CN217602921U - 压缩机密封结构和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及涡旋压缩机技术领域，具体而言，涉及一种压缩机密封结构和涡旋压缩机。压缩机密封结构包括后壳体、动涡盘、静涡盘、中机体和嵌件；动涡盘与静涡盘围合形成压缩腔，动涡盘与中机体围合形成背压腔；后壳体和嵌件均设置在中机体的端面上，动涡盘、静涡盘均设置在嵌件上；动涡盘与嵌件之间设置有第一密封单元。压缩机密封结构能够改善现有技术中因轴向泄漏导致的增加涡旋压缩机的功耗等技术问题。

Description

压缩机密封结构和涡旋压缩机

技术领域

本实用新型涉及涡旋压缩机技术领域，具体而言，涉及一种压缩机密封结构和涡旋压缩机。

背景技术

电动涡旋压缩机是一种典型的容积式压缩机，相较于其他类型压缩机有着结构简单、体积小、重量轻等优点，是制冷系统中的核心设备，现已广泛运用于汽车空调行业。涡旋压缩机的主要部分是涡旋组件，涡旋组件由动涡盘与静涡盘组成。动涡盘偏心安置并且与静涡盘相互啮合，当动盘在电机轴的带动以及防自转机构的限制下作平面圆周运动时，动涡盘与静涡盘形成的封闭容积也一边移动一边改变其容积，从而完成吸气，压缩，排气过程。

由于加工精度、装配精度以及动涡盘受力等影响，涡旋压缩机的压缩腔会有一定的径向间隙和轴向间隙。如果动涡盘上受到的轴向气体作用力，传递到支架上安装的轴承上，则涡旋压缩机工作时，其压缩腔顶部留有一定间隙，还会造成气体泄漏，影响压缩机的工作性能。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种压缩机密封结构和涡旋压缩机，其能够改善现有技术中因轴向泄漏导致的增加涡旋压缩机的功耗等技术问题。

本实用新型的实施例可以这样实现：

第一方面，本实用新型提供一种压缩机密封结构，包括：

后壳体、动涡盘、静涡盘、中机体和嵌件；

所述动涡盘与所述静涡盘围合形成压缩腔，所述动涡盘与所述中机体围合形成背压腔；所述后壳体和所述嵌件均设置在所述中机体的端面上，所述动涡盘、所述静涡盘均设置在所述嵌件上；所述动涡盘与所述嵌件之间设置有第一密封单元。

本方案的压缩机密封结构通过在动涡盘与嵌件之间设置第一密封单元从而保障动涡盘的端面与嵌件表面的密封性，从而避免背压腔中气体的泄漏对动涡盘轴向力的影响。进一步的，由于背压腔的压力是大于吸气腔的压力。当背压腔泄漏时，来自背压腔的高压气体进入吸气腔后，高压气体膨胀增大从而占据吸气腔的吸气空间，进而使得涡旋压缩机的实际吸气减少。由于实际吸气量减少，这样会导致涡旋压缩机的制冷量降低。本方案的压缩机密封结构在压缩机运行时，压缩腔产生的气体力会传递到第一密封单元上，使其被挤压，由于第一密封单元能够产生一个反向作用力，作用在动涡盘上，方向与作用在动涡盘上的气体力相反，从而在另一方面阻止了动涡盘在轴向脱离静涡盘，同时也阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。即这样的压缩机密封结构具有结构简单，设置方式的特点。

在可选的实施方式中，所述第一密封单元包括第一密封件和第二密封件；

所述动涡盘和/或所述嵌件上设置有第一凹槽；沿所述动涡盘的轴线方向，所述第一密封件和所述第二密封件依次设置在所述第一凹槽中，且所述第二密封件位于所述第一密封件靠近所述嵌件的一侧。

在可选的实施方式中，所述第一密封件为密封圈。

在可选的实施方式中，所述第二密封件为密封垫。

在可选的实施方式中，所述密封结构还包括第二密封单元，所述第二密封单元设置于所述动涡盘的动涡旋体和/或所述静涡盘的静涡旋体。

在可选的实施方式中，所述第二密封单元包括静涡密封件和动涡密封件；

所述动涡旋体靠近所述静涡盘的静涡盘体的端面设置有动涡凹槽，所述动涡密封件设置在所述动涡凹槽中；

所述静涡旋体靠近所述动涡盘的动涡盘体的端面设置有静涡凹槽，所述静涡密封件设置在所述静涡凹槽中。

在可选的实施方式中，所述密封结构还包括第三密封单元，所述第三密封单元设置在所述嵌件和所述中机体之间。

在可选的实施方式中，所述第三密封单元包括第三密封件；

所述嵌件和/或所述中机体上设置有第三凹槽，所述第三密封件设置在所述第三凹槽中。

在可选的实施方式中，所述动涡盘通过转子带动做圆周平动，所述密封结构还包括第四密封单元；

所述第四密封单元设置在所述转子与中机体之间。

第二方面，本实用新型提供一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括前述实施方式中任一项压缩机密封结构。

本实用新型实施例的有益效果包括，例如：

本方案的压缩机密封结构通过在动涡盘与嵌件之间设置第一密封单元从而保障动涡盘的端面与嵌件表面的密封性，从而避免背压腔中气体的泄漏对动涡盘轴向力的影响。进一步的，由于背压腔的压力是大于吸气腔的压力。当背压腔泄漏时，来自背压腔的高压气体进入吸气腔后，高压气体膨胀增大从而占据吸气腔的吸气空间，进而使得涡旋压缩机的实际吸气减少。由于实际吸气量减少，这样会导致涡旋压缩机的制冷量降低。而本方案中，压缩机运行时，压缩腔产生的气体力会传递到第一密封单元上，使其被挤压，由于第一密封单元能够产生一个反向作用力，作用在动涡盘上，方向与作用在动涡盘上的气体力相反，从而在另一方面阻止了动涡盘在轴向脱离静涡盘，同时也阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。即这样的压缩机密封结构具有结构简单，设置方式的特点。

本方案的涡旋压缩机具有压缩机密封结构的全部有益效果。这样的涡旋压缩机具有密封性好，功耗损失小，性能可靠的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为现有技术中压缩机的动静涡盘间的间隙示意图；

图2为现有技术中压缩机的轴向间隙径向泄漏的示意图；

图3为现有技术中压缩机的径向间隙切向泄漏的示意图；

图4为本实用新型实施例的压缩机密封结构的结构示意图。

图标：1-转子；2-第四密封单元；3-中机体；4-第三密封单元；5-嵌件；6-第一密封件；7-第二密封件；8-静涡盘；9-动涡盘；10-静涡密封件；101-静涡凹槽；11-动涡密封件；111-动涡凹槽；12-螺栓；a-压缩腔；b-背压腔；c-吸气腔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。

电动涡旋压缩机是一种典型的容积式压缩机，相较于其他类型压缩机有着结构简单、体积小、重量轻等优点，是制冷系统中的核心设备，现已广泛运用于汽车空调行业。涡旋压缩机的主要部分是涡旋组件，涡旋组件由动涡盘9与静涡盘8组成。动涡盘9偏心安置并且与静涡盘8相互啮合，当动盘在电机轴的带动以及防自转机构的限制下作平面圆周运动时，动涡盘9与静涡盘8形成的封闭容积也一边移动一边改变其容积，从而完成吸气，压缩，排气过程。

压缩机能否取得高工作性能，在很大程度上取决于工作运行中动静涡盘8密封的有效性。涡旋压缩机各压缩腔a之间、压缩腔a与背压腔b之间的气体泄漏称为内泄漏。高压压缩腔a中的气体泄漏到低压压缩腔a内，压力要降低，再由低压状态重新被压缩到高压状态，均要消耗功率。因此，内泄漏的直接结果是增加涡旋压缩机的功耗。

涡旋压缩机在吸气过程中，与外界进行的气体质量交换，称为外泄漏。这里的外界，是指压力大于吸气压力的高压气体。显然，高压气体进入吸气腔c内膨胀并占据吸气空间，使得涡旋压缩机的实际吸气减少。即外泄漏不仅增加功耗，而且直接影响到涡旋压缩机的吸气量。由于实际吸气量减少，导致涡旋压缩机的制冷量降低。

由于加工精度、装配精度以及动涡盘9受力等影响，涡旋压缩机的压缩腔a会有一定的径向间隙和轴向间隙(见图1)，这些间隙必须采取有效的密封措施。

径向密封主要靠控制动、静涡盘8涡旋体的侧壁面之间的径向间隙值来实现。理论上讲，动静涡盘8的侧壁面沿径向并不接触，而是形成一个很小的间隙值，由于润滑油及高速主轴旋转的双重作用，单位时间内通过径向间隙的切向气体泄漏量受到了限制。严格控制动静涡盘8的加工精度，或者在一定的公差范围内，采用分组装配，都是获得径向间隙密封的有效方法。

轴向间隙的泄漏线长度，比径向间隙的泄漏线长度大得多，因此，轴向间隙的密封效果就比径向间隙的密封效果重要得多(如图2和图3，图中箭头方向即为流体泄漏方向)。如果动涡盘9上受到的轴向气体作用力，传递到支架上安装的轴承上，则涡旋压缩机工作时，其压缩腔a顶部留有一定间隙，造成径向气体泄漏。

为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种压缩机密封结构和涡旋压缩机。

请参考图4，本实施例提供了一种压缩机密封结构，包括后壳体、动涡盘9、静涡盘8、中机体3和嵌件5。

动涡盘9与静涡盘8围合形成压缩腔a，动涡盘9与中机体3围合形成背压腔b；后壳体和嵌件5均设置在中机体3的端面上，动涡盘9、静涡盘8均设置在嵌件5上；动涡盘9与嵌件5之间设置有第一密封单元。

本方案的压缩机密封结构通过在动涡盘9与嵌件5之间设置第一密封单元从而保障动涡盘9的端面与嵌件5表面的密封性，从而避免背压腔b中气体的泄漏对动涡盘9轴向力的影响。

进一步的，由于背压腔的压力是大于吸气腔的压力。当背压腔泄漏时，来自背压腔的高压气体进入吸气腔后，高压气体膨胀增大从而占据吸气腔的吸气空间，进而使得涡旋压缩机的实际吸气减少。由于实际吸气量减少，这样会导致涡旋压缩机的制冷量降低。

而本方案中，压缩机运行时，压缩腔a产生的气体力会传递到第一密封单元上，使其被挤压，由于第一密封单元能够产生一个反向作用力，作用在动涡盘9上，方向与作用在动涡盘9上的气体力相反，从而在另一方面阻止了动涡盘9在轴向脱离静涡盘8，同时也阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。即这样的压缩机密封结构具有结构简单，设置方式的特点。

请继续参阅图4，以了解缩机密封结构的更多细节。

在本实用新型的本实施例中，第一密封单元包括第一密封件6和第二密封件7；

动涡盘9和/或嵌件5上设置有第一凹槽；沿动涡盘9的轴线方向，第一密封件6和第二密封件7依次设置在第一凹槽中，且第二密封件7位于第一密封件6靠近嵌件5的一侧。

在本实用新型的本实施例中，第一密封件6为密封圈。在本实用新型的本实施例中，第二密封件7为密封垫。

可选的，第二密封件7为PTFE密封垫。其具有出色的密封性、耐磨性。

压缩机运行时，压缩腔a产生的气体力会传递到第一密封单元上，使其被挤压，由于第一密封单元能够产生一个反向作用力，作用在动涡盘9上，方向与作用在动涡盘9上的气体力相反，从而在另一方面阻止了动涡盘9在轴向脱离静涡盘8，同时也阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。即这样的压缩机密封结构具有结构简单，设置方式的特点。

沿动涡盘9的轴线方向，第一密封件6的高度小于第二密封件7的高度。第一密封件6和第二密封件7的协同配合提高了动涡盘9的密封性。

在本实用新型的本实施例中，密封结构还包括第二密封单元，第二密封单元设置于动涡盘9的动涡旋体和/或静涡盘8的静涡旋体。

在本实用新型的本实施例中，第二密封单元包括静涡密封件10和动涡密封件11；动涡旋体靠近静涡盘8的静涡盘8体的端面设置有动涡凹槽111，动涡密封件11设置在动涡凹槽111中；

静涡旋体靠近动涡盘9的动涡盘9体的端面设置有静涡凹槽101，静涡密封件10设置在静涡凹槽101中。

可选的，静涡密封件10和动涡密封件11均为PTFE螺旋密封条。

压缩机在运行过程中，动涡盘9与静涡盘8相互啮合，在润滑油的作用下径向间隙产生的切向泄漏能够得到有效地控制。动涡盘9与静涡盘8相互啮合形成压缩腔a，在静涡盘8端面静涡密封件10与动涡盘9端面的动涡密封件11的作用得到密封。压缩机运行时，压缩腔a会产生轴向气体力，作用在动涡盘9上，迫使动涡盘9在轴向与静涡盘8分离，产生轴向间隙，使得压缩腔a的气体泄漏到吸气腔c,此时在被静涡盘8端面的静涡密封件10与动涡盘9端面的动涡密封件11隔离的两个压缩腔a中的气体压力平均值作用下，密封条的顶部平面与涡旋体底平面接触，阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。

在本实用新型的本实施例中，密封结构还包括第三密封单元4，第三密封单元4设置在嵌件5和中机体3之间。

在本实用新型的本实施例中，第三密封单元4包括第三密封件；嵌件5和/或中机体3上设置有第三凹槽，第三密封件设置在第三凹槽中。

在本实用新型的本实施例中，动涡盘9通过转子1带动做圆周平动，密封结构还包括第四密封单元2；第四密封单元2设置在转子1与中机体3之间。

整个背压腔b的密封是通过第四密封单元2实现密封转子1与中机体3，第三密封单元4实现密封中机体3与嵌件5，以及第二密封件7实现密封动涡盘9与嵌件5。如此通过密封结构的相互组合，背压腔b得到了有效密封。静涡盘8、嵌件5通过螺栓12与中机体3连接进行固定。

使用时，压缩机在运行过程中，动涡盘9与静涡盘8相互啮合，在润滑油的作用下径向间隙产生的切向泄漏能够得到有效地控制。动涡盘9与静涡盘8相互啮合形成压缩腔a，在静涡盘8端面的静涡密封件10与动涡盘9端面的动涡密封件11的作用得到密封。

压缩机运行时，压缩腔a产生的气体力会传递到第一密封单元上，使其被挤压，由于第一密封单元能够产生一个反向作用力，作用在动涡盘9上，方向与作用在动涡盘9上的气体力相反，从而在另一方面阻止了动涡盘9在轴向脱离静涡盘8，同时也阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。

压缩腔a产生的气体力也会传递到第二密封件7上，使其与中机体3嵌件5贴合，使得背压腔b的密封得到了保证。

随着压缩机的运行，背压腔b的压力会逐渐增大，当其产生的背压力大于压缩腔a产生的轴向气体力，背压力会推动动涡盘9使得动涡盘9与静涡盘8贴合，这样通过背压力的作用，使得压缩腔a轴向间隙得到了有效密封，避免了泄漏。

第二方面，本实用新型提供一种涡旋压缩机，涡旋压缩机包括前述实施方式中任一项压缩机密封结构。

综上，本实用新型实施例提供了一种压缩机密封结构和涡旋压缩机，至少具有以下优点：

本方案的压缩机密封结构通过在动涡盘9与嵌件5之间设置第一密封单元从而保障动涡盘9的端面与嵌件5表面的密封性，从而避免背压腔b中气体的泄漏对动涡盘9轴向力的影响。压缩机运行时，压缩腔a产生的气体力会传递到第一密封单元上，使其被挤压，由于第一密封单元能够产生一个反向作用力，作用在动涡盘9上，方向与作用在动涡盘9上的气体力相反，从而在另一方面阻止了动涡盘9在轴向脱离静涡盘8，同时也阻止了气体通过轴向间隙的径向泄漏。即这样的压缩机密封结构具有结构简单，设置方式的特点。

本方案的涡旋压缩机具有压缩机密封结构的全部有益效果。这样的涡旋压缩机具有密封性好，功耗损失小，性能可靠的特点。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种压缩机密封结构，其特征在于，包括：

后壳体、动涡盘(9)、静涡盘(8)、中机体(3)和嵌件(5)；

所述动涡盘(9)与所述静涡盘(8)围合形成压缩腔(a)，所述动涡盘(9)与所述中机体(3)围合形成背压腔(b)；所述后壳体和所述嵌件(5)均设置在所述中机体(3)的端面上，所述动涡盘(9)、所述静涡盘(8)均设置在所述嵌件(5)上；所述动涡盘(9)与所述嵌件(5)之间设置有第一密封单元。

2.根据权利要求1所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述第一密封单元包括第一密封件(6)和第二密封件(7)；

所述动涡盘(9)和/或所述嵌件(5)上设置有第一凹槽；沿所述动涡盘(9)的轴线方向，所述第一密封件(6)和所述第二密封件(7)依次设置在所述第一凹槽中，且所述第二密封件(7)位于所述第一密封件(6)靠近所述嵌件(5)的一侧。

3.根据权利要求2所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述第一密封件(6)为密封圈。

4.根据权利要求2所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述第二密封件(7)为密封垫。

5.根据权利要求1所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述密封结构还包括第二密封单元，所述第二密封单元设置于所述动涡盘(9)的动涡旋体和/或所述静涡盘(8)的静涡旋体。

6.根据权利要求5所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述第二密封单元包括静涡密封件(10)和动涡密封件(11)；

所述动涡旋体靠近所述静涡盘(8)的静涡盘(8)体的端面设置有动涡凹槽(111)，所述动涡密封件(11)设置在所述动涡凹槽(111)中；

所述静涡旋体靠近所述动涡盘(9)的动涡盘(9)体的端面设置有静涡凹槽(101)，所述静涡密封件(10)设置在所述静涡凹槽(101)中。

7.根据权利要求1所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述密封结构还包括第三密封单元(4)，所述第三密封单元(4)设置在所述嵌件(5)和所述中机体(3)之间。

8.根据权利要求7所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述第三密封单元(4)包括第三密封件；

所述嵌件(5)和/或所述中机体(3)上设置有第三凹槽，所述第三密封件设置在所述第三凹槽中。

9.根据权利要求1所述的压缩机密封结构，其特征在于：

所述动涡盘(9)通过转子(1)带动做圆周平动，所述密封结构还包括第四密封单元(2)；

所述第四密封单元(2)设置在所述转子(1)与中机体(3)之间。

10.一种涡旋压缩机，其特征在于：

所述涡旋压缩机包括权利要求1-9中任一项压缩机密封结构。

Images