用于压缩机的注入模制密封件制造技术

提供了用于诸如涡旋压缩机之类的压缩机的改进的密封部件。这种密封部件具有在预成型密封板上的模制的复合物，该复合物用作浮动密封组件的改进的面密封件。预成型的密封板可以由烧结的粉末金属或灰铸铁形成。模制的复合物包括热塑性聚合物和至少一种增强或润滑颗粒。还提供了通过注入模制形成用于涡旋压缩机的这种密封部件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于压缩机的注入模制密封件相关申请的交叉引用本申请要求于2013年7月23日提交的美国专利技术申请No.13/948,226的优先权以及于2012年7月23日提交的美国临时申请No.61/674,713的权益。以上申请的全部公开内容在此通过参引合并入本文中。
本公开涉及改进的密封件设计，并且更具体地涉及用于涡旋压缩机的新的注入模制浮动密封件设计以及用于制作这种密封件的方法。
技术介绍
本部分提供了涉及本公开的背景信息，这些背景信息不一定为现有技术。总体来说的涡旋机器以及更具体的涡旋压缩机通常置于密封的壳体中，该密封的壳体限定一个室，室内置有工作流体。壳体内的间隔件通常将室划分为排放压力区域和抽吸压力区域。在低压侧布置中，涡旋组件位于抽吸压力区域内以便压缩工作流体。通常，这些涡旋组件包括一对相互啮合的螺旋形渐开线部，所述螺旋形渐开线部中的一者或两者相对于彼此绕动，以便限定一个或更多个移动的室，在所述移动的室从外抽吸端口朝向中央排放端口行进时所述移动室的尺寸逐渐地减小。通常设置有电动马达，该电动马达操作成引起该相对绕动运动。位于壳体内的间隔件允许离开涡旋组件的中央排放端口的经压缩的流体进入壳体内的排放压力区域而同时维持排放压力区域与抽吸压力区域之间的完整性。间隔件通常包括密封件，诸如浮动密封组件。密封件与间隔件相互作用，并且与限定中央排放端口的涡旋构件相互作用，以维持压缩机内的压差。常规空气调节涡旋压缩机通常依赖浮动密封组件的能力以在压缩机操作期间通过诸如间隔板(例如，消声板)的间隔件的一部分或壳体形成金属/金属面密封。该密封接合提供了压缩机的高压侧与低压侧之间的分隔。该密封在稳态温度通常高达120℃以上的少量润滑的热环境中产生。这种浮动密封组件暴露至恶劣环境条件以及压差中，并且因而潜在地受到过度地磨损。本教示提供了具有更大的耐用性并且提高了抗磨损性能的改进的浮动密封件设计。
技术实现思路
本部分提供了本公开的大致概要，并非对其全部范围或其全部特征的全面公开。本公开提供了用于压缩机的密封组件中的创新的密封部件。在某些变体中，压缩机为涡旋压缩机。在一个变体中，提供了用于压缩机的密封组件。该密封组件包括预成型的密封板和包覆模制在该预成型的密封板的一个区域上的模制部。模制部包括聚合物和至少一种增强或润滑颗粒。在某些方面中，聚合物为热塑性聚合物。模制部也限定了面密封接触表面。在其他变体中，本公开提供了涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括第一定涡旋构件，该第一定涡旋构件具有限定第一侧和与第一侧相反的第二侧的基板。第一侧包括从基板延伸的渐开线部。第二侧包括腔体，在该腔体内设置有浮动密封组件。浮动密封组件包括预成型的密封板和包覆模制到该预成型的密封板的一个区域上的模制部。模制部包括聚合物和至少一种增强或润滑颗粒。在某些方面中，聚合物为热塑性聚合物。模制部还限定了面密封接触表面。涡旋压缩机还包括位于间隔板(例如，消声板)或内间隔件上的磨损表面，可包括压缩机的壳体上的磨损表面，该磨损表面与模制部的面密封接触表面的至少一个区域相接。在其他变体中，提供了形成用于涡旋压缩机的密封部件的方法。在某些变体中，制造用于涡旋压缩机的密封组件的方法可选地包括将限定至少一个锁定特征的预成型的密封板置于模具型腔中。模具型腔内邻近该至少一个锁定特征处存在一个或更多个空隙区域。该方法也包括将包括树脂和至少一种增强或润滑颗粒的复合前体材料注入模制到模具型腔中的一个或更多个空隙区域中。在某些方面中，树脂为热塑性树脂。前体材料被固化以形成限定附接至密封板的模制部的复合材料。其他适用领域从文中提供的描述中将变得明显。在本概要中的描述和具体示例意在仅出于说明的目的，并非意在限定本公开的范围。此外，以上关于本专利技术的任何特定的一个或更多个叙述的方面提供的以及以下关于本专利技术或权利要求的任何特定的一个或更多个陈述的方面所描述和示例的细节、示例和优选考虑同等地适用于本专利技术的所有方面。附图说明本文中描述的附图仅出于对所选择的实施方式而非所有可能的实现方式的说明性的目的而并非意在限制本公开的范围。图1为通过具有常规设计的涡旋压缩机的中央的剖视图；图2为示出如图1中的浮动密封组件的局部剖视图；图3为示出形成如图1中的浮动密封组件的一部分的上密封板的平面图；图4为通过具有根据本公开的某些方面的设计的涡旋压缩机的中央的局部剖视图；图5为如图4中的涡旋压缩机的顶部的详细截面图；图6为包括如图4至图5中示出的根据本公开的某些方面的密封板和模制顶部的密封组件的局部剖视图；图7A至图7C示出根据本公开的某些方面形成某些密封组件部件的中间步骤。图7A示出近成型的粉末金属上密封板。图7B示出机加工的周向槽，该周向槽限定用作锁定特征的居中地设置的环形突出部。图7C示出包括上密封板的最终密封组件产品，模制部包覆模制至上密封板的周向槽(和锁定特征)；图8为根据本公开的某些替代性变体的包括密封板和模制顶部的密封组件的详细剖视图；图9为根据本公开的某些方面的包括密封板和模制顶部的密封组件的剖视图，其中，密封板具有围绕该密封板中的居中设置的开口周向地间隔开的多个纵向通道锁定特征；图10为根据本公开的某些变体的包括密封板和模制顶部的密封组件的剖视图，其中，密封板限定了围绕该密封板中的居中设置的开口而设置的横向延伸环形突出部锁定特征；图11A至图11B分别示出了根据本公开的某些实施方式的具有密封板和模制部的密封组件的俯视图和仰视图，其中，密封板限定围绕密封板中的居中设置的开口周向地间隔开的多个通道，所述多个通道终止于翼锁定特征；图12A至图12B示出了根据本公开的某些替代性方面的包括上密封板的密封组件的剖视图，该上密封板联接至下密封板并且具有模制顶部，其中，该密封板限定周向凸缘作为锁定特征，并且其中，模制部延伸至夹置在上密封板与下密封板之间的尖端密封件。图12B为图12A的一部分的详细视图；图13示出根据本公开的某些变体的包括密封板和模制顶部的密封组件的剖视图，其中，密封板限定围绕在密封板中的居中设置的开口形成的周向肩部锁定特征，并且其中，模制部为坐置在该周向肩部锁定特征上的环；图14示出根据本教示的某些方面的各种复合材料候选物的比较性压缩应力测试(示出在300°F时压缩应力(磅每平方英寸)与压缩应变(％))；以及图15示出根据本教示的某些方面的各种复合材料候选物的比较性磨损测试(示出平均磨损(每英寸)与测试持续时间(小时))。贯穿多幅附图，对应的附图标记表示对应的部件。具体实施方式现在将参照附图更全面地描述示例性实施方式。提供了示例性实施方式使得本公开将透彻地、并且将全面地向本领域的技术人员传达范围。阐述了诸如具体部件、装置和方法的示例之类的数个具体细节，以提供本公开的实施方式的透彻的理解。对于本领域技术人员而言明显的是无需使用具体的细节，那些示例性实施方式可以以许多不同的形式来实施并且那些示例性实施方式均不应被解释为限制了本公开的范围。在一些示例性实施方式中，众所周知的处理、众所周知的装置结构以及众所周知的技术并未详细地描述。本文中使用的术语仅出于描述特定示例性实施方式的目的，并非意在限制。如在本文中使用的，单数形式“一”、“一个”以及“所述”可以意在也包括复数形式，除非上下文中另外有明确的指示。术语本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于压缩机的密封组件，所述密封组件包括：密封板和包覆模制到所述密封板的一个区域上的模制部，其中，所述模制部包括聚合物和至少一种增强或润滑颗粒，所述模制部限定了面密封接触表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.23 US 61/674,713;2013.07.23 US 13/948,2261.一种用于压缩机的密封组件，所述密封组件包括：密封板和包覆模制到所述密封板的一个区域上的模制结构部，其中，所述密封板包括金属，所述模制结构部包括热塑性聚合物和至少一种增强或润滑颗粒，所述模制结构部限定了面密封接触表面。2.根据权利要求1所述的密封组件，其中，所述密封板包括非机加工的烧结的多孔粉末金属材料或灰铸铁。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的密封组件，其中，所述密封板限定了与所述模制结构部相互作用并对所述模制结构部进行保持的至少一个机械锁定特征。4.根据权利要求3所述的密封组件，其中，所述密封板包括居中设置的开口，所述至少一个机械锁定特征邻近所述居中设置的开口而设置，其中，所述至少一个机械锁定特征选自由以下各项构成的组：突出环形凸缘、周向槽、周向凸缘、纵向通道、锁定翼、以及其组合。5.根据权利要求1和2中的任一项所述的密封组件，其中，所述热塑性聚合物为选自由以下材料构成的组：聚芳醚酮(PAEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PS)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰亚胺(PI)、以及其组合。6.根据权利要求5所述的密封组件，其中，所述热塑性聚合物为聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物，所述聚芳醚酮(PAEK)热塑性聚合物选自由以下材料构成的组：聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醚醚酮(PEEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、聚醚酮醚醚酮(PEKEEK)、聚醚醚酮醚酮(PEEKEK)、以及其组合。7.根据权利要求1和2中的任一项所述的密封组件，其中，所述至少一种增强或润滑颗粒选自由以下材料构成的组：聚四氟乙烯(PTFE)、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、三氧化锑、六方氮化硼、碳纤维、石墨、石墨烯、氟化镧、碳纳米管、聚酰亚胺、聚苯并咪唑(PBI)、以及其组合。8.根据权利要求1和2中的任一项所述的密封组件，其中，所述热塑性聚合物包括聚醚醚酮(PEEK)，所述至少一种增强或润滑颗粒选自由聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、碳纤维以及其组合构成的组。9.根据权利要求1和2中的任一项所述的密封组件，其中，所述密封板为上密封板，所述密封组件还包括不同的下密封板。10.一种涡旋压缩机，包括：第一定涡旋构件，所述第一定涡旋构件具有限定第一侧和与所述第一侧相反的第二侧的基板，其中，所述第一侧包括从所述基板延伸的渐开线部，所述第二侧包括腔体，所述腔体内设置有浮动密封组件，所述浮动密封组件包括密封板和包覆模制到所述密封板的一个区域上的模制结构部，其中，所述密封板包括金属，所述模制结构部包括热塑性聚合物和至少一种增强或润滑颗粒，所述模制结构部限定第一接触表面；以及位于间隔板上的与所述模制结构部的所述第一接触表面的至少一个区域相接的第二接触表面。11.根据权利要求10所述的涡旋压缩机，其中，所述密封板为上密封板，所述浮动密封组件还包括为下密封板的金属密封板。12.根据权利要求10所述的涡旋压缩机，其中，所述密封板包括非机加工的烧结的多孔粉末金属材料，位于所述间隔板上的所述第二接触表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·J·海德克，杰弗里·杰伊·利克蒂，丹尼斯·D·帕克斯，纳坦·约瑟夫·麦克尔唐尼，托德·A·曼宁，纳塔利·M·格雷特，
申请(专利权)人：艾默生环境优化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US