一种压缩机的密封结构及压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机的密封结构及压缩机。


背景技术：

2.磁悬浮压缩机以其高效、节能、无油等特点成为当前离心式压缩机发展的主流方向之一。而磁悬浮压缩机之所以具有高效、无油等优点，是因为其运动部件与固定部件不直接接触，没有摩擦。而由于磁悬浮压缩机运动部件与固定部件不接触的这个特点，其叶轮与蜗壳等部件之间存有一定的间隙，该间隙如果太大，则会有较多的泄漏，影响效率；如果太小，则在运动过程中会发生擦碰。
3.所有的压缩机在压缩过程中都存有泄漏，只是或多或少的问题，间隙越小，泄漏越少，而离心式压缩机气动部件的间隙无疑是比较大的。为实现该间隙的动态密封，现有常用结构是在间隙部分增设篦齿结构，增加流通难度，实现一定的密封效果。但由于运动部件在运行过程中会有一定的偏移，篦齿与流道内壁的距离始终要大于偏移量，以保证两者不会发生碰撞。通过增设篦齿的密封结构的密封能力有限，依旧存在气体泄漏的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的在于提供一种压缩机的密封结构，能够更大限度地减少气体泄漏，密封效果更好。
5.本实用新型的另一个目的在于提供一种压缩机，该压缩机的气体泄漏量小，能效高。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种压缩机的密封结构，所述压缩机包括叶轮和静止件，所述叶轮与所述静止件之间设置有间隙，所述间隙内设置有直流气道和回转气道，进入所述间隙内的气体能被分流至所述直流气道和所述回转气道，所述回转气道能够改变进入其内的部分气体的气体流向，以阻止在所述直流气道内流通的气体。
8.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述回转气道设置于靠近所述间隙的静止件上。由于叶轮是旋转的，回转气道需要通过特定的结构形成，在静止件上更便于加工；而且能够保证回转气道的稳定性，避免因叶轮旋转造成的不稳定。
9.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，沿所述直流气道的流通方向，所述静止件上间隔设置有多个所述回转气道。通过叶轮与静止件之间的间隙泄漏的气体，经过第一个回转气道与直流气道的分岔口时，部分气体经第一个回转气道改变气体流向后能够阻止直流气道内的气体，对大部分气体进行拦截；未拦截住的小部分气体沿着直流气道继续流动，直到第二个回转气道与直流气道的分岔口，再经第二个回转气道改变气体流向后阻止直流气道内的气体，对泄漏气体再一次截流；如此反复，经过多个回转气道改变气体流向后对泄漏气体进行多次截流，使得泄漏的气体降低到最少，提高压缩机的密封结构的密封性。
10.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述静止件包括静止件本体和水滴型分
隔件，所述静止件本体上设置有弧形凹槽，所述水滴型分隔件的轮廓线与所述弧形凹槽之间形成所述回转气道。为了形成回转气道，将回转气道设置为与水滴型分隔件的轮廓线相同的回转气道，水滴型分隔件的轮廓线与弧形凹槽之间形成回转气道，使得进入回转气道的气体沿着水滴型分隔件的轮廓线流出后改变气流方向，能够与直流气道内的气体发生冲突，进而拦截泄漏气体。
11.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述弧形凹槽内设置有卡槽，所述水滴型分隔件上设置有卡块，所述卡块与所述卡槽配合，以将所述水滴型分隔件与所述静止件本体卡接连接；或，
12.所述弧形凹槽内设置有螺纹孔，所述水滴型分隔件上设置有通孔，紧固螺栓穿过所述通孔与所述螺纹孔螺接。
13.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述水滴型分隔件包括尖头和圆弧头，气体自所述尖头分流至所述直流气道和所述回转气道，进入所述回转气道的气体从圆弧头流出至直流气道。进入间隙的气体，从水滴型分隔件的尖头两侧分流，一部分进入回转气道，另一部分进入直流气道。
14.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述水滴型分隔件的轴线与所述叶轮的外壁呈夹角设置。为了增强回转气道中的气体的截流效果，将水滴型分隔件倾斜设置，使得进入间隙内的气体大部分进入回转气道，且进入回转气道的气体自回转气道流出时能够拦截直流气道内流通的气体，气体自回转气道流出至直流气道时，气体的流向沿着圆弧头的弧线是斜向上的，截流效果更好。
15.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述夹角为30
°
～45
°
。气体经回转气道回转后进入直流气道时气流的方向与叶轮的外壁的夹角为30
°
，从回转气道流出的气体与直流气道内的气体接触面积更大，对泄漏气体的拦截效果更好。
16.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述尖头位于所述间隙内，位于轴向间隙内的所述尖头的端部至所述叶轮的距离大于所述叶轮轴向移动的距离。进入间隙的气体经尖头的两侧分流，一部分进入回转气道，另一部分进入直流气道，由于叶轮在旋转时在轴向方向上会有一定的位移，为了避免水滴型分隔件的尖头与叶轮产生干涉，尖头的端部至叶轮的距离设置为大于叶轮轴向移动的距离。
17.作为压缩机的密封结构的一种优选方案，所述静止件包括静止件本体和半圆型分隔件，所述静止件本体上设置有弧形凹槽，所述半圆型分隔件的轮廓线与所述静止件本体之间形成所述回转气道。
18.一种压缩机，其包括叶轮、静止件和如上任一方案所述的压缩机密封结构，所述压缩机的密封结构设置于所述叶轮和所述静止件的径向间隙和/或轴向间隙。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型提供的压缩机的密封结构，通过在叶轮与静止件的间隙内设置直流气道和回转气道，进入间隙内的气体被分流至直流气道和回转气道，回转气道能改变进入其内的气体的流向，以使从回转气道流出的气体与直流气道内的气体发生逆向冲突，阻止泄漏气体的流动，从而降低气体的泄漏量，实现动态密封。
21.本实用新型提供的压缩机，应用上述的压缩机的密封结构，在叶轮相对静止件旋转的过程中，利用泄漏气体自身的力量阻止泄漏，实现了动态密封，大大减小了气体泄漏
量，提高了压缩机的能效。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的压缩机的密封结构示意图；
23.图2是图1中的a处局部放大示意图；
24.图3是图2中的b处局部放大示意图。
25.图中：
26.1、叶轮；2、蜗壳；3、蜗盘；4、直流气道；5、回转气道；6、水滴型分隔件；
27.11、进气口；12、出气口。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
30.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
33.实施例一
34.本实施例提供了一种压缩机，该压缩机包括电机、气动组件、轴承组件和壳体。电机包括定子铁芯、线圈和转子铁芯，定子铁芯上绕有线圈，转子铁芯通过轴承组件安装固定在机座上，转子铁芯上有硅钢片和线圈，电流在线圈的作用下会在定子铁芯和转子铁芯上的硅钢片上产生磁场，磁场驱动转子铁芯转动。气动组件包括叶轮、涡轮和蜗盘，叶轮固定于转子铁芯上随转子铁芯旋转，涡轮和蜗盘固定于壳体上，均与叶轮间隙配合，涡轮和蜗盘
不随叶轮旋转，将涡轮和蜗盘统一命名为静止件。叶轮与静止件之间存在间隙，压缩机工作时，叶轮的进气口吸入低压气体，通过叶轮高速旋转对气体做功，使叶轮的出气口形成高压气体，高压气体会通过叶轮和静止件的间隙回到叶轮的进气口，导致气体泄漏，气体泄漏造成压缩机的能效低。
35.作为压缩机的一种优选方案，压缩机的密封结构设置于叶轮与静止件的径向间隙和/或轴向间隙。在本实施例中，压缩机的密封结构设置于叶轮与静止件的径向间隙内，在叶轮和静止件的径向设置密封结构，无需增加叶轮的轴向长度，避免了叶轮的轴向长度的增加对运行稳定性的影响。
36.当然，在其他实施例中，压缩机的密封结构也可以设置于叶轮与静止件的轴向间隙内；或者，在叶轮与静止件的轴向间隙和径向间隙内均设置压缩机的密封结构。
37.本实施例提供的压缩机，在叶轮相对静止件旋转的过程中，利用泄漏气体自身的力量阻止泄漏，实现了动态密封，大大减小了气体泄漏量，提高了压缩机的能效。
38.实施例二
39.如图1所示，本实施例提供了一种压缩机的密封结构，应用于实施例一提供的压缩机，压缩机包括叶轮1和静止件，叶轮1与静止件之间设置有间隙，间隙内设置有直流气道4和回转气道5，进入间隙内的气体能被分流至直流气道4和回转气道5，回转气道5能够改变进入其内的部分气体的气体流向，以阻止在直流气道4内流通的气体。
40.本实施例提供的压缩机的密封结构，通过在叶轮1与静止件的间隙内设置直流气道4和回转气道5，进入间隙内的气体被分流至直流气道4和回转气道5，回转气道5能改变进入其内的气体的流向，以使从回转气道5流出的气体与直流气道4内流通的气体发生逆向冲突，阻止泄漏气体的流动，从而降低气体的泄漏量，实现动态密封。
41.作为压缩机的密封结构的优选方案，回转气道5设置于靠近间隙的静止件上。由于叶轮1是旋转的，回转气道5需要通过特定的结构形成，在静止件上更便于加工；而且能够保证回转气道5的稳定性，避免因叶轮1旋转造成的不稳定。
42.作为压缩机的密封结构的优选方案，沿直流气道4的流通方向，静止件上间隔设置有多个回转气道5。通过叶轮1与静止件之间的间隙泄漏的气体，经过第一个回转气道与直流气道4的分岔口时，部分气体经第一个回转气道改变气体流向后能够阻止直流气道4内的气体，对大部分气体进行拦截；未拦截住的小部分气体沿着直流气道4继续流动，直到第二个回转气道与直流气道4的分岔口，再经第二个回转气道改变气体流向后阻止直流气道4内的气体，对泄漏气体再一次截流；如此反复，经过多个回转气道5改变气体流向后对泄漏气体进行多次截流，使得泄漏的气体降低到最少，提高压缩机的密封结构的密封性。
43.在本实施例中，对于回转气道5的数量不作限定，本领域技术人员可根据叶轮1与静止件之间的间隙的长度设置，回转气道5的数量越多，密封效果会更好。
44.如图2和图3所示，作为压缩机的密封结构的优选方案，静止件包括静止件本体和水滴型分隔件6，静止件本体上设置有弧形凹槽，水滴型分隔件6的轮廓线与弧形凹槽之间形成回转气道5。为了形成回转气道5，本实施例将回转气道5设置为与水滴型分隔件6的轮廓线相同的回转气道5，水滴型分隔件6的轮廓线与弧形凹槽之间形成回转气道5，使得进入回转气道5的气体沿着水滴型分隔件6的轮廓线流出后改变气流方向，能够与直流气道4内的气体发生冲突，进而拦截泄漏气体。
45.作为压缩机的密封结构的优选方案，弧形凹槽内设置有卡槽，水滴型分隔件6上设置有卡块，卡块与卡槽配合，以将水滴型分隔件6与静止件本体卡接连接。在本实施例中，水滴型分隔件6由两个截面为水滴型的结构件拼装而成。水滴型分隔件6上间隔设置有八个卡块，在弧形凹槽内间隔设置有八个卡槽，八个卡块与八个卡槽一一对应连接，将水滴型分隔件6与静止件本体卡接连接，形成回转气道5。
46.在本实用新型另一个可选地实施例中，弧形凹槽内设置有螺纹孔，水滴型分隔件6上设置有通孔，紧固螺栓穿过通孔与螺纹孔螺接，将水滴型分隔件6与静止件本体通过紧固螺栓固定连接。
47.作为压缩机的密封结构的优选方案，水滴型分隔件6包括尖头和圆弧头，气体自尖头分流至直流气道4和回转气道5，进入回转气道5的气体从圆弧头流出至直流气道4。在本实施例中，进入间隙的气流，从水滴型分隔件6的尖头两侧分流，一部分进入回转气道5，另一部分进入直流气道4。
48.作为压缩机的密封结构的优选方案，水滴型分隔件6的轴线与叶轮1的外壁呈夹角设置。在本实施例中，为了增强回转气道5中的气体的截流效果，将水滴型分隔件6倾斜设置，使得进入间隙内的气体大部分进入回转气道5，且进入回转气道5的气体自回转气道5流出时能够拦截直流气道4内流通的气体，气体自回转气道5流出至直流气道4时，气体的流向沿着圆弧头的弧线是斜向上的，截流效果更好。
49.作为压缩机的密封结构的优选方案，水滴型分隔件6的轴线与叶轮1的外壁的夹角为30
°
～45
°
。在本实施例中，气体经回转气道5回转后进入直流气道4时气流的方向与叶轮1的外壁的夹角为30
°
，从回转气道5流出的气体与直流气道4内的气体接触面积更大，对泄漏气体的拦截效果更好。
50.作为压缩机的密封结构的优选方案，尖头位于间隙内，位于轴向间隙内的尖头的端部至叶轮1的距离大于叶轮1轴向移动的距离。在本实施例中，如图2所示，水滴型分隔件6固定于径向间隙的静止件上，气体从叶轮1轴向的进气口11进入叶轮1，从叶轮1径向的出气口12流出。如图3箭头所示为泄漏气体的流通方向，泄漏气体易从叶轮1与静止件之间的第一轴向间隙进入径向间隙，再经第二轴向间隙回到进气口11。为了阻止泄漏气体从进气口11泄漏，位于第一轴向间隙和径向间隙连接处的水滴型分隔件6的尖头的端部位于第一轴向间隙内，且更偏向径向间隙，以使从出气口12泄漏至第一轴向间隙的大部分气体进入回转气道5，对直流气道4内的小部分气体的拦截效果更好。但是也需保证在叶轮1轴向移动时，水滴型分隔件6的尖头不会与叶轮1产生干涉。
51.在本实用新型另一个可选地实施例中，静止件包括静止件本体和半圆型分隔件，在静止件本体上设置有弧形凹槽，半圆型分隔件的弧形轮廓线与静止件本体之间形成回转气道5。在弧形凹槽内设置卡槽，在半圆形分隔件上设置卡块，卡块与卡槽配合将半圆形分隔件与静止件本体分隔件固定连接。
52.当然，回转气道5也可以由椭圆型分隔件的轮廓线与静止件本体形成。
53.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。