CN113482919B - 一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器，涡旋压缩机的密封结构包括：盖体、壳体和静盘，盖体包括位于其轴向一端的第一端面，静盘包括位于其轴向一端的第二端面，第一端面与第二端面相对以使得盖体盖设在静盘上，第一端面不与壳体相对，第一端面与第二端面之间设置有第一密封件；壳体设置在静盘的径向外侧，且静盘的径向外周面与壳体的径向内周面之间设置有第二密封件。根据本发明能有效完成盖体与静盘、静盘与壳体之间的密封，提高了密封性能，防止或减小了泄漏，以及解决了泄漏问题；不必针对3个端面设计密封结构，其对于密封件的加工精度要求降低，因此有效降低了加工成本。

Description

一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器。
背景技术
涡旋压缩机具有零部件少，容积效率高、能效比高、振动小、噪音小等优点。卧式铝壳涡旋压缩机具有体积小、质量轻、效率高和噪声低等优点，普遍应用于乘用车中。为了实现轻量化设计，铝壳涡旋压缩机中绝大多数的零件都采用铝合金为材料，铝合金在焊接工艺上存在难点，无法实现全封闭结构而采用半封闭结构实现密封。压缩机的密封性好坏对压缩机性能、可靠性存在重大影响。采用半封闭设计对前盖、静盘、支架和壳体等重要零件的加工精度及装配精度要求严格，从而造成压缩机成本增加。
图1所示为现通用的铝壳密封形式：静盘的轴向压紧由前盖第一平面将凸起密封片压平，凸起密封片再压紧静盘第一平面，此处实现静盘轴向固定。同时静盘第二平面开设凹槽放置密封圈，前盖第二端面挤压O型圈但静盘第二平面和前盖第二平面留有间隙，此处将高压气体密封在前盖和静盘组成的容腔内；前盖第一平面压紧凸起密封片与壳体平面接触，实现低压气体的密封。这种密封方式的问题在于，静盘的轴向固定通过前盖第一平面压紧凸起密封片实现，低压气体的密封通过前盖第一平面压紧凸起密封片与壳体接触实现，这要求整机装配后静盘的第一平面和壳体平面必须保持在同一平面，前盖第一平面必须平整，这大大提高了压缩机零件的加工和装配精度要求，提高整机成本。
由于现有技术中的涡旋压缩机存在前盖组件、壳体组件和静盘组件之间的轴向尺寸过约束问题而导致出现密封性能降低，并且为了克服该尺寸的过约束问题需要提高零件的加工精度，导致加工成本增大；并且还存在压缩机高压侧之间低压侧存在较大压差而导致排气端无法有效回油等技术问题，因此本发明研究设计出一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的涡旋压缩机存在前盖组件、壳体组件和静盘组件之间的轴向尺寸过约束问题而导致出现密封性能降低，压缩机内部高压和低压之间易存在泄漏，或压缩机与外部环境之间易存在泄漏的缺陷，从而提供一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器。
为了解决上述问题，本发明提供一种涡旋压缩机的密封结构，其包括：
盖体、壳体和静盘，所述盖体包括位于其轴向一端的第一端面，所述静盘包括位于其轴向一端的第二端面，所述第一端面与所述第二端面相对以使得所述盖体盖设在所述静盘上，所述第一端面不与所述壳体相对，所述第一端面与所述第二端面之间设置有第一密封件；所述壳体设置在所述静盘的径向外侧，且所述静盘的径向外周面与所述壳体的径向内周面之间设置有第二密封件。
在一些实施方式中，所述第一密封件为密封片的结构，被所述盖体压紧在所述第一端面和所述第二端面之间。
在一些实施方式中，所述盖体上开设有储油腔和盖体回油通道，所述静盘上开设有静盘回油通道，所述第一密封件上设置有导油通道，所述导油通道包括进油端和出油端，所述盖体回油通道一端与所述储油腔连通、另一端能与所述导油通道的所述进油端连通，所述导油通道的所述出油端能够与所述静盘回油通道连通。
在一些实施方式中，所述第一密封件为环状结构，其朝向所述盖体的所述第一端面的端面上开设凹槽结构，形成为所述导油通道，所述导油通道为弧形槽结构。
在一些实施方式中，还包括支架，所述静盘还包括在轴向上与所述第二端面相背的第三端面，所述支架与所述静盘的所述第三端面相接，且所述支架内部还开设有支架回油通道，所述支架回油通道的一端能与所述静盘回油通道的一端连通，所述支架回油通道的另一端能将油导出。
在一些实施方式中，所述壳体包括位于轴向一端的第四端面，所述盖体还包括与所述第四端面相对的第五端面，且所述第五端面与所述第一端面不平齐，且所述第五端面与所述第四端面之间具有间隙。
在一些实施方式中，还包括螺纹连接件，所述螺纹连接件能够穿入所述盖体的所述第五端面和所述壳体的所述第四端面而将所述盖体固定到所述壳体上。
在一些实施方式中，所述静盘的径向外周面上开设有静盘密封槽，所述第二密封件设置于所述静盘密封槽中，且所述第二密封件与所述壳体的径向内周面之间贴合设置。
在一些实施方式中，所述壳体的径向内周面上开设有壳体密封槽，所述第二密封件设置于所述壳体密封槽中，且所述第二密封件与所述静盘的径向外周面之间贴合设置。
在一些实施方式中，所述第二密封件为环形密封圈的结构。
本发明还提供一种涡旋压缩机，其包括前任一项所述的涡旋压缩机的密封结构。
本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的涡旋压缩机。
本发明提供的一种涡旋压缩机的密封结构、涡旋压缩机和空调器具有如下有益效果：
1.本发明通过在盖体的第一端面与静盘的第二端面之间设置的第一密封件，能够仅有效针对于两个端面的结合起到有效密封，即对静盘与盖体之间起到有效且精确的密封，不必针对于例如现有技术中的对三个端面一起进行密封，不会出现前盖、壳体和静盘彼此之间的轴向尺寸过约束的问题，从而有效地提高密封性，并且通过壳体径向内周面与静盘外周面设置的第二密封件，对壳体与静盘之间形成有效密封，从而有效地完成盖体与静盘、静盘与壳体之间的密封，有效防止高压气体通过盖体侧进入静盘等位置，也有效防止低压气体通过壳体进入静盘等位置，提高了密封性能，防止或减小了压缩机内部高压和低压之间存在的泄漏，以及解决了压缩机与外部环境之间存在的泄漏问题；并且由于不必针对3个端面设计密封结构，其对于密封件的加工精度要求降低，因此有效降低了加工成本；
2.本发明还通过第一密封件上开设的导油通道，能够从盖体上的高压储油腔和高压回油通道中进行有效地导油，经过导油通道后其能够对油进行节流减压，从而有效地保证对主轴承等需要润滑的部件进行泵送适当压力的油，防止例如背压升高等情况发生，解决压缩机高压侧往低压侧的回油问题，使得高压侧的回油持续正常有效的进行。
附图说明
图1为现有技术中的涡旋压缩机的部分结构纵截面图；
图2为本发明的实施例一的涡旋压缩机的内部结构纵截面图；
图3为本发明的实施例二的涡旋压缩机的内部结构纵截面图；
图4为图2中第一密封件的俯视结构图。
附图标记表示为：
1、盖体；1-1、盖体回油通道；1a、第一端面；1b、第五端面；2、静盘；2-1、静盘回油通道；2-2、静盘密封槽；2a、第二端面；2b、第三端面；3、动盘；4、支架；4-1、支架回油通道；5、偏心调节件；6、曲柄销；7、曲轴；8、壳体；8-1、壳体密封槽；8a、第四端面；9、电机；9-1、电机定子；9-2、电机转子；10、吸气口；11、副轴承；12、主轴承；13、动盘轴承；14、偏心量调节件限位销；15、耐磨片；16、防自转限位销；17、储油腔；18、油分装置；19、第一密封件；19-1：导油通道；19a、进油端；19b、出油端；19c、定位孔；20、第二密封件；21、螺纹连接件。
具体实施方式
如图2-4所示，本发明提供一种涡旋压缩机的密封结构，其包括：
盖体1、壳体8和静盘2，所述盖体1包括位于其轴向一端的第一端面1a，所述静盘2包括位于其轴向一端的第二端面2a，所述第一端面1a与所述第二端面2a相对以使得所述盖体1盖设在所述静盘2上，所述第一端面1a不与所述壳体8相对，所述第一端面1a与所述第二端面2a之间设置有第一密封件19；
所述壳体8设置在所述静盘2的径向外侧，且所述静盘2的径向外周面与所述壳体8的径向内周面之间设置有第二密封件20。
本发明通过在盖体的第一端面与静盘的第二端面之间设置的第一密封件，能够仅有效针对于两个端面的结合起到有效密封，即对静盘与盖体之间起到有效且精确的密封，不必针对于例如现有技术中的对三个端面一起进行密封，不会出现前盖、壳体和静盘彼此之间的轴向尺寸过约束的问题，从而有效地提高密封性，并且通过壳体径向内周面与静盘外周面设置的第二密封件，对壳体与静盘之间形成有效密封，从而有效地完成盖体与静盘、静盘与壳体之间的密封，有效防止高压气体通过盖体侧进入静盘等位置，也有效防止低压气体通过壳体进入静盘等位置，提高了密封性能，防止或减小了压缩机内部高压和低压之间存在的泄漏，以及解决了压缩机与外部环境之间存在的泄漏问题；并且由于不必针对3个端面设计密封结构，其对于密封件的加工精度要求降低，因此有效降低了加工成本。
本发明的技术方案实施对象是一种涡旋压缩机，采用一种密封结构，涉及到前盖、壳体、静盘及支架，实现压缩机内部高压和低压密封及回油润滑，降低零件的加工和装配精度要求，实现降本。
本发明的技术方案不需对静盘、支架和壳体的轴向尺寸提出高精度的要求即可实现压缩机高低压、内外部的密封，同时解决了压缩机内部回油的节流降压问题，结构简单，降低了压缩机的制造成本，保证了压缩机的正常运行。
本发明1.前盖组件与壳体组件，前盖组件与静盘组件轴向尺寸的过约束问题，降低零件加工精度，降低加工成本；2.实现压缩机内部高压和低压分隔，同时解决压缩机与外部环境的密封问题；3.解决压缩机高压侧往低压侧的回油问题。
本发明第一提高密封性能，第二是利用密封结构实现回油润滑。盖体1(即前盖)与静盘2间设置第一密封件19(即平面密封片)，在静盘2与壳体8间安装径向第二密封件20(即O型密封圈)，平面密封片中设有导油通道19-1(即回油节流通道)。
1.平面密封片优选为橡胶材料，其上开设回油节流通道，回油节流通道的进油端与盖体回油通道1-1相连，出油端与静盘回油通道2-1相连，静盘回油通道2-1另一端与支架回油通道4-1相连，支架回油通道4-1通向主轴承进行润滑。
2.静盘2或壳体8径向设置有密封槽，O型圈置于密封槽中；
3.静盘背面为一个平面，平面密封片置于前盖和静盘2之间，依靠前盖压紧实现密封。
压缩机的泵体由静盘2和动盘3配合而成，支架4过盈装配到壳体8中，支架4和动盘3之间放置耐磨片15，此耐磨片由耐磨性较好的材料做成，防止动盘背面及支架端面的磨损，提高压缩机的可靠性。曲柄销6偏心且过盈压入曲轴7上端面开设的孔中。曲柄销、动盘的连接间隙设置动盘轴承13和偏心调节件5，此偏心调节件的作用是使得压缩机在运转过程中能够实现动盘偏心量的微调。电机转子9-2过盈压入曲轴7中并与曲柄销6、主轴承12共同组成轴系组件。压缩机通电时，轴系组件由电机定子9-1驱动旋转。在动盘底部开设一定数量的圆形沉槽，和防自转限位销16、偏心量调节件限位销14配合来防止动盘的自转。轴系组件驱动动盘3绕着静盘2平动，形成多个容积随角度变化的月牙室，从而完成压缩机冷媒的吸气、压缩、排气过程。
压缩机冷媒从吸气口10进入压缩机，带动低压室储油区的润滑油通过支架通流孔和耐磨片通流孔进入由动盘3和静盘2组成的压缩腔内，由电机9带动曲轴7完成压缩过程，完成压缩后的高温高压气体冷媒夹带着润滑油从静盘排气口排出。夹带润滑油的气体冷媒经油分装置18，在重力和离心力的作用下，下沉至高压的储油腔17，而气体经排气口排出压缩机。
压缩机正常运行需要实现内部低压与高压的独立，及内部与外部的独立。平面密封片(第一密封件19)安装在静盘的第二端面2a与盖体1的第一端面2a之间，通过定位孔19c进行定位。当上紧螺钉(螺纹连接件21)时平面密封片受力压紧，可实现高压侧的密封，高压气体密封在高压排气腔内，静盘静盘径向安装有径向O型圈(第二密封件20)，实现低压侧气体密封在低压侧。同时，卧式涡旋压缩机回油时需控制回油通道的大小以实现降压节流的作用，避免出现高压气体直接回流至低压或中压测。本发明的技术方案中，盖体1与静盘2间的平面密封片开设有半环形的导油通道19-1，储油腔17的润滑油经盖体回油通道1-1流至平面密封片进油端，再经平面密封片上的半环形的导油通道19-1时会产生沿称损失实现节流减压，从出油口经静盘流入支架回油通道中，最终润滑主轴承。
在一些实施方式中，所述第一密封件19为密封片的结构，被所述盖体1压紧在所述第一端面1a和所述第二端面2a之间。这是本发明的第一密封件的优选结构形式，即密封片设置在盖体与静盘之间能够起到有效对二者密封的作用，并且两个平面之间的密封能够对密封片的设计精度要求较低，且密封性能提高。
在一些实施方式中，所述盖体1上开设有储油腔17和盖体回油通道1-1，所述静盘2上开设有静盘回油通道2-1，所述第一密封件19上设置有导油通道19-1，所述导油通道19-1包括进油端19a和出油端19b，所述盖体回油通道1-1一端与所述储油腔17连通、另一端能与所述导油通道19-1的所述进油端19a连通，所述导油通道19-1的所述出油端19b能够与所述静盘回油通道2-1连通。本发明还通过盖体上的储油腔和盖体回油通道，以及第一密封件上的导油通道，以有效地将盖体上排气后进行分离出来的油导至导油通道中，并且将油最终导至静盘回油通道中，以对例如主轴承等位于背压压力中的零部件进行润滑，并且经过导油通道后其能够对油进行节流减压，从而有效地保证对主轴承等需要润滑的部件进行泵送适当压力的油，防止例如背压升高等情况发生(例如背压升高会导致动盘与静盘之间的磨损加剧，致使无法有效压缩，此种情况的回油时要被避免的)，解决压缩机高压侧往低压侧的回油问题，使得高压侧的回油持续正常有效的进行。
在一些实施方式中，所述第一密封件19为环状结构，其朝向所述盖体1的所述第一端面1a的端面上开设凹槽结构，形成为所述导油通道19-1，所述导油通道19-1为弧形槽结构。这是本发明的第一密封件的优选结构形式，通过环状结构能够有效地与静盘进行配合作用，对静盘径向外侧的第一端面处进行有效密封作用，第一密封件的朝向盖体的端面上开设凹槽的导油通道，能够对来自盖体上来的油进行承接，并将油通过导油通道导流至静盘回油通道中，弧线槽结构的导油通道已经满足其转移路径的需要并且节流降压的作用也能满足。
在一些实施方式中，还包括支架4，所述静盘2还包括在轴向上与所述第二端面2a相背的第三端面2b，所述支架4与所述静盘2的所述第三端面2b相接，且所述支架4内部还开设有支架回油通道4-1，所述支架回油通道4-1的一端能与所述静盘回油通道2-1的一端连通，所述支架回油通道4-1的另一端能将油导出。本发明还通过支架上的支架回油通道的设置能够从静盘回油通道中引入油，进而最终将油导入至主轴承等背压机构中，以对运动摩擦部件进行润滑。
在一些实施方式中，所述壳体8包括位于轴向一端的第四端面8a，所述盖体1还包括与所述第四端面8a相对的第五端面1b，且所述第五端面1b与所述第一端面1a不平齐，且所述第五端面1b与所述第四端面8a之间具有间隙。这是本发明的进一步优选结构形式，即盖体与壳体的相接位置关系，即盖体径向内侧与静盘相接，径向外侧与壳体相接，以将壳体盖住；且盖体用于与壳体相对的第五端面与盖体的第一端面不平齐，且第五端面与第四端面之间具有间隙，能够使得盖体与壳体之间不贴合，即第一密封件不必也不能伸到壳体与盖体之间而对二者进行密封，从而在保证静盘与盖体之间密封的同时，降低了第一密封件的加工精度，减小加工成本，且密封性能提高。
在一些实施方式中，还包括螺纹连接件21，所述螺纹连接件21能够穿入所述盖体1的所述第五端面1b和所述壳体8的所述第四端面8a而将所述盖体1固定到所述壳体8上。本发明通过螺纹连接件能够对盖体与壳体之间进行有效的紧固固定作用，使得盖体被固定到壳体上，但是壳体与盖体之间不密封，本发明的密封通过静盘与盖体之间的密封和静盘与壳体之间的密封(两处密封)来有效地保证。
如图2，在一些实施方式中，所述静盘2的径向外周面上开设有静盘密封槽2-2，所述第二密封件20设置于所述静盘密封槽2-2中，且所述第二密封件20与所述壳体8的径向内周面之间贴合设置。这是本发明的实施例一的优选结构形式，即第二密封件设置于静盘的径向外周面上开设的静盘密封槽内，能够实现对静盘与壳体之间的有效密封作用。
如图3，在一些实施方式中，所述壳体8的径向内周面上开设有壳体密封槽8-1，所述第二密封件20设置于所述壳体密封槽8-1中，且所述第二密封件20与所述静盘2的径向外周面之间贴合设置。这是本发明的实施例二的优选结构形式，即第二密封件设置于壳体的径向内周面上开设的壳体密封槽内，能够实现对静盘与壳体之间的有效密封作用。
在一些实施方式中，所述第二密封件20为环形密封圈(即O型圈)的结构。这是本发明的第二密封件的优选结构形式，能够对壳体与静盘的周向一圈均能起到有效的密封作用。与实施例一不同的是，实施例二的O型圈密封槽开设于壳体内，不开设在静盘径向。静盘所受气体力复杂，取消静盘密封槽有利于提高静盘的强度，减小静盘在复杂力场下应力和变形。
本发明还提供一种涡旋压缩机，其包括前任一项所述的涡旋压缩机的密封结构。本发明的技术方案不需对静盘、支架和壳体的轴向尺寸提出高精度的要求即可实现压缩机高低压、内外部的密封，同时解决了压缩机内部回油的节流降压问题，结构简单，降低了压缩机的制造成本，保证了压缩机的正常运行。
本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的涡旋压缩机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：包括：
盖体(1)、壳体(8)和静盘(2)，所述盖体(1)包括位于其轴向一端的第一端面(1a)，所述静盘(2)包括位于其轴向一端的第二端面(2a)，所述第一端面(1a)与所述第二端面(2a)相对以使得所述盖体(1)盖设在所述静盘(2)上，所述第一端面(1a)不与所述壳体(8)相对，所述第一端面(1a)与所述第二端面(2a)之间设置有第一密封件(19)；
所述壳体(8)设置在所述静盘(2)的径向外侧，且所述静盘(2)的径向外周面与所述壳体(8)的径向内周面之间设置有第二密封件(20)；
所述盖体(1)上开设有储油腔(17)和盖体回油通道(1-1)，所述静盘(2)上开设有静盘回油通道(2-1)，所述第一密封件(19)上设置有导油通道(19-1)，所述导油通道(19-1)包括进油端(19a)和出油端(19b)，所述盖体回油通道(1-1)一端与所述储油腔(17)连通、另一端能与所述导油通道(19-1)的所述进油端(19a)连通，所述导油通道(19-1)的所述出油端(19b)能够与所述静盘回油通道(2-1)连通。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
所述第一密封件(19)为密封片的结构，被所述盖体(1)压紧在所述第一端面(1a)和所述第二端面(2a)之间。
3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
所述第一密封件(19)为环状结构，其朝向所述盖体(1)的所述第一端面(1a)的端面上开设凹槽结构，形成为所述导油通道(19-1)，所述导油通道(19-1)为弧形槽结构。
4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
还包括支架(4)，所述静盘(2)还包括在轴向上与所述第二端面(2a)相背的第三端面(2b)，所述支架(4)与所述静盘(2)的所述第三端面(2b)相接，且所述支架(4)内部还开设有支架回油通道(4-1)，所述支架回油通道(4-1)的一端能与所述静盘回油通道(2-1)的一端连通，所述支架回油通道(4-1)的另一端能将油导出。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
所述壳体(8)包括位于轴向一端的第四端面(8a)，所述盖体(1)还包括与所述第四端面(8a)相对的第五端面(1b)，且所述第五端面(1b)与所述第一端面(1a)不平齐，且所述第五端面(1b)与所述第四端面(8a)之间具有间隙。
6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
还包括螺纹连接件(21)，所述螺纹连接件(21)能够穿入所述盖体(1)的所述第五端面(1b)和所述壳体(8)的所述第四端面(8a)而将所述盖体(1)固定到所述壳体(8)上。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
所述静盘(2)的径向外周面上开设有静盘密封槽(2-2)，所述第二密封件(20)设置于所述静盘密封槽(2-2)中，且所述第二密封件(20)与所述壳体(8)的径向内周面之间贴合设置。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
所述壳体(8)的径向内周面上开设有壳体密封槽(8-1)，所述第二密封件(20)设置于所述壳体密封槽(8-1)中，且所述第二密封件(20)与所述静盘(2)的径向外周面之间贴合设置。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的涡旋压缩机的密封结构，其特征在于：
所述第二密封件(20)为环形密封圈的结构。
10.一种涡旋压缩机，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的涡旋压缩机的密封结构。
11.一种空调器，其特征在于：包括权利要求10所述的涡旋压缩机。
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