专利名称：具有浮动密封装置的压缩机及浮动密封装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡旋压缩机领域，尤其涉及具有浮动密封装置的压缩机及涡旋压缩机中用到的浮动密封装置。
背景技术：
通常，涡旋式压缩机主要由密封外壳、动涡盘、静涡盘、防自转机构、轴承座、曲轴、电机组件等构成。密封外壳内设有高低压分隔板，从而将密封外壳的内部分隔为高压区(上方部分)和低压区(下方部分)，高低压分隔板中央开设有排出孔。静涡盘具有端板，端板中央开设有排出孔，与高低压分隔板上开设的排出孔配合，端板下方一体成型有涡卷。动涡盘同样具有端板及一体成型的涡卷，动涡盘的涡卷朝上、相对静涡盘偏心并相差180度对置安装，于是在动静涡盘之间形成一系列月牙形空间，即基元容积。密封外壳内还设置有轴承，静涡盘安装在轴承座上，并使其相对于轴承座具有有限轴向运动。动涡盘下端与曲轴配合，曲轴进而与电机转子配合。曲轴在电机组件的驱动下，带动动涡盘以静涡盘的中心为旋转中心，并以一定的旋转半径作无自转的公转，公转过程中，外圈月牙形空间便会不断向中心移动，使基元容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔相通，从而将高压气体排出压缩机。动涡盘、静涡盘还分别与防自转机构配合，用以防止动涡盘自转，且保持动、静涡盘相对角度关系。
为提高压缩效率，使每个涡盘的涡卷的顶端和另一涡盘的端板密封的结合，以最大限度地减少它们之间的渗漏是很重要的。现有技术通常采用轴向偏移技术，即借助具有一定压力的流体使一个涡盘沿轴向向另一个涡盘偏移，使其尽量密封地连接。采用轴向偏移技术时，需要提供浮动密封装置，通过该浮动密封装置与静涡盘上对应机构之间的配合，限定一中压腔，该中压腔接收经动、静涡卷压缩后具有一定压力的流体，再利用该流体的压力向静涡盘施加轴向压力，从而使得静涡盘与动涡盘配合的更加紧密，达到降低或消除动、静涡盘之间渗漏的目的。同时，当压缩机在异常负荷的情况下，可以起到压缩机卸载的作用，从而保护压缩机不受损害。
中国第91108516.5号专利公开了一种带浮动装置的涡型机械，其中公开的技术方案为静涡盘的顶部开设有凹槽，凹槽内装设一密封装置，从而密封装置与静涡盘间形成一中压腔，同时实现三处密封的效果。然而，该专利中揭露的浮动密封装置结构复杂，不易组装，且成本较高。因此，在涡型压缩机领域内，有必要继续改进轴向偏移技术，包括改善使轴向偏移技术得以实现的浮动密封装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有新型浮动密封装置的涡旋压缩机。
上述目的由以下技术方案实现一种具有浮动密封装置的压缩机，包括内部设置有高低压分隔板的密封外壳；设置在密封外壳内所述高低压分隔板下方的静涡盘；设置在密封外壳内、相对静涡盘对置安装的动涡盘，从而使两涡盘在一吸入压力区和一排出压力区之间产生体积逐渐变化的压缩腔；用以安装静涡盘并使其相对于动涡盘具有有限轴向运动的装置；用以驱动动涡盘以静涡盘中心轴线公转的装置；用以防止动涡盘自转，且保持动、静涡盘相对角度关系的装置；其特征在于，还包括密封盖及密封件，所述静涡盘的顶端设置有凸台，密封盖底端开设有可与所述凸台配合从而使得密封盖和静涡盘间形成一中压腔的凹槽，该中压腔通过静涡盘上开设的一泄流通道与压缩腔连通，密封件包括将中压腔与吸入压力区隔离开的第一密封件、将中压腔与排出压力区隔离开的第二密封件、及设置在密封盖与高低压分隔板之间的可以将吸入压力区与排出压力区隔离开的第三密封件。
本发明的又一目的是提供一种可以广泛地应用在通常涡旋式压缩机中的浮动密封装置。
上述又一目的由以下技术方案实现一种浮动密封装置，其特征在于包括顶端设置有凸台的静涡盘；安装在静涡盘顶端的密封盖，该密封盖底端开设有可与所述凸台配合从而使得密封盖和静涡盘间形成一中压腔的凹槽，该中压腔通过静涡盘上开设的一泄流通道与压缩腔连通；及密封件，包括将中压腔与吸入压力区隔离开的第一密封件、将中压腔与排出压力区隔离开的第二密封件、及设置在密封盖与高低压分隔板之间的可以将吸入压力区与排出压力区隔离开的第三密封件。
本发明提供的浮动密封装置较现有技术具有结构简单、容易安装及成本低的特点。本发明提供的具有浮动密封装置的压缩机具有压缩效率高、成本低、故障率低的有益效果。
图1为实施例一提供的具有浮动密封装置的压缩机的截面图；图2为实施例一中静涡盘的截面放大图；图3为实施例一中密封盖的截面放大图；图4为图1的局部放大图；图5为实施例二提供的具有浮动密封装置的压缩机的垂直截面的局部放大图；图6为实施例三提供的具有浮动密封装置的压缩机的垂直截面的局部放大图。
附图标记说明如下
密封壳体2高低压分隔板21静涡盘 3端板30第一阶凸台 31 第二阶凸台 32涡卷35 泄流通道301静涡盘排出口302 密封盖 4第一阶凹槽 41 第二阶凹槽 42顶端凹槽43 密封盖排出孔402第一密封圈 51 第二密封圈 52第三密封圈 53 动涡盘 6轴承座 7曲轴8电机组件9防自转机构 10中压腔 100 压缩腔 200吸入压力区 300 排出压力区 400具体实施方式
实施例一请参阅图1，本实施例提供的压缩机包括一密封外壳2，密封外壳2内设置有高低压分隔板21，高低压分隔板21下方设置静涡盘3及与静涡盘3配合从而实现浮动密封功能的密封盖4及密封圈51、52、53，静涡盘3下方设置与其对置安装的动涡盘6，从而使两涡盘在一吸入压力区300和一排出压力区400之间产生体积逐渐变化的压缩腔，密封外壳2内设置有轴承座7，用以安装静涡盘3，并使其相对于动涡盘6具有有限轴向运动，动涡盘6底部与曲轴8配合，曲轴8与电机组件9配合，曲轴8及电机组件9用以驱动动涡盘6以静涡盘中心轴线公转，静涡盘3及动涡盘6分别与防自转机构10可操作地配合，用以防止动涡盘6自转，且保持动、静涡盘相对角度关系。下面结合图2、图3及图4对静涡盘3密封盖4及密封圈51、52、53构成的浮动密封装置进行详细描述。
如图2所示，静涡盘3具有端板30及下方一体成型的涡卷35，端板30上开设有上下贯通的泄流通道301及排出孔302，端板30顶端设有凸台，该凸台为两阶凸台，由第一阶凸台31及第二阶凸台32形成，第一阶凸台31及第二阶凸台32的侧壁上均设置有密封圈安装位置，用于方便安装密封圈51、52。
如图3所示，密封盖4中央开设有上下贯通的排出孔402，底部开设有凹槽，该凹槽为两阶凹槽，由第一阶凹槽41及第二阶凹槽42形成，该凹槽的尺寸及形状与上述二阶凸台匹配，使得所述第一阶凸台31的上端部分及第二阶凸台32的上端部分可以分别嵌入第一阶凹槽41及第二阶凹槽42内，密封盖4顶端开设有闭合凹槽43。
结合图2图3及图4所示，密封盖4安装在静涡盘3顶端，使得静涡盘3顶端的第一阶凸台31及第二阶凸台32分别部分地嵌入密封盖4底部的第一阶凹槽41及第二阶凹槽42内，从而使得在第一阶凸台31的顶面与第一阶凹槽41的底面间形成一中压腔100，该中压腔100通过静涡盘上开设的泄流通道301与动涡盘6及静涡盘3限定的压缩腔连通，第一密封圈51设置在第一阶凸台31的侧壁与第一阶凹槽41的侧壁之间，从而将中压腔100与吸入压力区300隔离开，第二密封圈52设置在第二阶凸台32的侧壁与第二阶凹槽42的侧壁之间，从而将中压腔100与排出压力区400隔离开，第三密封圈53设置在密封盖4顶端开设的凹槽43内，第三密封圈53向上与高低压分隔板21可密封地配合，从而使得密封盖4轴向浮动至一第一位置时，将吸入压力区300与排出压力区400隔离开，使得密封盖4轴向浮动至一第二位置时，吸入压力区300与排出压力区400连通。
上述中压腔100由泄流通道301和压缩腔相连，从而引进中间压缩腔的压力Pz，该压力作用在密封盖4的底部，而密封盖4的顶部由密封圈53分为两个区域，外侧受吸气压力Ps作用，内侧受排气压力Pd作用，任何时候作用在密封盖4上的气体压力和通过高低压分隔板21作用在密封盖上的力处于平衡状态；此外，静涡盘3除了受压缩腔气体作用力外，其外侧边缘受吸气压力Ps作用，中央部位受排气压力Pd作用，被密封盖覆盖的部分受中压腔Pz的作用，所有这些力使静涡盘3轴向密封力处于平衡状态。
上述密封盖的平衡和静涡盘的平衡形成了本实施例提供的压缩机的轴向双重平衡。这种轴向双重平衡使动、静涡盘涡卷轴向密封力一直处于动态可调整的平衡状态，可以避免出现两种情况(1)轴向密封力过大，加剧摩擦，功耗增加，缩短零件寿命；(2)轴向密封力不足导致压缩腔窜气，能效比降低。
上述浮动密封装置还具有以下优点能对诸如反转和进气堵塞引起的真空情况起到良好的保护作用，即在上述情况发生时，密封盖4浮动至所述第二位置，此时密封圈53失去作用，以使排出压力区400的流体可以泄入吸入压力区300，这可以防止在压缩机进口一侧形成高真空而产生将两涡盘涡卷拉在一起的具有破坏性的力。此外，出现液压时，静涡盘向上浮动，与动涡盘分离，从而排除压缩腔内的液体。
实施例二请参阅图5，实施例二提供的具有浮动密封装置的压缩机与实施例一的区别在于，密封盖4顶端和高低压分隔板配合用于将吸入压力区和排出压力区分隔的密封机构不同，实施例一中为凹槽43配合密封圈53的结构，本实施例二中采用密封盖4顶端一体成型的闭合凸台44及高低压分隔板底端设置的密封垫211配合的结构。该实施例可以达成与实施例一相同的目的及功能。
实施例三请参阅图6，实施例三提供具有浮动密封装置的压缩机与实施例二的区别在于，静涡盘3端板的顶部上的凸台为一阶凸台，图6中标示为310，密封盖4底部设置的凹槽对应地为一阶凹槽，凸台310上端部分地嵌入凹槽内，使得凸台310的顶面与凹槽的底面之间形成中压腔100。第一密封件设置在凸台310外侧侧壁与凹槽外侧侧壁之间，从而将中压腔100与吸入压力区300隔离开，第二密封件设置在凸台310内侧侧壁与凹槽内侧侧壁之间，从而将中压腔100与排出压力区400隔离开，密封盖4顶端设置的凸台44向上与高低压分隔板21底端设置的密封垫211可密封地配合，从而使得密封盖4轴向浮动至一第一位置时，将吸入压力区300与排出压力区400隔离开，使得密封盖4轴向浮动至一第二位置时，吸入压力区300与排出压力区400连通。所述凸台的外侧壁上设置第一密封件安装位置，凹槽的内侧壁上设置第二密封件安装位置，用以方便安装密封圈51及52。
上述各实施例揭露的浮动密封装置除了应用在各种涡旋压缩机中，还可以使用在需要提供轴向偏移力，实现浮动密封效果的其它设备中。
权利要求
1.一种具有浮动密封装置的压缩机，包括内部设置有高低压分隔板的密封外壳；设置在密封外壳内所述高低压分隔板下方的静涡盘；设置在密封外壳内、相对静涡盘对置安装的动涡盘，从而使两涡盘在一吸入压力区和一排出压力区之间产生体积逐渐变化的压缩腔；用以安装静涡盘并使其相对于动涡盘具有有限轴向运动的装置；用以驱动动涡盘以静涡盘中心轴线公转的装置；用以防止动涡盘自转，且保持动、静涡盘相对角度关系的装置；其特征在于，还包括密封盖及密封件，所述静涡盘的顶端设置有凸台，密封盖底端开设有可与所述凸台配合从而使得密封盖和静涡盘间形成一中压腔的凹槽，该中压腔通过静涡盘上开设的一泄流通道与压缩腔连通，密封件包括将中压腔与吸入压力区隔离开的第一密封件、将中压腔与排出压力区隔离开的第二密封件、及设置在密封盖与高低压分隔板之间的可以将吸入压力区与排出压力区隔离开的第三密封件。
2.如权利要求1所述的具有浮动密封装置的压缩机，其特征在于，所述凸台为两阶凸台，所述凹槽为两阶凹槽，第一密封件设置在第一阶凸台的侧壁与第一阶凹槽的侧壁之间，第二密封件设置在第二阶凸台的侧壁与第二阶凹槽的侧壁之间，所述中压腔形成于第一阶凸台的顶面与第一阶凹槽的底面之间。
3.如权利要求2所述的具有浮动密封装置的压缩机，其特征在于，所述凸台的第一阶凸台的侧壁及第二阶凸台的侧壁上均设置有密封件安装位置。
4.如权利要求1所述的具有浮动密封装置的压缩机，其特征在于，所述凸台为一阶凸台，所述凹槽为一阶凹槽，第一密封件及第二密封件设置在凸台与凹槽的侧壁之间，所述中压腔形成于该凸台的顶面与凹槽的底面之间。
5.如权利要求4所述的具有浮动密封装置的压缩机，其特征在于，所述凸台的侧壁上设置第一密封件安装位置，凹槽的侧壁上设置第二密封件安装位置。
6.如权利要求1至5任意一项所述的具有浮动密封装置的压缩机，其特征在于，所述第三密封件为一体成形在密封盖顶端的闭合凸台及高低压分隔板底端设置的密封垫。
7.如权利要求1至5任意一项所述的具有浮动密封装置的压缩机，其特征在于，所述第三密封件为开设在密封盖顶端的闭合凹槽及装配在该凹槽内的密封圈。
8.一种浮动密封装置，其特征在于包括顶端设置有凸台的静涡盘；安装在静涡盘顶端的密封盖，该密封盖底端开设有可与所述凸台配合从而使得密封盖和静涡盘间形成一中压腔的凹槽，该中压腔通过静涡盘上开设的一泄流通道与压缩腔连通；及密封件，包括将中压腔与吸入压力区隔离开的第一密封件、将中压腔与排出压力区隔离开的第二密封件、及设置在密封盖与高低压分隔板之间的可以将吸入压力区与排出压力区隔离开的第三密封件。
9.如权利要求8所述的浮动密封装置，其特征在于，所述凸台为两阶凸台，所述凹槽为两阶凹槽，第一密封件设置在第一阶凸台的侧壁与第一阶凹槽的侧壁之间，第二密封件设置在第二阶凸台的侧壁与第二阶凹槽的侧壁之间，所述中压腔形成于第一阶凸台的顶面与第一阶凹槽的底面之间。
10.如权利要求9所述的浮动密封装置，其特征在于，所述凸台的第一阶凸台的侧壁及第二阶凸台的侧壁上均设置有密封件安装位置。
11.如权利要求8所述的浮动密封装置，其特征在于，所述凸台为一阶凸台，所述凹槽为一阶凹槽，第一密封件及第二密封件设置在凸台与凹槽的侧壁之间，所述中压腔形成于该凸台的顶面与凹槽的底面之间。
12.如权利要求11所述的浮动密封装置，其特征在于，所述凸台的侧壁上设置第一密封件安装位置，凹槽的侧壁上设置第二密封件安装位置。
13.如权利要求8至12任意一项所述的浮动密封装置，其特征在于，所述第三密封件为一体成形在密封盖顶端的闭合凸台。
14.如权利要求8至12任意一项所述的浮动密封装置，其特征在于，所述第三密封件为开设在密封盖顶端的闭合凹槽及装配在该凹槽内的密封圈。
全文摘要
本发明涉及涡旋压缩机，特别涉及涡旋压缩机中用到的浮动密封装置。本发明的涡旋压缩机采用的浮动密封装置由静涡盘及与静涡盘顶端配合的密封盖，静涡盘的顶端设置有凸台，密封盖底端开设有可与所述凸台配合从而使得密封盖和静涡盘间形成一中压腔的凹槽，该中压腔通过静涡盘上开设的一泄流通道与压缩腔连通，密封件包括将中压腔与吸入压力区隔离开的第一密封件、将中压腔与排出压力区隔离开的第二密封件、及设置在密封盖与高低压分隔板之间的可以将吸入压力区与排出压力区隔离开的第三密封件。本发明提供的浮动密封装置较现有技术具有结构简单、容易安装及成本低的特点。本发明提供的涡旋压缩机压缩效率高、成本低、故障率低。
文档编号F04C27/00GK101046202SQ20071002730
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者陈达光, 陈炯, 陈土标, 陈迪松, 曹贞文, 杜俊律, 周波 申请人:珠海格力电器股份有限公司, 珠海凌达压缩机有限公司