动静涡旋自适应背压结构及压缩机的制作方法

本发明涉及压缩机领域，特别是涉及一种动静涡旋自适应背压结构及压缩机。

背景技术：

在能源日益减少，环境污染日益增大的情况下，新能源汽车因其环保节能的特性受到国家大力扶持。而电动压缩机作为新能源汽车的重要组成部分，有着十分重要的作用。作为新能源汽车空调系统的核心部件，电动压缩机发挥的作用无可替代。电动压缩机的性能、振动噪音、可靠性、密封性等等都是影响其工作的重要因素。

随着蒙特娄议定书与京都议定书的发展，hcfc的替代技术愈来愈受到重视，co2(r744)是自然界天然存在的物质，odp＝0,gwp＝1，来源广泛、成本低廉且安全无毒，不可燃，适应各种润滑油常用机械零部件材料，即便在高温下也不分解产生有害气体。r744蒸发潜热较大，单位容积制冷量相当高，故压缩机尺寸较小；绝热指数较高，容积效率相对较大，有很大的发展潜力。相比目前压缩机，r744压缩机运行压力较高，吸排气压差大，为满足不同工况的运行，需采用背压设计来提高性能。

目前常用的背压方式为采用轴封和在动涡旋背面增加一个密封圈，使之形成一个密封腔；通过从排气腔节流或者涡旋中间压缩腔打孔得到中间压力并引入到背压腔，从而提供动涡旋浮动力，增加动静涡旋密封效果。

采用目前的背压形式，不能完全满足汽车空调压缩机的整个运行范围，在压差大的区域(运行范围左上角)会存在背压过大导致动静涡旋紧贴且接触力过大，压缩机摩擦损耗增加，性能降低；在压差小的区域(运行范围右下角)存在背压不足导致动静涡旋分离且压缩腔泄漏，压缩机重复做功增加，性能降低。尤其是r744压缩机，其吸排气压差相较传统压缩机更大，导致以上情况更为严重。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种动静涡旋自适应背压结构及压缩机，用于解决现有技术中吸排气压差较大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种动静涡旋自适应背压结构，包括：

静涡旋，设置在静盘上，所述静涡旋上设有第一齿顶密封槽及置于所述第一齿顶密封槽内的第一密封条；

动涡旋，设置在动盘上，所述静涡旋和所述动涡旋旋向相反且能够配合形成若干压缩室，所述动涡旋上设有第二齿顶密封槽及置于所述第二齿顶密封槽内的第二密封条；

所述第二齿顶密封槽底部沿所述动涡旋的旋向方向上设有第二通气槽，所述第二通气槽和所述静涡旋的排气口连通；

所述动盘一面设有所述动涡旋，所述动盘另一面中心位置设有中压腔，所述第二通气槽的底部设有至少一个背压孔，所述背压孔和所述中压腔连通。

可选的，所述第一齿顶密封槽底部沿所述静涡旋的旋向方向上设有第一通气槽，所述第一通气槽和所述静涡旋的排气口连通。

可选的，所述第一通气槽的槽宽小于所述第一齿顶密封槽的槽宽，所述第二通气槽的槽宽小于所述第二齿顶密封槽的槽宽。

可选的，所述第一通气槽为方形槽，所述第一通气槽和所述第一齿顶密封槽形成t形结构，所述第二通气槽为方形槽，所述第二通气槽和所述第二齿顶密封槽形成t形结构。

可选的，所述第一通气槽位弧形槽，所述第一通气槽和所述第一齿顶密封槽形成u形结构，所述第二通气槽位弧形槽，所述第二通气槽和所述第二齿顶密封槽形成u形结构。

可选的，所述第一通气槽的横截面总面积s1，所述第一通气槽的横截面总面积s3，所述排气口的面积s2，s1<1/5s2，且s3<1/5s2。

可选的，所述第二通气槽的横截面面积s1和所述排气口的面积s2，s1<1/5s2。

可选的，所述动涡旋和所述静涡旋相对转动一周的周期内，所述第一通气槽和所述排气口导通时间长度不大于3/4圈。

可选的，在所述动涡旋和所述静涡旋相对转动一周的周期内，所述第二通气槽和所述排气口导通时间长度不大于3/4圈。

一种压缩机，包括所述的动静涡旋自适应背压结构。

如上所述，本发明的动静涡旋自适应背压结构及压缩机，至少具有以下有益效果：

1、将原有的无反馈开环式背压结构更改为闭环式背压结构，能够自适应调节中压腔压力，以达到动静涡旋合适的接触力，降低压缩机部件的磨损和泄漏，从而提高压缩机性能；

2、由于采用自适应调节背压结构，能使得压缩机在整个运行范围均能得到合适的背压压力和动静涡旋接触力，降低压缩机的磨损，提高压缩机的可靠性；

3、由于采用自适应调节背压结构，能使得压缩机在整个运行范围均能得到合适的背压压力和动静涡旋接触力，提高压缩机的性能；

4、由于采用自适应调节背压结构，能使得压缩机在整个运行范围均能得到合适的背压压力和动静涡旋接触力，提高压缩机的运行范围。

附图说明

图1显示为本发明的压缩机示意图。

图2显示为本发明的动涡旋和静涡旋配合时的横截面的示意图。

图3显示为本发明的动涡旋和静涡旋配合时的竖向截面的示意图。

图4显示为图2中b的局部放大示意图。

图5显示为本发明的动涡旋示意图。

图6显示为本发明的静涡旋的示意图。

图7显示为本发明的第一通气槽和第二通气槽的一种实施方式的示意图。

图8显示为本发明的第一通气槽和第二通气槽的另一种实施方式的示意图。

元件标号说明

1静涡旋

2动涡旋

20中压腔

2121背压孔

11排气口

12第一齿顶密封槽

121第一密封条

122第一通气槽

21第二齿顶密封槽

211第二密封条

212第二通气槽

3缸体

4定子

5转子

6偏心轴

7花盘

71防转环

72防转销

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

本实施例中，请参阅图2至图8，一种动静涡旋1齿顶密封结构，包括：静涡旋1和动涡旋2，静涡旋1设置在静盘上，动涡旋2设置在动盘上，所述静涡旋1上设有第一齿顶密封槽12及置于所述第一齿顶密封槽12内的第一密封条121；所述静涡旋1和所述动涡旋2旋向相反且能够配合形成若干压缩室，具体的如图2所示，动涡旋2和静涡旋1发生相对转动时，其可以形成压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b，压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b在动涡旋2转动过程中其是发生动态变化的，压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b的压缩的空气被压缩以后从排气口11排出，所述动涡旋2上设有第二齿顶密封槽21及置于有第二齿顶密封槽21内的第二密封条211，第二齿顶密封槽21底部沿所述动涡旋2的旋向方向上设有第二通气槽212，所述第二通气槽212和所述静涡旋1的排气口11连通。所述动盘一面设有所述动涡旋2，所述动盘另一面中心位置设有中压腔20，所述第二通气槽212的底部设有至少一个背压孔2121，所述背压孔2121和所述中压腔20连通。背压孔2121可以是图示中的一个，也可以是两个或者两个以上，将传统的高压直接节流成中压引入中压腔20压力变更成通过动涡旋2的第二通气槽212间歇性连接静涡旋1排气口，通过第二涡旋齿顶密封槽21的节流将高压节流成中压并经槽中的背压孔2121引入中压腔20。当背压压力过大，动静涡旋贴合程度高，使得第二密封条211与、第二齿顶密封槽21、第二通气槽212的间隙减小，从而节流效果增加，使得中压压力降低，动涡旋2远离静涡旋1移动，动静涡旋接触力降低，减小磨损功耗，提高压缩机性能；当背压压力过小，动静涡旋贴合程度低，使得第二密封条211与第二齿顶密封槽21、第二通气槽212的间隙增加，从而节流效果降低，使得中压压力增加，动涡旋2靠近静涡旋1移动，动静涡旋接触力增加，减小压缩腔泄漏，提高压缩机性能。所述排气口11可以位于所述静涡旋1的中心位置，压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b的高压气体从排气口11通入到第二通气槽212内，使得高压气体能够对第二密封条211产生顶出力，从而使得第一密封条121和第二密封条211的密封效果更好。可选的，为了保证齿顶密封条的浮动效果和压缩机的性能，所述第二通气槽的横截面面积s1和所述排气口的面积s2，s1<1/5s2。为了进一步保证其浮动效果，可选的，在所述动涡旋和所述静涡旋相对转动一周的周期内，所述第二通气槽和所述排气口导通时间长度不大于3/4圈。

本实施例中，请参阅图2至图8，一种动静涡旋1齿顶密封结构，包括：静涡旋1和动涡旋2，所述静涡旋1上设有第一齿顶密封槽12及置于所述第一齿顶密封槽12内的第一密封条121；所述第一齿顶密封槽12底部沿所述静涡旋1的旋向方向上设有第一通气槽122，所述第一通气槽122和所述静涡旋1的排气口11连通；所述静涡旋1和所述动涡旋2旋向相反且能够配合形成若干压缩室，具体的如图2所示，动涡旋2和静涡旋1发生相对转动时，其可以形成压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b，压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b在动涡旋2转动过程中其是发生动态变化的，压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b的压缩的空气被压缩以后从排气口11排出，所述动涡旋2上设有第二齿顶密封槽21，第二齿顶密封槽21底部沿所述动涡旋2的旋向方向上设有第二通气槽212及置于第二通气槽212内的第二密封条211，所述第二通气槽212和所述静涡旋1的排气口11连通，所述动涡旋2远离所述静涡旋1的一面中心位置设有中压腔20，所述第二通气槽212的底部设有至少一个背压孔2121，所述背压孔2121和所述中压腔连通。背压孔2121可以是图示中的一个，也可以是两个或者两个以上，将传统的高压直接节流成中压引入中压腔20压力变更成通过动涡旋2的第二通气槽212间歇性连接静涡旋1排气口，通过第二涡旋齿顶密封槽21的节流将高压节流成中压并经槽中的背压孔2121引入中压腔20。当背压压力过大，动静涡旋贴合程度高，使得第二密封条211与第二通气槽212的间隙减小，从而节流效果增加，使得中压压力降低，动涡旋2远离静涡旋1移动，动静涡旋接触力降低，减小磨损功耗，提高压缩机性能；当背压压力过小，动静涡旋贴合程度低，使得第二密封条211与第二通气槽212的间隙增加，从而节流效果降低，使得中压压力增加，动涡旋2靠近静涡旋1移动，动静涡旋接触力增加，减小压缩腔泄漏，提高压缩机性能。所述排气口11可以位于所述静涡旋1的中心位置，压缩室1a、压缩室1b、压缩室2a、压缩室2b的高压气体从排气口11通入到第一通气槽122和第二通气槽212内，使得高压气体能够对第一密封条121和第二密封条211分别产生顶出力，从而使得第一密封条121和第二密封条211的密封效果更好。可选的，为了保证齿顶密封条的浮动效果和压缩机的性能，所述第一通气槽的横截面总面积s1，所述第一通气槽的横截面总面积s3，所述排气口的面积s2，s1<1/5s2，且s3<1/5s2。为了进一步保证其浮动效果，可选的，在所述动涡旋和所述静涡旋相对转动一周的周期内，所述第一通气槽、第二通气槽和所述排气口导通时间长度均不大于3/4圈。

本实施例中，请参阅图7，所述第一通气槽122的槽宽小于所述第一齿顶密封槽12的槽宽，所述第二通气槽212的槽宽小于所述第二齿顶密封槽21的槽宽。可选的，所述第一通气槽122为方形槽，所述第一通气槽122和所述第一齿顶密封槽12形成t形结构，所述第二通气槽212为方形槽，所述第二通气槽212和所述第二齿顶密封槽21形成t形结构。

通过第一通气槽122的槽宽小于所述第一齿顶密封槽12的槽宽的设置，能够避免密第一封条下陷，同时能够保证高压气体对第一密封条121能够有顶出力，从而保证第一密封条121和第二密封条211的浮动密封效果。通过第二通气槽212的槽宽小于所述第二齿顶密封槽21的槽宽的设置，能够避免密第二封条下陷，同时能够保证高压气体对第二密封条211能够有顶出力，从而保证第一密封条121和第二密封条211的浮动密封效果。

本实施例中，请参阅图8，所述第一通气槽122的槽宽小于所述第一齿顶密封槽12的槽宽，所述第二通气槽212的槽宽小于所述第二齿顶密封槽21的槽宽。可选的，所述第一通气槽122位弧形槽，所述第一通气槽122和所述第一齿顶密封槽12形成u形结构，所述第二通气槽212位弧形槽，所述第二通气槽212和所述第二齿顶密封槽21形成u形结构。通过第一通气槽122的槽宽小于所述第一齿顶密封槽12的槽宽的设置，能够避免密第一封条下陷，同时能够保证高压气体对第一密封条121能够有顶出力，从而保证第一密封条121和第二密封条211的浮动密封效果。通过第二通气槽212的槽宽小于所述第二齿顶密封槽21的槽宽的设置，能够避免密第二封条下陷，同时能够保证高压气体对第二密封条211能够有顶出力，从而保证第一密封条121和第二密封条211的浮动密封效果。形成u形结构，其方便加工，第二齿顶密封槽21和第二通气槽212可以通过一道工序加工完成，第一齿顶密封槽12和第一通气槽122可以通过一道工序加工完成。

本实施例中，请参阅图1，一种压缩机，包括以上任一实施例或者组合实施例所述的动静涡旋1齿顶密封结构；静涡旋1安装在静盘上，动涡旋2安装在动盘上，还包括缸体3、安装在所述缸体3内的定子4、安装在所述定子4内的转子5、固套在所述转子5上的偏心轴6、以及固定在所述偏心轴6一端的花盘7；所述动涡旋2通过防转环71和防转销72安装在所述花盘7上，所述静涡旋1固定安装在所述缸体3内。在通电时转子5在定子4内转动从而带动偏心轴6转动，偏心轴6带动花盘7转动，花盘7带动动涡旋2转动。

综上所述，本发明将原有的无反馈开环式背压结构更改为闭环式背压结构，能够自适应调节中压腔压力，以达到动静涡旋合适的接触力，降低压缩机部件的磨损和泄漏，从而提高压缩机性能；由于采用自适应调节背压结构，能使得压缩机在整个运行范围均能得到合适的背压压力和动静涡旋接触力，降低压缩机的磨损，提高压缩机的可靠性；由于采用自适应调节背压结构，能使得压缩机在整个运行范围均能得到合适的背压压力和动静涡旋接触力，提高压缩机的性能；由于采用自适应调节背压结构，能使得压缩机在整个运行范围均能得到合适的背压压力和动静涡旋接触力，提高压缩机的运行范围。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。