阅读说明：本技术 一种用于制冷转子式压缩机的密封结构及密封方法 (Sealing structure and sealing method for refrigeration rotor type compressor ) 是由 杨百昌 王新南 陈刚 戴竟雄 熊勃 孟碧光 李华军 于 2020-06-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于制冷转子式压缩机的密封结构及密封方法,通过在转子密封端面和/或滑块密封端面设置油槽,所述油槽内含有少量油液；本密封结构能在转子压缩机上缸盖与转子或(和)滑块端面高低压腔之间的密封带、和在转子压缩机下缸盖与转子或(和)滑块端面高低压腔之间的密封带内形成小气腔,小气腔在高压气体往低压腔流动过程起到缓冲密封作用,同时能够含住少量油,来回补充高低压密封面的油膜,油膜在密封面的间隙中起到密封作用；即使在高压端气体的吹散作用下,油膜能够在油槽两面来回运动,始终在密封端面形成一层油膜,减少了高压端气体向低压端泄露,确保了压缩机的输气量、降低了压缩机的功耗。(The invention discloses a sealing structure and a sealing method for a refrigerating rotor type compressor.A rotor sealing end face and/or a sliding block sealing end face are/is provided with an oil groove, and the oil groove contains a small amount of oil; the sealing structure can form a small air cavity in a sealing strip between an upper cylinder cover of a rotor compressor and a high-low pressure cavity of a rotor or (and) a slide block end surface and a sealing strip between a lower cylinder cover of the rotor compressor and the high-low pressure cavity of the rotor or (and) the slide block end surface, the small air cavity plays a role in buffering and sealing in the process that high-pressure gas flows to the low-pressure cavity, and can contain a small amount of oil to supplement an oil film of the high-low pressure sealing surface back and forth, and the oil film plays a role in sealing in a gap of the sealing surface; even under the blowing-off action of the high-pressure end gas, the oil film can move back and forth on two surfaces of the oil groove, and a layer of oil film is formed on the sealing end surface all the time, so that the leakage of the high-pressure end gas to the low-pressure end is reduced, the gas transmission quantity of the compressor is ensured, and the power consumption of the compressor is reduced.)

一种用于制冷转子式压缩机的密封结构及密封方法

技术领域

本发明涉及到转子压缩机技术领域，具体涉及到一种用于制冷转子式压缩机的密封结构及密封方法。

背景技术

在制冷行业中，转子式压缩机是一种被广泛应用的常用结构，其性能高，结构简单，成本低。尤其在空调行业行有较高性价比。转子式压缩机常用结构有滚动转子式和摆动转子式；如说明书附图1和图2所示，为一种摆动式转子压缩机，转子的一边为进气口(低压端)，另一端有排气口(高压端)，转子端面与端盖之间会有微小间隙，间隙有油膜，形成油膜密封面。

现有转子密封结构，转子端面与端盖之间有微小间隙,受气体高低压差影响，高压端气体有少量的泄漏到低压端，而且高压气体易吹散油膜，进一步加大了泄漏量，减少了压缩机输气量和增加了功耗。

也有设置密封圈或密封件的形式来形成密封结构。如中国实用新型专利(公告号：CN2528972)在2003年公开了一种带有密封活塞的气缸组件，在一体化活塞的一个端面上设有一密封槽，并在该密封槽中置有密封圈；密封圈的设置改善了一体化活塞与上、下缸盖之间的密封效果，但是密封圈为消耗品，容易磨损和损坏，经常需要更换，而且密封圈的设置增加了端面的摩擦阻力，增加了功耗，影响摆动效率。

又如中国实用新型专利(公告号：CN207145234U)在2018年公开了一种具有端面密封结构的摆动转子压缩机，密封端面之上开设有端面密封槽，端面密封盖紧贴于密封端面设置，还包括设置于端面密封盖与密封端面之间的端面密封；该密封件的设置提高了气密稳定性，但是结构复杂，并且需要用到多个辅助配件，增加了装配和加工的难度。

而且上述的两种结构由于部件的设置方式，导致其均不能够运用在滚动转子式压缩机上，适用范围受限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于制冷转子式压缩机的密封结构及密封方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于制冷转子式压缩机的密封结构，所述密封结构包括在转子密封端面和/或滑块密封端面设置油槽，所述油槽处形成小气腔，所述油槽含住所述转子密封端面和/或所述滑块密封端面的油膜。

本密封结构通过在转子与上(下)端盖之间的密封端面上设置油槽，能够含住油膜，形成较好的油液密封，即使在高压气体的吹散作用下，油膜能够自动补充，始终在密封端面形成一层油膜，减少了高压端气体向低压端泄露，确保了压缩机的输气量、降低了压缩机的功耗。

具体的，本密封结构通过所述油槽的设置，能在转子压缩机上缸盖与转子或滑块端面高低压腔之间的密封带、和在转子压缩机下缸盖与转子或滑块端面高低压腔之间的密封带内形成较小的小气腔，小气腔在高压气体往低压腔流动过程起到缓冲密封作用，同时能够含住少量油，来回补充高低压密封面的油膜，油膜在密封面的间隙中起到密封作用；即使在高压端气体的吹散作用下，油膜能够在油槽两面来回运动，始终在密封端面形成一层油膜，减少了高压端气体向低压端泄露，确保了压缩机的输气量、降低了压缩机的功耗；可以通过运动间隙中油膜带入到油槽中，也可采用主动补油方式补油。

本密封结构工艺简单，不需要设置易损的密封圈或者复杂的密封结构，通过持续形成的油膜就能够减少气体内漏，使压缩机的制冷量加大，产品性能一致性和效率得到明显提升。

由于存在高低压的环境，油槽内的油液在压力差的作用下，会缓慢并持续向密封端面补充以形成油膜；油膜在实际运行过程中的消耗可以预计，每隔一段时间或者在压缩机维保时可以向油槽中补充油液，以维持长期的密封效果。

另一方面，本密封结构设置的所述油槽，相对于在密封端面上设置了一条气体缓冲带，使得高压气体在泄漏时形成缓冲，减少泄露量和速率，保证了输气量和制冷效果。

进一步的，所述油槽为“V”形槽、弧形槽或矩形槽中的一种，所述油槽的深度不超过0.5mm；“V”形的所述油槽的开口角度为30～150度。

所述油槽的深度较小，一方面刚好能够含住油膜，另一方面避免槽深过大影响转子结构的稳定性，同时能够减少加工量；所述油槽的深度在设置上考虑到了气体泄露两、压力差及转子和滑块的强度等因素；开口角度的限制进一步保证了油槽内的油液形成油膜的效果。

进一步的，所述油槽的深度为0.2mm；所述油槽的开口角度为60度。

进一步的，在所述滑块密封端面的所述油槽靠近吸气端一侧的坡度小于靠近排气端一侧的坡度。

所述油槽的两侧壁的坡度设为不一样，能够改变油槽中油液形成油膜的趋向，靠近吸气端(即高压端)一侧的坡度小一些，有利于在这一次形成油膜，以抵消高压气体吹散的油膜。

进一步的，所述油槽的底部还设有储油结构；所述储油结构为与所述油槽对应并连通的通槽，所述通槽的截面尺寸大于所述油槽的截面尺寸。

所述储油结构能够储存更多的油液，以持续补充被损耗掉的油膜，减少了油液补充的频次，延长了使用时间；

采用通槽的结构，一方面便于加工成型，另一方面能够保证与每一截的所述油槽对应和连通，形成均匀的供油，不会造成部分区域油液堆积而部分区域油液偏少的情况。

进一步的，所述通槽的截面为矩形、圆弧形、弧形等。

进一步的，所述油槽的开口两侧分别与所述转子密封端面或所述滑块密封端面圆弧过渡设置。

弧形过渡的设置有利于油膜的形成，也能够减少油槽边缘因锐角而产生的应力集中情况，保证了转子和滑块整体的强度和力学性能。

进一步的，所述转子密封端面与所述滑块密封端面为分体式连接结构，所述转子密封端面与所述滑块密封端面上分别独立设置所述油槽，所述油槽分别为设置在所述转子密封端面上的环形油槽和所述滑块密封端面上的条形油槽；在滑块上所述条形油槽靠近转子一端设有油孔；所述油孔的一端连通所述条形油槽、另一端延伸至所述转子与所述滑块的配合面。

也就是说当转子式压缩机使用的是滚动式转子时，转子与滑块为两个独立部件，但是又相互接触连接在一起，此时依然能够使用油槽分别对转子密封端面和滑块密封端面进行油液密封，不受分体式结构影响，密封效果同样能够得到保证。

而且在这类滚动式压缩机的滑块上设置较小尺寸的油孔，使油槽内的少量油液经由所述油孔进入到滑块与转子的接触面，形成油液润滑，减少滑块与转子的摩擦阻力和磨损，能够提高压缩机的工作效率，并延长压缩机的使用寿命。

优选的，所述油孔从外侧向中心倾斜的设置。倾斜的设置有利于油液向两者接触面的中部移动，形成较好的润滑效果。

进一步的，所述转子密封端面与所述滑块密封端面为一体式结构，所述转子密封端面与所述滑块密封端面上设有一体式连通的所述油槽，所述油槽为吊环形。

也就是说当转子式压缩机使用的转子为摆动转子式，转子和滑块为一体化结构，此时的油槽也为一体化结构，直接采用机械加工的方式在转子和滑块的密封端面加工出截面尺寸一致的油槽，一体化的油槽，形成的油膜也会更加的均匀。

所述油液为润滑油、油脂状半固体的润滑脂，或者导热油、透平油等密封液。根据不同的工作环境和压缩机的型号尺寸，能够选择相适配的油液进行密封和润滑。

一种用于制冷转子式压缩机的密封方法，所述密封方法为在转子式压缩机的转子密封端面和/或滑块密封端面设置油液密封槽。

采用油液密封的方法，减少了配件的设置，油槽的使用确保了持续油膜的形成，密封的效果得到了保证；同时能够润滑密封端面，减少转子和滑块与转子端盖之间的摩擦阻力和磨损，避免间隙增大，延长了压缩机的使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本密封结构通过在转子与转子端盖之间的密封端面上设置油槽，能够含住油膜，形成较好的油液密封，即使在高压气体的吹散作用下，油膜能够自动补充，始终在密封端面形成一层油膜，减少了高压端气体向低压端泄露，确保了压缩机的输气量、降低了压缩机的功耗；2、本密封结构工艺简单，不需要设置易损的密封圈或者复杂的密封结构，就能够形成持续的油膜，降低了材料成本，而且使压缩机的性能一致性和效率得到明显提升；3、本密封结构设置的所述油槽，相对于在密封端面上设置了一条气体缓冲带，使得高压气体在泄漏时形成缓冲，减少泄露量和速率，保证了输气量和制冷效果；4、油槽油液密封的方式，不受转子类型的限制，不论是一体式结构还是分体式结构均能够运用，适用范围广；5、持续油液的存在，还能够润滑接触面和密封端面，减少转子、滑块、转子端盖之间的摩擦阻力和磨损，避免摩擦间隙的增大，延长了压缩机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种用于制冷转子式压缩机的密封结构的整体示意图；

图2为本发明一种用于制冷转子式压缩机的密封结构的油槽含住油膜的放大示意图；

图3为本发明一种用于制冷转子式压缩机的密封结构的油槽截面(A-A)示意图；

图4为图1中D处放大示意图；

图5为图4中C-C截面示意图；

图6为本发明另一油槽截面示意图；

图7为本发明中弧形油槽截面示意图；

图8为本发明中油槽与储油结构截面示意图；

图9为本发明另一种油槽与储油结构截面示意图；

图10为本发明另一种用于制冷转子式压缩机的密封结构的整体示意图；

图11为图10中B-B截面局部放大示意图；

图12为本发明一种用于制冷转子式压缩机的密封结构组装后工作示意图；

图13为本发明另一种用于制冷转子式压缩机的密封结构组装后工作示意图；

图中：1、滑块；2、转子；3、滑块密封端面；4、转子密封端面；5、油槽；501、环形油槽；502、条形油槽；6、圆弧过渡；7、储油结构；8、油孔；9、气缸体；10、偏心轮轴；11、圆柱形导轨；12、吸气口；13、排气口；14、小气腔；15、油膜；16、上端盖； 17、下端盖；18、高低压腔一；19、高低压腔二。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种用于制冷转子式压缩机的密封结构，所述转子式压缩机具有一体成型的转子2和滑块1；所述滑块1和所述转子2的同侧分别具有滑块密封端面3和转子密封端面4，所述密封结构为在所述滑块密封端面3和所述转子密封端面4的中部设置油槽 5，所述油槽5含住油膜，所述油槽5内含有少量油液。

具体的设计案例，如图2所示，为某一状态下油槽5含住油膜15的局部放大示意图，所述转子2在压缩机的上端盖16和下端盖17之间分别形成转子密封端面，所述转子2的左右两侧分别为吸气腔和排气腔，在工作过程中吸气腔和排气腔在吸气和压缩过程中存在气压差，形成高低压腔一18和高低压腔二19；所述转子2的上下两个端面上分别设置有油槽5，所述油槽5所在的区域内会形成小气腔14，而所述转子2与所述上端盖16和所述下端盖17之间会形成油膜15，所述油槽5与小气腔14的作用下会含住油膜15。在长期的往复运动和高低压的影响下，所述小气腔14的大小和形状会产生相应的变化。

本密封结构通过所述油槽5的设置，能在转子压缩机上缸盖16与转子2或滑块端面(见图2)高低压腔之间的密封带、和在转子压缩机下缸盖17与转子或滑块端面(见图2)高低压腔(18、19)之间的密封带内形成较小的小气腔14，小气腔14在高压气体往低压腔流动过程起到缓冲密封作用，同时能够含住少量油，来回补充高低压密封面的油膜15，油膜15在密封面的间隙中起到密封作用；即使在高压端气体的吹散作用下，油膜15能够在油槽5两面来回运动，始终在密封端面形成一层油膜15，减少了高压端气体向低压端泄露，确保了压缩机的输气量、降低了压缩机的功耗。

本密封结构工艺简单，不需要设置易损的密封圈或者复杂的密封结构，通过持续形成的油膜就能够减少气体内漏，使压缩机的制冷量加大，产品性能一致性和效率得到明显提升。

由于存在高低压的环境，油槽5内的油液在压力差的作用下，会缓慢并持续向密封端面补充以形成油膜；油膜在实际运行过程中的消耗可以预计，每隔一段时间或者在压缩机维保时可以向密封端面或油槽中补充油液，以维持长期的密封效果。

另一方面，本密封结构设置的所述油槽5，相对于在密封端面上设置了一条气体缓冲带，使得高压气体在泄漏时形成缓冲，减少泄露量和速率，保证了输气量和制冷效果。

进一步的，如图3所示，所述油槽5为“V”形槽，所述油槽5的深度不超过0.5mm；“V”形的所述油槽5的开口角度为60度。

所述油槽5的深度较小，一方面刚好能够含住油膜，另一方面避免槽深过大影响转子结构的稳定性，同时能够减少加工量；所述油槽5的深度在设置上考虑到了气体泄露两、压力差及转子和滑块的强度等因素；开口角度的限制进一步保证了油槽内的油液形成油膜的效果。

如图4和图5所示，滑块密封端面3上的油槽5(竖直油槽)与转子密封端面4上的油槽5(环形油槽)相交并相切，但是两者的深度不一样，油槽5的开口面处于同一平面内，油槽的底部有高度差，滑块密封端面3上的竖直油槽的深度略小于转子密封端面4上的环形油槽的深度，因为转子受高压气体影响的面积更大，这样设置有利于转子密封端面油膜的形成。

进一步的，所述油槽5的开口两侧分别与所述转子密封端面或所述滑块密封端面圆弧过渡设置。

圆弧过渡6的设置有利于油膜的形成，也能够减少油槽边缘因锐角而产生的应力集中情况，保证了转子和滑块整体的强度和力学性能。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于，油槽的形状设置不同。

具体的如图6所示，在所述滑块密封端面3的所述油槽5靠近吸气端一侧的坡度小于靠近排气端一侧的坡度。

所述油槽5的两侧壁的坡度设为不一样，能够改变油槽5中油液形成油膜的趋向，靠近吸气端(即高压端)一侧的坡度小一些，有利于在这一次形成油膜，以抵消高压气体吹散的油膜。

如图7所示，为一弧形结构的油槽5，弧形的油槽5没有尖角和锐角的出现，在长期往复运动过程中，应力集中的现象较少，更有利于保持转子和滑块的结构稳定性。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别在于，提供了一种储油结构。

具体的如图8所示，所述油槽5的底部还设有储油结构7；所述储油结构7为与所述油槽5对应并连通的通槽，所述通槽为圆形。

所述储油结构7能够储存更多的油液，以持续补充被损耗掉的油膜，减少了油液补充的频次，延长了使用时间；

采用通槽的结构，一方面能够加工成型，另一方面能够保证与每一截的所述油槽对应和连通，形成均匀的供油，不会造成部分区域油液堆积而部分区域油液偏少的情况。

实施例四：

本实施例与实施例一的区别在于，提供了另一种储油结构。

具体的如图9所示，所述油槽5的底部还设有储油结构7；所述储油结构7为与所述油槽5对应并连通的通槽，所述通槽为矩形；所述通槽的截面尺寸大于所述油槽的截面尺寸。采用矩形通槽的形式能够容纳更多的油液，同时也相当于加大了气体缓冲带的行程和面积。

实施例五：

如图10和11所示，所述转子密封端面4与所述滑块密封端面3为分体式连接结构，所述转子密封端面4与所述滑块密封端面3上分别独立设置所述油槽，所述油槽分别为设置在所述转子密封端面4上的环形油槽501和所述滑块密封端面3上的条形油槽502；在滑块上所述条形油槽502靠近转子2的一端还设有油孔8；所述油孔8的一端连通所述条形油槽502、另一端延伸至所述转子2与所述滑块1的配合面。

也就是说当转子式压缩机使用的是滚动式转子时，转子与滑块为两个独立部件，但是又相互接触连接在一起，此时依然能够使用油槽分别对转子密封端面和滑块密封端面进行油液密封，不受分体式结构影响，密封效果同样能够得到保证。

而且在这类滚动式压缩机的滑块上设置较小尺寸的油孔8，使条形油槽502内的少量油液经由所述油孔8进入到滑块1与转子2的接触面，形成油液润滑，减少滑块1与转子 2的摩擦阻力和磨损，能够提高压缩机的工作效率，并延长压缩机的使用寿命。

优选的，所述油孔8从外侧向中心倾斜的设置。倾斜的设置有利于油液向两者接触面的中部移动，形成较好的润滑效果。

实施例六：

本实施例提供了一种用于制冷转子式压缩机的密封方法，及其一种工作方式。

所述密封方法为在转子式压缩机的转子密封端面和/或滑块密封端面设置油液密封槽。

采用油液密封的方法，减少了配件的设置，油槽的使用确保了持续油膜的形成，密封的效果得到了保证；同时能够润滑密封端面，减少转子和滑块与转子端盖之间的摩擦阻力和磨损，避免间隙增大，延长了压缩机的使用寿命。

如图12所示，为摆动式转子结构，转子2设置在气缸体9内，所述转子2的中部设有偏心轮轴10，所述滑块1的一端连接在圆柱形导轨11上，吸气口12进气，排气口13 排气，a区域与b区域存在压力差(根据进气和排气的状态，a区域和b区域在高低压腔间转换)；比如在压缩机工作时，a区域由于进气为高压状态，形成的高压气流会在转子 2及滑块1的密封端面向b区域泄露，由于存在油槽5，油槽5含住(吸住)油膜，密封端面上的油膜不易被吹散，气体将不会产生泄露；在长时间的工作后即使存在油膜被吹散的情形，油槽5内的油液也会及时补充形成新的油膜，持续形成密封效果，同时对密封端面进行润滑。

如图13所示，为摆动式转子结构，转子2设置在气缸体9内，所述转子2的中部设有偏心轮轴10，所述滑块1的一端与弹簧抵接、一端与所述转子2的外轮廓抵接。

所述转子2的密封端面上设有环形油槽501，所述滑块1的密封端面上设有条形油槽 502；所述条形油槽502为非贯穿式，确保高低压腔所在区域的密封端面上能够形成油膜即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。