CN103452854A - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种旋转式压缩机，该压缩机包括：密封壳体、电动式电机部和压缩机构部，其中，压缩机构部由以下部件构成：具有压缩腔的气缸、设置在压缩腔内的活塞和滑片、偏心运转活塞的曲轴、分别滑动支承曲轴且配备密封压缩腔的法兰的主轴承和副轴承、配备在主轴承的法兰和副轴承的法兰的一边或者两边上的在压缩腔开孔的排气装置，排气装置的法兰的压缩腔密封面上形成有磷酸盐皮膜处理层。由此，阀收纳槽的变形量可通过磷酸盐皮膜处理层的厚度来矫正实现平面化，可有效避免与活塞之间的金属接触、活塞制动现象。

Description

旋转式压缩机

技术领域

本发明压缩机领域，具体而言，本发明涉及一种旋转式压缩机。

背景技术

旋转压缩机，到目前为止，一直延续着在轴承的法兰面配置舌形排气阀（以下称舌形阀）的设计，这已成为旋转压缩机的特征。舌形阀构造简单耐久性良好，但存在阀收纳槽的面积过大的缺点，为了减少排气孔的间隙容积（余隙容积）带来的容积效率降低，阀收纳槽的厚度需要保持在1.5～2.0mm左右。并且，由于阀收纳槽重叠在压缩腔内径，压缩腔内外的压力差导致阀收纳槽朝向压缩腔变形。活塞在该变形面上滑动时不但产生变形面的磨耗，活塞上由于制动力的作用，曲轴在短时间内也会产生磨耗。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转式压缩机以及双缸旋转式压缩机。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机包括：密封壳体、电动式电机部和压缩机构部，其中，所述压缩机构部由以下部件构成：具有压缩腔的气缸、设置在所述压缩腔内的活塞和滑片、偏心运转所述活塞的曲轴、分别滑动支承所述曲轴且配备密封所述压缩腔的法兰的主轴承和副轴承、配备在所述主轴承的法兰和所述副轴承的法兰的一边或者两边上的在所述压缩腔开孔的排气装置，所述排气装置的法兰的压缩腔密封面上形成有磷酸盐皮膜处理层。

由此，阀收纳槽的变形量可通过磷酸盐皮膜处理层的厚度来矫正实现平面化，可避免与活塞之间的金属接触、活塞制动现象。另外，由于实现了平面化，可以减少活塞端面出来的高压气体泄漏。因此，密封面的磷酸盐皮膜处理层可发挥改善旋转压缩机的可靠性和容积效率的效果。

另外，根据本发明上述实施例的旋转式压缩机还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述磷酸盐皮膜处理层的厚度为5～10微米。

根据本发明的一个实施例，所述主轴承和副轴承的至少一个是由铸铁或者粉末合金形成。

根据本发明的一个实施例，所述磷酸盐皮膜处理层的上表面形成有二硫化钼层。

根据本发明的一个实施例，所述二硫化钼层的厚度为5～10微米。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种双缸旋转式压缩机，所述双缸旋转式压缩机包括：密封壳体、电动式电机部和压缩机构部，其中，所述的压缩机构部内由以下部件构成：具有压缩腔的两个气缸、设置在所述两个气缸之间的隔板、分别设置在所述两个压缩腔内的两个活塞、偏心运转所述两个活塞的曲轴、分别滑动支承所述曲轴且配备密封所述压缩腔的法兰的主轴承和副轴承、分别在所述法兰上配置向所述压缩腔开孔的排气装置，所述排气装置的法兰的压缩腔密封面上形成有磷酸盐皮膜处理层。

由此，阀收纳槽的变形量可通过磷酸盐皮膜处理层的厚度来矫正实现平面化，可避免与活塞之间的金属接触、活塞制动现象。另外，由于实现了平面化，可以减少活塞端面出来的高压气体泄漏。因此，密封面的磷酸盐皮膜处理层可发挥改善旋转压缩机的可靠性和容积效率的效果。

根据本发明的一个实施例，所述磷酸盐皮膜处理层的厚度为5～10微米。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的实施例的旋转压缩机的内部纵截面图。

图2本发明的实施例的旋转压缩机被实施磷酸盐皮膜处理后主轴承的平面图。

图3本发明的实施例的旋转压缩机的排气装置的主轴承平面图。

图4本发明的实施例的旋转压缩机的磨耗部分的主轴承平面图。

图5本发明的实施例的旋转压缩机的内部的纵截面图。

图6本发明的实施例的旋转压缩机的内部的纵截面图。

其中，各标号表示为：4、压缩机构部；10、排气装置；11、舌形阀；20、阀收纳槽；21、薄槽；23、排气孔；30、磷化膜；40、气缸；41、压缩腔；45、活塞；50、主轴承；52、主轴承法兰；53、密封面；60、曲轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

发明人是基于下列发现完成本发明的：

在法兰上配备舌形排气阀的轴承，由于阀收纳槽的面积较大、其底面也较薄，阀收纳槽的刚性降低导致压缩腔侧变形。活塞端面在变形面滑动时不但会由于金属接触导致磨耗，而且活塞上由于制动力的作用，在曲轴与轴承之间的油膜消失，曲轴短时间内会产生磨耗。本发明的发明人发现通过在主轴承法兰上的压缩腔的密封面上追加磷酸盐皮膜处理，由于形成的磷酸盐皮膜处理层厚度为5～10微米，所以即使阀收纳槽出现变形（约5微米），也可以避免变形面与活塞的上端面的金属接触。另外，变形面上的磷酸盐皮膜处理层由于流动会变薄，所以可以修正变形面实现平面化。由此通过上述简单的方法可以有效改善旋转压缩机的可靠性与效率。

为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种旋转式压缩机，下面参考图1对该旋转式压缩机进行详细描述。

如图1所示，该旋转压缩机1是由组装在密封壳体2内径的压缩机构部4、以及配置在其上部的电机部3构成。压缩机构部4配备以下：气缸、在气缸上形成的压缩腔41中偏心运转的活塞45、与其活塞同步往复滑动的滑片（图中省略）、驱动活塞45的曲轴60、滑动支承其曲轴的主轴承50和副轴承55。

其中，主轴承50是由主轴承轮毂51与主轴承法兰52构成，副轴承55是由副轴承轮毂56和副轴承57构成。主轴承法兰52和副轴承法兰57被固定在气缸40上，在气缸40上形成密封的压缩腔41。根据本发明的一个实施例，在主轴承法兰52上配备排气装置10，组装排气消音器65。因此，主轴承法兰52是由配备密封压缩腔41的密封面53和排气装置10的平面构成，在其中心处，主轴承轮毂51垂直相交。主轴承50和副轴承55的材料一般是采用片状黑铅铸铁，小型机种中会使用以铁为主要成分的粉末合金。

上述的要素部品，通过数个螺钉来完成压缩机构部4的组装。压缩机构部4与电机部3被固定在密封壳体2的内径上，此后，焊接上壳体（图中省略），完成旋转压缩机1的组装。另外，在密封壳体2的底部封入冷冻机油（图中省略）。

根据本发明的一个实施例，本发明的旋转式压缩机主要在于在主轴承50的部品加工完成后，在主轴承法兰52的密封面53的整个面追加磷酸盐皮膜处理。可以理解为在主轴承的下表面进行磷酸盐皮膜处理，形成磷酸盐皮膜处理层，磷酸盐皮膜处理是控制液体温度后再使用磷酸盐溶液，并且，是可以通过调整化合处理时间、短时间内调整涂层的性质与厚度的制作方法。但是，如果选择性的只选择密封面53形成涂层的话，生产效率上会变差。因此，除主轴承轮毂51的内径（与曲轴60的滑动面）以外，其它所有面都进行磷酸盐皮膜处理，形成磷酸盐皮膜处理层。

通常下，由于会对曲轴的整体进行磷酸盐皮膜处理，需要排除主轴承轮毂51的内径的部份的磷酸盐皮膜。具体可以按照下列方法去除，利用橡胶栓等对主轴承轮毂51的内径进行覆盖，或者是，对主轴承50的整体进行磷酸盐皮膜处理后，对主轴承轮毂51的内径进行珩磨加工，去掉涂层。

根据本发明的一个实施例，图2为经过磷酸盐皮膜处理后的主轴承50的平面图，密封面53上已进行磷酸盐皮膜处理的涂层30。其涂层30的厚度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以约为7微米。涂层30的厚度是磷酸盐皮膜处理过程中需要注意控制的参数之一。根据本发明的具体实施例，当采用磷酸锰制备涂层时，可以控制其厚度在5～15微米的范围内进行调整。一般情况下，在高输出力的旋转压缩机和高压的严酷使用条件下，涂层的厚度会增加。

另外，根据本发明的一个实施例，形成的磷化膜可以是黑色的，由此其具有高摩擦力进行流动的性质，可以提高其与金属的附着性和保油性，降低摩擦系数。图中所示R是曲轴60的运转方向。

根据本发明的一个实施例，图3是从排气装置10侧所观察到的主轴承50的平面图。排气装置10是由：配置在阀收纳槽20中的排气孔23、开关其排气孔的舌形阀11、控制舌形阀的上下行程的阀升程限位器12、把舌形阀11和阀升程限位器12同时固定的铆钉13构成。另外，在阀收纳槽20的先端配备倾斜槽22。

从导致体积效率降低的间隙容积（余隙容积）的最小化的观点来看，通常，由于排气孔23的高度约为2.0～2.5毫米，所以阀收纳槽20的高度约为1.5～2.0毫米。另外，由于舌形阀11细长，所以阀收纳槽20的面积变大。因此，阀收纳槽20的刚性相对于主轴承法兰52的刚性，阀收纳槽20的全区域大幅降低。并且，存在阀收纳槽20的50%以上的面积与压缩腔41（如虚线所示）的范围重叠的问题。

例如，在空调的过负荷运转条件（冷媒R410A）下，高压（壳体内压力）约为4.0Mpa，压缩腔41的压力在约1.5～4.0Mpa中变动。因此，主轴承法兰52的上下面产生的最大压力差约为3.5Mpa。因此，阀收纳槽20承受的负荷大概计算为70～100Kg，阀收纳槽20在朝向压缩腔41的方向变形约5微米。

另一方面，活塞45的上下端面的高度与压缩腔41的高度之差，即：活塞高度间隙最容易影响到旋转压缩机效率的间隙，需要尽量缩小。但是，由于部品误差与组立变形等的理由，通常，设定为压缩腔41或者活塞高度的约0.05%。将其作为活塞高度设计间隙（ΔＣ）。当压缩腔41的高度为30毫米时，ΔＣ=15微米、活塞滑动中必要的单侧间隙应为7.5微米。

如上述，当阀收纳槽20底部的压力变形量为5微米时，与活塞上端面的间隙单纯计算的话是2.5微米。但是，压缩腔41与活塞45等的形状误差与选配误差、变形误差总和是6微米以上。对上述间隙的影响，若是上述总和误差的一半（3微米），活塞41的上端面与变形最大的阀收纳槽20底部之间会产生物理性金属接触。

图4是在密封面53上没实施磷酸盐皮膜处理的状态下的主轴承50的平面图，由于阀收纳槽20的变形，在其部分中偏心运转的活塞45与密封面53之间的金属接触导致的局部的磨耗状态称为磨耗部分35。这部分的磨耗状态，可分为类似被硬度大的活塞41的上端面切割后的光亮表面磨耗、切割形状磨耗、伴随着镀铜现象的磨耗这3种状态。

另一方面，在如图2所示的薄壁厚槽21的变形部分上，磷化膜被压在活塞41的上端面。但是，若磷化膜受到摩擦力，由于磷化膜的流动扩散的性质和固体润滑性良好，因此磷化膜的一部分会流动变薄，活塞41与密封面53不会发生金属接触。即判定为：薄槽21的凸状变形部分通过磷化膜被矫正实现平面化，可与其他平面保持同一水平。

根据本发明的一个实施例，通过在密封面53上追加磷酸盐皮膜，由于阀收纳槽20的变形量可通过涂层的厚度来矫正实现平面化，可避免与活塞之间的金属接触、活塞制动现象。另外，由于实现了平面化，可以减少活塞端面出来的高压气体泄漏。因此，密封面53的磷酸盐皮膜处理可发挥改善旋转压缩机的可靠性和容积效率的效果。

根据本发明的一个实施例，即使在密封面53上实施磷酸盐皮膜处理，也无需变更上述的活塞高度设计间隙ΔＣ。另外，磷酸盐皮膜处理可使用上述的磷酸锰、其他的磷酸钙等多种的应用材料。并且，采用轴承的材料（粉末合金）时，微细的多孔质的烧结表面由于磷酸盐的浸透导致封孔，可增加粉末合金与磷酸盐的密封强度延长磷酸盐皮膜处理的效果。

根据本发明的一个实施例，还可以对轴承在进行磷酸盐皮膜处理后，追加进行二硫化钼化处理，由于活塞的运转摩擦系数降低，所以可降低旋转压缩机的启动电压。并且，由于二硫化钼层与磷酸盐皮膜处理层之间的亲和性良好，由此可有效延长二硫化钼层的寿命。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，当在主轴承50和副轴承55的两侧配备排气装置10时，只要在主轴承法兰52和副轴承法兰57的两侧密封面53上实施磷酸盐皮膜处理即可。可以理解为在主轴承的下表面和副轴承的上表面进行磷酸盐皮膜处理，以便形成磷酸盐皮膜处理层。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种双缸式旋转压缩机，下面参考图6对该双缸式旋转压缩机进行详细描述。

图6上的压缩机构部配备：分别具有压缩机41的两个气缸、在两气缸之间配备的中隔板44、在各自的压缩腔41上配备活塞45和滑片（图中省略）。并且，配备：偏心运转上述的两个活塞的曲轴60、分别滑动支承曲轴60且具有密封压缩腔41的主轴承法兰52和副轴承法兰57的主轴承50和副轴承55。另外，在主轴承50和副轴承55上配备排气装置10。

根据本发明的一个实施例，在主轴承法兰52和副轴承法兰57之间的密封面53上追加磷酸盐皮膜处理。可以理解为在主轴承的下表面和副轴承的上表面进行磷酸盐皮膜处理，以便形成磷酸盐皮膜处理层。由于追加磷酸盐皮膜处理能够带来的有益效果同上述的旋转式压缩机，再此不在赘述。

根据本发明的一个实施例，本发明的旋转压缩机或双缸旋转式压缩机可应用于空调机、冷冻机、热水器等。另外，本发明的排气装置容易制造，产业上利用价值大。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，所述旋转式压缩机包括：

密封壳体、电动式电机部和压缩机构部，

其中，所述压缩机构部由以下部件构成：具有压缩腔的气缸、设置在所述压缩腔内的活塞和滑片、偏心运转所述活塞的曲轴、分别滑动支承所述曲轴且配备密封所述压缩腔的法兰的主轴承和副轴承、配备在所述主轴承的法兰和所述副轴承的法兰的一边或者两边上的在所述压缩腔开孔的排气装置，

所述排气装置的法兰的压缩腔密封面上形成有磷酸盐皮膜处理层。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述磷酸盐皮膜处理层的厚度为5～10微米。

3.根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述主轴承和副轴承的至少一个是由铸铁或者粉末合金形成。

4.根据权利要求的1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述磷酸盐皮膜处理层的上表面形成有二硫化钼层。

5.根据权利要求4所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述二硫化钼层的厚度为5～10微米。

6.一种双缸旋转式压缩机，其特征在于，所述双缸旋转式压缩机包括：

密封壳体、电动式电机部和压缩机构部，

其中，所述的压缩机构部内由以下部件构成：具有压缩腔的两个气缸、设置在所述两个气缸之间的隔板、分别设置在所述两个压缩腔内的两个活塞、偏心运转所述两个活塞的曲轴、分别滑动支承所述曲轴且配备密封所述压缩腔的法兰的主轴承和副轴承、分别在所述法兰上配置向所述压缩腔开孔的排气装置，

所述排气装置的法兰的压缩腔密封面上形成有磷酸盐皮膜处理层。

7.根据权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述磷酸盐皮膜处理层的厚度为5～10微米。

8.根据权利要求6所述的旋转压缩机，其特征在于，所述主轴承和副轴承的至少一个是由铸铁或者粉末合金形成。

9.根据权利要求6所述的旋转压缩机，其特征在于，所述磷酸盐皮膜处理层的上表面形成有二硫化钼层。

10.根据权利要求9所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述二硫化钼层的厚度为5～10微米。

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