CN101111666A - 螺旋压缩机润滑 - Google Patents

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Abstract

一种螺旋压缩机(20)具有压缩机润滑网状结构，该润滑网状结构沿着低压尖顶(244)具有润滑剂出口端口(242)。卸载滑阀元件(102)可以沿着高压尖顶(105)。

Description

螺旋压缩机润滑
发明背景
本发明涉及压缩机。更具体地说，本发明涉及致冷压缩机。
螺旋型压缩机一般用于空气调节和致冷应用。在这种压缩机中，互相啮合的公叶轮转子(lobed rotor)与母叶轮转子或公螺纹与母螺纹绕着它们的轴线进行旋转用以将工作流体(致冷剂)从低压入口端泵送到高压出口端。在旋转期间，公转子的连续叶轮用作活塞，活塞向下游驱动致冷剂并且将其压缩在一对相邻母转子叶轮和壳体之间的空间内。同样，母转子的连续叶轮产生了在一对相邻公转子叶轮和壳体之间的空间内的致冷剂压缩。其中发生压缩的公转子和母转子的叶间空间形成了压缩穴(或者描述成共用压缩穴的公部分和母部分在啮合区结合)。在一个实施过程中，公转子与电气驱动马达同轴并且由在其叶轮工作部分的入口和出口侧的轴承支承。可以有多个与特定公转子接合的母转子或者反之亦然。
当叶间空间中的一个暴露于入口端口时，致冷剂本质上以吸入压力进入空间。当转子继续旋转时，在旋转期间的一些时刻，空间不再与入口端口相通并且切断致冷剂往空间的流动。在封闭入口端口之后，在转子继续旋转时压缩致冷剂。在旋转期间的一些时刻，每个空间都与相关的出口端口相交并且终止封闭的压缩过程。入口端口和出口端口可以每个都是径向、轴向的，或者是轴向端口和径向端口的混合组合。
当不需要全容量的操作时，经常希望通过延迟入口端口的关闭而暂时减少通过压缩机的致冷剂质量流(有或没有压缩机体积指数的减小)。这种卸载经常由具有阀元件的滑阀提供，阀元件具有它的位置(当平移阀时)控制压缩穴的各自吸入侧的关闭和排出侧的打开的一个或多个部分。滑阀卸载移动的主要作用在于减少初始的被截留吸入体积(和因此的压缩机容量)；体积指数的减小是典型的副作用(side effect)。示范性的滑阀公开在美国专利申请公开No.20040109782A1和美国专利Nos.4,249,866和6,302,668中。
压缩机润滑是重要的。致冷剂流体携带的润滑剂(例如油)可能有助于润滑转子叶轮。这种油可以导入正压室内或者已经容纳在入口致冷剂流体内。轴承***或许需要额外的润滑。从而，油流体可导入到轴承腔内(例如从由压缩机排出物下游的分离器提供的油源)。常常希望更进一步地提供转子叶轮的润滑。各种***包括通过卸载滑阀元件导入油。此外，油通过转子本身导入(例如从其中一个转子的端部入口至沿此转子叶轮主体的一个或多个出口)。
发明概述
根据本发明的一个方面，螺旋压缩机具有压缩机润滑网状结构(network)，该润滑网状结构沿着低压尖顶(cusp)具有润滑剂出口端口。
在各种实施中，卸载滑阀可以沿着高压尖顶。网状结构可以包括轴向供给通道通向出口的支路和通向轴承腔的额外支路。网状结构在支路中可以包括计量口。在重制造压缩机或重建从初始的基准构造的压缩机构造中，可以提供出口端口。
在附图和下面的说明中陈述了本发明的一个或多个实施例的细节。本发明的其它特征、目的和优势将通过说明和图示以及通过权利要求而变得明显。
图示简要说明
图1是压缩机的纵向截面图。
图2是图1沿着线2-2的压缩机的横向截面图。
图3是图1沿着线3-3的压缩机的部分横向截面图。
图4是图1沿着线4-4的压缩机的部分切除的横向截面图。
图5是图1的压缩机沿着图4的线5-5的部分纵向截面图。
在各种图示中的相似标号和标示表示相似的元件。
详细说明
图1显示了具有壳体组件22的压缩机20，壳体组件22包含驱动转子26和28的马达24，转子26和28具有各自的纵向轴线500和502。在示范性的实施例中，转子26具有在第一端31和第二端32之间延伸的公叶轮主体或工作部分30。工作部分30与母转子28的母叶轮主体或工作部分34啮合。工作部分34具有第一端35和第二端36。每个转子都包括从相关工作部分的第一端和第二端延伸的轴部(例如与相关工作部分整体形成的轴端39、40、41和42)。这些轴的轴端中的每个都由一个或多个轴承组件44安装在壳体上，以便绕着相关的转子轴线旋转。
在示范性的实施例中，马达是具有转子和定子的电动马达。转子26和28之一的轴的轴端中的一个可以结合到马达的转子上，以便允许马达绕着那个转子的轴线对其驱动。当绕着轴线以运转着的第一方向如此驱动时，转子以相反的第二方向驱动另一个转子。示范性的壳体组件22包括具有在沿着马达长度的大致中间的上游/入口端面49和本质上与转子主体端32和36共面的下游/排出端面50的转子壳体48。许多其它的构造是可能的。
示范性的壳体组件22进一步包括马达/入口壳体52，马达/入口壳体52具有在上游端的压缩机入口/吸入端口53并且具有安装于转子壳体下游面的下游面54(例如用穿过两个壳体件的螺栓)。组件22进一步包括出口/排出壳体56，出口/排出壳体56具有安装于转子壳体下游面的上游面57并且具有出口/排出端口58。示范性的转子壳体、马达/入口壳体和出口壳体56可以各自形成为经受进一步精加工的铸件。
壳体组件22的表面与啮合的转子主体30和34结合以对压缩穴限定入口端口和出口端口，压缩穴压缩和驱动致冷剂流体504从吸入(入口)正压室60到排出(出口)正压室62(图5)。许多对的公和母压缩穴由壳体组件22、公转子主体30和母转子主体34形成。每个压缩穴都是由啮合的转子的外表面、在转子箱和其沿着滑阀的延续部分中的公和母转子的孔壁的圆柱形表面的部分以及面57的部分界定的。
为了容量控制/卸载，压缩机具有设有阀元件102的滑阀100(图5)。阀元件102具有沿着在转子之间的啮合区(即沿着高压尖顶105)的部分104。示范性的阀元件具有在排出正压室处的第一部分106和在吸入正压室处的第二部分108。阀元件是可移动的以控制压缩机容量而提供卸载。示范性的阀通过平行于转子轴线的线性平移而移动。
图5进一步显示了用于润滑轴承和转子主体的压缩机润滑***的细节。示范性的润滑***包括从处于转子壳体/箱48外部的入口202延伸的油管道网状结构200。网状结构包括从入口端口202延伸到轴向通道206的入口孔204。示范性的轴向通道包括处于转子箱48和排出壳体/箱56内的部分。这允许分别从面50和面57容易地钻入这些部分。
在轴向通道206(图5)各自的吸入端和排出端，转子箱48和排出箱56分别包括正压室孔210和212，正压室孔210和212的外部(最近)端由塞子214和216分别密封。一对支路通道从其中每个正压室孔延伸以用于将油导向相关的轴承***。图2示出了分别延伸到转子26和28的吸入端轴承腔的支路通道220和222。在支路220和222的最近端，每个支路包括计量口224。在示范性的实施例中，为了抵达相关轴承腔，支路220和222在远端彼此轻微岔开并远离它们的共用正压室孔210的轴线。正压室孔210相对较大的宽度有助于这些相对正压室孔轻微倾斜的支路的钻孔。
图4示出了从正压室孔212延伸的类似支路230和232以用于润滑排出端轴承***。就目前所描述的来讲，压缩机可以是预先存在的基准构造。根据本发明，额外润滑由通道支路240提供，通道支路240具有紧接低压尖顶244的出口242。图3示出了尖顶244，尖顶244位于容纳了转子工作部分30和34的转子箱48的孔壁246和248的汇合处。在示范性的实施例中，出口准确地沿着尖顶。备选方案可伴有轻微移动(例如朝向孔的顶点)。例如，对于示范性基准压缩机，出口仍将与滑阀对立(在示范性定位的上方，其中滑阀处于下方)。
回到图5，支路240形成为同轴向通道206相交的阶梯孔249的一部分。在转子壳体48外部的阶梯孔的最接近部分可以容纳塞子250。示范性的塞子可以包括压力传感器252(图3)。在中间位置，通道240包含计量口254。计量口计量通过出口242的油的流量，允许希望的油滴流量离开出口并落到啮合的转子叶轮上。
这种出口242的示范性定位使其达到吸入状态。这或许不同于仅仅将油导向封闭压缩穴的其它润滑***。然而，出口242可以如此定位以便压缩穴在导入后立即接近导入油(例如滴落在转子叶轮表面上的油易于随叶轮一起移动，并且压缩穴可以在其后立即沿叶轮接近那个位置)。这种邻近性可以有助于避免长期暴露在吸入状态下的油的有害作用。
支路240可以添加到重制造的压缩机中，或者添加到重设计/重建的压缩机构造中。基准压缩机的润滑***的其它特征可以保留或者可以修改。例如，可以接进预先存在的轴向通道。
已经介绍了本发明的一个或多个实施例。然而，应理解的是，可以不背离本发明的精神和范围地进行各种更改。例如，当执行重制造或者重建时，基准压缩机的细节可以影响或支配任一特别的实施细节。因此，其它实施例在以下权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种压缩机设备(20)，包括：
壳体(22)，其具有沿着流动路径的第一端口(53)和第二端口(58)；
公叶轮转子(26)，其具有第一转动轴线(500)；和
母叶轮转子(28)，其具有第二转动轴线(502)并且与所述公叶轮转子啮合，以便在吸入位置(60)和排出位置(62)之间沿着所述流动路径限定压缩路径；和
润滑网状结构，其具有：
沿着所述公叶轮转子和母叶轮转子的低压尖顶(244)的润滑剂出口端口(242)。
2.根据权利要求1所述的设备(20)，其特征在于：
其中每个所述的公叶轮转子和母叶轮转子都具有吸入端轴承***和排出端轴承***；和
所述润滑网状结构包括第一支路(220)和第二支路(222)，以及第三支路(230)和第四支路(232)，所述第一支路(220)和第二支路(222)分别将润滑剂供给到所述公叶轮转子和母叶轮转子的所述吸入端轴承***，所述第三支路(230)和第四支路(232)分别将润滑剂供给到所述公叶轮转子和母叶轮转子的所述排出端轴承***。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述润滑网状结构进一步包括：
延伸到所述出口端口(242)的第五支路(240)；和
连接所述第一支路(220)、第二支路(222)、第三支路(230)、第四支路(232)和第五支路(240)的轴向通道(206)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述润滑网状结构进一步包括：
分别处于所述第一、第二、第三、第四和第五支路中的第一、第二、第三、第四和第五计量口(224；254)。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述出口(242)位于离开所述壳体的外部的孔(249)的端部。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于：
压力传感器(252)位于所述孔内。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：
计量口(254)位于所述孔(249)内；和
轴向供给通道(206)在所述压力传感器(252)和所述计量口(254)之间同所述孔(249)相交。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述润滑剂基本上由油组成。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：
所述孔(249)向下朝所述出口(242)延伸，以便允许所述油滴落在所述公转子和母转子中的一个或两个上。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述出口定位成以便受到吸入状态的影响。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于进一步包括：
卸载滑阀(100)，其具有：
沿着所述公叶轮转子和母叶轮转子高压尖顶并且具有处于第一状态和第二状态之间的量程的阀元件(102)，所述第二状态相对于所述第一状态是被卸载的。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述滑阀(100)进一步包括：
汽缸(128)；和
活塞(124)，其位于所述汽缸内并机械连接到所述阀元件上。
13.一种用于润滑螺旋压缩机的方法，包括：
通过压缩机壳体内的润滑剂端口导入润滑剂流；和
将所述润滑剂的至少一部分导向邻接所述压缩机低压尖顶的润滑剂出口。
14.一种用于重制造压缩机或重建所述压缩机的构造的方法，包括：
提供初始的这种压缩机或构造，其具有：
壳体；和
一个或多个工作元件，其协同所述壳体在吸入位置和排出位置之间限定压缩路径；和
调节这种压缩机或构造以便包括用于邻接所述压缩机低压尖顶进行导入润滑剂的机构。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述基准压缩机或构造包括：
卸载滑阀，其具有：
沿着高压尖顶并且具有处于第一状态和第二状态之间的量程的阀元件，所述第二状态相对于所述第一状态是被卸载的。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：
在所述初始的压缩机或构造内：
所述公叶轮转子和母叶轮转子中的每一个都具有吸入端轴承***和排出端轴承***；和
润滑网状结构，其包括第一支路和第二支路，以及第三支路和第四支路，所述第一支路和第二支路分别将润滑剂供给到所述公叶轮转子和母叶轮转子的所述吸入端轴承***，所述第三支路和第四支路分别将润滑剂供给到所述公叶轮转子和母叶轮转子的所述排出端轴承***；和
所述调节包括添加延伸到所述出口的第五支路。
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