CN202149031U - 一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，用于设置在涡旋压缩机的涡旋体上开设的螺旋状的沟槽内，密封条为螺旋状结构，形状与沟槽的形状相匹配，密封条的上表面为平面，密封条的下表面为多段的阶梯状结构，密封条的中心端厚度最大，尾端的厚度最小。与现有技术相比，本实用新型能够减小径向泄漏量，同时利用沟槽和密封条的密封台阶，阻碍中心腔高压气体推动密封条向低压侧的移动，保证密封条能在其工作区域内稳定运动，提高密封条动作的可靠性。采用此实用新型专利在不提高零件精度要求的前提下，可以有效减小气体泄漏量，提高涡旋压缩机的容积效率以及可靠性。

Description

一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条

技术领域

本实用新型涉及一种密封装置，尤其是涉及一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条。

背景技术

涡旋压缩机是一种借助于容积变化来实现气体压缩的流体机械，其工作原理主要通过一对涡旋型线参数相同、相位差180度的涡旋盘运动来实现。

压缩机运行时，气体不断从外围向中心移动并同时逐渐减小压缩腔容积，对腔中气体进行压缩，涡旋盘的压缩腔由两个涡旋盘(静涡旋盘和动涡旋盘)的涡旋体侧壁与端板内壁组成。在工作过程中，气体主要有两个泄漏通道：一个是两涡旋体啮合处侧壁之间存在的径向间隙形成的周向泄漏，另一个是涡旋体顶面与相匹配涡盘端板内壁之间的轴向间隙形成的径向泄漏，通过此两个泄漏通道的气体泄漏会对压缩机性能直接产生影响。周向泄漏通道的宽度是涡旋体高度，而径向泄漏通道的宽度与涡旋体渐开线型线长度相同，后者宽度比前者宽度大数倍，因而涡旋压缩机的轴向密封更应重视。

为提高涡旋压缩机性能，减少涡旋体的径向泄漏：一可以提高两涡盘的加工精度和装配精度，但加工成本将显著增大，泄漏也难以真正避免；二可以采用背压结构，通过涡旋体背面中压的背压腔气体力来阻止动涡旋体与静涡旋体脱离，减小径向泄漏，但压缩机结构会变得复杂；三可以采取轴向浮动密封机构，如图1所示，即在静涡旋盘涡旋体1的沟槽11中安放轴向浮动密封条3，在动涡旋盘涡旋体2的沟槽21动盘齿体顶面沟槽2中安放轴向浮动密封条4。当涡旋压缩机工作时，轴向浮动密封条3端平面沿轴向紧贴动盘端板内壁，背向高压气体一侧的侧平面，紧压在顶面沟槽11的侧平面上，同样轴向浮动密封条4的端平面与静盘端板内壁贴合，侧平面与沟槽21的侧面贴合，由此来阻塞轴向间隙，减小径向泄漏。

但在涡盘运转过程中，密封条由于气体压力的作用会浮起紧贴涡旋体端板内壁，因此在密封条3下端面和涡旋体顶面沟槽11下端面之间形成了一个高度为δ的泄漏通道，高压区气体会通过此通道直接向低压区泄漏，影响压缩机性能。同时考虑到密封条材料的热变形，设计的密封条比涡旋体沟槽要短一些，密封条两端预留少许高温膨胀的余量(Δ1、Δ2)，如图2所示。由于中心压缩腔的压力较高，在高压气体的压力作用下会推着浮动密封条向低压力方向移动，导致在中心压缩腔密封条沟槽前端形成较大空腔(Δ3)，如图3所示，密封条在局部无法达到密封效果，加大了中心腔的泄漏。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以减小涡旋盘的径向泄漏，提高涡旋压缩机性能，保证涡旋压缩机的可靠性和稳定性的涡旋压缩机阶梯型轴向密封条。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，该密封条用于设置在涡旋压缩机的涡旋体上开设的螺旋状的沟槽内，其特征在于，密封条为螺旋状结构，形状与沟槽的形状相匹配，密封条的上表面为平面，密封条的下表面为多段的阶梯状结构，密封条的中心端厚度最大，尾端的厚度最小。

所述的涡旋体包括动涡旋盘涡旋体及静涡旋盘涡旋体。

所述的涡旋体上开设的沟槽为阶梯状结构，与密封条的下表面相匹配，沟槽的中心端深度最大，尾端的深度最小。

所述的密封条的下表面的阶梯状结构设有2～5段。

与现有技术相比，本实用新型利用开设不同深度的沟槽和不同高度的密封条所形成的密封台阶，将涡旋体顶面沟槽沿涡旋型线方向按不同压力梯度分割成2段或2段以上密封，从而减小密封条浮起后在密封条下端面和沟槽底面间形成的泄漏通道，减小径向泄漏量。同时利用沟槽和密封条的密封台阶，阻碍中心腔高压气体推动密封条向低压侧的移动，保证密封条能在其工作区域内稳定运动，提高密封条动作的可靠性。采用此实用新型专利在不提高零件精度要求的前提下，可以有效减小气体泄漏量，提高涡旋压缩机的容积效率以及可靠性。

附图说明

图1为安装有普通轴向浮动密封条的涡旋压缩机结构示意图；

图2为普通轴向浮动密封条运转前的结构示意图；

图3为普通轴向浮动密封条运转后的结构示意图；

图4为本实用新型的结构示意图；

图5为本实用新型AB段、BC段及CD段的剖视结构示意图；

图6为本实用新型的安装结构示意图；

图7为凹槽AB段、BC段及CD段的剖视结构示意图。

图中1为静涡旋盘涡旋体、11为沟槽、2为动涡旋盘涡旋体、21为沟槽、3为轴向浮动密封条、4为轴向浮动密封条、5为阶梯型轴向密封条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，其结构如图4所示，阶梯型轴向密封条5为螺旋状结构，在密封条5的下侧开设有2～5段凹槽，本实施例中凹槽开设有3段，使得密封条5的下侧呈阶梯状结构，该密封条5的中心端厚度最大，尾端的厚度最小。密封条5的安装如图6所示，可以设置在动涡旋盘涡旋体2上开设的沟槽21内，密封条5的形状与沟槽21的形状相匹配，沟槽为21阶梯状结构，与密封条5的下侧相匹配，沟槽21的中心端深度最大，尾端的深度最小。

本实用新型在动涡盘和静涡盘齿体顶面分别铣出平行于涡旋体渐开线壁面3段不同深度的阶梯型沟槽，如图7所示，在在动涡旋盘涡旋体2上开设了深度不同的沟槽21，分别为AB段、BC段、CD段，中心腔高压区的沟槽深度大于涡圈外侧低压区的沟槽深度(δ1＞δ2＞δ3)。并根据沟槽深度以及形状相应将密封条5也加工成高度不一的阶梯形状，如图3～4所示，分别为AB段、BC段、CD段，高压区的密封条的高度大于低压区的密封条高度(δ4＞δ5＞δ6)。利用涡旋体沟槽和密封条所形成的台阶高度差，减小在密封条浮起后密封条5下端面和涡旋体顶面沟槽21下端面间形成的泄漏通道，有效减小了涡盘的径向泄漏，提高了压缩机的容积效率。同时利用涡旋体沟槽和密封条所形成的台阶，阻断了中心腔高压气体推动密封条向低压侧的移动，保证了密封条的稳定工作，大大提高了涡旋压缩机的效率和使用寿命。

在动涡旋盘和静涡旋盘涡旋体的顶端表面开设2段或2段以上不同深度的沟槽，沿涡旋型线方向将涡旋体沟槽分割成2段或2段以上，且中心腔高压区的沟槽深度要大于涡旋体尾部低压区的沟槽深度；相应地涡旋密封条在全长范围内也高度不一，与涡旋体顶端的沟槽尺寸相匹配，中心腔高压区的涡旋密封条高度相应比尾部低压区的高度要高一些。利用开设不同深度的沟槽和不同高度的密封条所形成的密封台阶，将涡旋体顶面沟槽沿涡旋型线方向按不同压力梯度分割成2段或2段以上密封，从而减小密封条浮起后在密封条下端面和沟槽底面间形成的泄漏通道，减小径向泄漏量。同时利用沟槽和密封条的密封台阶，阻碍中心腔高压气体推动密封条向低压侧的移动，保证密封条能在其工作区域内稳定运动，提高密封条动作的可靠性。采用此实用新型专利在不提高零件精度要求的前提下，可以有效减小气体泄漏量，提高涡旋压缩机的容积效率以及可靠性。

Claims (4)

1.一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，该密封条用于设置在涡旋压缩机的涡旋体上开设的螺旋状的沟槽内，其特征在于，密封条为螺旋状结构，形状与沟槽的形状相匹配，密封条的上表面为平面，密封条的下表面为多段的阶梯状结构，密封条的中心端厚度最大，尾端的厚度最小。

2.根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，其特征在于，所述的涡旋体包括动涡旋盘涡旋体及静涡旋盘涡旋体。

3.根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，其特征在于，所述的涡旋体上开设的沟槽为阶梯状结构，与密封条的下表面相匹配，沟槽的中心端深度最大，尾端的深度最小。

4.根据权利要求1所述的一种涡旋压缩机阶梯型轴向密封条，其特征在于，所述的密封条的下表面的阶梯状结构设有2～5段。

Images