[发明专利]一种有轴向柔性密封的涡旋压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机，本发明还涉及一种涡旋式压缩机的轴向柔性密封技术。

背景技术

作为容积式压缩机，涡旋式压缩机具有能效高、体积小等优点，已被广泛应用于空气压缩、空调和冷冻等领域。轴向柔性密封技术的应用改善了涡卷端面的密封，提高了压缩机的容积效率，由于其对轴向尺寸偏差的不敏感，也降低了压缩机的加工和装配难度。

涡旋式压缩机，通常包含电机、曲轴、动涡盘、静涡盘、防转机构，支承架、卸载轴套，外壳。静涡盘基板的一侧设置有沿轴线生长的涡卷，另一侧设置有排气孔，静涡盘的旋转被限制，径向位移也被限制，轴线方向上被固定或可在一定的范围内移动形成轴向柔性。动涡盘基板的一侧设置有沿轴线生长的涡卷，另一侧设置有突起特征，此突起特征内有轴承孔。动涡盘和静涡盘经防转机构藕合，可相对平动无相对转动。支承架固定于外壳，设置有轴承孔和止推面，该止推面支承动涡盘。曲轴与压缩机电机的转子固接，其主轴颈支承于支承架的轴承孔，曲轴的曲柄与动涡盘的轴承孔联接。压缩机电机旋转时，曲轴的曲柄驱动动涡盘相对静涡盘作无相对转动的公转运动，动涡盘和静涡盘的涡卷相互啮合形成多对压缩腔，该压缩腔沿涡卷自外向内移动，体积渐渐缩小，从而实现对介质的压缩。

有轴向柔性密封的涡旋压缩机其常见的实现方式有如下二种：

1.专利US 5,102,316公开了一种低压式涡旋压缩机的轴向密封技术。静涡盘的顶部设置有背压腔，该背压腔与涡旋的压缩腔连通，设置有浮动密封板，通过安装于浮动密封板的内外密封圈将背压腔分别与吸气侧的低压和排气侧的高压隔离，形成相对封闭的背压腔，其压力与吸气压力和连通孔的位置相关。浮动密封板的顶部与隔板端面间有密封面，将低压侧和高压侧隔离。静涡盘的径向和周向被限制，轴向上可沿导套有一定的滑动。动涡盘的背面支承于支承架的止推面。压缩机工作时，背压腔的压力与排气口的压力共同作用，将静涡盘沿轴向推向动涡盘并与之贴合，可实现动涡盘和静涡盘涡圈端面的柔性密封。由于静涡盘所受的轴向推动力与吸气压力和排气压力相关，此解决方案能较好的适应不同的工况。但静涡盘所受的轴向推动力最终将作用于支承架的止推面，并形成滑动摩擦，增加了压缩机的功耗。

2.针对于高压式设计的轴向密封技术，现有技术通常的做法是将静涡盘固定于支承架，动涡盘在轴向上有一定间隙可轴向移动，静涡盘和动涡盘置于与静涡盘排气口连通的高压侧。动涡盘与支承架间设置有背压腔，安装于背压腔的内外密封圈将背压腔分别与高压侧和低压侧隔离，背压腔通过连通孔与涡旋的压缩腔连通，其内的压力与吸气压力及连通孔的位置相关，内密封圈的内侧面积受高压作用。压缩机工作时，背压腔的压力和内密封圈内的高压共同作用将动涡盘沿轴向推动与静涡盘贴合，从而实现动涡盘和静涡盘的轴向柔性密封。但此解决方案的局限性在于其只能应用于高压式涡旋压缩机，不能应用在低压式涡旋压缩机中。

发明内容

本发明公开了一种低压式涡旋式压缩机的轴向柔性密封设计。动涡盘的底面与支承架间设置有双背压腔，外背压腔通过连通孔与涡旋的压缩腔连通，内背压腔通过连通孔与静涡盘的排气口连通。压缩机工作时，双背压腔内的压力共同作用，将动涡盘沿轴向推动，克服涡旋压缩腔内的气体力，使动涡盘和静涡盘的涡卷轴向贴合，形成端面密封力，可减小端面泄漏。此解决方案可与径向柔性密封技术结合，实现动涡盘与静涡盘的径向及轴向双柔性密封，有效地减小压缩机的侧面泄漏和端面泄漏。由于双背压腔分别与吸气压力区和排气压力区连通，动涡盘和静涡盘的涡卷端面密封力与吸气压力和排气压力相关，可优化设计背压腔的面积和连通孔的压力位置，实现在运行范围内的不同工况下密封力的合理设计。同时动涡盘的背面不与支承架的止推面接触，避免了滑动磨损，降低了压缩机的功耗。

附图说明：

图1：一种有轴向柔性密封的涡旋式压缩机的侧视截面图。

图2：图1所示压缩机的轴向截面图.

图3：图1的局部放大图。

图4：图1所示压缩机设计有径向柔性密封机构的局部轴向截面图。

具体实施方式