密封组件和包括该密封组件的涡旋压缩机的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及密封组件和包括该密封组件的涡旋压缩机。根据本实用新型的一个方面，提供一种用于涡旋压缩机的密封组件，涡旋压缩机包括第一构件和第二构件，密封组件设置在第一构件与第二构件之间。密封组件包括：密封构件，其具有适于抵靠第一构件的第一密封面和适于抵靠第二构件的第二密封面；以及支承构件。密封构件设置有与第一密封面和第二密封面相对的密封构件接触部，支承构件设置有适于与密封构件接触部配合的支承构件接触部，从而通过将支承构件朝向密封构件推压而使得密封构件抵靠于第一构件和第二构件。根据本实用新型，能够确保例如用于实现轴向柔性的背压室的可靠密封性，同时能够改进相关密封组件的装配方便性。
【专利说明】
密封组件和包括该密封组件的涡旋压缩机
技术领域
[0001]本实用新型涉及涡旋压缩机领域，更具体地，涉及涡旋压缩机的能够改进不同压力区域之间的径向密封性的密封组件。
【背景技术】
[0002]涡旋压缩机可以应用于例如制冷(冷冻或冷藏)系统、空调系统和热栗系统中。涡旋压缩机包括用于压缩工作流体(比如制冷剂)的涡旋压缩机构，涡旋压缩机构进而包括定涡旋部件和动涡旋部件。在一些涡旋压缩机(比如高压侧涡旋压缩机)中可以在动涡旋部件与支承动涡旋部件的主轴承座之间设置具有中压的背压室(例如，背压室通过泄放孔而与中压压缩腔连通而具有中压)，而在一些涡旋压缩机(比如低压侧涡旋压缩机)中可以在定涡旋部件与隔开涡旋压缩机的壳体内部的高压区域与低压区域的消音板(也称为隔板)之间设置具有中压的背压室，以便允许涡旋压缩机构具备轴向柔性(亦即，允许定涡旋部件或动涡旋部件在过度负载的情况下轴向浮动而实现卸载)的同时确保涡旋压缩机构中定涡旋部件与动涡旋部件之间的轴向密封性能。
[0003]由此，在动涡旋部件与主轴承座之间以及在定涡旋部件与消音板之间会形成具有不同压力的多个压力区域。在这些多个压力区域中的相邻两个压力区域之间需要设置密封组件以将相邻两个压力区域隔开。
[0004]然而，在一些相关的密封组件中，密封组件的密封性能特别是径向密封性无法得到可靠保证。因此，存在改进密封组件(特别是用于背压室的密封组件)的密封性能(特别是径向密封性)同时方便密封组件的装配的需要。
[0005]这里，应当指出的是，本部分中所提供的技术内容旨在有助于本领域技术人员对本实用新型的理解，而不一定构成现有技术。
【实用新型内容】
[0006]在本部分中提供本实用新型的总概要，而不是本实用新型完全范围或本实用新型所有特征的全面公开。
[0007]本实用新型的一个目的是提供一种能够通过简单的结构同时确保密封构件的径向密封性和轴向密封性的密封组件。
[0008]本实用新型的另一目的是提供一种能够避免或减小具有不同压力的压力区域之间流体泄漏的密封组件。
[0009]本实用新型的另一目的是提供一种能够避免在定涡旋部件与动涡旋部件之间产生较大的轴向作用力的密封组件。
[0010]本实用新型的另一目的是提供一种能够避免马达运行电流增大以及涡旋部件严重磨损的密封组件。
[0011 ]本实用新型的其它目的在于提供一种包括上述密封组件的涡旋压缩机。
[0012]为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于涡旋压缩机的密封组件，所述涡旋压缩机限定有轴向方向并且包括第一构件和能够大致沿所述轴向方向运动的第二构件，在所述第一构件和所述第二构件中的一者处形成有凹槽，所述密封组件设置在所述第一构件与所述第二构件之间并且所述密封组件的至少一部分容置在所述凹槽中。所述密封组件包括:密封构件，所述密封构件具有适于抵靠所述第一构件的第一密封面和适于抵靠所述第二构件的第二密封面；以及支承构件。所述密封构件设置有与所述第一密封面和所述第二密封面相对的密封构件接触部，所述支承构件设置有适于与所述密封构件接触部配合的支承构件接触部，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件。
[0013]在根据本实用新型的密封组件中:所述密封构件接触部形成为密封构件斜面，而所述支承构件接触部形成为支承构件斜面，所述支承构件斜面适于与所述密封构件斜面进行滑动接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者，所述密封构件接触部形成为大致圆弧形的密封构件凹面，而所述支承构件接触部形成为大致圆弧形的支承构件凸面，所述支承构件凸面适于与所述密封构件凹面接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者，所述密封构件接触部形成为大致圆弧形的密封构件凸面，而所述支承构件接触部形成为大致圆弧形的支承构件凹面，所述支承构件凹面适于与所述密封构件凸面接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者，所述密封构件接触部形成为大致圆弧形的密封构件凸面，而所述支承构件接触部形成为支承构件斜面，所述支承构件斜面适于与所述密封构件凸面进行滑动接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者，所述密封构件接触部形成为密封构件斜面，而所述支承构件接触部形成为大致圆弧形的支承构件凸面，所述支承构件凸面适于与所述密封构件斜面进行滑动接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件。
[0014]在根据本实用新型的密封组件中:所述支承构件为相对刚硬的呈大致圆环状的支承构件，使得所述密封构件接触部形成为密封构件斜面、密封构件凸面或密封构件凹面;并且/或者，所述密封构件为相对柔软的呈大致圆环状的密封构件，使得所述支承构件接触部形成为支承构件斜面、支承构件凸面或支承构件凹面。
[0015]在根据本实用新型的密封组件中:所述密封构件的横截面呈通过将大致矩形的一个角部切除而形成的大致梯形;并且/或者，所述支承构件的横截面呈通过将大致矩形的一个角部切除而形成的大致梯形。
[0016]在根据本实用新型的密封组件中，所述支承构件的尺寸设计成使得所述支承构件的直径与所述凹槽的不被所述密封构件密封的周壁的直径大致相等，以便允许所述支承构件沿着该周壁滑动。
[0017]在根据本实用新型的密封组件中，所述支承构件具有基部，所述基部适于接收外力而使得所述支承构件被朝向所述密封构件推压。
[0018]在根据本实用新型的密封组件中，所述支承构件接触部形成为支承构件斜面，并且所述基部设置为朝向密封构件侧不延伸超出所述支承构件斜面。
[0019]在根据本实用新型的密封组件中，所述密封组件还包括适于将偏置力施加至所述支承构件的偏置构件。
[0020]在根据本实用新型的密封组件中，所述偏置构件为呈大致圆环状的波形弹簧。
[0021]在根据本实用新型的密封组件中，所述密封组件还包括中间支承架，所述中间支承架布置在所述支承构件与所述偏置构件之间使得所述偏置构件经由所述中间支承架将偏置力施加至所述支承构件。
[0022]在根据本实用新型的密封组件中:所述中间支承架由相对刚硬的材料制成;并且/或者，所述中间支承架为具有大致矩形横截面的呈大致圆环状的支承架。
[0023]在根据本实用新型的密封组件中，所述密封构件的尺寸设计成使得:在所述密封构件未被所述支承构件推压的自由状态下，所述密封构件与所述凹槽的要被所述密封构件密封的周壁形成间隙配合。
[0024]在根据本实用新型的密封组件中，所述第一密封面为径向密封面，所述第二密封面为与所述第一密封面相邻的轴向密封面，所述第一密封面适于抵靠所述凹槽的径向外周壁或径向内周壁，所述第二密封面适于抵靠所述第一构件和所述第二构件中的不设置有所述凹槽的另一者的轴向端面。
[0025]在根据本实用新型的密封组件中:所述涡旋压缩机为高压侧涡旋压缩机，所述第一构件为所述涡旋压缩机的主轴承座，而所述第二构件为所述涡旋压缩机的能够在全负载位置与卸载位置之间运动的动涡旋部件;或者，所述涡旋压缩机为低压侧涡旋压缩机，所述第一构件为所述涡旋压缩机的消音板，而所述第二构件为所述涡旋压缩机的能够在全负载位置与卸载位置之间运动的定涡旋部件。
[0026]在根据本实用新型的密封组件中，在所述第一构件为所述主轴承座而所述第二构件为所述动涡旋部件的情况下，所述凹槽呈环形并且形成在所述主轴承座的设置有主轴承的支承部处，以便将形成在所述主轴承座与所述动涡旋部件之间且位于所述密封组件径向外侧的用作背压室的中压区域与大致形成在所述主轴承座与所述动涡旋部件之间且位于所述密封组件径向内侧的具有排出压力的高压区域隔开。
[0027]在根据本实用新型的密封组件中，所述第一密封面为径向密封面，所述第二密封面为与所述第一密封面相邻的轴向密封面，所述第一密封面适于抵靠所述凹槽的径向外周壁或径向内周壁，所述第二密封面适于抵靠所述动涡旋部件的毂部的轴向端面。
[0028]在根据本实用新型的密封组件中，所述密封组件还包括适于将偏置力施加至所述支承构件的偏置构件和布置在所述支承构件与所述偏置构件之间的中间支承架，所述偏置构件抵接所述凹槽的底壁，从而经由所述中间支承架将偏置力施加至所述支承构件而使得所述第一密封面抵靠于所述径向外周壁。
[0029]在根据本实用新型的密封组件中，所述毂部形成有从所述毂部的轴向末端径向地向外延伸的凸缘部，并且所述轴向端面为所述凸缘部的轴向端面。
[0030]在根据本实用新型的密封组件中，在所述涡旋压缩机的壳体内部，在所述第一构件与所述第二构件之间形成具有不同压力的多个压力区域，所述密封组件设置成将所述多个压力区域中的相邻两个压力区域隔开。
[0031]为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型的另一方面，提供一种涡旋压缩机。所述涡旋压缩机包括如上所述的密封组件。
[0032]根据本实用新型，由于密封构件和支承构件构造成具有相应的斜面从而能够借助相应的斜面而能够进行滑动接触配合(楔入配合)，因此在借助偏置构件的轴向偏置力而将支承构件朝向密封构件推压的情况下，密封构件可以同时地抵靠于第一构件(比如主轴承座)和第二构件(比如动涡旋部件)两者(这是由于偏置构件的偏置力还导致产生作用在密封构件上的径向分力，该径向分力导致密封构件产生周向拉伸变形而向外扩张而外径增大，从而导致密封构件的径向密封面紧靠第一构件)，从而通过简单的结构在密封组件的装配完成之后同时确保密封构件的径向密封性和轴向密封性。亦即，通过仅在大致轴向方向上或仅在大致径向方向上施力(即，单向地施力)而实现密封构件在大致轴向和大致径向双方向上受力从而同时地抵靠于第一构件和第二构件两者。相应地，由于密封组件的密封性能得到保证，因此可以避免高压区域中的流体向中压区域(比如背压室)泄漏;于是，可以避免动涡旋部件受到较大的向上推力，从而避免在定涡旋部件与动涡旋部件之间产生较大的轴向作用力，进而避免马达运行电流增大以及涡旋部件严重磨损。此外，可以将密封构件的尺寸设计成使得在密封组件的装配期间密封构件(此时密封构件处于不受力的自由状态)能够与凹槽的对应周壁采用间隙配合方式进行装配，从而极大地减小装配难度。
【附图说明】
[0033]通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中:
[0034]图1为示出应用了根据本实用新型的密封组件的涡旋压缩机的纵剖图；
[0035]图2为示出应用有根据本实用新型第一实施方式的密封组件的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图以及密封组件的细节图；
[0036]图3、图4、图5和图6分别为示出根据本实用新型第一实施方式的密封组件的密封构件、支承构件、中间支承架和偏置构件的分解立体图；
[0037]图7为示出与根据本实用新型第一实施方式的密封组件相关联的主轴承座的立体图；
[0038]图8为示出应用有根据本实用新型第二实施方式的密封组件的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图以及密封组件的细节图；
[0039]图9为示出根据本实用新型的变型的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图；
[0040]图1OA、图1OB、图1OC和1D分别为示出根据本实用新型的一系列变型的密封组件的不意图；
[0041]图11为示出应用有根据相关技术的密封组件的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图；以及
[0042]图12为示出根据相关技术的密封组件的立体图。
【具体实施方式】
[0043]下面参照附图、借助示例性实施方式对本实用新型进行详细描述。对本实用新型的以下详细描述仅仅是出于说明目的，而绝不是对本实用新型及其应用或用途的限制。
[0044]首先，参照图1概要地描述应用了根据本实用新型的密封组件800的涡旋压缩机10的结构(图1为示出应用了根据本实用新型的密封组件的涡旋压缩机的纵剖图)。
[0045]如图1所示，涡旋压缩机10可以包括:壳体100;由定涡旋部件220和动涡旋部件240构成的适于压缩工作流体(比如制冷剂)的涡旋压缩机构；以及驱动机构300。壳体100可以包括壳体本体120、附接至壳体本体120的顶端的顶盖140以及附接至壳体本体120的底端的底盖160，从而限定适于容纳涡旋压缩机构和驱动机构300等的密闭空间。驱动机构300可以包括:由定子322和转子324构成的马达320;以及与转子324固定地联接从而与转子324—体地旋转的驱动轴340。由此，驱动轴可以对动涡旋部件240进行驱动从而使动涡旋部件240相对于定涡旋部件220绕动以便实现对工作流体的压缩。
[0046]涡旋压缩机10还可以包括:适于以可旋转方式支承驱动轴并且轴向地支承动涡旋部件240的主轴承座400;用于吸入待压缩的低压工作流体的吸入配件(未示出)；以及用于排出经过压缩的高压工作流体的排出配件600。
[0047]在图示的示例中，涡旋压缩机10为马达320处于高压(对应于排出压力)的完全封闭式高压侧涡旋压缩机。然而，应当理解，本实用新型也可以应用于其它类型的涡旋压缩机，例如低压侧涡旋压缩机或半封闭式涡旋压缩机。
[0048]附加地参照图2(图2为示出应用有根据本实用新型第一实施方式的密封组件的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图以及密封组件的细节图)，在涡旋压缩机10中，可以在动涡旋部件240与主轴承座400之间设置具有中压的背压室BC。在涡旋压缩机10停机时，动涡旋部件240紧靠主轴承座400而与定涡旋部件220分离。在涡旋压缩机10开机之后，通过泄放孔(未示出)而与涡旋压缩机构的中压压缩腔连通的背压室BC接收来自中压压缩腔的中压工作流体而具有中压。动涡旋部件240在背压室BC的中压的作用下向上运动(大致沿涡旋压缩机10的轴向方向A运动)而紧靠定涡旋部件220，使得在定涡旋部件220与动涡旋部件240之间实现轴向密封。而且，在涡旋压缩机运行期间，一旦遇到例如涡旋压缩机构出现压力过高的情况，则动涡旋部件240可以临时地与定涡旋部件220分离而实现安全卸载。由此，在涡旋压缩机构具备轴向柔性(亦即，允许动涡旋部件在过度负载的情况下轴向浮动而实现卸载)的同时确保涡旋压缩机构中定涡旋部件与动涡旋部件之间的轴向密封性能。
[0049]如图2所示，为实现高压区域HP与背压室BC所处的中压区域MP之间的密封，需要在例如大致环形的背压室BC的径向内侧和径向外侧设置密封装置。在图示的示例中，径向内侧的密封装置可以通过根据本实用新型第一实施方式的密封组件800来实施，而径向外侧的密封装置则可以实施为金属对金属平面密封装置(即定涡旋部件220与主轴承座400之间的金属对金属平面接触)。然而，应当理解，也可以在背压室BC的径向外侧采用设置在动涡旋部件240与主轴承座400之间的根据本实用新型第一实施方式的密封组件800。
[0050]下面参照图2并且附加地参照图3至图7描述根据本实用新型第一实施方式的密封组件800(图3至图6分别为示出根据本实用新型第一实施方式的密封组件的密封构件、支承构件、中间支承架和偏置构件的分解立体图，而图7为示出与根据本实用新型第一实施方式的密封组件相关联的主轴承座的立体图)。
[0051]根据本实用新型第一实施方式，密封组件800可以设置在主轴承座400与动涡旋部件240之间。特别地，可以在主轴承座400和动涡旋部件240中的一者处形成有凹槽GV，并且密封组件800的至少一部分可以容置在凹槽GV中。在优选的示例中，(例如呈环形的)凹槽GV形成在主轴承座400的设置有主轴承440的(例如大致环形的)支承部420处。这里，需要指出的是，在第一实施方式中，主轴承座400用作根据本实用新型的固定的第一构件，而动涡旋部件240用作根据本实用新型的能够轴向浮动的第二构件。
[0052]参照图2，密封组件800可以包括:密封构件820 ；支承构件840 ；偏置构件860 ；以及中间支承架880。
[0053]密封构件820可以实施为密封圈，亦即，密封构件820可以呈大致圆环状。密封构件820具有适于抵靠主轴承座400的径向密封面(第一密封面)822和适于抵靠动涡旋部件240的轴向密封面(第二密封面)824。第二密封面824可以与第一密封面822相邻(例如，两者共用一条边)。在优选的示例中，第一密封面822适于抵靠凹槽GV的径向外周壁GVa(参见图2)。以此方式，由于密封组件800的径向内侧是高压区域HP而径向外侧是中压区域MP，因此可以借助压力差将密封构件820朝向径向外侧推压以便使第一密封面822更加可靠地抵靠于主轴承座400，从而实现更加可靠的径向密封性。然而，应当理解，也可以将密封组件800构造成使得第一密封面822抵靠于凹槽GV的径向内周壁GVb(图2未标示而可参见图8)。在这种情况下，借助根据第一实施方式的密封组件的特别结构也可以实现适当的径向密封性。
[0054]第二密封面824可以适于抵靠不设置有凹槽GV的动涡旋部件240的轴向表面(轴向端面)243a。特别地，轴向端面243a为动涡旋部件240的毂部242的轴向端面243a。在图示的示例中，毂部242可以形成有从毂部242的轴向末端径向地向外延伸的凸缘部243，并且轴向端面243a为凸缘部243的轴向端面243a。通过设置凸缘部243，可以使动涡旋部件240具有足够的轴向端面从而确保密封组件800实现可靠的轴向密封性。
[0055]根据本实用新型第一实施方式，参见图2和图3，密封构件820可以设置有斜面(也称为密封构件斜面并且优选为在横截面中呈平直斜面，并且用作根据本实用新型的密封构件接触部)826。如下文将做进一步描述，密封构件斜面826适于与支承构件斜面846进行楔入配合(即，支承构件846楔入密封构件820与凹槽GV的对应周壁之间的楔形空间中而产生所谓的楔形效应)。
[0056]支承构件840可以呈大致圆环状。根据本实用新型第一实施方式，支承构件840可以设置有斜面(也称为支承构件斜面并且优选为在横截面中平直斜面，并且用作根据本实用新型的支承构件接触部)846。如上所述，支承构件斜面846适于与密封构件斜面826进行楔入配合，从而在将支承构件840朝向密封构件820推压的情况下，密封构件820可以同时地抵靠于主轴承座400和动涡旋部件240两者。以此方式，可以通过简单的结构同时确保密封构件820的径向密封性和轴向密封性。
[0057]在一些示例中，密封构件820可以由相对较为柔软的材料(例如PTFE)制成，而支承构件840可以由相对较为刚硬的材料(例如金属)制成。以此方式，相对柔软的密封构件820可以确保密封性能，而相对刚硬的支承构件840可以确保向密封构件820提供可靠的支承进而确保密封构件820的均匀变形和均匀密封性能。
[0058]如图2所示，密封构件820的横截面可以呈下述形状:通过将大致矩形的一个角部切除而形成的大致梯形。例如，在该横截面中，具有相邻的第一密封面822和第二密封面824(比如第一密封面822和第二密封面824成直角或大致直角)，还具有与第一密封面822和第二密封面824相对的斜面826，并且还具有与第一密封面822相邻(比如成直角)和与斜面826相邻(比如成钝角)的表面(未标示)以及与第二密封面824相邻(比如成直角)和与斜面826相邻(比如成钝角)的表面(未标示)。
[0059]如图2所示，与密封构件820类似，支承构件840的横截面可以呈下述形状:通过将大致矩形的一个角部切除而形成的大致梯形。以此方式，支承构件840可以形成为使得:支承构件840的基部842(基部842适于接收外力而使得支承构件840被朝向密封构件820推压)的靠近密封构件820的端部(密封构件侧端部)842a与支承构件斜面846的靠近密封构件820的端部(密封构件侧端部)846a轴向地对齐(即径向位置一致)、而不朝向密封构件侧(在图2中为径向外侧)延伸超出支承构件斜面846的密封构件侧端部846a。换言之，基部842设置为朝向密封构件侧不延伸超出支承构件斜面846。
[0060]通过以这种方式形成密封构件820和支承构件840，能够简单地且有效地形成能够相互滑动接触配合(楔入配合)的密封构件820和支承构件840(借助于它们的斜面而实现配合)，同时也便于它们(特别是支承构件840)在凹槽GV中的装配和装配之后在凹槽GV中的滑动。特别地，与例如呈L形的支承构件(在该L形支承构件中，支承构件的基部的密封构件侧端部朝向密封构件侧延伸超出支承构件斜面的密封构件侧端部进而延伸超出支承构件斜面的延长线)相比，根据本实用新型的支承构件840能够充分简化结构而易于制造，也能够更加方便地装配在凹槽中，并且由于不具有延伸超出斜面846的延长线的部分而能够避免该延伸部分与密封构件820的干涉从而允许支承构件840与密封构件820的充分楔入配合(即加长楔入配合的滑动行程)。
[0061]这里，可以构想，密封构件820的横截面和/或支承构件840的横截面可以呈其它合适的形状。例如，该横截面可以呈三角形。在横截面呈三角形的情况下，对于支承构件而言，支承构件的基部的密封构件侧端部也没有延伸超出支承构件斜面的密封构件侧端部，或者说支承构件也不具有延伸超出支承构件斜面的延长线的部分从而形成为所谓的L形支承构件。另外，在横截面呈三角形的情况下，对于密封构件而言，密封构件斜面可以视为在与第一密封面和第二密封面相对的同时也与第一密封面和第二密封面相邻。
[0062]偏置构件860可以适于将偏置力施加至支承构件840。特别地，偏置构件860可以抵接凹槽GV的底壁GVc(图2未标示而可参见图8)，从而经由中间支承架880将偏置力施加至支承构件840。在一些示例中，偏置构件860可以为呈大致圆环状的波形弹簧860(参见图6);以此方式，可以在确保提供稳定偏置力的同时简化偏置构件的结构。在其它示例中，偏置构件860可以采用其它合适的弹性构件；例如，偏置构件860可以包括多个沿周向方向等角度地布置的螺旋弹簧。
[0063]中间支承架880可以轴向浮动并且可以布置在支承构件840与偏置构件860之间，使得偏置构件860可以经由中间支承架880将偏置力施加至支承构件840。在图示的示例中，在密封组件800的装配状态下，中间支承架880的密封构件侧端部(即图2中的径向外端)可以朝向密封构件侧(图2为径向地向外)延伸超出支承构件840的基部842的端部842a和支承构件斜面846的端部846a进而延伸超出支承构件斜面846的延长线。在其它示例中，在密封组件800的装配状态下，中间支承架880的密封构件侧端部可以不延伸超出支承构件840的基部842的端部842a或者不延伸超出支承构件斜面846的延长线；以此方式，可以避免在滑动楔入配合过程中中间支承架880与密封构件820的干涉可能性。
[0064]通过设置起到力传递中介构件作用的中间支承架880，可以改进向支承构件提供偏置力的稳定性和均匀性进而改进支承构件推压密封构件的稳定性和均匀性。而且，由于设置中间支承架880，可以确保避免通常具有凹凸结构的偏置构件碰触较为柔软的密封构件而损坏密封构件并且导致密封构件非均匀变形而减低密封效果。
[0065]中间支承架880可以由相对刚硬的材料(例如金属)制成，并且/或者，中间支承架880可以为具有大致矩形横截面的呈大致圆环状的支承架。以此方式，可以确保中间支承架880与支承构件840和偏置构件860的稳定接触，从而确保进一步改进向支承构件提供偏置力的稳定性和均匀性。
[0066]在一些示例中，支承构件840的尺寸可以设计成使得支承构件840的直径(在图2的示例中为内径)与凹槽GV的不被密封构件820密封的周壁GVa、GVb (在图2的示例中为径向内周壁GVb)的直径大致相等，以便允许支承构件沿着该周壁滑动。
[0067]这里，附带地，对一种根据相关技术的密封组件进行描述。参照图11和图12(图11为示出应用有根据相关技术的密封组件的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图，而图12为示出根据相关技术的密封组件的立体图)，根据相关技术的密封组件800’设置在动涡旋部件240’(具体为动涡旋部件的毂部242’)与主轴承座400’(具体为主轴承座的支承驱动轴的支承部420’)之间。密封组件800 ’包括:横截面呈矩形的密封环820支承密封环的支承构件；以及将弹簧力施加至支承构件的弹性构件。密封环820’具有能够抵靠于动涡旋部件240’的轴向密封面和能够抵靠于主轴承座400 ’的径向密封面。
[0068]在根据相关技术的密封组件800’中，弹性构件仅能够将密封环820’轴向地朝向动涡旋部件240’推压。由此，如果对密封环采用过盈装配以期一定程度地改进径向密封性，则会造成密封环装配困难，而如果为了装配方便而对密封环采用间隙配合，则会使径向密封面存在泄漏风险从而密封组件800 ’的径向密封性将无法得到保证。一旦密封组件的密封性能无法得到保证，高压区域中的流体将向中压区域(比如背压室)泄漏;这样，动涡旋部件将受到较大的向上推力，从而在定涡旋部件与动涡旋部件之间产生较大的轴向作用力，这将会导致马达运行电流增大而且也会导致涡旋部件严重磨损。
[0069]根据本实用新型第一实施方式，由于密封构件和支承构件构造成具有相应的斜面从而能够借助相应的斜面而能够进行滑动接触配合(楔入配合)，因此在借助偏置构件的轴向偏置力而将支承构件朝向密封构件推压的情况下，密封构件可以同时地抵靠于第一构件(比如主轴承座)和第二构件(比如动涡旋部件)两者(这是由于偏置构件的偏置力还导致产生作用在密封构件上的径向分力，该径向分力导致密封构件产生周向拉伸变形而向外扩张而外径增大，从而导致密封构件的径向密封面紧靠第一构件)，从而通过简单的结构在密封组件的装配完成之后同时确保密封构件的径向密封性和轴向密封性。亦即，通过仅在大致轴向方向上或仅在大致径向方向上施力(即，单向地施力)而实现密封构件在大致轴向和大致径向双方向上受力从而同时地抵靠于第一构件和第二构件两者。相应地，由于密封组件的密封性能得到保证，因此可以避免高压区域中的流体向中压区域(比如背压室)泄漏；于是，可以避免动涡旋部件受到较大的向上推力，从而避免在定涡旋部件与动涡旋部件之间产生较大的轴向作用力，进而避免马达运行电流增大以及涡旋部件严重磨损。此外，可以将密封构件的尺寸设计成使得在密封组件的装配期间密封构件(此时密封构件处于不受力的自由状态)能够与凹槽的对应周壁采用间隙配合方式进行装配，从而极大地减小装配难度。
[0070]下面参照图8描述根据本实用新型第二实施方式的密封组件800A(图8为示出应用有根据本实用新型第二实施方式的密封组件的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图以及密封组件的细节图)。密封组件800A与根据本实用新型第一实施方式的密封组件800的区别在于:在密封组件800A中省略中间支承架。在这种情况下，偏置构件860可以直接地接触支承构件840的基部842从而直接地将偏置力施加至支承构件840。本实用新型第二实施方式可以获得与本实用新型第一实施方式基本相同的技术效果。
[0071]根据本实用新型的密封组件和相关联的涡旋压缩机可以容许多种不同的变型。
[0072]例如，如图9所示(图9为示出根据本实用新型的变型的涡旋压缩机的主要部分的纵剖图)，在一种变型中，应用有根据本实用新型的密封组件的涡旋压缩机10为低压侧涡旋压缩机。该涡旋压缩机10同样地包括由定涡旋部件220和动涡旋部件240构成的涡旋压缩机构。另外，该涡旋压缩机10还包括将涡旋压缩机10的内部空间分隔成高压区和低压区的消音板500(也称为隔板)。在该涡旋压缩机10中，在定涡旋部件220与消音板500之间设置用于实现轴向柔性的具有中压的背压室BC，从而在定涡旋部件220与消音板500之间形成具有不同压力的多个压力区域，即高压区域HP、中压区域MP和低压区域LP。于是，根据本实用新型的密封组件800、800A可以设置在相邻的高压区域HP与中压区域MP之间以及相邻的中压区±I^MP与低压区域LP之间以便将相邻两个压力区域隔开。可以在消音板500处设置用于容置密封组件800、800A的凹槽GV(图9中位于径向内侧的凹槽)，也可以在定涡旋部件220(具体为定涡旋部件220的端板)处设置用于容置密封组件800、800A的凹槽GV(图9中位于径向外侧的凹槽)。
[0073]这里，需要指出的是，在该变型中，消音板500用作根据本实用新型的固定的第一构件，而定涡旋部件220用作根据本实用新型的能够轴向浮动的第二构件。
[0074]又例如，如图1OA至图1OD所示(图1OA至图1OD分别为示出根据本实用新型的一系列变型的密封组件的示意图)，在根据一种变型的密封组件800B中，与上文所述的密封组件800、800A相比，密封构件接触部形成为大致圆弧形的凹面826B，而支承构件接触部形成为大致圆弧形的凸面846B，凸面适于与凹面接触配合，从而通过将支承构件朝向密封构件推压(例如轴向地推压)而使得密封构件的径向密封面抵靠于第一构件(例如主轴承座)而轴向密封面抵靠于第二构件(例如动涡旋部件)。在根据另一变型的密封组件800C中，与上文所述的密封组件800、800A相比，密封构件接触部形成为大致圆弧形的凸面826C，而支承构件接触部形成为大致圆弧形的凹面846C，凹面适于与凸面接触配合，从而通过将支承构件朝向密封构件推压(例如轴向地推压)而使得密封构件的径向密封面抵靠于第一构件(例如主轴承座)而轴向密封面抵靠于第二构件(例如动涡旋部件)。在根据另一变型的密封组件800D中，与上文所述的密封组件800、800A相比，密封构件接触部形成为大致圆弧形的凸面826D，而支承构件接触部形成为支承构件斜面846，支承构件斜面适于与凸面进行滑动接触配合，从而通过将支承构件朝向密封构件推压(例如轴向地推压)而使得密封构件的径向密封面抵靠于第一构件(例如主轴承座)而轴向密封面抵靠于第二构件(例如动涡旋部件)。在根据另一变型的密封组件800E中，与上文所述的密封组件800、800A相比，密封构件接触部形成为密封构件斜面826，而支承构件接触部形成为大致圆弧形的凸面846E，凸面适于与密封构件斜面进行滑动接触配合，从而通过将支承构件朝向密封构件推压(例如轴向地推压)而使得密封构件的径向密封面抵靠于第一构件(例如主轴承座)而轴向密封面抵靠于第二构件(例如动涡旋部件)。根据这些变型的密封组件可以获得与上文所述的密封组件800、800A基本相同的技术效果。
[0075]在本申请文件中，方位术语“上”、“顶”和“底”等的使用仅仅出于便于描述的目的，而不应视为是限制性的。
[0076] 虽然已经参照示例性实施方式对本实用新型进行了描述，但是应当理解，本实用新型并不局限于文中详细描述和示出的【具体实施方式】，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。
【主权项】
1.一种用于涡旋压缩机(10)的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，所述涡旋压缩机限定有轴向方向(A)并且包括第一构件(400; 500)和能够大致沿所述轴向方向运动的第二构件(240;220)，在所述第一构件和所述第二构件中的一者处形成有凹槽(GV)，所述密封组件设置在所述第一构件与所述第二构件之间并且所述密封组件的至少一部分容置在所述凹槽中，所述密封组件包括: 密封构件(820)，所述密封构件具有适于抵靠所述第一构件的第一密封面(822)和适于抵靠所述第二构件的第二密封面(824);以及 支承构件(840)， 其特征在于，所述密封构件设置有与所述第一密封面和所述第二密封面相对的密封构件接触部(826，826B，826C，826D)，所述支承构件设置有适于与所述密封构件接触部配合的支承构件接触部(846，846B，846C，846E)，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件。2.根据权利要求1所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中: 所述密封构件接触部形成为密封构件斜面(826)，而所述支承构件接触部形成为支承构件斜面(846)，所述支承构件斜面适于与所述密封构件斜面进行滑动接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者 所述密封构件接触部形成为大致圆弧形的密封构件凹面(826B)，而所述支承构件接触部形成为大致圆弧形的支承构件凸面(846B)，所述支承构件凸面适于与所述密封构件凹面接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者 所述密封构件接触部形成为大致圆弧形的密封构件凸面(826C)，而所述支承构件接触部形成为大致圆弧形的支承构件凹面(846C)，所述支承构件凹面适于与所述密封构件凸面接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者 所述密封构件接触部形成为大致圆弧形的密封构件凸面(826D)，而所述支承构件接触部形成为支承构件斜面(846)，所述支承构件斜面适于与所述密封构件凸面进行滑动接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件;或者 所述密封构件接触部形成为密封构件斜面(826)，而所述支承构件接触部形成为大致圆弧形的支承构件凸面(846E)，所述支承构件凸面适于与所述密封构件斜面进行滑动接触配合，从而通过将所述支承构件朝向所述密封构件推压而使得所述密封构件抵靠于所述第一构件和所述第二构件。3.根据权利要求1所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中: 所述支承构件为相对刚硬的呈大致圆环状的支承构件;并且/或者 所述密封构件为相对柔软的呈大致圆环状的密封构件。4.根据权利要求3所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中: 所述密封构件的横截面呈通过将大致矩形的一个角部切除而形成的大致梯形，使得所述密封构件接触部形成为密封构件斜面(826)、密封构件凸面或密封构件凹面;并且/或者 所述支承构件的横截面呈通过将大致矩形的一个角部切除而形成的大致梯形，使得所述支承构件接触部形成为支承构件斜面(846)、支承构件凸面或支承构件凹面。5.根据权利要求3所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述支承构件的尺寸设计成使得所述支承构件的直径与所述凹槽的不被所述密封构件密封的周壁(GVa，GVb)的直径大致相等，以便允许所述支承构件沿着该周壁滑动。6.根据权利要求1所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述支承构件具有基部(842)，所述基部适于接收外力而使得所述支承构件被朝向所述密封构件推压。7.根据权利要求6所述的密封组件(800，800A，800D)，其中，所述支承构件接触部形成为支承构件斜面(846)，并且所述基部设置为朝向密封构件侧不延伸超出所述支承构件斜面。8.根据权利要求1所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述密封组件还包括适于将偏置力施加至所述支承构件的偏置构件(860)。9.根据权利要求8所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述偏置构件为呈大致圆环状的波形弹簧(860)。10.根据权利要求8所述的密封组件(800)，其中，所述密封组件还包括中间支承架(880)，所述中间支承架布置在所述支承构件与所述偏置构件之间使得所述偏置构件经由所述中间支承架将偏置力施加至所述支承构件。11.根据权利要求10所述的密封组件(800)，其中: 所述中间支承架(880)由相对刚硬的材料制成;并且/或者 所述中间支承架为具有大致矩形横截面的呈大致圆环状的支承架。12.根据权利要求1至11中任一项所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述密封构件的尺寸设计成使得:在所述密封构件未被所述支承构件推压的自由状态下，所述密封构件与所述凹槽的要被所述密封构件密封的周壁(GVa，GVb)形成间隙配合。13.根据权利要求1至11中任一项所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述第一密封面为径向密封面，所述第二密封面为与所述第一密封面相邻的轴向密封面，所述第一密封面适于抵靠所述凹槽的径向外周壁(GVa)或径向内周壁(GVb)，所述第二密封面适于抵靠所述第一构件和所述第二构件中的不设置有所述凹槽的另一者的轴向端面(243a)。14.根据权利要求1至7中任一项所述的密封组件(800，80(^，8008，800(:，8000，80(^)，其中: 所述涡旋压缩机为高压侧涡旋压缩机，所述第一构件为所述涡旋压缩机的主轴承座(400)，而所述第二构件为所述涡旋压缩机的能够在全负载位置与卸载位置之间运动的动涡旋部件(240);或者 所述涡旋压缩机为低压侧涡旋压缩机，所述第一构件为所述涡旋压缩机的消音板(500)，而所述第二构件为所述涡旋压缩机的能够在全负载位置与卸载位置之间运动的定涡旋部件(220)。15.根据权利要求14所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，在所述第一构件为所述主轴承座(400)而所述第二构件为所述动涡旋部件(240)的情况下，所述凹槽(GV)呈环形并且形成在所述主轴承座的设置有主轴承(440)的支承部(420)处，以便将形成在所述主轴承座与所述动涡旋部件之间且位于所述密封组件径向外侧的用作背压室(BC)的中压区域(MP)与大致形成在所述主轴承座与所述动涡旋部件之间且位于所述密封组件径向内侧的具有排出压力的高压区域(HP)隔开。16.根据权利要求15所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，所述第一密封面为径向密封面，所述第二密封面为与所述第一密封面相邻的轴向密封面，所述第一密封面适于抵靠所述凹槽的径向外周壁(GVa)或径向内周壁(GVb)，所述第二密封面适于抵靠所述动涡旋部件的毂部(242)的轴向端面(243a)。17.根据权利要求16所述的密封组件(800)，其中，所述密封组件还包括适于将偏置力施加至所述支承构件的偏置构件(860)和布置在所述支承构件与所述偏置构件之间的中间支承架(880)，所述偏置构件抵接所述凹槽的底壁(GVc)，从而经由所述中间支承架将偏置力施加至所述支承构件而使得所述第一密封面抵靠于所述径向外周壁。18.根据权利要求16所述的密封组件(800，80(^，80(?，800(:，8000，80(^)，其中，所述毂部形成有从所述毂部的轴向末端径向地向外延伸的凸缘部(243)，并且所述轴向端面为所述凸缘部的轴向端面。19.根据权利要求1至11中任一项所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)，其中，在所述涡旋压缩机的壳体(100)内部，在所述第一构件与所述第二构件之间形成具有不同压力的多个压力区域(HP，MP，LP)，所述密封组件设置成将所述多个压力区域中的相邻两个压力区域隔开。20.—种涡旋压缩机(10)，其特征在于，所述涡旋压缩机包括如权利要求1至19中任一项所述的密封组件(800，800A，800B，800C，800D，800E)。
【文档编号】F04C27/00GK205478314SQ201620045337
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月18日
【发明人】周光勇
【申请人】艾默生环境优化技术(苏州)有限公司