CN117249085A - 一种密封组件、静涡旋盘组件、泵体及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于静涡旋盘的密封组件、静涡旋盘、泵体及压缩机，涉及压缩机技术领域，解决了动涡旋盘易波动或倾覆，造成泄露或摩擦的技术问题。该密封组件，包括静盘压力通道，开设在静涡旋盘内部，用以输送补偿油气；节流组件，与静盘压力通道连通，用于将排气中的油液降压后输送到静盘压力通道内；静涡旋盘齿底压力通道，设置在静涡旋盘涡旋齿底部，用以接收静盘压力通道输送的补偿油气，实现静涡旋盘和动涡旋盘密封间隙的轴向补偿；静涡旋盘齿底压力通道与动涡旋盘之间设置有涡旋密封片。本发明静涡旋盘齿底压力通道内压力使得涡旋密封片悬浮起来接触动盘齿底，达到轴向密封作用，有效地减小了泄露量，增大了压缩机的容积效率。

Description

一种密封组件、静涡旋盘组件、泵体及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种用于静涡旋盘的密封组件、静涡旋盘组件、泵体及压缩机。

背景技术

涡旋压缩机因其效率高、体积小、重量轻、噪音低等特点，广泛用于各类空调和制冷机中。在日常使用中，压缩机保持长久稳定的工作是客户考虑的主要原因。因此涡旋泵体作为涡旋压缩机的核心压缩零件，保证泵体平稳运行，冷量稳定输出，使用寿命长是设计人员需要关注的重点内容。根据涡旋压缩机运动的特性，涡旋泵体间压缩气体产生的轴向力使动涡旋盘在静涡旋盘和支架之间沿轴向浮动并承受很大的轴向气体力，且轴向气体力随主轴转角和工况而变化。动涡旋盘上承受的轴向气体力，不仅产生很大的摩擦功耗，也引起了动涡旋盘与静涡旋盘轴向间隙的扩大，进而造成内部泄露问题。为平衡轴向气体力，现有技术手段一般是在动涡旋盘底面与支架之间设计背压腔，通过在动涡旋盘底面上开设小孔，从压缩腔引入压力进入背压腔，从而产生轴向背压力平衡轴向气体力。但是这种在动涡旋盘背面施加背压力的结构，背压力会随着压缩机工况的变化和动涡旋盘运行角度的变化而产生改变，不能稳定地平衡轴向气体力，导致动涡旋盘的波动或者倾覆，从而造成泄露或者摩擦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于静涡旋盘的密封组件、静涡旋盘组件、泵体及压缩机，以解决现有技术中存在的动涡旋盘易波动或倾覆，造成泄露或摩擦的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

第一方面，本发明提供的一种应用于静涡旋盘的密封组件，包括

静盘压力通道，开设在静涡旋盘组件内部，用以输送补偿油气；

节流组件，与所述静盘压力通道连通，用于将排气中的油液降压后输送到所述静盘压力通道内；

静涡旋盘齿底压力通道，设置在静涡旋盘涡旋齿底部，用以接收所述静盘压力通道输送的补偿油气，实现静涡旋盘组件和动涡旋盘组件密封间隙的轴向补偿。

进一步的，所述节流组件包括：

节流通道，开设在所述排气端盖组件中；

螺旋式阻尼芯，安装在所述节流通道内。

进一步的，所述螺旋式阻尼芯与所述节流通道之间为过盈配合装配结构。

进一步的，所述静涡旋盘齿底压力通道与动涡旋盘组件之间设置有涡旋密封片。

进一步的，所述静涡旋盘齿底压力通道的入口起始处设置在泵体的吸气侧和动涡旋盘倾覆侧；终点设置在泵体的排气侧。

进一步的，所述静盘压力通道与所述静涡旋盘齿底压力通道的入口起始处连通。

进一步的，排气油液的压力P_排、所述静涡旋盘齿底压力通道中润滑油压力P_中、压缩机的吸气压力P_吸之间的关系为：P_排＞P_中＞P_吸，P_中通过以下公式计算获得：

其中，Q为节流通道内流量，R为油气的液阻，A和h是螺旋式阻尼芯过流面积和沟槽深度。

进一步的，所述静涡旋盘齿底压力通道宽度不同。

进一步的，所述静涡旋盘齿底压力通道的截面形状为圆形或三角形。

进一步的，所述排气端盖组件内设置有油气分离器。

本发明提供的用于静涡旋盘的密封组件，是一种可用于涡旋压缩机的可调节密封组件，通过将压缩机排气端盖组件中分离出的高压油通过螺旋式阻尼芯降压后变成中压油气，通过静盘压力通道导引至静涡旋盘齿底压力通道(涡旋通道)的入口起始处，中压油气然后顺着静涡旋盘齿底压力通道(涡旋通道)的型线逐步流入终点位置，此时静涡旋盘齿底压力通道内起始处压力大于终点位置，通过在静涡旋盘齿底压力通道内设置涡旋密封片，也就是涡旋密封片接触在静涡旋盘齿底压力通道，静涡旋盘齿底压力通道内压力使得涡旋密封片悬浮起来接触动盘齿底，达到轴向密封作用，有效地减小了泄露量，增大了压缩机的容积效率；本发明通过将静涡旋盘齿底压力通道的入口起始处设计在吸气侧和动涡旋盘倾覆侧，终点位置设置在排气中心位置，这样吸气侧和倾覆侧对应静涡旋盘齿底压力通道内压力最大，涡旋密封片对应处轴向浮动量更大，实现涡旋密封片不同位置不同轴向浮动量，有效地解决动涡旋盘受力不均导致的波动或者倾覆所产生的泄露问题，且静涡旋盘齿底压力通道内压力随压缩机工况变化，因此适应不同工况。

第二方面，本发明提供的一种静涡旋盘组件，包括静涡旋盘组件和设置在所述静涡旋盘组件内的所述密封组件。

第三方面，本发明提供的一种泵体，包括所述静涡旋盘组件、与所述静涡旋盘组件接触的动涡旋盘组件、压盖在所述静涡旋盘组件上的排气端盖组件，所述节流组件设置在所述排气端盖组件内。

进一步的，所述泵体还包括固定支架组件、主轴，所述动涡旋盘组件与所述主轴可转动连接；所述固定支架组件套设在所述主轴上，并与所述静涡旋盘组件接触连接；所述动涡旋盘组件上设置有与所述静涡旋盘齿底压力通道连通的背压孔；所述主轴上设置有主轴回油通道；所述固定支架组件上设置有支架导油通道。

第四方面，本发明提供的一种压缩机，包括所述泵体。

进一步的，所述压缩机为涡旋压缩机。

本发明提供的压缩机，排气分离出的润滑油通过降压成为涡旋密封片浮动密封的能量，然后又进入压缩机低压腔进行新一轮循环，如此形成压缩机内部循环，既解决了泵体的泄露问题，又形成润滑油循环通道，且不增加复杂零件，既节约成本不增加压缩机的体积和重量，又大大提高了能效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明压缩机的装配剖视图；

图2是本发明静涡旋盘齿底凹槽示意图；

图3是本发明静涡旋盘立体结构示意图；

图4是本发明静涡旋盘中涡旋密封片结构示意图；

图5是本发明静涡旋盘压力通道剖视图；

图6是本发明动涡旋盘倾覆密封示意图；

图7是本发明静涡旋盘中齿底压力通道一种实施例的结构示意图。

图中1、排气端盖组件；101、油气分离器；102、节流通道；103、螺旋式阻尼芯；2、静涡旋盘组件；201、静涡旋盘齿底压力通道；202、涡旋密封片；203、静盘压力通道；204、静盘压力通道堵头；205、静涡旋齿；3、动涡旋盘组件；301、动涡旋盘轴承；302、背压孔；4、固定支架组件；401、支架导油通道；402、固定支架轴承；5、主轴；501、主轴回油通道；6、壳体轴承。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种应用于静涡旋盘的密封组件，包括

静盘压力通道203，开设在静涡旋盘组件2内部，用以输送补偿油气；

静涡旋盘组件2包括静涡旋齿205，静涡旋齿205为涡旋式结构，静涡旋齿205之间形成静涡旋盘齿底压力通道201。此处需要说明的是，静涡旋盘齿底压力通道201的设计跟静涡旋齿205的型线有关，保证涡旋密封片202受力均匀不侧翻。

由于静盘压力通道203由节流通道102和静涡旋盘齿底压力通道201入口位置决定通道路径，无法加工到位，所以在本发明中，分两步加工，第一步，先从静涡旋盘组件2外侧沿径向钻孔，再从静涡旋盘组件2的歯底面钻孔，从而形成通道；静盘压力通道堵头204的作用是封堵在静盘压力通道203与外部连通的钻孔处，以避免中压油气泄露。

节流组件，与静盘压力通道203连通，用于将排气中的油液降压后输送到静盘压力通道203内；

具体的，在本实施例中，节流组件包括：

节流通道102，开设在排气端盖组件1中；

螺旋式阻尼芯103，安装在节流通道102内。

进一步的，螺旋式阻尼芯103与节流通道102之间为过盈配合装配结构。

排气端盖组件1中还设置有油气分离器101，压缩机排气中的油气混合物经油气分离器101进行分离，分离出的润滑油作为密封的动力。

静涡旋盘齿底压力通道201，设置在静涡旋盘涡旋齿底部，用以接收静盘压力通道203输送的补偿油气，实现静涡旋盘组件2和动涡旋盘组件3密封间隙的轴向补偿，有效降低压缩机泵体泄露问题。

如图4所示，进一步的，静涡旋盘齿底压力通道201与动涡旋盘组件3之间设置有涡旋密封片202，涡旋密封片202为片状金属。

进一步的，静涡旋盘齿底压力通道201的入口起始处设置在泵体的吸气侧和动涡旋盘倾覆侧，有效解决动涡旋盘波动或者倾覆产生的泄漏问题；终点设置在泵体中心的排气侧。

如图2所示，进一步的，静盘压力通道203与静涡旋盘齿底压力通道201的入口起始处连通。由于静涡旋盘齿底压力通道201的入口起始处有两个，所以静盘压力通道203就有两个出口，供与两个静涡旋盘齿底压力通道201的入口起始处连通。

如图6所示，进一步的，为保证可调节密封片实现轴向补偿功能和整机的油路循环，应满足以下设计要求：

排气油液的压力P_排、静涡旋盘齿底压力通道中润滑油压力P_中、压缩机的吸气压力P_吸之间的关系为：P_排＞P_中＞P_吸，P_中的压力由排气压力P_排和螺旋式阻尼芯103结构尺寸共同决定：P_中通过以下公式计算获得：

其中，Q为节流通道内流量，R为油气的液阻，A和h是螺旋式阻尼芯过流面积和沟槽深度。由此，本发明的密封组件，随压缩机运行工况变化改变密封压力，从而在压缩机多种工况运行时均能实现密封作用。

如图7所示，进一步的，静涡旋盘齿底压力通道201宽度不同，通过设计静涡旋盘齿底压力通道的不同宽度来设计不同区域的密封压力，适应多种机型。

进一步的，静涡旋盘齿底压力通道201的截面形状为圆形或三角形，可以根据静涡旋盘基板厚度进行调整。

使用时，油气路径为经排气端盖组件1中的螺旋式阻尼芯103→静盘压力通道203→静涡旋盘齿底压力通道201→顶推涡旋密封片202；其中，从静盘压力通道203流入静涡旋盘齿底压力通道201内的中压油气一部分作为抵抗泵体泄露的能量，将涡旋密封片202顶起从而防止泄露，一部分随着涡旋密封片202浮动沿壁面流入泵体中，而这部分进入压缩泵体中的油气也有两个流向，一是参与泵体压缩，进行新一轮的压缩；二是由动涡旋盘组件3的背压孔302进入，到达浮动间隙内，然后通过支架导油通道401润滑固定支架轴承402，或者通过主轴回油通道501润滑壳体轴承6，实现压缩机内部从吸气到排气整体油路大循环和重要组件泵体间的油路小循环，避免了压缩机重要转动零件因润滑油缺乏造成的磨损问题，延长了关重件的使用寿命，提高压缩机可靠性。

本发明提供的用于静涡旋盘的密封组件，是一种可用于涡旋压缩机的可调节密封组件，通过将压缩机排气端盖组件1中分离出的高压油通过螺旋式阻尼芯103降压后变成中压油气，通过静盘压力通道203导引至静涡旋盘齿底压力通道201(涡旋通道)的入口起始处，中压油气然后顺着静涡旋盘齿底压力通道201(涡旋通道)的型线逐步流入终点位置，此时静涡旋盘齿底压力通道201内起始处压力大于终点位置，通过在静涡旋盘齿底压力通道201内设置涡旋密封片202，也就是涡旋密封片202接触在静涡旋盘齿底压力通道201，静涡旋盘齿底压力通道201内压力使得涡旋密封片202悬浮起来接触动盘齿底，达到轴向密封作用，有效地减小了泄露量，增大了压缩机的容积效率；本发明通过将静涡旋盘齿底压力通道201的入口起始处设计在吸气侧和动涡旋盘倾覆侧，终点位置设置在排气中心位置，这样吸气侧和倾覆侧对应静涡旋盘齿底压力通道201内压力最大，涡旋密封片202对应处轴向浮动量更大，实现涡旋密封片202不同位置不同轴向浮动量，有效地解决动涡旋盘受力不均导致的波动或者倾覆所产生的泄露问题，且静涡旋盘齿底压力通道内压力随压缩机工况变化，因此适应不同工况，本发明密封组件还具有结构简单、易于实现、便于装配的特点。

如图3所示，本发明提供的一种静涡旋盘组件2，包括静涡旋盘组件2和设置在静涡旋盘组件2内的密封组件。

如图1和图3所示，本发明提供的一种泵体，包括静涡旋盘组件2、与静涡旋盘组件2接触的动涡旋盘组件3、压盖在静涡旋盘组件2上的排气端盖组件1，节流组件设置在排气端盖组件1内。

进一步的，泵体还包括固定支架组件4、主轴5，动涡旋盘组件3与主轴5可转动连接；固定支架组件4套设在主轴5上，并与静涡旋盘组件2接触连接；动涡旋盘组件3上设置有与静涡旋盘齿底压力通道201连通的背压孔302；主轴5上设置有主轴回油通道501；固定支架组件4上设置有支架导油通道401。

具体的，动涡旋盘组件3通过动涡旋盘轴承301与主轴5转动连接；固定支架组件4通过固定支架轴承402与主轴5转动连接；主轴5通过壳体轴承6与壳体转动连接。

本发明提供的一种压缩机，包括泵体。

泵体内设置有排气端盖组件1、静涡旋盘组件2、动涡旋盘组件3和固定支架组件4，其中静涡旋盘组件2包括静涡旋盘齿底压力通道201、涡旋密封片202、静盘压力通道203和静盘压力通道堵头204。

进一步的，压缩机为涡旋压缩机。

使用时，首先压缩机的排气端盖组件1设计有油气分离器101，分离出的高压油通过节流通道102，经由螺旋式阻尼芯103的减压变成中压油气，流入静盘压力通道203。其中，螺旋式阻尼芯103与节流通道102过盈配合，为方便加工静盘压力通道203，在静涡旋盘组件2吸气侧面钻孔，孔深h等于静涡旋盘齿底压力通道201的起始位置，为防止泄露，设计有静盘压力通道堵头204。因为静盘吸气侧背压较低易造成泄露，所以静涡旋盘齿底压力通道201起始位置设计在泵体的吸气侧和倾覆侧。因为泵体内中心排气腔内压力较高，不易发生泄露，所以静涡旋盘齿底压力通道201的终止位置设计在排气侧，因为内部压缩，静盘压力通道203里的油气引入静涡旋盘齿底压力通道201，然后依照静涡旋齿205型线设计的涡旋密封片202与静涡旋盘组件2的静涡旋齿205间隙配合。静涡旋盘组件2的外轮廓圆与固定支架组件4接触，动涡旋盘组件3的背面与固定支架组件4设计有浮动间隙，浮动间隙有从背压孔302引入的压力，可以让动涡旋盘组件3浮动。

压缩机运转时，泵体压缩的高压冷媒进入排气端盖组件1，经过油气分离器101，高压冷媒中的油被分离甩出受重力落入排气端盖组件1的下端。聚集的高压润滑油经过节流通道102的螺旋式阻尼芯103后，压力减小变成中压，先流入静盘压力通道203中，然后进入静涡旋盘齿底压力通道201中，顺着静涡旋盘齿底压力通道201型线流入。静涡旋盘齿底压力通道201中充满中压油后，顶起涡旋密封片202贴紧动涡旋盘组件3的齿顶，起到轴向密封作用。动涡旋盘组件3运转一周，压缩腔内的压力随运转角度变化，导致动涡旋盘组件3在轴向上波动浮动，对应地，涡旋密封片202也随动涡旋盘组件3的齿顶翻动。此时静涡旋盘齿底压力通道201内的中压润滑油受涡旋密封片202挤压，流入泵体的啮合齿间起到润滑作用。泵体间的润滑油一部分从压缩后进入排气腔，重新实现循环，一部分顺着背压孔302进入背压腔，润滑了动涡旋盘轴承301后，一些润滑油顺着固定支架组件4的支架导油通道401润滑了固定支架轴承402，另一些润滑油顺着主轴5的主轴回油通道501润滑壳体轴承6，最后进入低压腔从吸气侧进入循环油路。

另外，压缩机运行工况改变时，排气侧高压油压力改变，由此流入静涡旋盘齿底压力通道201中的压力变化，实现不同工况的压力调整，减小摩擦和功耗，提高了性能。

本发明提供的压缩机，排气分离出的润滑油通过降压成为涡旋密封片浮动密封的能量，然后又进入压缩机低压腔进行新一轮循环，如此形成压缩机内部循环，既解决了泵体的泄露问题，又形成润滑油循环通道，且不增加复杂零件，既节约成本不增加压缩机的体积和重量，又大大提高了能效。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种应用于静涡旋盘的密封组件，其特征在于，包括

静盘压力通道，开设在静涡旋盘组件内部，用以输送补偿油气；

节流组件，与所述静盘压力通道连通，用于将排气中的油液降压后输送到所述静盘压力通道内；

静涡旋盘齿底压力通道，设置在静涡旋盘涡旋齿底部，用以接收所述静盘压力通道输送的补偿油气，实现静涡旋盘组件和动涡旋盘组件密封间隙的轴向补偿。

2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述节流组件包括：

节流通道，开设在所述排气端盖组件中；

螺旋式阻尼芯，安装在所述节流通道内。

3.根据权利要求2所述的密封组件，其特征在于，所述螺旋式阻尼芯与所述节流通道之间为过盈配合装配结构。

4.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述静涡旋盘齿底压力通道与动涡旋盘组件之间设置有涡旋密封片。

5.根据权利要求1或4所述的密封组件，其特征在于，所述静涡旋盘齿底压力通道的入口起始处设置在泵体的吸气侧和动涡旋盘倾覆侧；终点设置在泵体的排气侧。

6.根据权利要求5所述的密封组件，其特征在于，所述静盘压力通道与所述静涡旋盘齿底压力通道的入口起始处连通。

7.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，排气油液的压力P_排、所述静涡旋盘齿底压力通道中润滑油压力P_中、压缩机的吸气压力P_吸之间的关系为：P_排＞P中＞P_吸，P_中通过以下公式计算获得：

8.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述静涡旋盘齿底压力通道宽度不同。

9.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，所述静涡旋盘齿底压力通道的截面形状为圆形或三角形。

10.一种静涡旋盘组件，其特征在于，包括静涡旋盘组件和设置在所述静涡旋盘组件内的如权利要求1-9中任一项所述的密封组件。

11.一种泵体，其特征在于，包括如权利要求10所述的静涡旋盘组件、与所述静涡旋盘组件接触的动涡旋盘组件、压盖在所述静涡旋盘组件上的排气端盖组件，所述节流组件设置在所述排气端盖组件内。

12.根据权利要求11所述的泵体，其特征在于，所述泵体还包括固定支架组件、主轴，所述动涡旋盘组件与所述主轴可转动连接；所述固定支架组件套设在所述主轴上，并与所述静涡旋盘组件接触连接；所述动涡旋盘组件上设置有与所述静涡旋盘齿底压力通道连通的背压孔；所述主轴上设置有主轴回油通道；所述固定支架组件上设置有支架导油通道。

13.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求11-12中任一项所述的泵体。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为涡旋压缩机。