CN104603464A - 用于压缩机壳体的密封接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于压缩机壳体，诸如用于冷水机组的离心压缩机，的压缩机壳体的密封接头。密封接头可以被配置成具有第一覆盖物和第二覆盖物。第一覆盖物的第一配合表面可以具有包围密封接头的内腔的内环形部分和外环形部分。内环形部分可以定位于压缩机壳体的内腔与外环形部分之间。密封剂可以施加到密封接头上，并且在内环形部分上的密封剂深度可能比外环形部分上的密封剂深度更深。在内环形部分上的密封剂深度可以帮助密封接头容许比常规壳体更大的伸长范围而不会出现密封剂失效。

Description

用于压缩机壳体的密封接头

技术领域

本文所公开的实施例大体涉及加热、通风和空调(HVAC)系统的压缩机。更具体地，本文所公开的实施例涉及一种用于压缩机壳体(诸如冷水机组的离心压缩机用的壳体)的密封接头。

背景技术

HVAC系统(例如带有壳管式热交换器的冷水机组)有时使用离心压缩机。离心压缩机通常包括马达，马达配置成驱动一个或多个叶轮，并且压缩机可以容纳在压缩机壳体中。在操作期间，制冷剂可以吸入到压缩机壳体内并且由离心力压缩，因此在压缩机壳体内部形成相对高压。在某些情形下，压缩机壳体可以配置成包括由安装机构(诸如螺栓和螺母)联接在一起的两个单独覆盖物，使得压缩机壳体可以打开，例如用于维修目的。

发明内容

本文所公开的实施例涉及一种用于壳体、诸如用于冷水机组的离心压缩机的壳体的密封接头。

在某些实施例中，密封接头可以包括两个覆盖物，这两个覆盖物可以配置成耐受压缩制冷剂的压力并且密封压缩机壳体内部的制冷剂。在某些实施例中，密封剂、诸如厌氧密封剂可以施加到密封接头，以形成密封剂层从而帮助密封压缩机壳体内部的制冷剂。

经受压力的压缩机的密封接头的接口会由于压力或可能造成施加到接口的密封剂伸长的其它应用而分离。当密封剂层的伸长超过密封剂层的可容许的伸长范围时，密封剂层会失效，造成制冷剂从密封接头泄漏。

在某些实施例中，密封接头可以配置成包括第一覆盖物和第二覆盖物，第一覆盖物和第二覆盖物分别具有第一配合表面和第二配合表面。在某些实施例中，第一配合表面可以配置成具有第一部分和第二部分。在某些实施例中，第一部分和第二部分可以配置成与第二配合表面形成密封接头。在某些实施例中，第一覆盖物和第二覆盖物可以配置成利用安装机构(诸如多个螺栓和/或螺母等)安装在一起。

在某些实施例中，第一配合表面的第一部分配置成容纳安装机构。在某些实施例中，密封接头具有内腔，并且第二部分可定位在密封接头的内腔与第一部分之间。在某些实施例中，从密封接头的剖视图，在第一部分与第二部分之间形成台阶。

在某些实施例中，密封接头的第一部分和第二部分可以配置成接纳密封剂。在某些实施例中，位于第二部分上的密封剂层深度可以比位于第一部分上的密封剂层深度更深。在某些实施例中，第一部分和第二部分配置成环绕密封接头的整个内腔。

实施例的其它特点和方面将通过考虑下文的详细描述和附图而变得明显。

附图说明

图1为具有多级离心压缩机的冷水机组系统的透视图。

图2A至图2D示出了冷水机组系统的密封接头的一个实施例。图2A为密封接头的局部分解剖视图。图2B为密封接头的接口的局部正视图。图2C为图2A中的区域2C的放大图。图2D为密封接头的局部剖视图。

图3A和图3B示出了密封接头的另一实施例。图3A为密封接头的局部分解剖视图。图3B为密封接头的接口的局部正视图。

图4示出了密封接头的又一实施例。

具体实施方式

本文所公开的实施例涉及一种用于壳体、诸如用于冷水机组的离心压缩机的壳体的密封接头。

在利用离心压缩机的HVAC系统中，离心压缩机的一个或多个叶轮常常容纳在压缩机壳体中。压缩机壳体可以配置成耐受由压缩制冷剂生成的压力。压缩机壳体可以配置成具有两个单独覆盖物，这两个单独覆盖物会合以形成密封接头。密封剂(诸如厌氧密封剂)可以施加到密封接头的接口以形成密封，从而在密封接头处防止制冷剂泄漏。

在操作期间，压缩机壳体内部的压力有时可以在密封接头处推开两个覆盖物。一般而言，压力越高，两个覆盖物就能被推开得更远，造成位于接口上的密封剂伸长。由于密封剂可能通常具有某些柔性，密封剂能耐受由两个覆盖物在压力下分离造成的某些伸长。然而，当两个覆盖物的分离超过了密封剂的可容许伸长范围时，密封剂可能失效，导致制冷剂从压缩机壳体泄漏。例如，当压缩机壳体经历工厂耐压测试时，在耐压测试期间施加的高压可能使两个覆盖物分开超过密封剂的可容许伸长范围，造成密封剂失效并且因此制冷剂泄漏。

此外，某些制冷剂可能需要升高压缩机壳体内部的工作压力，这可能导致密封剂失效。例如,冷水机组系统被改造为利用不同制冷剂工作,新施加的制冷剂会以比先前制冷剂更高的压力工作。改造的压缩机的密封剂因此可能不得不耐受更高的工作压力，而不导致制冷剂泄漏。

不同密封剂可能具有不同的预定可容许的伸长范围。例如，基于制造建议，制冷剂之一具有密封剂层深度约10％至30％的可容许的伸长范围。即，如果密封剂的伸长超过施加到接头接口的密封剂层深度的约10％至30％，密封剂层可能失效。例如，在一种应用中，施加在密封接头的接口上的密封剂层深度为约0.001英寸。基于密封剂层深度约10％至30％的推荐的可容许的伸长范围，允许的伸长范围可以设定为密封剂层深度的约20％。例如，在能造成两个覆盖物在接口处超过约0.0012英寸((100％+20％)×0.01英寸深度)分离的压缩机壳体内部压力下，密封剂可能失效。因此，如果压缩机壳体需要耐受更高压力或者在高压下减小密封剂失效率，会不得不增加施加在接口上的密封剂层深度，从而增加接口上密封剂的可容许的伸长范围。然而，增加施加在接口上的密封件层深度可能会干扰密封剂的硬化过程，即，密封剂可能花费更长时间固化或者在无促进剂的情况下可能根本不会固化。使用促进剂可能会导致密封剂的脆性增加，降低密封剂的效果。对于本文所描述的密封剂而言，制造商推荐约0.002至0.004英寸深度的密封剂层。

在本文中描述了诸如冷水机组的离心压缩机的压缩机壳体的密封接头。密封接头可以配置成具有第一覆盖物和第二覆盖物。第一覆盖物的第一配合表面可以具有包围密封接头内腔的内环形部分以及外环形部分。内环形部分可以定位在压缩机壳体的内腔与外环形部分之间。内环形部分和外环形部分可以配置成接纳密封剂，并且位于内环形部分上的密封剂层深度可以比位于外环形部分上的密封剂层深度更深。在环形部分上的密封剂层深度可以允许密封剂容许特定程度的伸长而不会出现密封剂失效。

参考构成本发明一部分的附图，并且在附图中，以说明的方式示出了实施例，其实施例是可以实践的。应了解本文所用的术语是出于描述附图和实施例的目的并且不应被认为限制本申请的范围。

图1示出了冷水机组100，冷水机组100配备多级离心压缩机110。压缩机110包括容纳马达(未图示)的马达外壳115和容纳压缩机110的一个或多个叶轮(未图示)的壳体117。在操作期间，制冷剂(通常呈气态的制冷剂)可以通过抽吸管线120抽吸入壳体117内，由叶轮压缩并且然后朝向冷凝器122导向。由于制冷剂在壳体117中压缩，壳体117可能经受相对较高压力，诸如，约50psig(磅/平方英寸表压)。

图2A示出了沿着图1中的线A-A的冷水机组100的剖视图，以示出图1中所示的壳体117之一的密封接头250的局部分解剖视图。密封接头250包括具有第一配合表面255的第一覆盖物251和具有第二配合表面256的第二覆盖物252。两个覆盖物251和252由多个螺栓260和多个匹配螺母261栓接在一起以形成叶轮壳体117并且将制冷剂密封在壳体117的内腔269内部。第一覆盖物251的第一配合表面255具有内环形部分265和外环形部分266。内环形部分265配置成环绕壳体117的内腔269的至少一部分。通常，第二配合表面256是平面的。

在图2B中示出了第一覆盖物251的第一配合表面255的一部分的正视图。从正视图，配合表面255通常具有环绕壳体117的内腔269的圆环形状。(在图2B中仅示出了第一配合表面255的一部分。)第一配合表面255具有内环形部分265和外环形部分266。内环形部分265配置成环绕壳体117的内腔269的至少一部分(如图2A所示)。在某些实施例中，内环形部分265可以配置成环绕壳体117的整个内腔269。外环形部分266具有多个安装孔270以容纳多个螺栓260和/或多个螺母261。在某些实施例中，外环形部分266可以配置成环绕壳体117的整个内腔269。

应意识到配置成容纳多个螺栓260和/或多个螺母261的安装孔270可以是安装机构的一部分，以将第一覆盖物251和第二覆盖物252安装在一起。在某些实施例中，可以使用其它类型的安装机构。例如，第二覆盖物252可以包括螺纹孔以捕获螺栓260，使得螺母是不必要的。在某些实施例中，外环形部分266可以配置成容纳安装机构。

如图2A和图2B中所示，内环形部分265和外环形部分266大体上是平面的。从图2A中的剖视图，从内环形部分265的平面表面到外环形部分266的轮廓形成台阶272。在图2C中示出了台阶272的放大视图。

台阶272配置成相对靠近外环形部分266的安装孔270，如在图2B中所示。在一个实施例中，台阶272的边缘与孔270的对应最靠近边缘之间的距离为约0.25英寸。一般而言，表面255与表面256分离的风险(例如，密封剂失效的风险)在进一步远离孔270的位置处增加。因此，孔270的边缘与台阶272之间的距离配置成相对靠近以便减小表面255与表面256分离的风险。另一方面，台阶272大体上定位于远离孔270特定距离处，使得当密封剂施加到表面255和256上时，某些密封剂可以位于孔270与台阶272之间以形成不透制冷剂的密封件。台阶272可以配置成具有宽度W，如图2C中所示。

图2D示出了施加了密封剂的密封接头250的剖视图。在安装密封接头250期间，密封剂280可位于配合表面255和/或256上。当第一覆盖物251和第二覆盖物252栓接在一起时，密封剂280可以在配合表面255和256上铺展，形成密封剂层，密封剂层分开配合表面255和256。由于台阶272，外环形部分266与第二配合表面256之间的距离小于内环形部分265与第二配合表面256之间的距离。通常，内环形部分265与第二配合表面256之间的密封剂层280的深度D2比外环形部分266与第二配合表面256之间的密封剂层280的深度D1更深。通常，深度D2＝D1+W(如图2C中所示)。

在操作中，由于制冷剂压缩或者由于诸如耐压测试的其它应用，壳体117经受压力。压力可以推开第一覆盖物251和第二覆盖物252以便将第一配合表面255推离第二配合表面256。因此，密封剂280经受伸长。密封剂280可以具有某些柔性。然而，如果密封剂280的伸长超过可容许的伸长范围，密封剂可能失效。密封剂280的可容许的伸长范围可以表达为密封剂层280深度的百分比。例如，对于密封剂而言，密封剂的可容许的伸长范围是密封剂深度的约20％。如果将此类密封件施加到图示的实施例，如果密封剂层280的伸长超过D2的约20％，则内环形部分265与第二配合表面256之间的密封剂层280可能失效。然而，由于D2＝D1+W，内环形部分265与第二配合表面256之间的密封剂层280可容许比外环形部分266与第二配合表面256之间的密封剂层280更多的伸长。

宽度W可以配置成使得深度D2(D2＝D1+W)的密封剂层280的可容许伸长范围大于在正常操作期间和/或在诸如耐压测试的其它应用期间两个覆盖物251和252经受的最大分离。可以基于操作压力和/或耐压测试所造成的分离缺定该最大分离。因而，即使在壳体117经受最大分离时，内环形部分265中的密封剂层280也可以帮助确保第一覆盖物251与第二覆盖物252之间的有效密封。

没有台阶272的两个平面配合表面的常规壳体通常具有密封剂层深度D1。通常由例如螺栓260和螺母261的扭矩确定密封剂层深度D1。

与常规壳体不同，因为D2通常大于D1，如图2A至图2D中所示的壳体117的密封接头250能容许比常规壳体的密封接头更多的密封剂伸长，使得内环形部分265上的密封剂层280可以比常规壳体在更宽的伸长范围内保持有效。与常规壳体相比，外环形部分266可以帮助维持密封接头250的结构强度。因此，与常规壳体相比，具有内环形部分265的第一配合表面255可以帮助减小密封接头在压力下失效的风险，而无需牺牲密封接头250的大部分结构强度。

在一个特定实施例中，在安装时，外环形部分266与第二配合表面256之间的密封剂为约0.001英寸(即，D1＝0.001英寸)。台阶272的宽度W为约0.003英寸。因此，深度D2(＝D1+W)为约0.004英寸。密封剂具有密封剂层深度的20％的可容许的伸长范围，这基于制造商的推荐而确定。因此，壳体117可以容许多达0.0008英寸的分离而不会在密封接头250处造成密封剂层280失效。在具有约0.001英寸的密封剂层深度的常规壳体中，如果分离超过约0.0002英寸(0.001英寸的20％)，壳体就可能失效。因此，与常规壳体相比，壳体117(和密封剂280)可以容许多出约0.0006英寸的分离(或者密封剂伸长)。

图3A和图3B示出了壳体317的另一实施例。如图3A中所示，壳体317包括具有第一配合表面355的第一覆盖物351和具有第二配合表面356的第二覆盖物352。第一配合表面355可以配置成具有从配合表面355升起的突起环390。突起环390可以提供深度D3。如图3B中所示，突起环390可以通常容纳用于多个螺栓360和/或多个螺母361的多个安装孔370(如在图3A中所示)。

在操作期间，密封剂380可以施加到配合表面355和356。因为突起环390提供深度D3，壳体317可以帮助相对于突起环390与第二配合表面356之间的密封层深度增加密封剂层380的深度。

图4示出了密封接头450的另一实施例的分解剖视图。密封接头450包括具有第一配合表面455的第一覆盖物451和具有第二配合表面456的第二覆盖物452。第一配合表面455包括至少第一突起环495和第二突起环496，第一突起环495靠近密封接头450的内腔469定位并且第二突起环496靠近密封接头450的外表面定位。第一突起环495和第二突起环496可以配置成环绕整个内腔469。如图所示，突起环495和496并未容纳配置成接纳螺栓460的孔470。当密封剂在安装过程中位于密封接头450上时，突起环495和496可以压靠第二配合表面456，并且位于突起环495、496的配合部分上的密封剂层可以压靠第二配合表面456以帮助维持密封接头450的有效性和/或强度。随着第一突起环496与第二突起环496之间的深度增加，位于第一突起环495与第二突起环496之间的第一配合表面455的非突起区域上的密封剂层可以帮助增加密封剂层的可容许的伸长范围。

应当指出的是本文所描述的实施例是示例性的。在图示实施例中，仅一个配合表面配置成具有表面特征，诸如台阶272和/或若干表面突起，以增加配合表面上的密封剂层深度。在某些其它实施例中，两个配合表面都可以具有增加密封剂层深度的表面特征。

如图2A至图2D中所示的实施例的环形部分以及如图3A和图3B中所示的实施例的突起环为示例性的。还可以应用除了环形部分和突起环之外的特征。特别地，本文所描述的实施例提供若干配合表面，配合表面大体上配置成具有维持最小密封剂层深度(例如，图2D中的D1)的一部分以便维持密封接头的结构强度，并且具有配置成帮助增加密封剂层深度以便与典型壳体相比增加密封剂的可容许伸长范围的另一部分。设置成维持最小密封剂厚度的部分可能配置成容纳安装机构，诸如多个螺栓和螺母，以将密封接头的两个覆盖物安装在一起。设置成增加密封剂层深度的部分可以包括各种特征和形状，以与典型壳体相比帮助增加密封剂层深度。在某些实施例中，提供成增加密封剂层深度的部分可以配置成定位在内腔(例如，图2A中的269)与该部分之间用以维持最小密封剂厚度。在某些实施例中，这两个部分可以配置成环绕壳体的整个内腔。在某些其它实施例中，这两个部分中的一者或两者可以配置成仅环绕壳体内腔的一部分。

应意识到不同的密封剂可以具有不同的可容许的伸长范围。容许范围通常会由制造商规定。取决于所施加的密封剂，台阶宽度(例如，图2C中的台阶272的宽度W)或者环高度(例如，图3B中的突起环390的深度D3)可以改变以匹配不同密封剂可容许伸长范围。本文所公开的实施例也可以适用于其它密封接头，诸如油罐壳体。通常，本文所公开的实施例可以适用于使用密封剂的密封接头，并且其中密封接头可以在操作期间经受分离，这可能造成密封剂伸长，导致密封失效。

任何方面1-6可以与任何方面7-14组合。任何方面7-9可以与任何方面10-14组合。任何方面10-12可以与任何方面13-14组合。

方面1.一种用于压缩机壳体的密封接头，包括：

配合表面，该配合表面具有第一部分和第二部分；以及

内腔；

其中，第二部分定位在内腔与第一部分之间；以及

第一部分和第二部分在其间限定台阶。

方面2.根据方面1所述的密封接头，其中，第一部分和第二部分配置成接纳密封剂。

方面3.根据方面1-2所述的密封接头，其中，第一部分和第二部分配置成环绕密封接头的整个内腔。

方面4.根据方面1-3所述的密封接头，还包括：

第二配合表面；

其中，第二配合表面配置成与第一部分和第二部分配合，

当密封剂施加在配合表面与第二配合表面之间时，第二部分上的密封剂深度比第一部分上的密封剂深度更深。

方面5.根据方面4所述的密封接头，其中，第二配合表面为平面的。

方面6.根据方面1-5所述的密封接头，其中，配合表面的第一部分具有容纳安装机构的孔。

方面7.一种用于压缩机壳体的密封接头，包括：

第一配合表面和第二配合表面，第一配合表面具有第一部分和第二部分；

内腔；以及

密封剂，该密封剂位于第一配合表面与第二配合表面之间；

其中，第二部分定位于密封接头的内腔与第一部分之间；以及

第一部分至第二配合表面之间的距离小于第二部分至第二配合表面之间的距离。

方面8.根据方面7所述的密封接头，其中，第一配合表面和第二配合表面配置成使得当它们经受最大分离时并且在密封剂相对于第一配合表面的第二部分上的密封剂深度具有推荐的伸长范围的情况下，最大分离小于推荐的伸长范围。

方面9.根据方面7-8所述的密封接头，其中，第一部分和第二部分配置成环绕密封接头的整个内腔。

方面10.一种用于压缩机壳体的密封接头，包括：

第一配合表面，该第一配合表面包括第一部分和第二部分；

第二配合表面；以及

密封剂，该密封剂位于第一配合表面与第二配合表面之间；

其中，第一部分与第二配合表面之间的密封剂深度不同于第二部分与第二配合表面之间的密封剂深度。

方面11.根据方面10所述的密封接头，还包括：

内腔；

其中，第二部分配置成包围内腔，并且第一部分与第二配合表面之间的密封剂深度小于第二部分与第二配合表面之间的密封剂深度。

方面12.根据方面10-11所述的密封接头，还包括：

内腔；

其中，第一部分为第一配合表面的凸出的突起。

方面13.一种增加压缩机壳体的密封接头的可靠性的方法，包括：

将密封剂施加在密封接头的配合表面的第一部分上；以及

将密封剂施加在密封接头的配合表面的第二部分上，

其中，密封接头的配合表面的第二部分上的密封剂深度大于配合表面的第一部分上的密封剂深度。

方面14：根据方面13所述的方法，其中，配合表面的第二部分定位在密封接头的内腔与配合表面的第一部分之间。

关于前文描述，应理解的是可以详细地作出变化，特别是在所采用的构造材料方面和零件的形状、大小和布置方面，而不脱离本发明的范围。预期本说明书和所描绘的实施例只是示例性的，本发明的真实范围和精神由权利要求的广泛意义所指示。

Claims (14)

1.一种用于压缩机壳体的密封接头，包括：

配合表面，所述配合表面具有第一部分和第二部分；以及

内腔；

其中，所述第二部分定位在所述内腔与所述第一部分之间；以及

所述第一部分和所述第二部分在其间限定台阶。

2.根据权利要求1所述的密封接头，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分配置成接纳密封剂。

3.根据权利要求1所述的密封接头，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分配置成环绕所述密封接头的整个内腔。

4.根据权利要求1所述的密封接头，其特征在于，还包括：

第二配合表面；

其中，所述第二配合表面配置成与所述第一部分和所述第二部分配合，

当密封剂施加在所述配合表面与所述第二配合表面之间时，所述第二部分上的所述密封剂深度比所述第一部分上的所述密封剂深度更深。

5.根据权利要求4所述的密封接头，其特征在于，所述第二配合表面为平面的。

6.根据权利要求1所述的密封接头，其特征在于，所述配合表面的所述第一部分具有容纳安装机构的孔。

7.一种用于压缩机壳体的密封接头，包括：

第一配合表面和第二配合表面，所述第一配合表面具有第一部分和第二部分；

内腔；以及

密封剂，所述密封剂位于所述第一配合表面与所述第二配合表面之间；

其中，所述第二部分定位于所述密封接头的所述内腔与所述第一部分之间；以及

所述第一部分至所述第二配合表面之间的距离小于所述第二部分至所述第二配合表面之间的距离。

8.根据权利要求7所述的密封接头，其特征在于，所述第一配合表面和所述第二配合表面配置成使得当它们经受最大分离时并且在所述密封剂相对于所述第一配合表面的所述第二部分上的密封剂深度具有推荐的伸长范围的情况下，所述最大分离小于所述推荐的伸长范围。

9.根据权利要求7所述的密封接头，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分配置成环绕所述密封接头的整个内腔。

10.一种用于压缩机壳体的密封接头，包括：

第一配合表面，所述第一配合表面包括第一部分和第二部分；

第二配合表面；以及

密封剂，所述密封剂位于所述第一配合表面与第二配合表面之间；

其中，所述第一部分与所述第二配合表面之间的密封剂深度不同于所述第二部分与所述第二配合表面之间的密封剂深度。

11.根据权利要求10所述的密封接头，其特征在于，还包括：

内腔；

其中，所述第二部分配置成包围所述内腔，并且所述第一部分与所述第二配合表面之间的密封剂深度小于所述第二部分与所述第二配合表面之间的密封剂深度。

12.根据权利要求10所述的密封接头，其特征在于，还包括：

内腔；

其中，所述第一部分为所述第一配合表面的凸出的突起。

13.一种增加压缩机壳体的密封接头的可靠性的方法，包括：

将密封剂施加在所述密封接头的配合表面的第一部分上；以及

将密封剂施加在所述密封接头的配合表面的第二部分上，

其中，所述密封接头的所述配合表面的所述第二部分上的密封剂深度大于所述配合表面的所述第一部分上的所述密封剂深度。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述配合表面的所述第二部分定位在所述密封接头的内腔与所述配合表面的所述第一部分之间。