一种浮动涡旋式压缩机
技术领域
本发明属于涡旋压缩机领域,尤其涉及涡旋式压缩机齿顶、齿侧密封结构。
背景技术
现有的涡旋式压缩机包括设有螺旋形涡旋齿的定涡旋、与定涡旋相配合的设有螺旋形涡旋齿的动涡旋和在动涡旋与上支撑之间运动的十字环,十字环并分别与动、定涡旋配合并限制它们只能相对平动,通过动涡旋与定涡旋相互配合形成了容积可变的多个压缩腔,由电机带动曲轴驱动动涡旋沿其公转轨道公转,从而完成气体的吸入、压缩和排出。为了提高效率,必须使两涡旋件的涡旋齿顶与另一涡旋件的齿底紧密的贴合以减少相邻压缩腔之间的齿顶泄漏。
为使两涡旋件的涡旋齿顶与另一涡旋件的齿底紧密的贴合以减少相邻压缩腔之间的齿顶泄漏,现有技术中,名称为“一种带浮动盘的涡旋式压缩机”专利技术提出了在动涡旋和上支撑之间设浮动盘的结构,该结构的浮动盘装于上支撑上,浮动盘底面和上支撑底面之间形成环形中间压力腔,环形中间压力腔通过引压通道与压缩腔连通。该结构在一定程度上解决了相邻压缩腔之间的齿顶泄漏问题。
现有技术的不足是:虽然一定程度上解决了相邻压缩腔之间的齿顶泄漏问题,但其环形中间压力腔结构较复杂,引压通道仅在上支撑和定涡旋上,选择的空间小,同时齿侧的泄漏问题也未能得到有效解决。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题,提出一种改进的可以同时减少齿顶泄漏和齿侧泄漏的涡旋式压缩机。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种浮动涡旋式压缩机,包括安装在压缩机壳体内的定涡旋、动涡旋、十字环、上支撑、曲轴、电机转子和电机定子,定涡旋固定于上支撑上,动涡旋、十字环设置在定涡旋和上支撑之间,动涡旋由曲轴驱动,电机转子安装在曲轴上,动涡旋与定涡旋相互配合形成多个压缩腔,在动涡旋和上支撑之间设有浮动盘,浮动盘为圆盘式结构的盘,浮动盘与上支撑之间设有密封结构,密封结构在浮动盘底面和上支撑上表面之间形成环形压力腔,浮动盘的上表面与动涡旋的底面接靠,浮动盘中部设有轴孔,浮动盘装于动涡旋曲柄上,浮动盘随动涡旋运动而运动,其特征在于:
所述环形压力腔设有与压缩腔或高压腔连通的引压通道;
所述环形压力腔为环形压力腔A、环形压力腔B和环形压力腔C中的任意一种:所述环形压力腔A包括以下两种形式:
a)上支撑上表面开设两个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件A和密封件B,上支撑上表面、浮动盘底面、密封件A和密封件B之间形成环形压力腔A;
b)浮动盘底面开设两个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件C和密封件D,上支撑上表面、浮动盘底面、密封件C和密封件D之间形成环形压力腔A;
所述环形压力腔B由以下形式构成:浮动盘底面开设一个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件E,密封件E的形状是凹型,上支撑上表面与密封件E之间形成环形压力腔B;
所述环形压力腔C由以下形式构成:上支撑上表面开设一个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件F,密封件F的形状是凹型,浮动盘底面与密封件F之间形成环形压力腔C。
本发明所述一种浮动涡旋式压缩机,其特征在于:所述环形压力腔与压缩腔连通的引压通道为以下两种方式中的任意一种:a)通过上支撑引压通道和定涡旋引压通道A与压缩腔连通;b)通过动涡旋引压通道和浮动盘引压通道与压缩腔连通,所述通过上支撑引压通道和定涡旋引压通道A与压缩腔连通是通过设置在上支撑和动涡旋上的上支撑引压通道和定涡旋引压通道A连通,所述上支撑引压通道一端与浮动盘底面和上支撑底面之间形成的环形压力腔连通,另一端与定涡旋引压通道A连通,所述定涡旋引压通道A一端与上支撑引压通道在定涡旋与上支撑接触面上连通,另一端与动涡旋与定涡旋相互配合形成的压缩腔连通;所述通过动涡旋引压通道和浮动盘引压通道与压缩腔连通是通过设置在动涡旋和浮动盘上的动涡旋引压通道和浮动盘引压通道与压缩腔连通,所述动涡旋引压通道一端与浮动盘引压通道在动涡旋与浮动盘接触的面上连通,另一端与动涡旋与定涡旋相互配合形成的压缩腔连通,所述浮动盘引压通道一端与浮动盘底面和上支撑底面之间形成的环形压力腔连通,另一端在动涡旋与浮动盘接触的面上与动涡旋引压通道连通。
本发明所述一种浮动涡旋式压缩机,其特征在于:所述与高压腔连通的引压通道为通过上支撑引压通道和定涡旋引压通道B与高压腔连通,所述上支撑引压通道一端与浮动盘底面和上支撑底面之间形成的环形压力腔连通,另一端与定涡旋引压通道B连通,所述定涡旋引压通道B一端与上支撑引压通道在定涡旋与上支撑接触面上连通,另一端与高压腔连通。
本发明所述的一种浮动涡旋式压缩机,其特征在于:所述上支撑引压通道、定涡旋引压通道A、定涡旋引压通道B、动涡旋引压通道和浮动盘引压通道为一条以上。
本发明所述的浮动涡旋式压缩机,其特征在于:所述浮动盘轴孔内径与动涡旋曲柄外径之间存在间隙,间隙值为0~50mm。
本发明的工作原理如下:当压缩机起动时,随着动涡旋的转动,压缩腔中的压力升高。将推动动涡旋与定涡旋分开一段距离,压缩腔中的一部分压缩流体可以从动涡旋和定涡旋的齿顶向外泄漏,从而减小起动负载。同时,随着压缩腔中的压力升高,压缩流体会通过定涡旋上的引压通道A和上支撑上的引压通道进入由浮动盘和上支撑围成的环形压力腔,使环形压力腔中的压力升高。环形压力腔中的压力作用于浮动盘,转化成浮动盘对于动涡旋的支撑力,方向为轴向向上。当该支撑力大于动涡旋所受到的其它轴向向下的合力时,浮动盘将推动动涡旋靠向定涡旋,使动涡旋和定涡旋的齿顶与相对涡旋件的齿底紧密接触,使压缩腔得到良好的齿顶密封;同时由于随着动涡旋的转动,浮动盘也随之转动,产生离心力,此离心力使动涡旋和定涡旋的齿侧紧密接触,压缩腔得到良好的齿侧密封。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明的压力腔需要使用密封件进行密封,密封件可以是一个或者多个,密封件可以安装在上支撑或者浮动环上,结构设计简单,密封件选择余地大。
2、在动涡旋浮动涡旋压缩机起动之前,动涡旋与定涡旋通常是在轴向、径向分离开一小段距离。压缩机起动过程中,压缩腔中的流体可以通过轴向、径向间隙泄漏出去,在起动时产生卸载的效果,降低起动负载。常见的动涡旋浮动结构,虽然可以通过动涡旋浮动将轴向的距离缩短到尽量小,但对径向的距离的缩小只能靠涡旋盘受到的离心力实现,有时会因离心力偏小,造成径向的距离的缩小效果不明显。本发明中的结构,浮动盘与动涡旋一起运动,不但对径向的距离的缩小有明显作用,同时离心力明显增大,使得径向的距离的缩小效果明显,齿侧泄漏明显减少。
附图说明
本发明共有7幅附图。其中:
图1是本发明的浮动涡旋式压缩机的结构示意图;
图2是本发明的浮动涡旋式压缩机浮动机构的局部结构视图;
图3是本发明的实施例二的密封结构示意图;
图4是本发明的实施例三的定涡旋引压通道示意图;
图5是本发明的实施例四的浮动盘、动涡旋引压通道示意图;
图6是本发明的实施例五的密封结构示意图;
图7是本发明的实施例六的密封结构示意图;
图中:1、定涡旋,2、动涡旋,3、十字环,4、上支撑,5、曲轴,6、电机转子,7、电机定子,8、浮动盘,9、压缩腔,10、定涡旋引压通道A,11、上支撑引压通道,12、压力腔A,13、密封件A,14、密封件B,15、动涡旋曲柄,16、浮动盘底面,17、上支撑上表面,18、浮动盘上表面,19、动涡旋的底面,20、密封件C,21、密封件D,22、定涡旋引压通道B,23、高压腔,24、动涡旋引压通道,25、浮动盘引压通道,26、密封件E,27、压力腔B,28、压力腔C,29、密封件F。
具体实施方式
下面结合附图的实施例对本发明进行进一步地描述。如图1所示,浮动涡旋式压缩机主要包括定涡旋1、动涡旋2、十字环3、上支撑4、曲轴5、电机转子6、电机定子7、浮动盘8。定涡旋1与动涡旋2相互配合形成多个压缩腔9,在动涡旋2背侧设有十字环3与定涡旋1和动涡旋2配合,使动涡旋2只能相对定涡旋1平动,曲轴5由电机定子7通过电机转子6驱动,曲轴5驱动动涡旋2沿轨道平面运动,从而完成压缩工质的吸气、压缩、排气过程。浮动盘8有上表面18,与动涡旋2的底面19接触。浮动盘8装于动涡旋2曲柄15上,在压缩机工作时浮动盘8随动涡旋2运动而运动,并由浮动盘8向动涡旋2提供向上的轴向支撑力及径向离心力。
实施例1
如图2所示,在动涡旋2和上支撑4之间设有浮动盘8,上支撑上表面17开设两个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件A13和密封件B14,上支撑上表面17、浮动盘底面16、密封件A13和密封件B14之间形成环形压力腔A12,压力腔A12连通上支撑引压通道11,上支撑引压通道11的另一端口与定涡旋1上的定涡旋引压通道A10在定涡旋1与上支撑4接触面上连通,定涡旋引压通道A10的另一端口与动涡旋2与定涡旋1相互配合形成的压缩腔9连通。
实施例2
图3给出了浮动盘8与上支撑4之间的另一种密封结构的实施例,其结构如图3所示:在动涡旋2和上支撑4之间设有浮动盘8,浮动盘底面16开设两个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件C20和密封件D21,上支撑上表面17、浮动盘底面16、密封件C20和密封件D21之间形成环形压力腔A12。
实施例3
图4给出了压力腔A12中压力引入通道的另一种开设形式的实施例,其结构如图4所示:压力腔A12连通上支撑引压通道11,上支撑引压通道11的另一端口与定涡旋1上的定涡旋引压通道B22在定涡旋1与上支撑4接触面上连通,定涡旋引压通道B22的另一端口与压缩机高压腔23连通。
实施例4
图5给出了压力腔A12中压力引入通道的另一种开设形式的实施例,其结构如图5所示:压力腔A12连通浮动盘引压通道25,浮动盘引压通道25的另一端口与动涡旋2上的动涡旋引压通道24在浮动盘8与动涡旋2接触面上连通,动涡旋引压通道24的另一端口与动涡旋2与定涡旋1相互配合形成的压缩腔9连通。
实施例5
图6给出了浮动盘8与上支撑4之间的另一种密封结构的实施例,其结构如图6所示:在动涡旋2和上支撑4之间设有浮动盘8,浮动盘底面16开设一个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件E26,密封件E26的形状是凹型,上支撑上表面17与密封件E26之间形成环形压力腔B27。
实施例6
图7给出了浮动盘8与上支撑4之间的另一种密封结构的实施例,其结构如图7所示:在动涡旋2和上支撑4之间设有浮动盘8,上支撑上表面17开设一个环形凹槽,环形凹槽中放置密封件F29,密封件F29的形状是凹型,浮动盘底面16与密封件F29之间形成环形压力腔C28。