[發明專利]渦旋壓縮機的徑向密封結構

無效

• 申請號: 201010193023.0
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN101852208A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 劉興旺;姚淑婷;齊學義;李超;趙嫚;劉振全;余建平;陳叔平;荊兵;王小娟;史潔;王彩鵑
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F04C27/00
• 分類號: F04C27/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及渦旋壓縮機動渦旋齒的密封。

背景技術

目前，用以實現渦旋壓縮機渦旋齒齒頂與渦旋盤槽底之間的徑向密封的機構主要有三種：

(1)不帶軸向調節機構的動靜渦旋盤嚙合機構，其動渦旋齒和靜渦旋齒的齒頂表面都是光滑表面，在動靜渦旋盤上沒有任何調節機構，壓縮機工作時，動渦旋盤上所受的軸向氣體力會使動渦旋齒齒頂與靜渦旋盤槽底間的軸向間隙Ca、靜渦旋齒齒頂與動渦旋盤槽底間的軸向間隙Ca及動渦旋盤底板上表面與靜渦旋盤下表面間的軸向間隙Cb增大，導致通過軸向間隙Ca的徑向泄漏和通過軸向間隙Cb的泄漏增大，壓縮機的多變效率降低。

(2)帶背壓腔的動靜渦旋盤嚙合機構，在動渦旋盤槽底開設有背壓平衡孔，壓縮腔中的氣體可通過背壓平衡孔竄到動渦旋盤背面的背壓腔中，背壓腔中的氣體對動渦旋盤施加一個方向與動渦旋盤所受的軸向氣體力方向相反的背壓力，可使動渦旋盤底板上表面與靜渦旋盤下表面間的軸向間隙Cb為零，但不能同時保證動渦旋齒齒頂與靜渦旋盤槽底間的軸向間隙Ca以及靜渦旋齒齒頂與動渦旋盤槽底間的軸向間隙Ca為零，通過軸向間隙Ca的徑向泄漏仍然較大。另外，如果軸向推力太大，將導致動渦旋盤底板上表面與靜渦旋盤下表面接觸部位的摩擦功耗增大；如果軸向推力過小，則動渦旋盤底板上表面與靜渦旋盤下表面間的軸向間隙Cb大于零，該處的泄漏得不到有效密封。

(3)動靜渦旋齒的齒頂帶密封條的動靜渦旋盤嚙合機構，是在動渦旋齒和靜渦旋齒的齒頂嵌入用自潤滑材料做成的密封條，作用于密封條底部的氣體力使密封條沿軸向浮起并和渦旋盤槽底貼合，對泄漏氣體起節流阻塞作用，從而實現徑向密封。但磨損產生的瑣屑進入鑲嵌密封條的密封條槽內，會使密封條失去浮動能力，密封效果嚴重下降。另外，密封條的使用壽命短，造成壓縮機檢修頻繁，使用不便。

發明內容

本發明的目的是減少渦旋壓縮機相鄰壓縮腔間的徑向泄漏，提高渦旋壓縮機的多變效率。

本發明是渦旋壓縮機的徑向密封結構，分別在動渦旋齒和靜渦旋齒的齒頂表面上，沿渦旋齒壁厚方向D距離渦旋齒內壁面in為距離e的位置處開始到沿與渦旋齒壁厚方向D相反方向離渦旋齒外壁面out為距離e的位置之間的齒頂表面上開設矩形槽，距離e和渦旋齒壁厚t之比的取值范圍為：0.05≤e/t≤0.07，渦旋齒壁厚t的取值范圍為：3.5mm≤t≤8.5mm。

本發明的有益之處在于，在動靜渦旋齒齒頂表面不開設矩形槽的徑向密封結構的軸向間隙與動靜渦旋齒齒頂表面開設矩形槽的徑向密封結構的軸向間隙相等的條件下，動靜渦旋齒齒頂表面開設矩形槽的密封結構的徑向泄漏量僅占動靜渦旋齒齒頂表面不開設矩形槽的密封結構的徑向泄漏量的46％，大大減小了渦旋壓縮機的徑向泄漏，提高了渦旋壓縮機的多變效率。另外，對動靜渦旋齒齒頂表面開設矩形槽的密封結構的軸向間隙Ca的要求可適當放松，從而在一定程度上降低了動靜渦旋盤的加工及裝配精度，可消除渦旋齒齒頂和渦旋盤槽底間的摩擦，更適用于無油潤滑渦旋壓縮機。

附圖說明

圖1為本發明的動靜渦旋盤嚙合的主視圖，圖2是圖1中A-A向剖面圖，圖3是圖2中B-B向剖面圖，圖4為圖3中E向視圖，圖5為圖4中沿C-C向的剖視圖。

具體實施方式

圖1為本發明的動靜渦旋齒嚙合主視圖，圖1中I部位為動渦旋盤底板上表面與靜渦旋盤下表面的接觸部位，動渦旋盤所受的背壓力可使動渦旋盤底板上表面與靜渦旋盤下表面間的軸向間隙Cb為零，但在保證軸向間隙Cb為零的條件下，不能同時保證動渦旋齒齒頂與靜渦旋盤槽底之間的軸向間隙Ca以及靜渦旋齒齒頂與動渦旋盤槽底之間的軸向間隙Ca為零。圖2表示了動靜渦旋齒嚙合形成壓縮腔的情況，工作時曲軸帶動動渦旋盤繞靜渦旋盤中心OO′做回轉平動，動靜渦旋齒間形成了數對空腔，對氣體進行壓縮。高壓腔中的氣體就會沿軸向間隙Ca向與高壓腔相鄰的低壓腔泄漏。

如圖3、圖4所示，本發明的渦旋壓縮機的徑向密封結構，分別在動渦旋齒和靜渦旋齒的齒頂表面上，沿渦旋齒壁厚方向D距離渦旋齒內壁面in為距離e的位置處開始到沿與渦旋齒壁厚方向D相反方向離渦旋齒外壁面out為距離e的位置之間的齒頂表面上開設矩形槽，距離e和渦旋齒壁厚t之比的取值范圍為：0.05≤e/t≤0.07，渦旋齒壁厚t的取值范圍為：3.5mm≤t≤8.5mm。