一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机制造技术领域，具体而言，尤其涉及一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机。

背景技术

涡旋式压缩机是20世纪70年代发展起来的一种新型容积式压缩机，以其效率高、体积小、重量轻、噪声低、结构简单且运行平稳等特点，广泛用于各类空调和制冷机组中。

普通的涡旋压缩机主要包括定涡旋、动涡旋、曲轴、电机、壳体等结构，定涡旋与动涡旋有相对偏心且相差180°的涡旋齿。定涡旋安装在基座上，保持位置固定。动涡旋一侧与定涡旋啮合，内部形成一系列月牙形空间，动涡旋另一侧中心与曲轴接触，同时由于基座和十字环存在，限制了定涡旋轴向移动。曲轴在电机的作用下旋转，带动动涡旋发生绕定涡旋中心的无自转的公转运动。在此运动过程中，月牙形空间逐渐向中心移动并不断缩小，最终月牙形空间内的气体从定涡旋排气孔排出。完成压缩过程。

为了提高压缩效率，减少动涡旋的涡旋齿与定涡旋的涡旋齿之间的径向泄漏，因此需要设计一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机。

发明内容

根据上述提出现有的涡旋式压缩机存在压缩效率低，定涡旋与动涡旋之间存在严重的径向泄露的技术问题，而提供一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机。本发明主要利用在定涡旋与压缩机壳体之间设置一个环形缓冲结构，从而起到使定涡旋可在一定范围内做轴向运动实现柔性密封减小涡旋齿之间的泄露的作用。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机，其特征在于，包括：涡旋压缩机主体和密封浮动结构，所述涡旋压缩机主体包括基座框架结构、涡旋结构和高低压隔板，所述高低压隔板设置在所述基座框架结构上，所述涡旋结构设置在所述高低压隔板与所述基座框架结构之间；所述密封浮动结构为环形凸台结构，所述高低压隔板的下表面设有与所述环形凸台结构相配合的浮动凹槽，所述环形凸台结构设置在所述高低压隔板和所述涡旋结构之间，所述环形凸台结构刚性连接在所述涡旋结构的上表面上，所述环形凸台结构与所述高低压隔板之间形成浮动空腔。

进一步的，所述环形凸台结构的截面为T字型结构，所述环形凸台结构上设有贯穿上下端面的轴向通气孔，所述涡旋结构上设有与所述轴向通气孔同轴的定涡旋通气孔，所述定涡旋通气孔与所述轴向通气孔相连通，所述环形凸台结构的下端设有径向贯穿的径向通气孔。

进一步的，所述环形凸台结构与所述高低压隔板之间设有内密封圈和外密封圈。

进一步的，所述基座框架结构包括壳体和基座，所述基座设置在所述壳体的内部，所述涡旋结构包括曲轴、动涡旋、定涡旋和十字环，所述曲轴的中部安装在所述基座的中心孔处，所述曲轴的头部嵌套在所述动涡旋的背板凹槽内，所述十字环设置在所述动涡旋与所述基座之间，所述定涡旋设置在所述动涡旋的上端与所述动涡旋相互啮合。

进一步的，所述高低压隔板中心处设有隔板中心孔，所述定涡旋的上端突出嵌套在所述隔板中心孔中，所述定涡旋与所述隔板中心孔之间设有定涡旋密封圈。

进一步的，所述壳体、所述基座、所述定涡旋、所述环形凸台结构和所述高低压隔板之间圆心同轴。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机，通过在定涡旋与压缩机壳体之间设置一个环形缓冲结构，从而起到使定涡旋可在一定范围内做轴向运动实现柔性密封减小涡旋齿之间的泄露的作用。

2、本发明提供的一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机，通过减小动涡旋和定涡旋间的泄露，从而起到提高压缩机压缩效率的作用。

基于上述理由本发明可在涡旋压缩机制造技术等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机的结构示意图Ⅰ。

图2为本发明一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机的环形凸台结构俯视图。

图3为本发明一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机的环形凸台结构剖面图。

图4为本发明一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机的结构示意图Ⅱ。

图中：10、壳体；20、基座；30、曲轴；40、动涡旋；50、十字环；60、定涡旋；61、定涡旋通气孔；70、结构密封圈；80、环形凸台结构；81、轴向通气孔；82、径向通气孔；91、内密封圈；92、外密封圈；100、高低压隔板；110、定涡旋密封圈；120、螺栓；130、吸气管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-4所示，本发明提供了一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机，包括：涡旋压缩机主体和密封浮动结构，所述涡旋压缩机主体包括基座20框架结构、涡旋结构和高低压隔板100，所述高低压隔板100设置在所述基座20框架结构上，所述涡旋结构设置在所述高低压隔板100与所述基座20框架结构之间；所述密封浮动结构为环形凸台结构80，所述高低压隔板100的下表面设有与所述环形凸台结构80相配合的浮动凹槽，所述环形凸台结构80设置在所述高低压隔板100和所述涡旋结构之间，所述环形凸台结构80刚性连接在所述涡旋结构的上表面上，所述环形凸台结构80与所述高低压隔板100之间形成浮动空腔；所述环形凸台结构80的截面为T字型结构，所述环形凸台结构80上设有贯穿上下端面的轴向通气孔81，所述涡旋结构上设有与所述轴向通气孔81同轴的定涡旋通气孔61，所述定涡旋通气孔61与所述轴向通气孔81相连通，所述环形凸台结构80的下端设有径向贯穿的径向通气孔82；所述环形凸台结构80与所述高低压隔板100之间设有内密封圈91和外密封圈92；所述基座20框架结构包括壳体10和基座20，所述基座20设置在所述壳体10的内部，所述涡旋结构包括曲轴30、动涡旋40、定涡旋60和十字环50，所述曲轴30的中部安装在所述基座20的中心孔处，所述曲轴30的头部嵌套在所述动涡旋40的背板凹槽内，所述十字环50设置在所述动涡旋40与所述基座20之间，所述定涡旋60设置在所述动涡旋40的上端与所述动涡旋40相互啮合；所述高低压隔板100中心处设有隔板中心孔，所述定涡旋60的上端突出嵌套在所述高低压隔板100的中心孔中，所述定涡旋60与所述隔板中心孔之间设有定涡旋密封圈110；所述壳体10、所述基座20、所述定涡旋60、所述环形凸台结构80和所述高低压隔板100之间圆心同轴。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机，基座20在壳体10的内部，二者保持同心且位置相对固定，曲轴30穿过基座20的中心孔，曲轴30头部嵌套在动涡旋40背板中心的凹槽内，动涡旋40背板与基座20之间安装有十字环50，动涡旋40上部的涡旋齿与定涡旋60的涡旋齿啮合，形成数个腔体，十字环50、动涡旋40、定涡旋60依次由下至上放置在基座20的圆形凹槽内，定涡旋60上部安装有环形凸台结构80，定涡旋60与环形凸台结构80采用螺栓120连接，环形凸台结构80上部放置在高低压隔板100的环形凹槽内,环形凸台结构80与高低压隔板100之间安装有内密封圈91和外密封圈92，环形凸台结构80与高低压隔板100之间形成空间A，定涡旋60背部中心突出部位嵌套在高低压隔板100中心孔内，定涡旋60与高低压隔板100之间采用密封圈110进行密封；环形凸台结构80横截面为圆形，中心位置有一个上下贯通的中心孔，中心孔直径大于定涡旋60背部凸起的直径，环形凸台结构80上端面和下端面均为平面，环形凸台结构80上端面上均匀地分布着三个相同规格的螺栓孔，在其中两个螺栓孔中间设置一个上下贯通的轴向通气孔81，环形凸台结构80下部支腿在水平方向上留有径向通气孔82，使环形凸台结构80的内圈与外部连通，环形凸台结构80上部两侧滑动部分的高度应大于定涡旋60允许的最大浮动距离；高低压隔板100边缘安装在壳体10之上，高低压隔板100下端面与环形凸台结构80对应位置开有浮动凹槽，浮动凹槽底面保持水平，侧壁竖直；高低压隔板100的浮动凹槽深度应满足：定涡旋60处于允许的最大浮动高度时，环形凸台结构80上端面刚好挤压内密封圈91和外密封圈92并抵在高低压隔板100的浮动凹槽底部；高低压隔板100凹槽内安装的内密封圈91和外密封圈92以及高低压隔板100中心孔处安装的定涡旋密封圈110，在竖直方向的长度应大于定涡旋60允许的最大浮动距离；定涡旋60背板上开有一个上下贯通的定涡旋通气孔61，定涡旋通气孔61一端连通涡旋的中压腔，另一端穿透定涡旋60的背板，环形凸台结构80上有一个上下贯通的轴向通气孔81，定涡旋60的定涡旋通气孔61与环形凸台结构80的轴向通气孔81位置对应且上下贯通。定涡旋60背板的螺栓孔也与环形凸台结构80的螺栓孔一一对应；在环形凸台结构80与定涡旋60接触面之间安装有扁平的结构密封圈70，在结构密封圈70上定涡旋60的定涡旋通气孔61与环形凸台结构80的轴向通气孔81连接处开一个通孔，保证两通气孔贯通；壳体10、基座20、定涡旋60、环形凸台结构80、高低压隔板100的圆心保持同轴。

本发明增加了环形凸台结构80，实现了定涡旋60浮动。环形凸台结构80的下端面与定涡旋60上端面相接触，采用螺栓120将二者固定。环形凸台结构80与高低压隔板100围成的空间A与涡旋的中间腔通过通气孔联通。环形凸台70与高低压隔板110之间安装密封圈100。定涡旋60凸起部与高低压隔板100之间安装有密封圈110。通孔21与通孔82使得高低压隔板100以下部分除涡旋内部外，其他位置均保持连通状态。高低压隔板凹槽底部限制了环形凸台结构80的最高位置，间接限制了定涡旋60的最大浮动。

压缩机运转时，空间A内的压力随中间腔压力变化而变化，在气体压力的作用下，环形凸台结构80与定涡旋60受到向上或向下的力，基座20上部凸台作为定涡旋60轴向移动的导轨，使得定涡旋60能且仅能进行沿轴向的移动。

实施例2

如图4所示，本发明还提供了一种具有轴向柔性密封浮动结构的涡旋压缩机，基座20在壳体10的内部，二者保持同心且位置相对固定，曲轴30穿过基座20的中心孔，曲轴30头部嵌套在动涡旋40背板中心的凹槽内，动涡旋40背板与基座20之间安装有十字环50，动涡旋40上部的涡旋齿与定涡旋60的涡旋齿啮合，形成数个腔体，十字环50、动涡旋40、定涡旋60依次由下至上放置在基座20的圆形凹槽内，定涡旋60上部环形凸起放置在高低压隔板100的环形凹槽内，定涡旋60上部环形凸起与高低压隔板100之间安装有内密封圈91和外密封圈92，定涡旋60上部环形凸起与高低压隔板100之间形成空间A，定涡旋60背部中心突出部位嵌套在高低压隔板100中心孔内，定涡旋60与高低压隔板100之间采用定涡旋密封圈110进行密封；定涡旋60上部环形凸起横截面为圆形，环形凸起与中心凸起之间为凹槽，环形凸起上端面为平面，环形凸起在水平方向上留有通气孔，使环形凸起的内圈与外部连通，环形凸起上部两侧滑动部分的高度应大于定涡旋60允许的最大浮动距离；高低压隔板100边缘安装在壳体10之上，高低压隔板100下端面与环形凸台结构80对应位置开有浮动凹槽，浮动凹槽底面保持水平，侧壁竖直；高低压隔板100的浮动凹槽深度应满足：定涡旋60处于允许的最大浮动高度时，定涡旋60上部环形凸起上端面刚好挤压内密封圈91和外密封圈92并抵在高低压隔板100的浮动凹槽底部；高低压隔板100的浮动凹槽内安装的内密封圈91和外密封圈92以及高低压隔板100中心孔处安装的定涡旋密封圈110，在竖直方向的长度应大于定涡旋60允许的最大浮动距离。

定涡旋60环形凸起部位开有一个定涡旋通气孔61，定涡旋通气孔61一端连通涡旋的中压腔，另一端穿透定涡旋60的背板和环形凸起，定涡旋通气孔61上下贯通；壳体10、基座20、定涡旋60、环形凸台结构80、高低压隔板100的圆心保持同轴。

本发明将实施例1中的密封圈70、环形凸台结构80、螺栓120取消，在定涡旋60相同位置增加凸台，使得实施例1中的定涡旋60和环形凸台结构80结合为一个部件定涡旋60，定涡旋60的凸台放入高低压隔板100下放凹槽内，相较于实施例1，此结构更简单，且能实现定涡旋60沿轴向的移动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。