CN1548762A - 卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置 - Google Patents

Abstract

一种卷轴压缩机的防止轴方向泄漏装置，其特征在于，它由推力轴承和弹性部件构成；推力轴承位于主框架与安放在主框架上面的旋转卷轴(scroll)之间，并且为了使旋转卷轴能够旋转，它与旋转卷轴的背面保持滑动接触；弹性部件，它能够对推力轴承施加弹性压力，从而使旋转卷轴的护套末端紧贴在固定卷轴的硬板的底部。由于本发明可以防止被压缩后的冷媒从旋转卷轴的护套(wrap)末端与固定卷轴的硬板密封面之间泄漏出去，因而可以提高卷轴压缩机的压缩效率；其密封结构较为简单，故还可降低生产成本，延长密封件寿命。

Description

卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置

技术领域

本发明涉及卷轴压缩机，尤其涉及卷轴压缩机的防泄漏装置。

背景技术

一般来说，卷轴压缩机是通过固定卷轴的护套(wrap)和与它方向相对的做旋转运动的旋转卷轴的护套(wrap)来形成压缩室，并在这个压缩室内形成高压和低压区域的。为了防止因这两个区域存在压力差而发生泄漏，需将高压和低压区域以完全紧贴的方式予以隔离，但由于运行过程中产生的摩擦热以及受压变形等原因，要想通过完全紧贴而实现隔离是很困难的。

下面参照附图对现有的卷轴压缩机予以说明：

如图1、2所示，在现有的卷轴压缩机中，在密闭外壳(1)内部的上下方分别装有主框架(main frame)(20)和副框架(sub-frame)(25)，主框架(20)的上面装有用来压缩冷媒气体并将其排出的压缩部(10)，主框架(20)与副框架(25)之间装有用来驱动压缩部(10)的电机部(30)。

电机部(30)具备以下结构，若在定子(31)上接通电源，那么位于其内部的转子(32)就会进行旋转运动，并且在转子(32)的中心压入了驱动轴(33)，因此驱动轴(33)可以在旋转的同时驱动压缩部(10)。

压缩部(10)的结构是：它由固定卷轴(11)和旋转卷轴(12)构成，其中固定卷轴具备呈渐开(involute)曲线形状的护套(wrap)(11a)，旋转卷轴也具备呈渐开曲线形状的护套(12a)，并且它的渐开曲线与固定卷轴的渐开曲线存在一定的相位差。通过两个卷轴方向相对地相互咬合可以形成压缩室(C)。

对于具有上述结构的卷轴压缩机来说，如果在电机部(30)的定子(31)上接通电源，那么转子(32)就会旋转，与此同时驱动轴(33)也会随之旋转。由此驱动轴(33)就可以使旋转卷轴(11)做相当于偏心距离的偏心旋转。与此同时，旋转卷轴(11)还会在(此词查不到，译者注)(17)的作用下以轴心为原点，在距原点距离相当于盘旋半径的地方做盘旋运动。

通过旋转卷轴(11)的这种旋转运动，在旋转卷轴(11)的护套(11a)与固定卷轴(12)的护套(12a)之间会形成压缩室(C)，这个压缩室(C)通过旋转卷轴的持续盘旋运动会向中心移动，并且在移动的同时体积减小，压力上升，因而可以将吸入的冷媒气体通过排出孔(16)排出，被排出的气体会流经排出室最后通过排出管(18)排出。

为了在压缩气体的过程中把损失降到最小，应该尽量防止压缩气体泄漏。压缩气体的泄漏主要有两种，一种是通过轴方向的缝隙发生的轴向的泄漏，一种是通过半径方向的缝隙发生的径向的泄漏。其中影响相对较大的是通过轴方向的缝隙发生的轴向泄漏，为了防止这种泄漏，如图2和图3所示，在固定卷轴(11)或旋转卷轴(12)的护套(11a)(12a)上形成了渐开线形状的密封槽(11b)(12b)，并且在这个密封槽(11b)(12b)的内部插入了密封(seal)部件即末端密封件(tip seal)(11c)(12c)，因而通过这种结构可以防止压缩过程中的泄漏。

也就是说，在压缩机运行过程中，末端密封件(11c)(12c)在处于密封槽(11b)(12b)的内部时，由于它们之间存在一定的公差，因而会存在一定的缝隙。当高压气体从这些缝隙流入时，末端密封件(11c)(12c)会在密封槽(11b)内浮起并紧贴在对面的卷轴上，从而可以防止压缩气体的泄漏。

压缩机会由于运行过程中产生的热量和压力而发生变形，从而使其可靠性降低，为了解决这个问题，旋转卷轴(12)与固定卷轴(11)在高度方向上保持着一定的间隔。但由此又会产生由高压向低压的泄漏，为了最大限度地减小这种泄漏，在旋转卷轴(12)和固定卷轴(11)的高度方向形成了密封槽(11b)(12b)，并且在这些密封槽中插入了末端密封件(11c)(12c)。通过这种结构可以减少泄漏量。

但在这样的结构中，如果把高度方向的间隔做得过大，那么泄漏量就会增加，从而使效率降低。如果把间隔做得过小，那么由于受热变形以及受压变形而引起的压力集中的现象又会给压缩机的可靠性方面带来致命的负面影响。

此外，由于需要把末端密封件(11c)(12c)插入其中，因此密封槽(11b)(12b)的加工作业是一种高精度的作业，而这种高精度的作业会带来生产效率低下的问题。此外，由于末端部件的材质的选择受到一定的限制，因此很难保证它在高温状态下的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置，以使它能够利用弹性力将旋转卷轴向固定卷轴方向推动并使它们紧贴在一起，从而将低压区域与高压区域隔开，实现密封。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置，其特征在于，它由推力轴承和弹性部件构成；所述推力轴承，它位于主框架与安放在主框架上面的旋转卷轴之间，并且为了使旋转卷轴能够旋转，它与旋转卷轴的背面保持滑动接触；所述弹性部件，它能够对所述推力轴承施加弹性压力，从而使所述旋转卷轴的护套末端紧贴在固定卷轴的硬板的底部。

在这里，所述主框架上形成了安装槽，它不但能够将推力轴承收纳其中，并且可以引导推力轴承上下移动。与此同时，它还用来固定安装所述弹性部件。

另外，所述推力轴承的结构是：它呈具有一定的厚度的圆环形状。此外，所述弹性部件的结构是：它呈圆环形状，并且这个圆环沿圆环周线成波形的曲面形状。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为现有的卷轴压缩机的纵向截面图

图2为图1的部分放大截面图

图3为图2的A部分的放大截面图

图4为本发明的卷轴压缩机的部分放大截面图

图5为本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置的简略剖视图

图6为图5的B部分的放大截面图

图7A为本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置的推力轴承的平面图

图7B为图7A的截面图

图8A为本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置的弹性部件的平面图

图8B为图8A的截面图

图9为本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置在正常运转情况下的动作状态的部分放大简略视图

图10为本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置在有压力的情况下的动作状态的部分放大简略视图

图中标号说明：

C：压缩室                        11：固定卷轴(scroll)

11a：固定卷轴的护套(Wrap)        12：旋转卷轴(scroll)

12a：旋转卷轴的护套(Wrap)  20：主框架(main frame)

21：安装槽                 40：推力轴承(thrust bearing)

50：弹性部件               51：上部弯曲部

52：下部弯曲部

具体实施方式

下面参照附图对本发明的卷轴压缩机的防泄漏装置予以说明。

如图1和图4至图8所示，在本发明的卷轴压缩机中，在密闭外壳(1)内部的上下方分别装有主框架(20)和副框架(25)，主框架(20)的上面装有用来压缩冷媒气体并将其排出的压缩部(10)，在主框架(20)与副框架(25)之间装有用来驱动上述压缩部(10)的电机部(30)。

上述电机部(30)具备以下结构，若在定子(31)上接通电源，那么位于其内部的转子(32)就会进行旋转运动，并且在转子(32)的中心压入了驱动轴(33)，因此驱动轴(33)可以在旋转的同时驱动压缩部(10)。

上述压缩部(10)的结构是：在上述主框架(20)的上方留有一定间隔地固定着固定卷轴(11)，并且固定卷轴具备呈渐开(involute)曲线形状的护套(wrap)(11a)。旋转卷轴(12)位于主框架(20)与固定卷轴(11)之间它也具备呈渐开曲线形状的护套(12a)，并且它的渐开曲线与固定卷轴的渐开曲线存在一定的相位差。通过固定卷轴(11)的护套(11a)与旋转卷轴(12)的护套(12a)方向相对地相互咬合可以形成压缩室(C)。

此外还具备为了减少轴方向的泄漏而安装的防止轴向泄漏的装置，它位于主框架(20)与旋转卷轴(12)之间，能够将旋转卷轴(12)向固定卷轴(11)一侧弹性推进，因而它可以防止在压缩室的中心部分被压缩的高压的冷媒气体向外侧低压部泄漏。

上述防轴方向泄漏装置由推力轴承(40)和弹性部件(50)，推力轴承(40)，它位于上述主框架(20)与旋转卷轴(12)之间，并且它与旋转卷轴(12)的背面保持滑动接触；弹性部件(50)，它能够从推力轴承(40)的底部对其施加向上的弹性压力，从而使旋转卷轴(12)与固定卷轴(11)的护套(11a、12a)末端分别紧贴在固定卷轴(11)和旋转卷轴(12)的硬板的密封(sealing)面上。

另外，主框架(20)的上面形成了用来固定安装弹性部件(50)的安装槽(21)，这个安装槽是沿着圆周形成的凹槽。并且为了能够容纳被弹性部件(50)弹性压着的推力轴承(40)并引导其上下移动，安装槽(21)的上端形成了阶梯形状。

推力轴承(40)是一个具备一定厚度的中空圆筒形部件，这样的结构可以使旋转卷轴(12)的偏心部(12b)穿过，从而使推力轴承接触到硬板的底部。

弹性部件(50)呈沿半径方向交替上下弯曲的中空圆板形状，这样的结构可以使它与推力轴承(40)的底部和安装槽(21)的底面交替接触。即下部弯曲部(52)支撑在主框架(20)上的安装槽(21)的底部，而上部弯曲部(51)则对推力轴承(40)施以弹性压力。

图中未子说明的符号13为排出阀组件，14为高低压分离板，15为吸入管，16为排出孔，17为环形回旋空间，18为排出管。

下面对具有上述结构的本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置的作用以及效果予以说明。首先，在卷轴压缩机中，如果在电机部(30)的定子(31)上接通电源，那么转子(32)就会旋转，与此同时，驱动轴(33)也会随着转子的旋转而旋转。随着驱动轴(33)穿过主框架而驱动旋转卷轴(11)的偏心部，与固定转轴咬合着的旋转卷轴会开始旋转运动。

通过上述旋转卷轴(11)的这种旋转运动和旋转卷轴(11)的护套(11a)与固定卷轴(12)的护套(12a)相互咬合而形成的压缩室(C)会向中心移动，并且在移动的同时体积减小，从而可以对通过吸入口流入的冷媒气体进行压缩。

如上所述，被压缩后的高压冷媒气体会把旋转卷轴(12)从固定卷轴(11)上推开从而产生一定的间隔，这样一来在旋转卷轴的护套(12a)与固定卷轴(11)的硬板部、以及固定卷轴的护套(11a)与旋转卷轴(12)的硬板部之间就会产生缝隙，高压气体会通过这个缝隙向低压部泄漏，而造成轴向的泄漏。为了防止发生这种轴方向的泄漏，安装在主框架(20)的安装槽(21)内的圆盘形的弹性部件(50)会对与旋转卷轴(12)的底部保持滑动接触的推力轴承(40)施加弹性压力，从而使旋转卷轴(12)保持紧贴在固定卷轴(11)上的状态。

此时，在旋转卷轴(12)的旋转运动的作用下，冷媒气体会从低压被压缩成高压，在这个过程中，能够把旋转卷轴(12)从固定卷轴(11)上推开的轴方向的压力会逐渐增加，而弹性部件(50)的弹性压力则可以与这种变化的压力保持力的均衡。

由此，即使在其它多种不同的运行条件下，仍然可以使固定卷轴(11)与旋转卷轴(12)的轴方向的间隔保持稳定，从而防止通过旋转卷轴的护套(12a)与固定卷轴(11)的硬板部、以及固定卷轴的护套(11a)与旋转卷轴(12)的硬板部之间的缝隙发生轴向泄漏。

发明效果

如上所述，本发明的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置能够达到以下效果，可以防止发生因泄漏而带来的性能低下的问题。并且由于不再需要末端密封件，因而也就不需要进行末端安装槽的加工，由此可以缩短加工时间，提高生产效率，同时还可以防止因作用力集中以及局部磨擦而产生过热。

Claims (4)

1、一种卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置，其特征在于，它由推力轴承和弹性部件构成；所述推力轴承，它位于主框架与安放在主框架上面的旋转卷轴(scroll)之间，并且为了使旋转卷轴能够旋转，它与旋转卷轴的背面保持滑动接触；所述弹性部件，它能够对所述推力轴承施加弹性压力，从而使所述旋转卷轴的护套末端紧贴在固定卷轴的硬板的底部。

2、根据权利要求1所述的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置，其特征在于所述主框架上形成了安装槽，它不但能够将推力轴承收纳其中，并且可以引导推力轴承上下移动；与此同时，它还用来固定安装所述弹性部件。

3、根据权利要求1所述的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置，其特征在于所述推力轴承呈具有一定的厚度的圆环形状。

4、根据权利要求1所述的卷轴压缩机的防轴向泄漏的装置，其特征在于所述弹性部件的结构是：它呈圆环形状，且该圆环沿圆环周线成波形的曲面形状。

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