下密封板内侧壁和静涡旋盘环形槽内侧壁形成密封面，隔离所述涡旋压缩机中压腔和低压腔；

所述外密封条包括：

第五唇边，所述第五唇边伸入所述下密封板外侧壁密封槽内；

第六唇边，所述第六唇边置于下密封板外侧壁与静涡旋盘环形槽外侧壁之间，分别与所述下密封板外侧壁和静涡旋盘环形槽外侧壁形成密封面，隔离所述涡旋压缩机中压腔和低压腔。

2.根据权利要求1所述的轴向密封机构，其特征在于，所述上密封板与涡旋压缩机的消音盖焊接。

3.根据权利要求1所述的轴向密封机构，其特征在于，所述上密封盘上设有排气孔以及用于安装单向阀的安装孔。

4.根据权利要求3所述的轴向密封机构，其特征在于，所述消音盖的边缘伸入所述上密封盘与下凸环部形成的外槽口内。

5.根据权利要求1所述的轴向密封机构，其特征在于，所述下密封板的上表面上设有至少两个上凸出部，相邻两个所述上凸出部之间留有间隙，形成溢流槽。

6.根据权利要求5所述的轴向密封机构，其特征在于，所述上凸出部的上表面与所述消音盖的下表面贴合。

7.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的轴向密封机构。