具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于壓縮機技術領域，具體涉及渦旋式制冷壓縮機。
【背景技術】
[0002]渦旋式壓縮機通過靜渦旋盤與動渦旋盤的嚙合，形成了容積可變的多個壓縮腔，由電機帶動曲軸驅動動渦旋盤沿其公轉軌道公轉，從而完成氣體的吸入、壓縮和排出。渦旋壓縮機屬于第三代壓縮機，多個壓縮腔同時工作，相鄰壓縮腔之間的氣體壓差小，氣體泄漏量少，容積效率高，可達98%，比第二代壓縮機轉子壓縮機效率高5%左右。基于渦旋式壓縮機具有振動小，噪聲低，壽命長，可靠性好和效率高等優點，目前已大量應用于家用空調壓縮機、商用空調壓縮機、汽車空調等領域，在冷凍冷藏及小型空氣壓縮方面也有應用。
[0003]為了提高效率，靜渦旋盤和動渦旋盤的渦旋齒齒頂必須與另一渦旋件的齒底緊密地貼合以減少相鄰壓縮腔之間的齒頂泄漏。在現有技術中，為使兩渦旋件的渦旋齒頂與另一渦旋件的齒底緊密貼合以減少相鄰壓縮腔之間的齒頂泄漏，通常采用以下兩種方法:1、靠軸向背壓使靜渦旋盤2與動渦旋盤3直接貼合，見圖9和圖10，并在動、靜渦旋盤的渦旋齒齒頂端面形成一層油膜，從而實現密封效果，達到減少相鄰壓縮腔之間的齒頂泄露的目的。2、在動渦旋盤2和靜渦旋盤3的渦旋齒齒頂端面安裝密封條11，見圖11，并靠軸向背壓被壓緊而使得動、靜渦旋盤緊密接觸，并在冷凍油的幫助下實現密封效果，達到減少相鄰壓縮腔之間的齒頂泄漏的目的。
[0004]現有技術存在以下不足:使用上述方法I時，由于動、靜渦旋盤直接貼合，油膜剛度較低，承載能力較差，當背壓過高時容易破壞油膜，在動、靜渦旋盤間發生干摩擦，加速渦旋盤的磨損，降低密封性能，因而在壓力變化范圍較大的情況下不宜使用。使用上述方法2時，由于動、靜渦旋盤中的密封條需要較大的受力才能維持兩渦旋盤的齒頂端面和齒底端面緊密接觸，因而密封條與渦旋盤的齒底端面間正壓力較大，進而導致摩擦損耗較大，不利于壓縮機的節能運行。
【發明內容】
[0005]為了實現在保證密封性能的同時，減少動、靜渦旋盤之間摩擦損耗，本發明通過結構改進，提供一種具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機。
[0006]具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機包括殼體1、靜渦旋盤2、動渦旋盤3、曲軸5、上支撐6、電機和下支撐9 ;靜渦旋盤2的底面設有螺旋狀的靜盤渦旋齒
2.1，動渦旋盤3的頂面設有螺旋狀的動盤渦旋齒3.1，通過靜盤渦旋齒2.1和動盤渦旋齒
3.1的嚙合實現密封，改進在于:
所述靜盤渦旋齒2.1的靜盤齒頂端面2.2和動盤渦旋齒3.1的動盤齒頂端面3.2分別均布設有微形凹槽；
靜盤渦旋齒2.1和動盤渦旋齒3.1的嚙合時，靜盤齒頂端面2.2的微形凹槽與動盤齒底端面3.3接觸，動盤齒頂端面3.2的微形凹槽與靜盤齒底端面2.3接觸。
[0007]所述微形凹槽為倒置的球冠狀或盲孔狀，微形凹槽的槽口當量直徑為:10?100 μπι，槽深為?20 μ m，深徑比為:0.01?0.2。
[0008]靜盤齒頂端面2.2上的微形凹槽的面積與靜盤齒頂端面2.2的面積之比為:20%?80%，動盤齒頂端面3.2上的的微形凹槽的面積與動盤齒頂端面3.2的面積之比為:20% ?80%。
[0009]靜盤齒頂端面2.2上的微形凹槽的密度或動盤齒頂端面3.2上的微形凹槽的密度為:10% ?50%O
[0010]本發明的有益技術效果體現在以下方面:
1.本發明與現有方法I相比，本發明所述渦旋制冷壓縮機的軸向密封承載能力更高，因而更加適合用于背壓較高或壓力調節范圍大的場合中。
[0011]2.本發明與現有方法2相比，本發明減少渦旋制冷壓縮機零部件數量，省略了動、靜渦旋盤齒頂部的密封條；相比較于動、靜渦旋盤齒頂部用于安裝密封條的渦旋密封槽的加工，此密封結構簡單，加工方便，成本低廉。
[0012]3.本發明所述渦旋制冷壓縮機的密封結構在降低運轉摩擦力矩、端面溫升、提高承載能力、延長使用壽命等方面比使用密封條的密封結構有了明顯的改進。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明結構示意圖。
[0014]圖2為圖1的局部放大圖。
[0015]圖3為靜渦旋盤結構示意圖。
[0016]圖4為圖3的橫剖圖。
[0017]圖5為圖4的局部放大圖。
[0018]圖6為動渦旋盤結構示意圖。
[0019]圖7為圖6的剖示圖。
[0020]圖8為圖7的局部放大圖。
[0021 ] 圖9為原壓縮機結構示意圖。
[0022]圖10為圖9中第一種密封結構的局部放大圖。
[0023]圖11為圖9中第二種密封結構的局部放大圖。
[0024]上圖中序號:殼體1、靜渦旋盤2、靜盤渦旋齒2.1、靜盤齒頂端面2.2、靜盤齒底端面2.3、動渦旋盤3、動盤渦旋齒3.1、動盤齒頂端面3.2、動盤齒底端面3.3、十字環4、曲軸
5、上支撐6、電機定子7、電機轉子8、下支撐9、排氣管10。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地說明。
[0026]參見圖1，具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機包括殼體1、靜渦旋盤2、動渦旋盤3、十字環4、曲軸5、上支撐6、電機、下支撐9和排氣管10 ；電機包括電機定子7和電機轉子8。參見圖3和圖4，靜禍旋盤2的底面開設有靜盤禍旋齒2.1，參見圖6和圖7，動渦旋盤3的頂面開設有動盤渦旋齒3.1，通過靜盤渦旋齒2.1和動盤渦旋齒3.1的嚙合實現密封。改進在于: 參見圖5和圖8，靜盤渦旋齒2.1的齒頂端面2.2和動盤渦旋齒3.1的齒頂端面3.2分別均布開設有微形凹槽。
[0027]參見圖2，靜盤渦旋齒2.1和動盤渦旋齒3.1的嚙合時，靜盤齒頂端面2.2的微形凹槽與動盤齒底端面3.3接觸，動盤齒頂端面3.2的微形凹槽與靜盤齒底端面2.3接觸。
[0028]微形凹槽為倒置的球冠狀，微形凹槽的槽口當量直徑為50 μ m，槽深為ΙΟμπι，深徑比為0.2。靜盤齒頂端面2.2上的微形凹槽的面積與靜盤齒頂端面2.2的面積之比為50%，動盤齒頂端面3.2上的的微形凹槽的面積與動盤齒頂端面3.2的面積之比為50%。
[0029]靜盤齒頂端面2.2上的微形凹槽的密度或動盤齒頂端面3.2上的微形凹槽的密度均為30%。
[0030]工作時，壓力潤滑油通過曲軸5中間的通孔輸送到曲軸頂端，并經過動渦旋盤油路輸送到動渦旋盤3的齒頂部。由于靜渦旋盤2和動渦旋盤3渦旋齒齒頂端面密封副的相對運動，微形凹槽及周圍區域產生動壓效應，液體動壓力和介質壓力共同作用形成的密封開啟力超過閉合力，兩密封端面完全分離，并在密封端面間形成油膜，完成靜渦旋盤2和動渦旋盤3之間的潤滑和密封；密封端面的摩擦為純液體摩擦，使密封副的摩擦狀態得到很大改善，從而達到優化密封性能的作用。
【主權項】
1.具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機，包括殼體(I)、靜渦旋盤(2)、動渦旋盤(3)、曲軸(5)、上支撐(6)、電機和下支撐(9);靜渦旋盤(2)的底面設有螺旋狀的靜盤渦旋齒(2.1)，動渦旋盤(3)的頂面設有螺旋狀的動盤渦旋齒(3.1)，通過靜盤渦旋齒(2.1)和動盤渦旋齒(3.1)的嚙合實現密封，其特征在于: 所述靜盤渦旋齒(2.1)的靜盤齒頂端面(2.2)和動盤渦旋齒(3.1)的動盤齒頂端面(3.2)分別均布設有微形凹槽； 靜盤渦旋齒(2.1)和動盤渦旋齒(3.1)的嚙合時，靜盤齒頂端面(2.2)的微形凹槽與動盤齒底端面(3.3)接觸，動盤齒頂端面(3.2)的微形凹槽與靜盤齒底端面(2.3)接觸。
2.根據權利要求1所述的具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機，其特征在于:所述微形凹槽為倒置的球冠狀或盲孔狀，微形凹槽的槽口當量直徑為:10?100 μπι，槽深為?20 μ m，深徑比為:0.01?0.2。
3.根據權利要求1所述的具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機，其特征在于:靜盤齒頂端面(2.2)上的微形凹槽的面積與靜盤齒頂端面(2.2)的面積之比為:20%?80%，動盤齒頂端面(3.2)上的的微形凹槽的面積與動盤齒頂端面(3.2)的面積之比為:20% ?80%ο
4.根據權利要求1所述的具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機，其特征在于:靜盤齒頂端面(2.2)上的微形凹槽的密度或動盤齒頂端面(3.2)上的微形凹槽的密度為:10%?50%。
【專利摘要】本發明涉及具有微形凹槽端面密封結構渦旋盤的渦旋制冷壓縮機。包括殼體、靜渦旋盤、動渦旋盤、曲軸、上支撐、電機和下支撐組件；靜渦旋盤的底面上設有靜盤渦旋齒，動渦旋盤的頂面上設有動盤渦旋齒，通過靜盤渦旋齒和動盤渦旋齒的嚙合實現密封，改進在于：靜盤渦旋齒的齒頂端面和動盤渦旋齒的齒頂端面分別均布設有微形凹槽。在端面密封副的相對運動中，微形凹槽及周圍區域產生動壓效應，液體動壓力和介質壓力共同作用形成的密封開啟力超過閉合力，兩密封端面完全分離，并在密封端面間形成油膜，完成靜渦旋盤和動渦旋盤之間的潤滑和密封；密封端面的摩擦為純液體摩擦，使密封副的摩擦狀態得到很大改善，從而達到優化密封性能的作用。
【IPC分類】F04C29-02, F04C27-00, F04C23-02, F04C18-02
【公開號】CN104791250
【申請號】CN201510153030
【發明人】張秀平, 周到, 楊坤, 胡愛民, 許敬德, 魏昇, 葛坦, 蔡松素
【申請人】合肥通用機械研究院, 合肥通用環境控制技術有限責任公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月2日