一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机制造技术

本发明专利技术公开了一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，包括壳体，壳体内配设有相互啮合呈涡旋状的动涡盘和静涡盘，静涡盘与壳体固接，动涡盘能够绕着静涡盘的基圆中心进行平动；动涡盘和静涡盘的内侧壁上均开有密封齿。本发明专利技术的一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，可以降低涡旋压缩机的切向泄漏量，提高涡旋压缩机的运行效率；结构简单，密封效果好，工艺上容易实现，适合工业化批量生产。

A scroll compressor with radial clearance seal structure

【技术实现步骤摘要】
一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机
本专利技术属于压缩机密封机构
，涉及一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机。
技术介绍
涡旋压缩机是20世纪70年代发展起来的一种新型容积式压缩机。与传统的往复式压缩机相比，涡旋压缩机的体积更小、重量更轻、效率更高，因而被广泛用于化工工业和制冷领域。但是，对于涡旋压缩机而言，间隙泄漏是制约其运行效率的一个主要因素，对间隙进行密封是提高涡旋压缩机压缩性能的重要途径。涡旋压缩机的间隙泄漏可按部位的不同分为径向泄漏和切向泄漏，对径向泄漏密封主要是通过轴向的密封的装置实现的，但是，对于涡旋压缩机的切向泄漏来说，密封主要是借助两个涡旋体的径向啮合来实现。在实际压缩机运转中，为保证动静盘侧壁面不发生摩擦，需预留一定的径向间隙，其值为0.010-0.030mm。径向间隙内存在切向泄漏，会降低压缩机的容积效率和绝热效率。因此，对涡旋压缩机的径向间隙进行密封具有重要的意义。研究发现，通过径向间隙的最大泄漏速度几乎是通过轴向间隙最大泄漏速度的一倍，而在排气开始渐开线展角前200±20度至后150±30度范围内，切向泄漏量超过全部切向泄漏量的一半。因此，通过径向间隙的切向泄漏不可忽略，并且需要对涡旋式压缩机这一角度范围内的泄漏结构进行优化以限制通过径向间隙的泄漏量。由于涡旋压缩机型线的复杂性和工作过程的特殊性，在现有的径向间隙密封装置中，存在着结构复杂、加工工艺难，可靠性差，密封效果差等问题，目前很难实现在涡旋压缩机中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，可以降低涡旋压缩机的切向泄漏量，提高涡旋压缩机的运行效率。本专利技术所采用的技术方案是，一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，包括壳体，壳体内配设有相互啮合呈涡旋状的动涡盘和静涡盘，静涡盘与壳体固接，动涡盘能够绕着静盘基圆圆心进行平动；动涡盘和静涡盘的内侧壁上均开有密封齿。本专利技术的特点还在于：密封齿呈矩形。密封齿的齿高与泄漏间隙之比不小于10。密封齿的齿间距是其齿高的4倍。以渐开线中心起始位置为0度角，动涡盘和静涡盘的密封齿开在θ-200°～θ+150°的角度范围处，其中θ为涡旋压缩机排气开始时的涡圈中心渐开线展角。以渐开线中心起始位置为0度角，开在动涡盘和静涡盘的θ-200°～θ间的密封齿为内侧密封齿，内侧密封齿的齿高为动涡盘厚度的1/8～1/10。以渐开线中心起始位置为0度角，开在动涡盘和静涡盘的θ～θ+150°间的密封齿为外侧密封齿，外侧密封齿的齿高为动涡盘厚度的1/4～1/5。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，可以降低涡旋压缩机的切向泄漏量，提高涡旋压缩机的运行效率；结构简单，密封效果好，工艺上容易实现，适合工业化批量生产。附图说明图1是本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机的剖面图；图2是本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机的剖面图Ⅰ部位局部放大图；图3是本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机的剖面图Ⅱ部位的局部放大图；图4是本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机密封齿孔口和容腔内气体流动模式图；图5是本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机的剖面图Ⅲ部位的局部放大图；图6是本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机的剖面图Ⅳ部位的局部放大图。图中，1.壳体，2.动涡盘，3.静涡盘，4.密封齿。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，如图1所示，包括壳体1，壳体1内配设有相互啮合呈涡旋状的动涡盘2和静涡盘3，静涡盘3与壳体1固接，动涡盘2的能够绕着静盘的基圆中心进行平动；以渐开线中心起始位置为0度角，动涡盘2和静涡盘3的θ-200°～θ+150°的角度范围处的内壁上均开有密封齿4；其中θ为涡旋压缩机排气开始时的涡圈中心渐开线展角。其中，密封齿4的齿高与间隙比不小于10，密封齿4的齿间距是其齿高的4倍。以渐开线中心起始位置为0度角，开在动涡盘2和静涡盘3的θ-200°～θ间的密封齿4为内侧密封齿，内侧密封齿的齿高为动涡盘2厚度的1/8～1/10；以渐开线中心起始位置为0度角，开在动涡盘2和静涡盘3的θ～θ+150°间的密封齿4为外侧密封齿，外侧密封齿的齿高为动涡盘2厚度的1/4～1/5。涡旋压缩机在工作时，动涡盘2在主轴的驱动和防自转机构的相位保持下做平面圆周运动，动涡盘2和静涡盘3间形成若干对月牙形工作腔对气体进行压缩。如图2和图3所示，密封齿4只在动涡盘2和静涡盘3的内侧布置，在涡旋体进行啮合时，由于啮合的一侧为光滑壁面，可以保证具有密封槽4的一侧不会由于接触而产生破坏，增强了密封结构的可靠性；密封齿4为矩形结构，其与啮合的光滑壁面组成直通型的迷宫结构，能够使得密封槽4的耗散最大，径向间隙的泄漏最小。设计密封齿4的齿高H与泄漏间隙C之比满足H/C＞10，密封齿4的齿间距D与其齿高H之比满足D/H＝4，该设计使从孔口中射出的射流动能最大化耗散，降低泄漏的效果最好。如图4所示，气体在压差的作用下由高压腔向低压腔流动，在经过密封齿4的齿顶与动涡盘2之间的间隙时，气体受到节流作用流速迅速增大而压力和温度都降低，通过间隙之后，气体在容腔内体积迅速膨胀，产生了很强的旋涡。由于空腔容积比间隙容积大很多，所以容腔内气流的速度迅速下降，在旋涡的作用下，动能转化为气体的内能，温度升高而压力回升很少，这样，气体每经过一个密封齿4和容腔就会受到一次节流和扩容作用，气流能量逐渐耗散，压力降低，气体泄漏的推动力逐渐减小，达到密封效果密封槽4仅在动涡盘2和静涡盘3径向间隙泄漏大的地方开设，既可最大程度地限制泄漏量又能有效降低加工成本。以渐开线中心起始位置为0度角，则排气开始时外啮合点渐开线展角为θ度。开设角度为排气开始时涡圈中心渐开线展角θ后150±30度，以及排气开始时的涡圈中心渐开线展角θ前200±20度，因为在该角度范围内，径向泄漏最为严重，开设后对降低泄漏最为有效。同时，径向间隙流道在涡圈外侧长度较长，而在内侧长度较短，因此密封槽的尺寸在不同的涡线角度下不同。采用变密封槽间距设计，如图5所示，内侧密封槽小，且密度大，如图6所示，外侧密封槽大，密度小，以保证在径向啮合间隙±10°范围内至少有5～6个密封齿。特别是涡圈中心处的径向间隙流道，如果密封槽宽度较大，反而会增大泄漏。如图4，图5所示，内侧密封槽尺寸明显小于外侧密封槽的尺寸，其宽度和高度尺寸约为外侧密封槽的1/2，但仍然满足H/C＞10和D/H＝4的最优结构设计。在能保证密封效果的同时，降低开槽数量，降低了加工成本。本专利技术一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机在使用时，只需要在动涡盘2和静涡盘3上开上密封齿4后，然后组装在壳体1内即可正常使用。本专利技术的一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，在动涡盘2和静涡盘3上开上密封齿4，可以降低涡旋压缩机的切向泄漏量，提高涡旋压缩机的运行效率；结构简单，密封效果好，工艺上容易实现，适合工业化批量生产。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内配设有相互啮合呈涡旋状的动涡盘(2)和静涡盘(3)，所述静涡盘(3)与壳体(1)固接，所述动涡盘(2)能够绕着静涡盘(3)的基圆中心进行平动；所述动涡盘(2)和静涡盘(3)的内侧壁上均开有成矩形的密封齿(4)，所述密封齿(4)的齿间距是其齿高的4倍。

【技术特征摘要】
1.一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内配设有相互啮合呈涡旋状的动涡盘(2)和静涡盘(3)，所述静涡盘(3)与壳体(1)固接，所述动涡盘(2)能够绕着静涡盘(3)的基圆中心进行平动；所述动涡盘(2)和静涡盘(3)的内侧壁上均开有成矩形的密封齿(4)，所述密封齿(4)的齿间距是其齿高的4倍。2.根据权利要求1所述的一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，其特征在于，所述密封齿(4)的齿高与泄漏间隙之比不小于10。3.根据权利要求1所述的一种具有径向间隙密封结构的涡旋压缩机，其特征在于，以渐开线中心起始位置为0度角，以排气开始时外啮合点渐开线展角为θ度；所述动涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙帅辉，郭鹏程，郑小波，王贤文，罗兴锜，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61