CN107044414A - 一种具有油分离结构的涡旋式压缩机及其润滑油分离方法 - Google Patents

Abstract

一种具有油分离结构的涡旋式压缩机，包括缸体(1)、主轴(4)、动、静涡盘(6，7)，缸体后盖(10)连接于缸体，在动、静涡盘和主轴一侧构成背压腔(9)，另一侧构成高压腔(101)；静涡盘设有排气孔(71)，排气阀片(12)可开合该孔；后盖还包括油分离腔(102)，其通过后盖上的通气孔(103)与高压腔连通，其中有油分离器(13)，后盖还有储油腔(104)，其通过后盖的高压进口(105)与油分离腔连通，且经静涡盘的回油通道(72)与背压腔连通；还包括具有泄压通道(73)及低压腔(106)的泄压机构(14)，低压腔由泄压通道与背压腔连通。该压缩机可以避免因润滑油流失而引起故障，保持压缩机的平稳运行，提高使用寿命。本申请还涉及油分离方法。

Description

一种具有油分离结构的涡旋式压缩机及其润滑油分离方法

技术领域

本发明涉及汽车空调制冷***装置，尤其是涉及具有油分离结构的涡旋式压缩机，还具体地涉及该涡旋式压缩机中分离润滑油的方法。

背景技术

涡旋式压缩机，例如电动涡旋式压缩机被广泛地应用在新能源汽车空调制冷***中，其以容积效率高、振动小、体积小等优点；然而在实际使用中，压缩机回油不好等原因造成的内部零件磨损现象较为明显，使得性能下降，使用寿命降低。

为此，已经提出了一种将油分离器置于压缩机后盖排气孔中的方案，以用于回收混合在制冷剂的润滑油；然而在该方案并不能充分地将润滑油从制冷剂中分离，因此仍有大部分的润滑油从***中流失。再如，一种现有技术提出了一种可以主动地分离润滑油的涡旋式压缩机，如图1所示，该汽车空调涡旋压缩机油分离机构包括由涡旋压缩机静涡盘与后盖一部分构成的高压腔A，通过第一孔2与高压腔A连通的分离腔B，分离器B通过第二孔4与储油腔C相通，储油腔C通过底部细槽与静涡盘后端面环形槽5相通，环形槽通过毛细孔1与进气孔7相通，在分离腔B内过盈安装有一分离芯3，分离腔B位于分离芯3上方的端部为排气孔8，第一孔2的中心轴线与分离腔B的壁和分离芯3的壁组成的环形空间的中心线相切。藉由这一结构，当冷冻油与已压缩冷媒的混合物从静涡盘底部孔6排入高压腔A后，再由于混合物中冷冻油与冷媒的附着能力差异，促使冷冻油沿分离腔B腔壁往下流入第二孔4进入储油腔C，再进入环形槽5，由于储油腔C压力高于进气孔压力，使得冷冻油从环形槽底部上升到顶部再通过毛细孔1进入进气孔，如此形成一个油路循环，从而减少了油的流失，增强了压缩机自身的润滑效果。

然而，在该现有技术中，随着分离后的油细过毛细孔再次连续地进入进气孔，分离后的油所聚积的压力会渐逐增大，压力过度增大会使压缩机动、静涡盘之间摩擦增大，而影响到制冷效果，甚至降低压缩机的使用寿命。

藉由现有技术存在的以上问题，本领域亟需提出一种具有油分离结构的涡旋式压缩机及其分离润滑油的方法，以克服现有技术前述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有油分离结构的涡旋式压缩机，可以避免压缩机由于润滑油的流失而引起故障，保持压缩机的平稳运行，提高压缩机的使用寿命。

本发明还提供了一种在涡旋式压缩机中分离润滑油的方法，藉由该方法，不仅可以防止润滑油流失而引起压缩机内部零部件的过度磨损，而且还可以提高压缩机运行的平稳性，提高压缩机的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有油分离结构的涡旋式压缩机，包括缸体，由驱动装置驱动的主轴，由所述主轴驱动转动的动涡盘以及与所述动涡盘配合的静涡盘，一缸体后盖连接于所述缸体，在所述配合的动、静涡盘和所述主轴一侧构成一背压腔，在所述配合的动、静涡盘和所述缸体后盖一侧构成一高压腔；其中，所述静涡盘上设有排气孔，排气阀片连接于所述静涡盘上且可封闭或打开所述排气孔，所述静涡盘还设有回油通道；所述缸体后盖还包括一油分离腔，所述油分离腔通过所述缸体后盖上所设的通气孔与所述高压腔连通；在所述油分离腔中设有一油分离器，在所述缸体后盖中还设有一储油腔，所述储油腔一方面通过设于所述缸体后盖上的一高压进口与所述油分离腔连通，另一方面藉由所述回油通道与所述背压腔连通；其中，所述涡旋式压缩机还包括泄压机构，所述泄压机构包括开设于所述静涡盘的泄压通道以及设置于所述缸体后盖中的一低压腔，所述低压腔藉由所述泄压通道与所述背压腔连通。

较佳地，所述泄压机构包括设置于所述泄压通道中的钢珠，所述钢珠固定于一弹簧的一端，所述弹簧的另一端连接一堵头，所述堵头固定于所述泄压通道内；还包括其一端可由所述钢珠封堵的侧面通道，其另一端向所述低压腔开口。

较佳地，所述泄压机构包括节流管，所述节流管设于所述静涡盘的所述泄压通道中。

较佳地，所述节流管是毛细管。

较佳地，所述油分离器整体呈截头锥形状，其外壁是光滑的。

较佳地，所述排气阀片是翅片状的。

较佳地，根据预设的压力保护值选择所述弹簧或所述节流管的尺寸。

较佳地，所述储油腔相对于所述油分离腔位于其下方的位置上。

较佳地，来自所述背压腔的高压排气是压缩后的制冷剂和润滑油的混合物。

较佳地，所述主轴上还设有一主轴支撑座，所述主轴支撑座与所述动涡盘之间的空间构成所述背压腔。

藉由本发明的具有油分离结构的涡旋式压缩机，相比现有技术，本发明的涡旋式压缩机可减少润滑油的流失，因此不会造成零部件因润滑油流失引起的过早、过度磨损，而且采用泄压机构可使背压腔中的压力始终保持在安全的压力值条件下，而避免了因压力过高造成的动、静涡盘之间摩擦力过大，从而延长了压缩机的使用寿命。

本发明另一方面还涉及一种在涡旋式压缩机中分离润滑油的方法，一种具有油分离结构的涡旋式压缩机，包括缸体，由驱动装置驱动的主轴，由所述主轴驱动转动的动涡盘以及与所述动涡盘配合的静涡盘，一缸体后盖连接于所述缸体，在所述配合的动、静涡盘和所述主轴一侧构成一背压腔，在所述配合的动、静涡盘和所述缸体后盖一侧构成一高压腔；其中，所述静涡盘上设有排气孔，排气阀片连接于所述静涡盘上且可封闭或打开所述排气孔，所述静涡盘还设有回油通道；所述缸体后盖还包括一油分离腔，所述油分离腔通过所述缸体后盖上所设的通气孔与所述高压腔连通；在所述油分离腔中设有一油分离器，在所述缸体后盖中还设有一储油腔，所述储油腔一方面通过设于所述缸体后盖上的一高压进口与所述油分离腔连通，另一方面藉由所述回油通道与所述背压腔连通；其中，所述涡旋式压缩机还包括泄压机构，所述泄压机构包括开设于所述静涡盘的泄压通道以及设置于所述缸体后盖中的一低压腔，所述低压腔藉由所述泄压通道与所述背压腔连通；所述方法包括如下步骤：所述主轴带动所述动涡盘转动，所述动、静盘间的高压排气从所述背压腔经过所述排气孔、所述排气阀片进入所述高压腔；所述高压排气经过所述通气孔进入所述油分离腔并撞击所述油分离器的外壁，在离心力作用下，润滑油从高压排气中分离；分离的所述润滑油因重力作用下降至所述油分离腔底部，经所述高压进口进入所述储油腔，并经过所述回油通道返回至所述背压腔；其中，当所述背压腔的压力大于预设的压力保护值时，所述背压腔的一部分高压气体经过所述泄压机构进入所述低压腔，直至所述背压腔低于或等于所述预设的压力保护值。

附图说明

现在将参考以下附图说明本发明的实施方案，在附图中：

图1示出了现有技术一种具有油分离结构的涡旋式压缩机的截面视图；

图2示出了本发明具有油分离结构的涡旋式压缩机一实施例的截面视图；

图3是图2中局部A的放大图；

图4是本发明具有油分离结构的涡旋式压缩机另一实施例的局部视图，该视图与图2中局部A对应；以及

图5是示出了本发明实施例中所采用的油分离器的截面图。

具体实施方式

如图2所示，图中示出了本发明所提出的具有油分离结构的涡旋式压缩机一实施例，该涡旋式压缩机，例如是电动涡旋式压缩机包括缸体1，缸体内的定子2通电产生磁场，促使转子3和连接于转子3上的主轴4转动，主轴4随后带动轴承5使动涡盘6随之转动，该定子2和转子3的协作构成主轴4的驱动装置。静涡盘7与动涡盘6配合。在配合的定子2和转子3以及配合的动涡盘6和静涡盘7之间，主轴1还穿过一主轴支撑座8，该支撑座8与动涡盘6之间的空间构成一背压腔9。一缸体后盖10连接于缸体1上且位于配合的动涡盘6和静涡盘7的静涡盘7那一侧，在此侧，缸体后盖10包括一高压腔101。静涡盘7上设有一排气孔71，排气阀片12连接于静涡盘7上且可封闭或打开排气孔71。

该缸体后盖10还包括一油分离腔102，该油分离腔102通过通气孔103与高压腔101连通。在油分离腔102中设有一油分离器13。在缸体后盖10中还设有一储油腔104，该储油腔104相对于油分离腔102位于其下方的位置上，且通过一高压进口105连通。在本实施例中，在静涡盘7上还设有一回油通道72，藉由该回油通道72，储油腔104与背压腔9连通。

当转子工作时，主轴4带动动涡盘6转动，因动涡盘6转动而使动、静涡盘6，7之间的内部压力增加，高压排气经过静涡盘7上的排气孔71而使连接于其上的排气阀片12打开，高压排气(压缩后的制冷剂和润滑油的混合物)进入高压腔101中，再由通气孔103进入油分离腔102中。高压排气撞击在油分离器13的外壁上(其具体结构将在下文中详述)，产生的离心作用使高压排气中润滑油从气流中析出，粘附在油分离器13的外壁上。在重力作用下，油向下流到油分离腔102的底部。在该处，经过高压进口104，进入储油腔104；随后，藉由开设于静涡盘7上的回油通道72返回到背压腔9。在背压腔9，回流的润滑油可以继续对轴承5、主轴4以及动、 静涡盘6，7等零部件进行润滑，同时还起到防锈、降温、形成油封等作用。此外，高压排气经过油分离后的制冷剂气体则通过排气口在“无油”状态下进入冷凝器(图中未示出)。

根据本发明，当润滑油返回到背压腔9时，随有部分高压气体会随着油返回到背压腔9中，因此意味着随着高压腔101的气体与背压腔9的气体融合，这种融合一方面有助于使背压腔9中的压力增大，增加的压力可纠正压缩机在运行过程中由于气压不稳定而趋于使动涡盘6倾斜的现象，使动涡盘6在转动过程中保持平稳。另一方面，如本领域技术人员可理解的，当这种压力的过度增大可能导致动、静涡盘的轴向摩擦阻力过大而降低使用寿命。因此，在本发明中，如图2、图3和4的局部放大图所示，本发明提供了泄压机构14。如图所示，该泄压机构14包括在静涡盘7上开设有泄压通道73，同时在缸体后盖10再设置一低压腔106中，该低压腔106藉由泄压通道73与背压腔9连通。

图3和4分别是泄压机构14的局部放大图，图3所示的实施方式亦示出在图2中，图4则是另一种实施方式。

再如图3所示，该泄压机构14包括设置于泄压通道73中的钢珠16，该钢珠16固定于一弹簧17的一端，弹簧17的另一端连接一堵头18，该堵头18固定于泄压通道73内。该泄压机构14还包括其一端可由钢珠16封堵的侧面通道19，另一端向低压腔106开口。当背压腔9的压力小于设定保护值时，因弹簧17的作用将钢珠16抵靠于侧面通道19一端，封堵住与背压腔9连通的泄压通道73；当背压腔9的压力大于设定保护值时，压力推动弹簧17往后退(图中往左)，由于堵头18在泄压通道73的位置是固定的，钢珠16则由弹簧17带动一起往后退，这样原来由钢珠16封堵的侧面通道19的一端打开一定的间隙而与背压腔9侧的泄压通道73连通，从而背压腔中压力过高的制冷剂气体可通过该间隙、侧面通道而流向低压腔106，从而起到降低背压腔9压力的作用；背压腔9的压力下降，压缩机气体完成一个工作循环过程，且如此反复。在该实施例中，可根据预定的压力保护值来选择弹簧的尺寸。

此外，再如图4所示，本发明所采用的泄压装置14在另一实施例中可以采用节流管15的形式，该节流管17设于静涡盘7上的泄压通道73中，该节流管15可以是毛细管，毛细管的内径可由设定的压力保护值确定。该实施例结构简单，零部件少。

进入低压腔106的气体可再吸入动、静涡盘间进行压缩再排出。

再如图5所示，图中示出本发明各实施例中所采用的油分离器13，该油 分离器13整体呈截头锥形状，并且其外壁是光滑的。当压缩后的制冷剂(高压气体)和润滑油的混合物高速撞击该油分离器外壁,在离心力的作用下，气油分离；另一部分气油混合物在第一次撞击后上升,撞击在油分离器13的外壁斜面部分,发生第二次气油分离；在油气分离之后，由于重量作用，被分离的油下沉至分离腔102底部。

在本发明中还提供了一种在涡旋式压缩机中分离润滑油的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

所述主轴4带动所述动涡盘6转动，所述动、静盘6，7间的高压排气从所述背压腔9经过所述排气孔71、所述排气阀片12进入所述高压腔101；

所述高压排气经过所述通气孔103进入所述油分离腔102并撞击所述油分离器13的外壁，在离心力作用下，润滑油从高压排气中分离；

分离的所述润滑油因重力作用下降至所述油分离腔102底部，经所述高压进口105进入所述储油腔104，并经过所述回油通道72返回至所述背压腔9；

其中，当所述背压腔9的压力大于预设的压力保护值时，所述背压腔9的一部分高压气体经过所述泄压机构14进入所述低压腔106，直至所述背压腔9低于或等于所述预设的压力保护值。至此，压缩机气体完成一个工作循环过程，如此往复。

以上结合具体的较佳实施例对本发明的构思作了详细说明，然而对于本领域普通技术人员而言，在本发明构思范围内的进一步的修改和变形将会不言自明，这些修改和变形都落于所附权利要求书的保护范围内。

Claims (11)

1.一种具有油分离结构的涡旋式压缩机，包括缸体(1)，由驱动装置驱动的主轴(4)，由所述主轴(4)驱动转动的动涡盘(6)以及与所述动涡盘(6)配合的静涡盘(7)，一缸体后盖(10)连接于所述缸体(1)，在所述配合的动、静涡盘(6，7)和所述主轴(4)一侧构成一背压腔(9)，在所述配合的动、静涡盘(6，7)和所述缸体后盖(10)一侧构成一高压腔(101)；

其中，所述静涡盘(7)上设有排气孔(71)，排气阀片(12)连接于所述静涡盘(7)上且可封闭或打开所述排气孔(71)，所述静涡盘(7)还设有回油通道(72)；所述缸体后盖(10)还包括一油分离腔(102)，所述油分离腔(102)通过所述缸体后盖(10)上所设的通气孔(103)与所述高压腔(101)连通；在所述油分离腔(102)中设有一油分离器(13)，在所述缸体后盖(10)中还设有一储油腔(104)，所述储油腔(104)一方面通过设于所述缸体后盖上(10)的一高压进口(105)与所述油分离腔(102)连通，另一方面藉由所述回油通道(72)与所述背压腔(9)连通；

其中，所述涡旋式压缩机还包括泄压机构(14)，所述泄压机构包括开设于所述静涡盘(7)的泄压通道(73)以及设置于所述缸体后盖(10)中的一低压腔(106)，所述低压腔(106)藉由所述泄压通道(73)与所述背压腔(9)连通。

2.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述泄压机构(14)包括设置于所述泄压通道(73)中的钢珠(16)，所述钢珠(16)固定于一弹簧(17)的一端，所述弹簧(17)的另一端连接一堵头(18)，所述堵头(18)固定于所述泄压通道(73)内；还包括其一端可由所述钢珠(16)封堵的侧面通道(19)，其另一端向所述低压腔(106)开口。

3.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述泄压机构(14)包括节流管(19)，所述节流管(19)设于所述静涡盘(7)的所述泄压通道(73)中。

4.如权利要求3所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述节流管(19)是毛细管。

5.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述油分离器(13)整体呈截头锥形状，其外壁是光滑的。

6.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述排气阀片(12)是翅片状的。

7.如权利要求2或3所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，根据预设的压力保护值选择所述弹簧(17)或所述节流管(19)的尺寸。

8.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述储油腔(104)相对于所述油分离腔(102)位于其下方的位置上。

9.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，来自所述背压腔(9)的高压排气是压缩后的制冷剂和润滑油的混合物。

10.如权利要求1所述的具有油分离结构的涡旋式压缩机，其特征在于，所述主轴(4)上还设有一主轴支撑座(8)，所述主轴支撑座(8)与所述动涡盘(6)之间的空间构成所述背压腔(9)。

11.一种在涡旋式压缩机中分离润滑油的方法，其中，所述涡旋压缩机包括包括缸体(1)，由驱动装置驱动的主轴(4)，由所述主轴(4)驱动转动的动涡盘(6)以及与所述动涡盘(6)配合的静涡盘(7)，一缸体后盖(10)连接于所述缸体(1)，在所述配合的动、静涡盘(6，7)和所述主轴(4)一侧构成一背压腔(9)，在所述配合的动、静涡盘(6，7)和所述缸体后盖(10)一侧构成一高压腔(101)；

其中，所述静涡盘(7)上设有排气孔(71)，排气阀片(12)连接于所述静涡盘(7)上且可封闭或打开所述排气孔(71)，所述静涡盘(7)还设有回油通道(72)；所述缸体后盖(10)还包括一油分离腔(102)，所述油分离腔(102)通过所述缸体后盖(10)上所设的通气孔(103)与所述高压腔(101)连通；在所述油分离腔(102)中设有一油分离器(13)，在所述缸体后盖(10)中还设有一储油腔(104)，所述储油腔(104)相对于所述油分离腔(102)位于其下方的位置上且一方面通过设于所述缸体后盖上的一高压进口(105)与所述油分离腔(102)连通，另一方面藉由所述回油通道(72)与所述背压腔(9)连通；

其中，所述涡旋式压缩机还包括泄压机构(14)包括在所述静涡盘(7)上开设有泄压通道(73)，在所述缸体后盖(10)中设置的一低压腔(106)，所述低压腔(106)藉由所述泄压通道(73)与所述背压腔(9)连通；

所述方法包括如下步骤：

所述主轴(4)带动所述动涡盘(6)转动，所述动、静盘(6，7)间的高压排气从所述背压腔(9)经过所述排气孔(71)、所述排气阀片(12)进入所述高压腔(101)；

所述高压排气经过所述通气孔(103)进入所述油分离腔(102)并撞击所述油分离器(13)的外壁，在离心力作用下，润滑油从高压排气中分离；

分离的所述润滑油因重力作用下降至所述油分离腔(102)底部，经所述高压进口(105)进入所述储油腔(104)，并经过所述回油通道(72)返回至所述背压腔(9)；

其中，当所述背压腔(9)的压力大于预设的压力保护值时，所述背压腔(9)的一部分高压气体经过所述泄压机构(14)进入所述低压腔(106)，直至所述背压腔(9)低于或等于所述预设的压力保护值。