CN110537041B - 背对背轴承密封系统 - Google Patents

Abstract

本披露内容的实施例涉及一种用于电机的密封系统，所述密封系统包括被配置成围绕所述电机的转子轴周向布置的第一密封元件。所述密封系统还包括被配置成围绕所述转子轴周向布置的第二密封元件。所述第一密封元件的密封末端被配置成响应于在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间引导的加压流体而从所述转子轴的表面提升。此外，所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴径向浮动。

Description

背对背轴承密封系统

相关申请的交叉引用

本申请是要求于2017年3月9日提交的题为“BACK TO BACK BEARING SEALS(背对背轴承密封件)”的美国临时申请号62/469,422的优先权的非临时申请，此临时申请出于所有目的通过援引以其全部内容并入本文。

背景技术

本申请总体上涉及结合在空调和制冷应用中的蒸气压缩系统，并且更具体地涉及用于压缩机的电机的密封系统。

蒸气压缩系统用于住宅、商业和工业环境，以控制针对相应环境的居住者的环境特性，诸如温度和湿度。蒸气压缩系统使得通常被称为制冷剂的工作流体循环，所述工作流体响应于经受与蒸气压缩系统的运行相关联的不同温度和压力而在蒸气、液体及其组合之间改变相态。例如，蒸气压缩系统利用压缩机将制冷剂循环到热交换器，所述热交换器可以在制冷剂与流动穿过热交换器的另一流体之间传递热量。对压缩机提供动力的电机包括由轴承支撑的旋转部件，轴承可以通过油或其他合适的润滑剂来润滑。遗憾的是，随着时间推移，油可能从轴承中逸出，从而油污染蒸气压缩系统的其他部件并且降低对轴承的润滑。

发明内容

在一个实施例中，一种用于电机的密封系统包括被配置成围绕所述电机的转子轴周向布置的第一密封元件。所述密封系统还包括被配置成围绕所述转子轴周向布置的第二密封元件。所述第一密封元件的密封末端被配置成响应于在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间引导的加压流体而从所述转子轴的表面提升。此外，所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴径向浮动。

在另一实施例中，一种用于压缩机的电机的密封系统包括被配置成围绕所述电机的转子轴周向布置在电机壳体的环形腔室内的第一密封元件。所述密封系统还包括被配置成围绕所述转子轴周向布置在所述环形腔室内的第二密封元件。所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴径向浮动。此外，所述密封系统包括轴向地布置在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间的弹簧元件。所述弹簧元件被配置成将所述第一密封元件偏置抵靠所述环形腔室的第一壁以调整所述第一密封元件和所述第二密封元件在所述环形腔室内的轴向位置。

在另一实施例中，一种用于压缩机的电机包括壳体和在所述壳体内延伸的转子轴。所述电机包括围绕所述转子轴周向布置的第一密封元件。另外，所述电机包括围绕所述转子轴周向布置的第二密封元件。所述第一密封元件的密封末端被配置成响应于在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间引导的加压流体而从所述转子轴的表面提升。此外，所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴径向浮动。

从以下结合以举例方式展示本申请原理的附图进行的对实施例较为详细的说明中，本申请的其他特征和优点将变得明显。

附图说明

图1是根据本披露内容的一方面的可以在商业环境中利用加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统的建筑物的实施例的透视图；

图2是根据本披露内容的一方面的蒸气压缩系统的透视图；

图3是根据本披露内容的一方面的图2的蒸气压缩系统的实施例的示意图；

图4是根据本披露的一方面的图2的蒸气压缩系统的实施例的示意图；

图5是根据本披露内容的一方面的图2的蒸气压缩系统的电机的具有背对背唇形密封件的密封系统的实施例的截面侧视图；

图6是根据本披露内容的一方面的用于图2的电机的具有径向浮动的背对背唇形密封件的密封系统的实施例的截面侧视图；

图7是根据本披露内容的一方面的用于图2的电机的具有径向浮动的背对背唇形密封件和迷宫式密封件的密封系统的实施例的截面侧视图；并且

图8是根据本披露内容的一方面的用于图2的电机的具有背对背唇形密封件、带有用于引导径向浮动的迷宫式密封件的密封系统的实施例的截面侧视图。

具体实施方式

以下将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述，并没有在说明书中描述实际实施方式的全部特征。应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，必须作出大量特定于实施方式的决定以实现开发者的特定目标(诸如符合系统相关的和商业相关的约束)，所述目标从一个实施方式到另一个实施方式可能有所变化。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露内容受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。

本披露内容的实施例涉及一种使用电机来驱动压缩机或对其提供动力的、使制冷剂循环通过制冷剂回路的供暖、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统。电机可以包括由电机壳体内的轴承组件支撑的转子轴。通过旋转所述转子轴，电机使压缩机的与转子轴联接的转子能够旋转并且压缩制冷剂回路内的制冷剂。压缩机可以压缩制冷剂以增大制冷剂的压力并且将制冷剂沿制冷剂回路引导至压缩机下游的热交换器(诸如冷凝器)。为了使转子轴能够相对于电机壳体旋转，轴承组件是围绕转子轴的纵向末端布置的。另外，润滑油或其他合适的润滑剂被施加到或注入到轴承组件上，由此减小了压缩机的旋转部件之间的摩擦。为了将油保持在轴承组件内，可以围绕转子轴布置密封系统。然而，由于转子轴可能对某些类型的密封元件产生过度的摩擦，某些现有的密封系统可能会过早地磨损，从而导致频繁且昂贵的更换。另外，现有的密封系统可能包括具有小加工公差的固定安装部件，如果这些部件或密封系统被制造成超出公差或经历导致部件或密封系统超出公差的磨损，则这将导致电机的部件之间的干涉。因此，现在认识到，具有选择性可提升和/或可径向调整的密封元件以及可纵向调整的部件的密封系统可以改善HVAC&R系统的密封能力、运行效率、以及运行寿命。

现在转到附图，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC&R系统10可以包括蒸气压缩系统14，所述蒸气压缩系统供应可以用于对建筑物12进行冷却的冷却液体。HVAC&R系统10还可以包括供应温暖液体以加热建筑物12的锅炉16、以及使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。所述空气分配系统还可以包括空气回流管道18、空气供应管道20、和/或空气处理机22。在一些实施例中，空气处理机22可以包括热交换器，所述热交换器通过导管24连接至锅炉16和蒸气压缩系统14。空气处理机22中的热交换器可以接收来自锅炉16的加热液体或来自蒸气压缩系统14的冷却液体，这取决于HVAC&R系统10的运行模式。HVAC&R系统10示出为在建筑物12的每个楼层上具有单独的空气处理机，但是在其他实施例中，HVAC&R系统10可以包括可在两个楼层或多个楼层之间共享的空气处理机22和/或其他部件。

图2和图3是可以用于HVAC&R系统10的蒸气压缩系统14的实施例。蒸气压缩系统14可以使制冷剂循环通过以压缩机32开始的回路。所述回路还可以包括冷凝器34、(多个)膨胀阀或(多个)膨胀装置36、以及液体冷却器或蒸发器38。蒸气压缩系统14可以进一步包括控制面板40，所述控制面板具有模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和/或接口板48。

可以在蒸气压缩系统14中用作制冷剂的流体的一些示例是基于氢氟烃(HFC)的制冷剂(例如R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO))、“天然”制冷剂(像氨(NH₃)、R-717、二氧化碳(CO₂)、R-744)、或烃基制冷剂、水蒸气或任何其他合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以被配置成高效地利用在一个大气压下具有约19摄氏度(66华氏度)的标准沸点的制冷剂(相对于诸如R-134a等中压制冷剂，也被称为低压制冷剂)。如本文所使用的，“标准沸点”可以指在一个大气压下测量的沸点温度。

在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以使用以下各项中的一项或多项：变速驱动装置(VSD)52、电机50、压缩机32、冷凝器34、膨胀阀或膨胀装置36和/或蒸发器38。电机50可以驱动压缩机32并且可以由变速驱动装置(VSD)52供电。VSD 52从交流(AC)电源接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC电力，并且向电机50提供具有可变电压和频率的电力。在其他实施例中，电机50可以直接由AC电源或直流(DC)电源供电。电机50可以包括可以由VSD供电或直接由AC或DC电源供电的任何类型的电动电机，诸如开关磁阻电机、感应电机、电子整流永磁电机或另一合适的电机。

压缩机32对制冷剂蒸气进行压缩并且通过排放通道将蒸气递送至冷凝器34。在一些实施例中，压缩机32可以是离心式压缩机。由压缩机32递送至冷凝器34的制冷剂蒸气可以将热量传递到冷凝器34中的冷却用流体(例如，水或空气)。作为与冷却用流体进行热传递的结果，制冷剂蒸气可以在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂可以流过膨胀装置36到达蒸发器38。在图3所示的实施例中，冷凝器34是水冷式的，并且包括连接至冷却塔56的管束54，所述冷却塔向冷凝器供应冷却用流体。

递送至蒸发器38的液体制冷剂可以吸收来自另一冷却用流体的热量，所述冷却用流体可以是或可以不是冷凝器34中使用的同一冷却用流体。蒸发器38中的液体制冷剂可以经历从液态制冷剂到制冷剂蒸气的相变。如图3所展示的实施例所示，蒸发器38可以包括管束58，所述管束具有连接至冷却负载62的供应管线60S和回流管线60R。蒸发器38的冷却用流体(例如，水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其他合适的流体)经由回流管线60R进入蒸发器38并经由供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38可以经由与制冷剂的热传递来降低管束58中的冷却用流体的温度。蒸发器38中的管束58可以包括多个管和/或多个管束。在任何情况下，蒸气制冷剂离开蒸发器38并且通过抽吸管线回流到压缩机32以完成循环。

图4是具有结合在冷凝器34与膨胀装置36之间的中间回路64的蒸气压缩系统14的示意图。中间回路64可以具有直接流体连接至冷凝器34的入口管线68。在其他实施例中，入口管线68可以间接流体联接到冷凝器34。如图4所展示的实施例所示，入口管线68包括设置在中间容器70上游的第一膨胀装置66。在一些实施例中，中间容器70可以是闪蒸罐(例如，闪蒸式中冷器)。在其他实施例中，中间容器70可以被配置为热交换器或“表面节能器”。在图4所展示的实施例中，中间容器70用作闪蒸罐，并且第一膨胀装置66被配置成降低从冷凝器34接收的液体制冷剂的压力(例如，使液体制冷剂膨胀)。在膨胀过程期间，一部分液体可能汽化，并且因此中间容器70可以用于将蒸气与从第一膨胀装置66接收的液体分离。另外，由于液体制冷剂在进入中间容器70时经历了压力降(例如，由于进入中间容器70时体积快速增加)，中间容器70可以使液体制冷剂进一步膨胀。中间容器70中的蒸气可以通过压缩机32的抽吸管线74被压缩机32抽出。在其他实施例中，中间容器中的蒸气可以被吸入到压缩机32的中间段(例如，不是抽吸段)。由于在膨胀装置66和/或中间容器70中膨胀，在中间容器70中收集的液体可以比离开冷凝器34的液体制冷剂具有更低的焓。来自中间容器70的液体然后可以在管线72中流过第二膨胀装置36到达蒸发器38。

如以上所指出的，具有旋转部件的电机(诸如用于压缩机32的电机50)可以利用密封系统来阻止或消除油从旋转部件的轴承组件泄漏。例如，图5是用于蒸气压缩系统14的电机50的密封系统100的截面侧视图。在本实施例中，电机50包括可以驱动压缩机32的转子轴102，然而用于任何合适的部件的任何其他合适的电机或轴可以采用本文所披露的密封系统100。进一步，虽然参考一个轴承组件118进行了描述，但应当理解，密封系统100可以用于蒸气压缩系统14的每个合适的轴承组件，包括支撑压缩机32内所包括的每个转子的那些轴承组件。

如所展示的，转子轴102是具有沿纵向轴线110延伸的长度、沿径向轴线112延伸的半径、以及沿周向轴线114延伸的圆周的圆柱形部件。此外，电机50的轴承组件118包括围绕转子轴102周向布置的球轴承116。轴承组件118使得转子轴102能够相对于电机壳体120或定子围绕纵向轴线110旋转来做功，诸如压缩制冷剂或其他合适的工作流体。在其他实施例中，可以在电机50的轴承组件118内使用任何其他合适的轴承，诸如套筒式轴承、滚子轴承等。为了润滑电机50的部件之间的旋转，油喷射器122或任何其他合适的润滑系统可以向球轴承116供应油或润滑剂。

在本实施例中，密封系统100包括布置在环形腔室132内的两个唇形密封件130或密封元件，所述环形腔室被限定在电机壳体120的壁134或壳体内壁与转子轴102的外表面136之间。每个唇形密封件130包括具有L形截面的、由诸如不锈钢或机加工铝等刚性材料形成的L形固位器环138。每个唇形密封件130还包括被固位或捕获在这些L形固位器环138之一内的密封部分140或密封构件。另外，每个密封部分140可以由柔性材料形成，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、橡胶、或使每个密封部分140能够偏置抵靠转子轴102的外表面136的其他合适材料。这样，当转子轴102静止或不动时，密封部分140的密封末端144向转子轴102施加力，从而阻止油从轴承组件118逸出。因此，在某些情况下，油可以沿着纵向轴线110背向轴承组件118移动，但密封系统100将油引导至排油孔146，所述排油孔从环形腔室132延伸穿过电机壳体120并返回至储油器或其他合适位置。进一步，密封系统100的唇形密封件130被安排成具有面向彼此的相应后表面150，使得唇形密封件130被安排为背对背唇形密封件。

另外，密封系统100包括加压流体源160，所述加压流体源能够在唇形密封件130的后表面150之间引导加压流体162。加压流体源160可以包括压缩机32的高压或排放部分、外部加压流体源(诸如罐)、或被相对于环形腔室132的压力加压的任何其他合适的流体源。在本实施例中，加压流体162行进穿过限定或机加工到电机壳体120中的注射通路164。注射通路164可以在加压流体源160与环形腔室132之间诸如沿着纵向轴线110并然后沿着径向轴线112径向向内延伸。在本实施例中，在唇形密封件130之间限定了一个或多个孔口166或孔，所述孔口或孔彼此以间隙或空间168间隔开。因此，加压流体162可以穿过唇形密封件130之间的孔口166以对唇形密封件130之间的空间168进行加压，使得足以提升唇形密封件130中的一者或两者的压力可以选择性地施加到唇形密封件130。这样，密封系统100可以将加压流体162施加到唇形密封件130以选择性地提升唇形密封件130以免与转子轴102接触。实际上，因为唇形密封件130可以响应于加压流体162而提升离开转子轴102的外表面136，与可响应于加压流体的施加而更紧密地抵靠转子轴密封的传统唇形密封件相比，每个唇形密封件130可以被认为是“反向”唇形密封件。

在压缩机32的运行期间，转子轴102可以沿圆周轴线114并相对于电机壳体120以不同旋转速率或速度旋转，以对图2的压缩机32的转子提供动力或进行驱动。例如，基于从控制面板40或另一合适的控制装置接收到的控制信号，电机50可以将转子轴102的旋转速率从对应于每分钟0转(RPM)的静止状态升高到对应于约500RPM、1000RPM、1500RPM、2000RPM等的激活状态。为了在高于阈值旋转速率的旋转速率期间运行密封系统100，可以选择性地引导加压流体162穿过注射通路164以将唇形密封件130提升离开旋转的转子轴102。在提升唇形密封件130之后，加压流体162可以继续沿着纵向轴线110对来自轴承组件118的油提供力，以促使油回到轴承组件118和/或穿过排油孔146。因此，密封系统100可以采用反向背对背唇形密封件130以在电机50的静止状态、离线状态、以及低旋转速率期间阻止、减少或消除油从轴承组件118泄漏，并且密封系统100可以采用加压流体162以在电机50的转子轴102的较高旋转速率期间阻止、减少或消除油泄漏。

图6是密封系统100的实施例的截面侧视图，所述密封系统可以围绕转子轴102在环形腔室132内径向浮动。如所展示出的，图6的密封系统100包括背对背布置的两个浮动唇形密封件200。浮动唇形密封件200总体上对应于图5的唇形密封件130；然而，所展示实施例中的每个浮动唇形密封件200包括用于固持浮动唇形密封件200的密封部分140的U形固位环202或夹子而不是图5的L形固位环138。浮动唇形密封件200也被安排为相反的背对背唇形密封件，使得浮动唇形密封件200的相应密封末端144以彼此相反的方向偏置抵靠转子轴102的外表面136。本实施例的电机50的轴承组件118包括用于使转子轴102能够相对于电机壳体120旋转的套筒式轴承206。然而，可以用密封系统100密封用于任何合适的旋转元件的任何合适的轴承。例如，在一些实施例中，可以由球轴承或滚子轴承代替所展示的套筒式轴承206来支撑电机50的转子轴102。

如所展示的，浮动唇形密封件200可以例如通过布置在每个浮动唇形密封件200的相应U形固位环202的面向轴向的表面212之间的弹簧210或弹簧元件而彼此间接联接。对于浮动唇形密封件200之间的所实施的分离距离，弹簧210被设计成向两个浮动唇形密封件200施加力或偏压，以使浮动唇形密封件200移动离开彼此，从而填充环形腔室132的纵向长度214。每个浮动唇形密封件200的面向轴向的表面216因此可以保持与环形腔室132的壁134接触。因此，弹簧210使密封系统100能够将每个浮动唇形密封件200的轴向位置与不同环形腔室的不同纵向长度相适配，由此减少对电机壳体120内要加工的相同间隙和对密封系统100的部件的需求。此外，为了阻止或消除浮动唇形密封件200相对于彼此的枢转，可以在浮动唇形密封件200之间布置或联接防旋转销220。这样，通过弹簧210或转子轴102施加到一个浮动唇形密封件200的力不会导致所述一个浮动唇形密封件相对于第二浮动唇形密封件200旋转或枢转。在一些实施例中，将多个防旋转销220在不同周向位置处布置在浮动唇形密封件200之间，以进一步阻止或消除浮动唇形密封件200之间的旋转或枢转。

另外，每个浮动唇形密封件200包括抵靠引导环226的径向向内表面224布置的径向向外表面222。引导环226可以使浮动唇形密封件200能够沿着径向轴线112动态地调整它们相对于转子轴102的径向位置。因此，浮动唇形密封件200可以保持与转子轴102的软接触、或保持可改善密封部分140的零件寿命的接触，这减少了浮动唇形密封件200与转子轴102之间的摩擦，同时阻止油从轴承组件118泄漏。例如，由于浮动唇形密封件200的柔性特性，转子轴102可以将浮动唇形密封件200施加到转子轴102上的力返回，从而使浮动唇形密封件200压靠引导环226。然后，引导环226可以调整浮动唇形密封件200相对于转子轴102的径向位置，以便沿着引导环226的圆周更均匀地分配所述力。引导环226可以由任何合适的刚性材料制成，诸如不锈钢或机加工铝，使得引导环226在转子轴102的一侧朝径向向外方向的运动致使引导环226的相反部分径向向内移动。

如上面参考图5所描述的，引导环226包括穿其而过的孔口230，以使得加压流体源160能够选择性地引导浮动唇形密封件200之间的加压流体162。这样，在电机50处于关闭状态或低运行速度时，浮动唇形密封件200可以保持与转子轴102的外表面136接触。然后，在较高的运行速度下，加压流体162可以被引导穿过注射通路164以将浮动唇形密封件200的密封部分140提升离开转子轴102。在一些实施例中，相比于逐件组装到电机壳体120内的密封系统，密封系统100可以作为具有浮动唇形密封件200、弹簧210、防旋转销220以及引导环226的筒状物、套件或预组装系统插入环形腔室132内，以便于或改进电机50的组装过程。实际上，图6的密封系统100可以包括在组装过程中由弹簧210赋予的相对于转子轴102的纵向浮动，并且密封系统100可以包括由引导环226赋予的相对于转子轴102的径向浮动。

图7是具有混合密封元件的密封系统100的实施例的截面侧视图，所述混合密封元件可以围绕转子轴102径向浮动。也就是说，密封系统100包括可在电机壳体120的环形腔室132内沿着径向轴线112围绕转子轴102调整的第一密封元件250和第二密封元件252。本实施例的电机50包括具有上面参考图6描述的套筒式轴承206的轴承组件118。如所展示的，第一密封元件250包括浮动唇形密封件254，并且第二密封元件252包括迷宫式密封件256。浮动唇形密封件254可以总体上类似于上述具有将密封部分140保持在其中的U形固位环202的浮动唇形密封件200中的一者。也就是说，浮动唇形密封件254可以偏置抵靠转子轴102的外表面136，使得处于正常或静止状态的浮动唇形密封件254与转子轴102的外表面136接触。另外，浮动唇形密封件254可以包括面向迷宫式密封件256的面向轴向的表面212。

如本文所描述的，迷宫式密封件256包括密封延伸部260，所述密封延伸部具有带齿形表面262的T形截面，以便阻止或消除油从轴承组件118泄漏。齿形表面262可以包括凸起螺旋元件、等尺寸的凸起脊元件、或用于提供曲折路径的任何其他合适的表面特征，所述曲折路径减缓或阻止流体从下方穿越迷宫式密封件256。另外，迷宫式密封件256包括轴向延伸部264，所述轴向延伸部从密封延伸部260的面向轴向的表面266突出。密封延伸部260、轴向延伸部264、或两者可以由任何合适的刚性材料形成，诸如不锈钢、机加工铝或形成轴承组件118的材料。如所展示的，穿过轴向延伸部264的中心部分272形成孔或孔口270。密封系统100因此可以沿着注射通路164并穿过孔口270引导加压流体162，以对浮动唇形密封件254与迷宫式密封件256之间的空间280进行加压。在一些实施例中，附加孔口沿着迷宫式密封件256的轴向延伸部264的圆周间隔开，从而使得加压流体162能够在更多的周向位置处穿越迷宫式密封件256，而不是依靠经由通过一个孔口引导的加压流体162来对浮动唇形密封件254与迷宫式密封件256之间的空间280进行加压。另外，虽然在本文中参考迷宫式密封件256进行了讨论，但应当理解的是，根据本技术，可以在密封系统100内采用任何其他合适的零接触或接触可忽略的密封件。

在本实施例中，浮动唇形密封件254被设置在轴向延伸部264的径向向内表面284与转子轴102的外表面136之间限定的接纳空间282内。浮动唇形密封件254可以通过弹簧210间接联接到迷宫式密封件256，所述弹簧被布置在迷宫式密封件256的密封延伸部260的面向轴向的表面266与浮动唇形密封件254的面向轴向的表面212之间。如上参考图6所描述的，弹簧210可以向浮动唇形密封件254和迷宫式密封件256两者施加力，以使浮动唇形密封件254和迷宫式密封件256偏置离开彼此，从而填充环形腔室132的纵向长度214。迷宫式密封件256的面向轴向的表面294可以保持与环形腔室132的一个壁134接触，而浮动唇形密封件254的面向轴向的表面216可以保持与相对的环形腔室132的壁134接触。密封系统100还可以包括联接在浮动唇形密封件254与迷宫式密封件256之间的防旋转销220，以阻止或消除它们之间的旋转。

这样，在电机50的关闭时期或静止状态期间，浮动唇形密封件254接触转子轴102的外表面136以阻止油从轴承组件118泄漏。在一些实施例中，在关闭时期期间，迷宫式密封件256可以具有小于浮动唇形密封件254和轴向延伸部264的静止高度302的径向长度300。这样，迷宫式密封件256可以与转子轴102的外表面136微小地分离开。当电机50运行并且转子轴102旋转时，加压流体源160可以引导加压流体162穿过注射通路164、进入孔口270、并且在浮动唇形密封件254与迷宫式密封件256之间的空间280内。这样，来自加压流体162的力可以将浮动唇形密封件254的密封末端144提升离开转子轴102的外表面136。

在这种情况下，迷宫式密封件256还可以接纳加压流体162的一部分。例如，加压流体162可以在迷宫式密封件256的密封延伸部260的齿形表面262之间形成屏障。重要的是，迷宫式密封件256可以引导围绕转子轴102布置的密封系统100的径向浮动。例如，在转子轴102相对于电机壳体120振动或移动的状况下，转子轴102的一端或一侧可能比相反端或相反侧移动得更靠近电机壳体120。另外，在转子轴102的外表面136包括不规则或不完美截面的状况下，转子轴102的外表面136的第一侧可能从转子轴102的纵向中心线306比外表面126的与第一侧相反的第二侧突出更远。为了引导密封系统100的径向浮动，密封系统100可以沿着径向轴线112动态地移动，以适配转子轴102的任何移动和/或成形。例如，齿形表面262可以沿着径向轴线112向上或向下移动，以与转子轴102保持期望的分隔距离。针对密封系统100的基于特定电机50的各种应用以及电机50和密封系统100内使用的单独部件，可以不同地构造所述期望分隔距离。

图8是密封系统100的实施例的截面侧视图，所述密封系统包括用于引导背对背浮动唇形密封件200的径向浮动的迷宫式密封件256。例如，图8的密封系统100可以组合图6的实施例的某些特征和图7的实施例的某些特征。如所展示的，迷宫式密封件256包括具有上述T形截面和齿形表面262的密封延伸部260。除了具有穿其而过的孔口270的轴向延伸部264之外，图8的迷宫式密封件256还包括沿着纵向轴线110在与轴向延伸部264相反的方向上延伸的附加轴向延伸部320。因此，每个浮动唇形密封件200可以由迷宫式密封件256的轴向延伸部264、320支撑和径向引导。在一些实施例中，附加轴向延伸部320可以包括除轴向延伸部264的所展示的孔口270之外的或替代其的用于接纳加压流体162的孔口。

此外，一个浮动唇形密封件200可以通过第一弹簧324和第一防旋转销326联接到迷宫式密封件256的密封延伸部260的第一轴向表面322，而另一浮动唇形密封件200可以通过第二弹簧332和第二防旋转销334联接到迷宫式密封件256的密封延伸部260的第二轴向表面330。因此，密封系统100可以通过膨胀以密封抵靠环形腔室132的壁134而动态地装配在电机壳体120的环形腔室132内。在其他实施例中，用于引导密封系统100的径向位置的迷宫式密封件256可以被设置在浮动唇形密封件200的侧向末端处而不是在浮动唇形密封件200之间。另外，在将第二浮动唇形密封件200直接联接到迷宫式密封件256的第二轴向表面330的一些实施例中，第二弹簧332和第二防旋转销件334可以省略。进一步，具有轴向延伸部264、320的迷宫式密封件256可以用于支撑除了本文所讨论的唇形密封件之外的其他密封构件。

如上所述，本披露内容可以提供对密封HVAC&R系统的旋转部件的轴承组件有用的一种或多种技术效果。本披露内容的实施例可以包括响应于来自加压流体源的加压流体而可从旋转部件的转子轴选择性地提升的密封元件。另外，密封元件可以相对于转子轴径向可调，从而实现了密封元件相对于转子轴的连续可变调整。以这种方式，从轴承组件泄漏或扩散的油通过密封元件和/或加压流体被引导返回到轴承组件或排油孔。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应当注意的是，在本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

虽然仅展示和描述了某些特征和实施例，但是在实质上不背离权利要求中记载的主题的新颖性教导和优点的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和变化(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的变化)。可以根据替代性实施例对任何过程或方法步骤的顺序或排序进行改变或重新排序。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本披露内容的真实精神内的所有这样的修改和变化。此外，为了提供对示例性实施例的简要描述，可能没有描述实际的实施方式的所有特征(即与目前预期的执行本披露内容的最佳模式无关的那些特征或与实现所保护的披露内容无关的那些特征)。应当了解，在任何这种实际的实施方式的开发中(如在任何工程或设计项目中)，可以作出大量实施方式特定的决定。这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露内容中受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作，而无需过多实验。

Claims (19)

1.一种用于电机的密封系统，包括：

第一密封元件，所述第一密封元件被配置成围绕所述电机的转子轴周向布置，其中，所述第一密封元件包括被配置成偏置抵靠所述转子轴的表面的密封末端，并且其中所述第一密封元件包括保持在U形保持环中的密封部分；

第二密封元件，所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴周向布置，其中，所述第一密封元件的所述密封末端被配置成响应于在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间引导的加压流体而从所述转子轴的所述表面提升，并且其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴径向地浮动；以及

弹簧，所述弹簧轴向地联接在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间，其中，所述弹簧被配置成将所述第一密封元件偏置为抵靠所述电机的第一壳体内壁，并且将所述第二密封元件偏置为抵靠所述电机的、与所述第一壳体内壁相对的第二壳体内壁。

2.如权利要求1所述的密封系统，其中，所述第二密封元件包括迷宫式密封件，所述迷宫式密封件被配置成引导所述第一密封元件和所述第二密封元件的径向浮动。

3.如权利要求2所述的密封系统，其中，所述迷宫式密封件可以与所述转子轴的所述表面微小地分离开。

4.如权利要求2所述的密封系统，其中，所述第一密封元件的径向向外表面与所述迷宫式密封件的轴向延伸部的径向向内表面接触。

5.如权利要求1所述的密封系统，包括围绕所述第一密封元件和所述第二密封元件周向布置的引导环，其中，所述第一密封元件包括第一唇形密封件，并且所述第二密封元件包括第二唇形密封件。

6.如权利要求5所述的密封系统，其中，所述引导环使得所述第一密封元件和所述第二密封元件能够围绕所述转子轴径向浮动。

7.如权利要求1所述的密封系统，包括第三密封元件，所述第三密封元件被配置成围绕所述转子轴周向布置，其中，所述第一密封元件包括第一唇形密封件，所述第二密封元件包括迷宫式密封件，并且所述第三密封元件包括第二唇形密封件，其中，所述迷宫式密封件被配置成引导所述第一密封元件、所述第二密封元件、以及所述第三密封元件的径向浮动。

8.如权利要求7所述的密封系统，其中，所述第二密封元件轴向地位于所述第一密封元件与所述第三密封元件之间。

9.如权利要求1所述的密封系统，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件包括模块化组件，所述模块化组件被配置成安装在电机壳体的空腔内。

10.如权利要求1所述的密封系统，包括联接在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间以用于阻止所述第一密封元件和所述第二密封元件相对于彼此旋转的防旋转销。

11.如权利要求1所述的密封系统，其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴布置且在轴向上邻近所述电机的轴承组件，并且其中，所述密封系统被配置成将所述轴承组件的油保持在所述轴承组件内。

12.如权利要求1所述的密封系统，其中，所述第二密封元件限定径向延伸穿过所述第二密封元件以用于从压缩机接纳所述加压流体的孔口。

13.一种用于压缩机的电机的密封系统，所述密封系统包括：

第一密封元件，所述第一密封元件被配置成围绕所述电机的转子轴周向布置在电机壳体的环形腔室内，其中，所述第一密封元件包括被配置成偏置抵靠所述转子轴的表面的密封末端，其中所述第一密封元件包括保持在U形保持环中的密封部分；

第二密封元件，所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴周向布置在所述环形腔室内，其中，所述第一密封元件的所述密封末端被配置成响应于在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间引导的加压流体而从所述转子轴的所述表面提升，并且其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件被配置成围绕所述转子轴径向地浮动；以及

弹簧元件，所述弹簧元件轴向地布置在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间，其中，所述弹簧元件被配置成将所述第一密封元件偏置为抵靠所述环形腔室的第一壁以调整所述第一密封元件和所述第二密封元件在所述环形腔室内的轴向位置。

14.如权利要求13所述的密封系统，其中，所述第一密封元件包括唇形密封件，并且所述第二密封元件包括迷宫式密封件，并且其中，所述迷宫式密封件被配置成引导所述第一密封元件和所述第二密封元件相对于所述转子轴的径向浮动，其中，所述迷宫式密封件可以与所述转子轴的所述表面微小地分离开。

15.如权利要求13所述的密封系统，包括引导环，所述引导环被配置成围绕所述转子轴周向布置在所述环形腔室内，并且周向围绕所述第一密封元件和所述第二密封元件，其中，所述引导环被配置成引导所述第一密封元件和所述第二密封元件的径向浮动，并且其中，所述第一密封元件包括第一唇形密封件并且所述第二密封元件包括第二唇形密封件。

16.一种用于压缩机的电机，所述电机包括：

壳体；

转子轴，所述转子轴在所述壳体内延伸；

第一密封元件，所述第一密封元件围绕所述转子轴周向布置，其中，所述第一密封元件包括被配置成偏置抵靠所述转子轴的表面的密封末端，其中所述第一密封元件包括保持在U形保持环中的密封部分；

第二密封元件，所述第二密封元件包括围绕所述转子轴周向布置的迷宫式密封件，其中，所述第一密封元件的所述密封末端被配置成响应于在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间引导的加压流体而从所述转子轴的所述表面提升，并且其中，所述迷宫式密封件被配置为使得所述第一密封元件和所述第二密封元件围绕所述转子轴能够径向地浮动；以及

弹簧元件，所述弹簧元件轴向地设置在所述第一密封元件与所述第二密封元件之间，其中，所述弹簧元件被配置成将所述第一密封元件偏置为抵靠所述壳体的环形腔室的第一壁，以调节所述第一密封元件和所述第二密封元件在所述环形腔室内的轴向位置。

17.如权利要求16所述的电机，包括引导环，所述引导环周向围绕所述第一密封元件和所述第二密封元件，其中，所述引导环被配置成使所述第一密封元件和所述第二密封元件能够围绕所述转子轴径向浮动。

18.如权利要求16所述的电机，其中，所述迷宫式密封件可以与所述转子轴的所述表面微小地分离开。

19.如权利要求16所述的电机，其中，所述壳体的内表面和所述转子轴的外表面在其间至少部分地限定所述环形腔室，并且其中，所述第一密封元件和所述第二密封元件被布置在所述环形腔室内。

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