用于制冷剂压缩机的浮动环密封件
1.优先权声明
2.本技术要求美国临时专利申请no.63/022629(申请日为2020年5月11日)的优先权。
背景技术：3.制冷剂压缩机用于通过制冷剂回路而在冷却器或热泵中循环制冷剂。已知这种压缩机包括在压缩机的旋转部件和非旋转部件之间的界面处的各种密封件。
技术实现要素：4.特别是，根据本发明示例方面的制冷剂压缩机包括浮动环密封件，该浮动环密封件有鼻部，该鼻部设置成与壳体接触。而且，包括碳纳米管(cnt)的低摩擦涂层施加至鼻部和壳体中的一个或两个上。
5.在前述制冷剂压缩机的另一实施例中，鼻部的径向尺寸小于浮动环密封件的径向尺寸。
6.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，鼻部的径向内表面与浮动环密封件的径向内表面间隔开。
7.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，压缩机包括轴，该轴由浮动环密封件环绕，且浮动环密封件的径向内表面与轴的径向外表面沿径向间隔开。
8.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，制冷剂压缩机包括通过轴而连接的马达和叶轮。
9.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，油施加在cnt上。
10.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，鼻部是第一鼻部，浮动环密封件包括第二鼻部，该第二鼻部设置成与壳体接触，且第二鼻部和第一鼻部沿径向间隔开。
11.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，第一鼻部在第二鼻部的径向内侧，第一鼻部的径向内表面与浮动环密封件的径向内表面间隔开，且第二鼻部的径向外表面与浮动环密封件的径向外表面沿径向对齐。
12.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，第一鼻部有与第二鼻部不同的径向尺寸。
13.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，第一鼻部在第二鼻部的径向内侧，且第二鼻部具有比第一鼻部更大的径向尺寸。
14.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，浮动环密封件包括主体部分，该主体部分在径向内表面和外表面之间沿径向延伸，并在第一和第二轴向表面之间沿轴向延伸。
15.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，第一和第二鼻部的轴向表面与主体部分的第二轴向表面间隔开相等距离。
16.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，主体部分包括内部通道，该内部通道包括在第一轴向表面中的第一开口和在第二轴向表面中的第二开口，该第二开口沿径向位
于第一鼻部和第二鼻部之间。
17.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，内部通道是主体部分的多个内部通道中的一个。
18.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，制冷剂压缩机用于加热、通风和空调(hvac)冷却器系统。
19.特别是，根据本发明示例方面的制冷剂压缩机包括浮动环密封件，该浮动环密封件有设置成与壳体接触的第一鼻部和设置成与壳体接触的第二鼻部。而且，第一鼻部与第二鼻部沿径向间隔开。
20.在前述制冷剂压缩机的另一实施例中，至少一个通道形成于浮动环密封件中，且该至少一个通道使得在第一鼻部和第二鼻部之间的径向空间与高压位置流体地连接。
21.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，该至少一个通道包括多个通道。
22.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，包括碳纳米管(cnt)的低摩擦涂层施加在(1)第一鼻部和第二鼻部以及(2)壳体中的一个或两个上。
23.在任何前述制冷剂压缩机的另一实施例中，第一鼻部在第二鼻部的径向内侧，第一鼻部具有比第二鼻部更小的径向尺寸，第一鼻部的径向内表面与浮动环密封件的径向内表面间隔开，且第二鼻部的径向外表面与浮动环密封件的径向外表面沿径向对齐。
附图说明
24.图1示意表示了示例制冷剂回路。
25.图2示意表示了相对于密封组件的轴。
26.图3是图2中的圆圈区域的放大图。
27.图4示意表示了相对于另一密封组件的轴。
28.图5是图4中的圆圈区域的放大图。
29.图6是图4中的圆圈区域的放大图。
具体实施方式
30.图1示意表示了制冷剂系统10。制冷剂系统10包括主制冷剂回路或环路12，该主制冷剂回路或环路12与压缩机或多个压缩机14、冷凝器16、蒸发器18和膨胀装置20连通。例如，该制冷剂系统10可以用于冷却器或热泵中。尽管表示了制冷剂系统10的特定实例，但是本发明扩展至其它制冷剂系统构造。例如，主制冷剂回路12可以包括在冷凝器16下游和在膨胀装置20上游的节能器。制冷剂冷却系统10可以是例如空调系统。
31.在该实例中，压缩机14是离心压缩机，因此包括至少一个叶轮，该叶轮由马达旋转驱动，该马达通过轴22而与叶轮连接(图2)。马达设置成使得轴22绕轴线a旋转，再使得叶轮绕轴线a旋转。本发明并不局限于离心压缩机，在其它实例中，压缩机14可以是另一类型的压缩机。
32.在图2中相对于密封组件24表示了轴22的一部分。密封组件24包括浮动环密封件26和壳体28。密封组件24可以布置在压缩机14内的多个位置中的一个位置处，以便限制在压缩机14的两个相邻部分之间的流体(例如冷却剂、制冷剂或润滑剂)泄漏。密封组件24可以相对于压缩机14的其它旋转元件来使用，且在这方面，轴22代表任何旋转元件。
33.在图2中，密封组件24设置成限制在壳体28的相对轴向侧上的高压位置30和低压位置32之间的流体泄漏。由于压力差，浮动环密封件26的轴向侧将压靠壳体28，以便建立密封。
34.浮动环密封件26是环箍，并绕轴22的整个圆周延伸。图2中只表示了浮动环密封件26的横截面的一部分。浮动环密封件26包括主体部分34，该主体部分34在径向内表面36和径向外表面38之间沿径向延伸，并在第一轴向表面40和第二轴向表面42之间沿轴向延伸。径向内表面36与轴22的外表面44沿径向间隔开。不过，轴22在操作过程中的振动可能使得轴22径向运动的距离超过在外表面44和径向内表面36之间的径向间隙。在这种情况下，通过流体动力学效应，在外表面44和内表面36之间发生实际接触之前，浮动环密封件26沿轴运动的方向被推动。横过浮动环密封件26的压力差将浮动环密封件26推靠在壳体28上，从而导致在浮动环密封件26和壳体28之间的接触压力。理想地，当在浮动环密封件26和壳体28之间的摩擦足够小时，密封件26应当在操作过程中跟随轴22的径向运动(例如振动)，而并不接触外表面44。
35.为了减小浮动环密封件26和壳体28之间的摩擦，浮动环密封件26包括鼻部46，该鼻部46从第二轴向表面42朝向壳体28沿轴向凸出。参考图3，鼻部46包括：径向内表面48；径向外表面50，该径向外表面50与径向内表面48沿径向间隔开高度h1；以及轴向表面52，该轴向表面52与第二轴向表面42平行并沿轴向间隔开。高度h1基本小于在径向内表面36和径向外表面38之间的距离。浮动环密封件26周围的压力再在径向外表面50外侧的空间中平衡。而且，在该实例中，径向内表面48与径向内表面36间隔开。鼻部46的布置减小了在浮动环密封件26和壳体28之间的摩擦，同时仍然建立了有效密封。
36.为了进一步减小在浮动环密封件26和壳体28之间的摩擦，在本发明中，鼻部46和壳体28中的至少一个包括低摩擦涂层。在图3中，鼻部46和壳体28都包括相应的低摩擦涂层54、56。低摩擦涂层54、56可以由沉积在鼻部46或壳体28上的碳纳米管(cnt)来提供。而且，也可以将油施加在cnt上。可以应用其它类型的低摩擦涂层，例如teflontm和金刚石状碳。
37.图4表示了另一示例密封组件58，该密封组件58有相对于轴22和壳体28布置的另一浮动环密封件60。如上所述，浮动环密封件60是环箍，并绕轴22的整个圆周延伸，尽管图4中只表示了浮动环密封件60的一部分。浮动环密封件60包括主体部分62，该主体部分62在径向内表面64和径向外表面66之间沿径向延伸，并在第一轴向表面68和第二轴向表面70之间沿轴向延伸。径向内表面64与轴22的外表面44沿径向间隔开，如图2所示。
38.浮动环密封件60包括从第二轴向表面70朝向壳体28沿轴向凸出的第一鼻部72和第二鼻部74。该第一鼻部72和第二鼻部74沿径向彼此间隔开。
39.在图5中更详细地表示了第一鼻部72。该第一鼻部72包括：径向内表面76；径向外表面78，该径向外表面78与径向内表面76沿径向间隔开高度h2；以及轴向表面80，该轴向表面80与第二轴向表面70平行和沿轴向间隔开。高度h2小于高度h1。在该实例中，径向内表面76与径向内表面64间隔开。
40.第二鼻部74包括：径向内表面82；径向外表面84，该径向外表面84与径向内表面82沿径向间隔开高度h3；以及轴向表面86，该轴向表面86与第二轴向表面70平行和间隔开。轴向表面80、86与第二轴向表面70间隔开相等的距离。而且，在该实例中，径向外表面84与径向外表面66沿径向对齐。在其它实例中，径向外表面84可以在径向外表面66的径向内侧间
隔开。在该实例中，高度h3大于高度h2。
41.浮动环密封件60包括多个内部通道88，其中一个在图4中表示。内部通道88包括在第一轴向表面68中沿径向在第一鼻部72和第二鼻部74之间的第一开口90以及在第二轴向表面70中沿径向在第一鼻部72和第二鼻部74之间的第二开口92。内部通道88在第一鼻部72的径向外侧附近提供高压流体。
42.浮动环密封件60的布置使得它减小了浮动环密封件60暴露于压降的部分。这导致在浮动环密封件60上的轴向力减小，这又导致与浮动环密封件60的自由浮动性质相反的摩擦力减小。这防止了浮动环密封件60在较高的压降下(即，当在位置30处的高压明显大于在位置32处的低压时)“锁定”(即粘附)就位。
43.浮动环密封件60(即图4的第一和/或第二鼻部72、74和/或壳体28)也可以包括低摩擦涂层，如图2和3的实施例中所述。
44.应当理解，方向术语例如“径向”、“轴向”和“周向”在本文中根据它们的已知含义并参考轴线a来使用。而且，在本文中使用这些术语是为了解释目的，而不应当认为是以其它方式限制。术语例如“通常”、“基本上”和“大约”并不是无边界术语，而是应当解释为与本领域技术人员解释那些术语的方式一致。
45.尽管不同实例具有在视图中所示的特定组件，但是本发明实施例并不局限于那些特定组合。能够使用来自一个实例的一些部件或特征与来自另一实例的特征或部件组合。另外，本发明所附的各个附图并不必须按比例绘制，一些特征可以夸大或最小化，以便表示特定部件或布置的某些细节。
46.本领域普通技术人员应当理解，上述实施例是示例性而非限制性。也就是，本发明的变化形式将落入权利要求的范围内。因此，应当研究下面的权利要求，以便确定它们的真实范围和内容。
技术特征：1.一种制冷剂压缩机，包括：浮动环密封件，该浮动环密封件有鼻部，该鼻部设置成与壳体接触，其中，包括碳纳米管(cnt)的低摩擦涂层施加至鼻部和壳体中的一个或两个上。2.根据权利要求1所述的制冷剂压缩机，其中：鼻部的径向尺寸小于浮动环密封件的径向尺寸。3.根据权利要求2所述的制冷剂压缩机，其中：鼻部的径向内表面与浮动环密封件的径向内表面间隔开。4.根据权利要求3所述的制冷剂压缩机，还包括：由浮动环密封件环绕的轴，且浮动环密封件的径向内表面与所述轴的径向外表面沿径向间隔开。5.根据权利要求4所述的制冷剂压缩机，其中：制冷剂压缩机包括通过所述轴连接的马达和叶轮。6.根据权利要求1所述的制冷剂压缩机，其中：油施加在cnt上。7.根据权利要求1所述的制冷剂压缩机，其中：所述鼻部是第一鼻部，浮动环密封件包括第二鼻部，该第二鼻部设置成与壳体接触，且第二鼻部和第一鼻部沿径向间隔开。8.根据权利要求7所述的制冷剂压缩机，其中：第一鼻部在第二鼻部的径向内侧，第一鼻部的径向内表面与浮动环密封件的径向内表面间隔开，且第二鼻部的径向外表面与浮动环密封件的径向外表面沿径向对齐。9.根据权利要求7所述的制冷剂压缩机，其中：第一鼻部有与第二鼻部不同的径向尺寸。10.根据权利要求9所述的制冷剂压缩机，其中：第一鼻部在第二鼻部的径向内侧，且第二鼻部有比第一鼻部更大的径向尺寸。11.根据权利要求7所述的制冷剂压缩机，其中：浮动环密封件包括主体部分，该主体部分在径向内表面和外表面之间沿径向延伸，并在第一轴向表面与第二轴向表面之间沿轴向延伸。12.根据权利要求11所述的制冷剂压缩机，其中：第一鼻部和第二鼻部的轴向表面与主体部分的第二轴向表面间隔开相等距离。13.根据权利要求11所述的制冷剂压缩机，其中：主体部分包括内部通道，该内部通道包括在第一轴向表面中的第一开口和在第二轴向表面中的第二开口，该第二开口沿径向位于第一鼻部和第二鼻部之间。14.根据权利要求13所述的制冷剂压缩机，其中：所述内部通道是主体部分的多个内部通道中的一个。15.根据权利要求1所述的制冷剂压缩机，其中：制冷剂压缩机用于加热、通风和空调(hvac)冷却器系统中。16.一种制冷剂压缩机，包括：浮动环密封件，该浮动环密封件有设置成与壳体接触的第一鼻部和设置成与壳体接触的第二鼻部，其中，第一鼻部与第二鼻部沿径向间隔开。17.根据权利要求16所述的制冷剂压缩机，其中：至少一个通道形成于浮动环密封件中，且所述至少一个通道使得在第一鼻部和第二鼻部之间的径向空间与高压位置流体地连接。18.根据权利要求17所述的制冷剂压缩机，其中：所述至少一个通道包括多个通道。
19.根据权利要求16所述的制冷剂压缩机，其中：包括碳纳米管(cnt)的低摩擦涂层施加在下列两者中的一个或两个上：(1)第一鼻部和第二鼻部；(2)壳体。20.根据权利要求16所述的制冷剂压缩机，其中：第一鼻部在第二鼻部的径向内侧，第一鼻部具有比第二鼻部更小的径向尺寸，第一鼻部的径向内表面与浮动环密封件的径向内表面间隔开，以及第二鼻部的径向外表面与浮动环密封件的径向外表面沿径向对齐。
技术总结根据本发明示例方面的制冷剂压缩机包括浮动环密封件，该浮动环密封件有鼻部，该鼻部设置成与壳体接触。而且，包括碳纳米管(CNT)的低摩擦涂层施加至鼻部和壳体中的一个或两个上。在本发明的另一方面，浮动环密封件有设置成与壳体接触的第一和第二鼻部，且第一鼻部与第二鼻部沿径向间隔开。第二鼻部沿径向间隔开。第二鼻部沿径向间隔开。
技术研发人员：M
受保护的技术使用者：丹佛斯公司
技术研发日：2020.12.09
技术公布日：2022/11/1
