本實用新型涉及壓縮機領域，具體而言，涉及一種壓縮機及其壓縮腔密封結構。

背景技術：

在渦旋壓縮機中，壓縮腔氣體被壓縮后會產生一個使動渦旋盤遠離靜渦旋盤的力。該分離力會使得動渦旋盤與靜渦旋盤之間產生軸向間隙，從而引起壓縮腔泄漏。

為克服該問題，現有技術通常采用以下方式：(1)在渦卷齒頂部設置浮動密封結構，以便在動渦旋盤與靜渦旋盤分離時借助于齒頂密封結構抑制軸向間隙的泄漏；(2)在動渦旋盤背面引入壓力介于排氣壓力和吸氣壓力之間的流體，以通過該流體產生所謂的背壓力來克服壓縮腔的分離力，并動渦旋盤按壓在靜渦旋盤上。

但是，上述現有技術均存在一些缺點，例如：在渦卷齒頂部設置浮動密封結構一方面會增加渦旋盤加工成本，另一方面分離力會將動渦旋盤推向支撐動渦旋盤的部件，造成動渦旋盤與其支撐結構產生較大的摩擦損失并引起零件磨損；在動渦旋盤背面引入背壓流體的技術則存在背壓腔密封困難的問題，特別是動渦旋盤背面還需設置防止自轉的機構，這使得往往沒有足夠的空間來形成面積足夠大的背壓腔。

此外，對于純電動汽車等領域來說，為了提高汽車的續航能力，減少汽車空調帶來的電量消耗，不僅要求壓縮機體積小、重量輕，而且還要有較高的性能，為此通常采用鋁合金材料制成的渦旋壓縮機。由于壓縮機尺寸的限制以及鋁合金耐磨性較差，在面對壓縮腔泄漏以及零件磨損問題時，現有技術的缺陷更為明顯，無法很好地解決防泄露的問題。

技術實現要素：

本實用新型實施例中提供一種壓縮機及其壓縮腔密封結構，以解決現有技術中壓縮腔密封效果不好的問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例提供一種壓縮機的壓縮腔密封結構，包括殼體、和與殼體連接的機蓋，其中，殼體內依次設置有支架、動渦旋盤以及靜渦旋盤；支架及動渦旋盤均與壓縮機的曲軸連接，機蓋位于靜渦旋盤的遠離動渦旋盤的一側；動渦旋盤與支架的端面之間通過浮動密封組件密封連接；殼體的位于支架的遠離動渦旋盤的一側構成第一吸氣腔，動渦旋盤、靜渦旋盤及支架之間通過浮動密封組件圍成與第一吸氣腔連通的第二吸氣腔，動渦旋盤與支架之間通過浮動密封組件圍成背壓腔，動渦旋盤與靜渦旋盤之間通過嚙合形成壓縮腔；機蓋內的儲油部依次通過形成在靜渦旋盤上的第一引流通路、及設置在支架上的第二引流通路流入背壓腔。

作為優選，動渦旋盤包括動盤基板、動盤渦卷齒和動盤突臺，動盤渦卷齒與動盤基板的一側垂直連接，動盤突臺與動盤基板的另一側連接，浮動密封組件設置在動盤突臺與支架的端面之間。

作為優選，浮動密封組件包括浮動密封圈和彈性元件，動渦旋盤的動盤突臺的端面上形成有密封槽，彈性元件的至少一部分設置在密封槽內并迫使浮動密封圈具有向支架的運動趨勢。

作為優選，彈性元件的截面為弧形。

作為優選，浮動密封圈的截面呈方形，彈性元件設置在浮動密封圈的遠離支架的一側。

作為優選，浮動密封圈上形成有開口朝向背壓腔內部的安裝槽，安裝槽的至少一部分位于密封槽內，彈性元件位于安裝槽內。

作為優選，密封槽的寬度大于浮動密封圈的寬度。

作為優選，支架的朝向動渦旋盤的端面上形成有凹陷部，浮動密封組件還包括環狀的彈性件，彈性件的外緣夾持在凹陷部的外緣與靜渦旋盤之間，浮動密封圈與彈性件的與凹陷部對應的部位滑動密封，彈性件的內緣與凹陷部的內緣接觸密封。

作為優選，凹陷部的內緣形成為環狀的第一凸起部，凹陷部的外緣形成為一個或多個第二凸起部。

作為優選，第一凸起部的高度大于或等于第二凸起部的高度。

作為優選，彈性件上形成有弧形通槽，弧形通槽的兩側由動盤突臺及凹陷部的外緣完全夾持，弧形通槽的一端與第一引流通路連通，第二引流通路的一端與弧形通槽的另一端連通，第二引流通路的另一端與背壓腔連通。

作為優選，彈性件上形成有通孔，第一引流通路依次通過通孔、第二引流通路與背壓腔連通。

作為優選，支架的端面為平面，浮動密封組件還包括環狀的彈性件，彈性件的外緣夾持在支架與靜渦旋盤之間，浮動密封圈與彈性件的表面滑動密封。

作為優選，支架的端面為平面，浮動密封圈與支架的端面滑動密封。

作為優選，第二引流通路為形成在支架內部的引流孔，引流孔包括開口于第二凸起部端面的第一引流孔、以及沿支架的徑向延伸的第二引流孔，第一引流孔與第二引流孔連通。

作為優選，第一引流孔的直徑大于第二引流孔的直徑。

作為優選，第二引流通路為形成在支架內部的引流孔，引流孔包括開口于支架端面的第一引流孔、以及沿支架的徑向延伸的第二引流孔，第一引流孔與第二引流孔連通。

作為優選，第一引流孔的直徑大于第二引流孔的直徑。

作為優選，靜渦旋盤包括靜盤基板、靜盤渦卷齒和靜盤突臺，靜盤渦卷齒與靜盤基板的一側垂直連接，靜盤突臺與靜盤基板的另一側連接，且靜渦旋盤通過靜盤突臺與機蓋密封連接。

作為優選，機蓋內形成有與靜渦旋盤上的排氣孔連通的排氣通道，儲油部位于排氣通道下方。

作為優選，第一引流通路為貫穿靜盤基板的孔。

作為優選，支架內形成有用于連通背壓腔與第一吸氣腔或第二吸氣腔、或用于連接背壓腔與壓縮腔的節流通道。

作為優選，節流通道包括漸縮的流道節流結構、和/或節流通道上設置有流量控制閥。

作為優選，凹陷部的位于彈性件的遠離浮動密封圈一側的空間通過設置在支架內的通道與第一吸氣腔連通。

本實用新型還提供了一種壓縮機，包括上述的壓縮腔密封結構。

本實用新型可在動渦旋盤背部的背壓腔中引入具有中間壓力的流體，以通過流體壓力使動盤壓緊在靜盤上，從而達到了抑制分離力產生的壓縮腔泄漏的效果，具有結構簡單、成本低的特點。

附圖說明

圖1是本實用新型第一實施例中的壓縮機的壓縮腔密封結構的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型中的浮動密封圈與彈性元件安裝的第一實施例的示意圖；

圖3是本實用新型中的本實用新型實施例的浮動密封圈與彈性元件安裝的第二實施例的示意圖；

圖4是本實用新型第一實施例中的彈性件的結構示意圖；

圖5是本實用新型第一實施例中的背壓流動路徑示意圖；

圖6是本實用新型第二實施例的局部結構示意圖；

圖7是本實用新型第二實施例中的彈性件的結構示意圖；

圖8是本實用新型第二實施例中的背壓流動路徑示意圖；

圖9是本實用新型第三實施例的局部結構示意圖；

圖10是本實用新型第三實施例中的背壓流動路徑示意圖；

圖11是本實用新型第四實施例的局部結構示意圖。

附圖標記說明：1、殼體；2、機蓋；3、支架；4、動渦旋盤；5、靜渦旋盤；6、曲軸；7、第一吸氣腔；8、第二吸氣腔；9、背壓腔；10、壓縮腔；11、儲油部；12、第一引流通路；13、動盤基板；14、動盤渦卷齒；15、動盤突臺；16、浮動密封圈；17、彈性元件；18、密封槽；19、凹陷部；20、彈性件；21、弧形通槽；23、第一凸起部；24、第二凸起部；25、通孔；26、第一引流孔；27、第二引流孔；28、靜盤基板；29、靜盤渦卷齒；30、靜盤突臺；31、排氣孔；32、排氣通道；33、節流通道；34、排氣腔；35、通道。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

如圖1至圖11所示，本實用新型實施例提供一種壓縮機的壓縮腔密封結構，其將浮動密封組件與背壓相結合，以提高密封效果，通過對其結構的優化設計，還可解決現有技術中采用在渦卷齒頂部設置浮動密封結構時會增大成本和摩擦，采用背壓時沒有足夠的空間來形成面積足夠大的背壓腔以致密封困難的問題，特別適用于純電動車中的壓縮機。

如圖1所示，本實用新型中的壓縮機包括殼體、和安裝在殼體1一端的機蓋2。其中，在殼體1內依次安裝支架3、動渦旋盤4和靜渦旋盤5。支架3及動渦旋盤4均安裝在壓縮機的曲軸6的朝向機蓋2的一端，機蓋2位于靜渦旋盤5的遠離動渦旋盤4的一側，從而將動渦旋盤4和靜渦旋盤5壓緊并固定起來，動渦旋盤4與支架3的端面之間通過浮動密封組件密封連接。

為了將浮動密封組件與背壓結合起來，本實用新型形成了以下幾個腔體：(1)在殼體1的位于支架3的遠離動渦旋盤4的一側形成第一吸氣腔7；(2)在動渦旋盤4、靜渦旋盤5及支架3之間通過浮動密封組件圍成與第一吸氣腔7連通的第二吸氣腔8；(3)在動渦旋盤4與支架3之間通過浮動密封組件圍成背壓腔9；(4)在動渦旋盤4與靜渦旋盤5之間通過嚙合形成一個或多個壓縮腔10。其中，第二吸氣腔8呈環狀，位于背壓腔9的外側，二者之間通過浮動密封組件實現隔離和密封。

然后，利用機蓋2內的儲油部11產生的壓力流體，將該流體依次通過形成在靜渦旋盤5上的第一引流通路12、及設置在支架3上的第二引流通路引入背壓腔9中產生背壓。優選地，第一引流通路12為貫穿靜盤基板28的孔。

可見，本實用新型可在動渦旋盤背部的背壓腔中引入具有中間壓力的流體，以通過流體壓力使動盤壓緊在靜盤上，從而達到了抑制分離力產生的壓縮腔泄漏的效果，具有結構簡單、成本低的特點。

如圖1所示，本實用新型中的動渦旋盤4優選包括動盤基板13、動盤渦卷齒14和動盤突臺15，具體地說，動盤渦卷齒14與動盤基板13的一側垂直連接，動盤突臺15與動盤基板13的另一側連接，浮動密封組件則位于在動盤突臺15與支架3的端面之間。這樣，可利用安裝在動盤突臺15上的浮動密封組件，分隔出第二吸氣腔與背壓腔。

如圖2和圖3所示，本實用新型中的浮動密封組件至少包括浮動密封圈16和彈性元件17，為了安裝浮動密封組件，本實用新型在動渦旋盤4的動盤突臺15的端面上形成一個環狀的密封槽18，安裝時，將彈性元件17的至少一部分設置在密封槽18內，由于彈性元件17具有一定的彈性力，因此會迫使浮動密封圈16具有向支架3的運動趨勢，以利于實現密封。

更優選地，彈性元件17的截面為弧形，且弧形的開口朝向背壓腔的方向，這樣，彈性元件17會產生一個沿殼體軸向方向的彈性變形，從而推動浮動密封圈16向支架3的方向運動。優選地，密封槽18的寬度大于浮動密封圈16的寬度。其中，浮動密封圈16一般可選用耐磨且摩擦系數較小的材料如PTFE(聚四氟乙烯)。

在圖2所示的實施例中，浮動密封圈16可采用方形的截面的環體，相應地，彈性元件17設置在浮動密封圈16的遠離支架3的一側，其兩邊分別與密封槽18的底壁及彈性元件17的側壁抵接。在圖3所示的實施例中，本實用新型可在環狀的浮動密封圈16上形成一個開口朝向背壓腔9的安裝槽，并將彈性元件17置于安裝槽內。由于安裝槽的至少一部分位于密封槽18內，彈性元件17在其自身彈性變形時，會使浮動密封圈16的安裝槽處于向外撐開的狀態，從而推動浮動密封圈16向支架3的方向運動。

在圖1至圖8所示的第一和第二實施例中，本實用新型在支架3的朝向動渦旋盤4的端面上形成凹陷部19。在這兩個實施例中，浮動密封組件還包括環狀的彈性件20，其中，凹陷部19具有突起的內緣和外緣，彈性件20的外緣部分夾持在凹陷部19的外緣的突起與靜渦旋盤5之間，彈性件20的內緣分部則在彈性件20的彈性變形及背壓的作用下與凹陷部19的內緣接觸以實現密封，而浮動密封圈16則與彈性件20的與凹陷部19對應的部位滑動密封，以使彈性件20發生彈性變形。

在圖1所示的實施例中，凹陷部19的位于彈性件20左側的區域通過一個通道35與第一吸氣腔7連通，從而使得彈性件20左側的壓力與吸氣壓力Ps相同。

在上述兩個實施例中，凹陷部19的內緣突起為環狀的第一凸起部23，凹陷部19的外緣則由一個或多個第二凸起部24形成。更優選地，第一凸起部23的高度大于或等于第二凸起部24的高度。

在圖1至圖5所示的實施例中，特別是如圖4所示，彈性件20上形成一道弧形通槽21，弧形通槽21的兩側則完全由動盤突臺15及凹陷部19的外緣夾持、從而將弧形通槽21的兩側密封起來。這樣，弧形通槽21的一端與第一引流通路12連通，第二引流通路的一端與弧形通槽21的另一端連通，第二引流通路的另一端與背壓腔9連通。

在圖6至圖8所示的實施例中，還可以在彈性件20上形成一個通孔25，以使第一引流通路12依次通過通孔25、第二引流通路與背壓腔9連通。其中，圖6至圖8所示的實施例與圖1至圖5所示的實施例相比，除了通孔25處的結構不同外，其他結構均可相同。

如圖4和圖7所示，彈性件20的表面可劃分成三各區域：第一區域S1為被靜渦旋盤5及第二凸起部24所夾持區域，第二區域S2為浮動密封圈16的滑動范圍，第三區域S3為第一凸起部23與彈性件20的接觸區域。彈性件的S1區域內開設有弧形通槽21或通孔25，且其被第二凸起部24和靜渦旋盤5所完全夾持，從而與凹陷部、第一吸氣腔、第二吸氣腔完全隔離。優選地，彈性件20可選用具有彈性且耐磨金屬材料，以避免浮動密封圈16在其表面滑動時造成的零件磨損。

如圖1所示，在壓縮機運轉過程中，制冷劑首先進入第一吸氣腔，然后經過靜渦旋盤5的吸氣口進入第二吸氣腔。制冷劑在壓縮腔內被壓縮并向中心移動，然后經過靜渦旋盤5的排氣孔31排出到排氣腔34中，最后通過機蓋2上的排氣通道32排出壓縮機外。

請參考圖1，在排氣通道32內，當制冷劑進入排氣通道32內旋轉、撞擊管壁時，會將攜帶的潤滑油分離出來，潤滑油在重力作用下沿管壁聚集在底部的儲油部11中。于是，處于排氣壓力狀態的潤滑油及制冷劑，會通過第一引流通路12、第二引流通路進入背壓腔9中，從而產生背壓。

在背壓流體的作用下，浮動密封圈16被按壓在彈性件20的表面，從而形成背壓腔的第一密封區，彈性件20的內緣與第一凸起部23接觸并形成第二密封區，凹陷部被彈性件20所圍成的腔體與第一吸氣腔連通、且其內的壓力處于吸氣壓力狀態。

請參考圖4，假設動渦旋盤的動盤基板的外徑為D1，浮動密封圈16的直徑為D2，彈性件20的第一區域S1的內徑為d1、第三區域S3的外徑為d3，則背壓腔的第一密封區的軸向投影面積A1＝π*D2²/4，第二密封區軸向投影面積A2＝π*d3²/4。

則圖1中，彈性件20的右側面受到的流體作用力Fa和左側面受到的流體作用力Fb分別為：

Fa＝Ps*(π*d1²/4-π*D2²/4)+Pb*π*D2²/4

＝Ps*π*d1²/4+(Pb-Ps)*π*D2²/4

Fb＝Ps*(π*d1²/4-π*d3²/4)+Pb*π*d3²/4

＝Ps*π*d1²/4+(Pb-Ps)*π*d3²/4

由于D2>d3，顯然Fa>Fb，因此，彈性件20的左側面受到流體的作用力小于右側面受到流體的作用力，于是彈性件20被壓向支架的第一凸起部23，并形成背壓腔第二密封區。這樣，使得具有較高壓力的背壓腔與具有較低壓力的吸氣腔被密封區所隔開，實現了背壓腔的有效密封。

相應地，動渦旋盤受到的背壓力

Fc＝Ps*(π*D1²/4-π*D2²/4)+Pb*π*D2²/4

＝Ps*π*D1²/4+(Pb-Ps)*π*D2²/4

其中，D1與D2較為接近，通過控制背壓腔壓力Pb的大小，可以形成足夠大的背壓力以克服壓縮腔壓縮氣體產生的分離力，并使得動渦旋盤向靜渦旋盤移動、而遠離彈性件20和支架3。

可見，本實用新型通過在動渦旋盤背面形成一個面積幾乎與動渦旋盤基板面積相當的背壓腔，并將排氣側流體經節流降壓后引入背壓腔中，形成壓力介于排氣壓力與吸氣壓力之間的背壓壓力，通過背壓力抵消壓縮腔產生的分離力并將動渦旋盤壓向靜渦旋盤，從而有效抑制壓縮腔的泄漏。這樣，主要的摩擦僅存在于動渦旋盤與靜渦旋盤之間，從而可有效地降低運動部件的摩擦損失及零件磨損，提高壓縮機的性能及可靠性。

在圖9和圖10所示的第三實施例中，支架3的端面可采用平面結構，浮動密封組件中也包括一個環狀的彈性件20，彈性件20與該支架3端面的平面完全貼合，彈性件20的外緣夾持在支架3與靜渦旋盤5之間，浮動密封圈16與彈性件20的表面滑動密封，其余結構與第一實施例或第二實施例中的相應結構相同。其工作原理及前上述實施例的類似，在此不再贅述。

在圖11所示的第四實施例中，支架3的端面也采用平面，但是卻不具備第三實施例中的彈性件20，其浮動密封圈16與支架3的端面滑動密封，其他結構則可以與上述各實施例中的相應結構相同。其工作原理及前上述實施例的類似，在此不再贅述。

在上述第一和第二實施例中，第二引流通路均可為形成在支架3內部的引流孔，引流孔包括開口于第二凸起部24端面的第一引流孔26、以及沿支架3的徑向延伸的第二引流孔27，第一引流孔26與第二引流孔27連通。第一引流孔26的直徑大于第二引流孔27的直徑，從而形成一個節流結構，使處于排氣壓力的流體經節流減壓后成為壓力介于排氣壓力Pd與吸氣壓力Ps之間的中間壓力Pb的背壓流體進入背壓腔，從而產生背壓。

對于第三和第四實施例來說，第二引流通路為形成在支架3內部的引流孔，引流孔包括開口于支架3端面的第一引流孔26、以及沿支架3的徑向延伸的第二引流孔27，第一引流孔26與第二引流孔27連通。優選地，第一引流孔26的直徑大于第二引流孔27的直徑，從而形成一個節流結構，使處于排氣壓力的流體經節流減壓后成為壓力介于排氣壓力Pd與吸氣壓力Ps之間的中間壓力Pb的背壓流體進入背壓腔，從而產生背壓。

請參考圖1，本實用新型各實施例中的靜渦旋盤5可以包括靜盤基板28、靜盤渦卷齒29和靜盤突臺30，其中，靜盤渦卷齒29與靜盤基板28的一側垂直連接，靜盤突臺30與靜盤基板28的另一側連接，且靜渦旋盤5通過靜盤突臺30與機蓋2密封連接。此外，本實用新型還在機蓋2內形成一個與靜渦旋盤5上的排氣孔31連通的排氣通道32，儲油部11位于排氣通道32下方。靜盤突臺30上還可形成一個密封槽，其內放置進行密封的密封圈，以利用該密封圈形成一個密封區域，將靜盤突臺30內側的空間與外側的空間隔離開來。

優選地，支架3內形成有用于連通背壓腔9與第一吸氣腔7或第二吸氣腔8、或用于連接背壓腔9與壓縮腔10的節流通道33，用以將過多的背壓流體排出背壓腔之外，從而使背壓腔壓力Pb維持在合理范圍內。優選地，節流通道33包括漸縮的流道節流結構、和/或節流通道33上設置有流量控制閥。

本實用新型還提供了一種壓縮機，包括上述的壓縮腔密封結構。該壓縮機具有本實用新型中的可有效抑制渦旋壓縮機壓縮腔泄漏的機構，并能減少動渦旋盤運動時產生的摩擦和磨損，提高壓縮機性能及可靠性。本實用新型的結構簡單、緊湊，特別適合汽車空調所用的臥式渦旋壓縮機，但也可以用于如房間空調等其它用途的渦旋壓縮機。

當然，以上是本實用新型的優選實施方式。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型基本原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。