CN108612654A - 一种涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡旋压缩机，用于压缩机技术领域，包括机壳、压缩机构和驱动机构，压缩机构包括定涡旋盘和动涡旋盘，定涡旋盘和动涡旋盘配合形成压缩腔，机壳上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管和与压缩腔的排气端相通的排气管，驱动机构包括定子、转子以及与转子连接的曲轴，曲轴的偏心部与动涡旋盘配合连接，动涡旋盘上设有十字滑环，动涡旋盘具有驱动座，驱动座上设有供曲轴的偏心部嵌入的驱动槽，驱动槽具有内圆锥面，曲轴的偏心部具有外圆锥面，内圆锥面和外圆锥面配合并提供将动涡旋盘向定涡旋盘顶推的作用力。其采用无中压腔设计，无泄漏问题，保证端面密封性能，而且具有自我保护作用，解决现有技术中存在的技术问题。

Description

一种涡旋压缩机

技术领域

本发明用于压缩机技术领域，特别是涉及一种涡旋压缩机。

背景技术

现有半封闭式涡旋压缩机，壳体上设有一个吸气通道，壳体内为低压腔。壳体端部通过连接结构紧固端盖。端盖与定涡旋盘之间设置密封结构，形成高压腔。涡旋压缩机中的定涡旋盘与动涡旋盘是两个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线涡旋盘。其中定涡旋盘固定在壳体上，动涡旋盘则由偏心轴带动，其轴线绕着旋转轴线做公转。涡旋压缩机工作时，两个涡旋盘的涡齿在多处相切啮合形成密封线，加上两个涡旋盘端面处的适当密封，从而形成多对月牙形气腔，最外圈为吸气腔，未封闭时与低压腔相通，最内圈为排气腔，与高压腔相连。两个涡旋盘间公共切点处的密封线随着绕行涡旋盘的公转而沿着涡旋曲线不断朝排气孔处转移，使这些月牙形气腔的形状由大变小直至排气，形成周期性工作循环。

一对涡旋压缩气体时，必然产生使之分离的轴向力。如果动涡旋盘与定涡旋盘分离，则端面处的密封作用失效，形成严重的内泄漏，压力无法提升。为此，设计上让装配间隙很小，让动涡旋盘背面顶在支撑件上。轴向力使动涡盘与支承件之间产生很大的摩擦力。为了降低因压力差引起的轴向力产生的接触摩擦力，在动涡盘设置连通孔，让涡轮背面与某对月牙形气腔直接连通，让动涡旋盘背面空间的气体压力介于高压与低压之间，形成所谓的中腔压，使动涡盘浮动在静盘与支承件之间。

因为中压腔建立的压力是来自于月牙形压缩腔，损失了部分压缩气体，排气效率严重受损；中压腔的维护结构与低压腔之间有多处密封线，增加内泄漏风险；由于中压腔的存在，曲轴中心的斜油孔泵送润滑油能力受反向压力差作用而受损。

现有技术缺点：

1、为了降低动涡旋盘与支撑件之间的磨损，需要建立中压腔，而中压腔的压力来源是因为连通了月牙形压缩腔，消耗了压缩气体。

2、当动涡旋盘与支撑件之间、动涡旋盘与定涡旋盘之间的长期工作而磨损后，动涡旋盘与定涡旋盘的密封间隙会变大，密封性能下降，压缩机内泄漏加剧。

3、中压腔是由多个零件组合形成的，存在多处密封线，大大增加内泄漏风险。

4、由于中压腔的存在，曲轴中心的斜油孔泵送润滑油能力受反向压力差作用而受损。

5、当空调***工况恶劣，甚至排气管焊堵时，压缩机持续工作在超高排气压力下，运动件磨损加剧，甚至导致涡旋盘爆裂，因此有些压缩机设置了泄压阀，起到过压保护的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡旋压缩机，其采用无中压腔设计，无泄漏问题，保证端面密封性能，而且具有自我保护作用，解决现有技术中存在的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种涡旋压缩机，包括机壳、压缩机构和驱动机构，所述压缩机构包括定涡旋盘和动涡旋盘，定涡旋盘和动涡旋盘配合形成压缩腔，机壳上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管和与压缩腔的排气端相通的排气管，所述驱动机构包括定子、转子以及与转子连接的曲轴，所述曲轴的偏心部与动涡旋盘配合连接，所述动涡旋盘上设有十字滑环，所述动涡旋盘具有驱动座，所述驱动座上设有供曲轴的偏心部嵌入的驱动槽，所述驱动槽具有内圆锥面，所述曲轴的偏心部具有外圆锥面，所述内圆锥面和外圆锥面配合并提供将动涡旋盘向定涡旋盘顶推的作用力。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述内圆锥面和外圆锥面之间设有第一轴承。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述驱动槽内设有外楔形块，并通过所述外楔形块形成外圆锥面。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述曲轴的偏心部上设有内楔形块，并通过所述内楔形块形成内圆锥面。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述机壳内设有头支架，所述头支架上设有穿置曲轴的曲轴孔，所述机壳的底部设有与曲轴尾端配合的曲轴端座。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述曲轴在偏心部的对侧设有平衡块，所述头支架具有平衡块避让槽，所述曲轴在曲轴孔内设有第一轴肩和第二轴肩，所述第一轴肩与曲轴孔之间设有第二轴承，所述头支架在平衡块避让槽和曲轴孔之间设有头支架轴承槽，所述第二轴肩与头支架轴承槽之间设有第三轴承，所述曲轴端座与曲轴之间设有第四轴承。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述曲轴端座上设有油池连通槽，所述曲轴上设有与曲轴轴线互成倾角的斜油孔，斜油孔下端与油池连通槽导通，曲轴上设有导通第二轴承与斜油孔的第一曲轴润滑油孔、导通第三轴承与斜油孔的第二曲轴润滑油孔以及导通外圆锥面和斜油孔的第三曲轴润滑油孔，曲轴上还设有与斜油孔导通的曲轴气孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述机壳包括壳体和封闭所述壳体顶部的顶盖，所述顶盖罩在所述定涡旋盘外侧，并在内部形成与压缩腔的排气端相通的高压腔，所述顶盖上设有排气管，所述壳体上在远离顶盖的一端设有吸气管。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体顶部设有下连接座，顶盖上设有上连接座，所述上连接座和下连接座通过螺钉连接，所述顶盖上设有抵住定涡旋盘的高压腔维持结构。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述定涡旋盘上在压缩腔的排气端设有排气阀片和排气阀限位板。

本发明的有益效果：本发明通过上述技术方案提供了一种无中压腔的涡旋压缩机，其具有以下特点：

1.采用无中压腔设计，不损失高压气体，无泄漏问题。

2.曲轴偏心部设置圆锥面的倾斜接触面，产生轴向推力，保证动涡旋盘被压紧在定涡旋盘上，保证端面密封性能。

3.当动涡旋盘与定涡旋盘的接触面产生磨损，间隙变大，在圆锥面的倾斜接触面的轴向分力作用下，动涡旋盘沿轴向移动，重新贴合，保证了间隙不会变大。

4.当压缩机遇到恶劣工况或者空调***排气管焊堵时，排气压力过大，则轴向分力不足以平衡压缩腔的轴向压力，则动涡旋盘沿轴向反方向移动，动涡旋盘与定涡旋盘之间的间隙变大，产生一定的内泄漏，降低排气压力，起到压力过高的自我保护作用。

5.可以增加定涡旋盘与动涡旋盘直接的装配间隙，压缩机起动时压力建立时间延长，改善压缩机起动性能。压缩机正常运转后，动涡旋盘在轴向力作用下运动到与定涡旋盘贴合的位置，完成密封，杜绝内泄漏，保证气密性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明第一实施例结构示意图；

图2是本发明第一实施例内圆锥面结构示意图；

图3是本发明第二实施例结构示意图；

图4是本发明第三实施例结构示意图；。

具体实施方式

参照图1至图4，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各部件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种涡旋压缩机，包括机壳、压缩机构和驱动机构，所述压缩机构包括定涡旋盘11和动涡旋盘12，定涡旋盘11和动涡旋盘12配合形成压缩腔，机壳上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管21和与压缩腔的排气端相通的排气管22，所述驱动机构包括定子31、转子32以及与转子32连接的曲轴33，所述曲轴33的偏心部与动涡旋盘12配合连接，所述动涡旋盘12上设有十字滑环4，所述动涡旋盘12具有驱动座121，所述驱动座121上设有供曲轴33的偏心部嵌入的驱动槽，所述驱动槽具有内圆锥面，所述曲轴33的偏心部具有外圆锥面，所述内圆锥面和外圆锥面配合并提供将动涡旋盘12向定涡旋盘11顶推的作用力F2，从而能够将动涡旋盘12压紧在定涡旋盘11上，起到密封作用，因此不再需要中压腔。

驱动机构工作时，转子32带动曲轴33旋转，从而带动动涡旋盘12绕定涡旋盘11中心公转，其公转半径即是动涡旋盘12和定涡旋盘11的中心距，也即曲轴33偏心部的偏心量。通过该公转运动，制冷剂由吸气管21吸入动涡旋盘12和定涡旋盘11组成的压缩腔，并随着压缩腔的容积变化而被压缩，从定涡旋盘11的中心排气端排出。

压缩机工作期间，压缩机停机状态，曲轴33对动涡旋盘12无轴向力作用，因此动涡旋盘12与定涡旋盘11之间无额外摩擦力，不影响压缩机起动性能。

其中，轴向力与径向力是互相影响的，只有当排气压力大(径向力大)时，轴向力才会大，所以轴向力是与排气反作用力互相平衡的。即在压缩机工作过程中，轴向力也不会让动涡旋盘12以很大的作用力贴紧在定涡旋盘11上，而是大部分与排气反作用力抵消了，不会因有过大的轴向力而引起接触摩擦力。

本发明通过上述技术方案提供了一种无中压腔的涡旋压缩机，其具有以下特点：

1.采用无中压腔设计，不损失高压气体，无泄漏问题。

2.曲轴偏心部设置圆锥面的倾斜接触面，产生轴向推力，保证动涡旋盘被压紧在定涡旋盘上，保证端面密封性能。

3.当动涡旋盘与定涡旋盘的接触面产生磨损，间隙变大，在圆锥面的倾斜接触面的轴向分力作用下，动涡旋盘沿轴向移动，重新贴合，保证了间隙不会变大。

4.当压缩机遇到恶劣工况或者空调***排气管焊堵时，排气压力过大，则轴向分力不足以平衡压缩腔的轴向压力，则动涡旋盘沿轴向反方向移动，动涡旋盘与定涡旋盘之间的间隙变大，产生一定的内泄漏，降低排气压力，起到压力过高的自我保护作用。

5.可以增加定涡旋盘与动涡旋盘直接的装配间隙，压缩机起动时压力建立时间延长，改善压缩机起动性能。压缩机正常运转后，动涡旋盘在轴向力作用下运动到与定涡旋盘贴合的位置，完成密封，杜绝内泄漏，保证气密性。

内圆锥面和外圆锥面之间可直接装配或采用轴承过渡配合，作为优选，所述内圆锥面和外圆锥面之间设有第一轴承51，第一轴承51可采用现有技术中的多种类型轴承用于减小摩擦力，作为优选，第一轴承51采用圆锥滚子轴承。

内圆锥面和外圆锥面可直接在驱动槽和曲轴的偏心部上成型，为了降低制作成本，作为优选，所述驱动槽内设有外楔形块122，并通过所述外楔形块122形成外圆锥面。所述曲轴33的偏心部上设有内楔形块331，并通过所述内楔形块331形成内圆锥面。外楔形块122、内楔形块331可以单独成型后分别与驱动槽和曲轴33的偏心部装配。

此外，为了提高产品运行的稳定性，所述机壳内设有头支架6，所述头支架6上设有穿置曲轴33的曲轴孔，所述机壳的底部设有与曲轴33尾端配合的曲轴端座23。曲轴33以头支架6和曲轴端座23作为支撑平稳转动。

其中，所述曲轴33在偏心部的对侧设有平衡块，用于平衡曲轴偏心部的离心力，所述头支架6具有平衡块避让槽61，所述曲轴33在曲轴孔内设有第一轴肩332和第二轴肩333，所述第一轴肩332与曲轴孔之间设有第二轴承52，所述头支架6在平衡块避让槽和曲轴孔之间设有头支架轴承槽，所述第二轴肩333与头支架轴承槽之间设有第三轴承53，所述曲轴端座23与曲轴33之间设有第四轴承54。

所述曲轴端座23上设有油池连通槽231，所述曲轴33上设有与曲轴轴线互成倾角的斜油孔334，斜油孔334下端与油池连通槽231导通，形成曲轴吸油孔，曲轴33上设有导通第二轴承52与斜油孔334的第一曲轴润滑油孔335、导通第三轴承53与斜油孔334的第二曲轴润滑油孔336以及导通外圆锥面和斜油孔334的第三曲轴润滑油孔337，曲轴33上还设有与斜油孔334导通的曲轴气孔338。本发明在取消中压腔后，曲轴33可以通过斜油孔334的离心力作用，自由地泵油到相关摩擦副进行润滑。

所述机壳包括壳体24和封闭所述壳体24顶部的顶盖25，所述顶盖25罩在所述定涡旋盘11外侧，并在内部形成与压缩腔的排气端相通的高压腔26，所述顶盖25上设有排气管22，所述壳体24上在远离顶盖25的一端设有吸气管21。所述壳体24顶部设有下连接座27，顶盖25上设有上连接座28，所述上连接座28和下连接座27通过螺钉29连接，所述顶盖25上设有抵住定涡旋盘11的高压腔维持结构20，以避免定涡旋盘11在使用过程中发生位移。

此外，为了更好的控制排气，所述定涡旋盘11上在压缩腔的排气端设有排气阀片71和排气阀限位板72，排气阀片71在压缩腔的压力大于高压腔26压力时，排气阀片71自动打开，制冷剂排出，在压缩腔的压力小于高压腔26压力时，排气阀片71自动关闭。排气阀限位板72用于限制排气阀片71的开启角度，延长排气阀片71的寿命。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于：包括机壳、压缩机构和驱动机构，所述压缩机构包括定涡旋盘和动涡旋盘，定涡旋盘和动涡旋盘配合形成压缩腔，机壳上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管和与压缩腔的排气端相通的排气管，所述驱动机构包括定子、转子以及与转子连接的曲轴，所述曲轴的偏心部与动涡旋盘配合连接，所述动涡旋盘上设有十字滑环，所述动涡旋盘具有驱动座，所述驱动座上设有供曲轴的偏心部嵌入的驱动槽，所述驱动槽具有内圆锥面，所述曲轴的偏心部具有外圆锥面，所述内圆锥面和外圆锥面配合并提供将动涡旋盘向定涡旋盘顶推的作用力。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述内圆锥面和外圆锥面之间设有第一轴承。

3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述驱动槽内设有外楔形块，并通过所述外楔形块形成外圆锥面。

4.根据权利要求1或3所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述曲轴的偏心部上设有内楔形块，并通过所述内楔形块形成内圆锥面。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述机壳内设有头支架，所述头支架上设有穿置曲轴的曲轴孔，所述机壳的底部设有与曲轴尾端配合的曲轴端座。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述曲轴在偏心部的对侧设有平衡块，所述头支架具有平衡块避让槽，所述曲轴在曲轴孔内设有第一轴肩和第二轴肩，所述第一轴肩与曲轴孔之间设有第二轴承，所述头支架在平衡块避让槽和曲轴孔之间设有头支架轴承槽，所述第二轴肩与头支架轴承槽之间设有第三轴承，所述曲轴端座与曲轴之间设有第四轴承。

7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述曲轴端座上设有油池连通槽，所述曲轴上设有与曲轴轴线互成倾角的斜油孔，斜油孔下端与油池连通槽导通，曲轴上设有导通第二轴承与斜油孔的第一曲轴润滑油孔、导通第三轴承与斜油孔的第二曲轴润滑油孔以及导通外圆锥面和斜油孔的第三曲轴润滑油孔，曲轴上还设有与斜油孔导通的曲轴气孔。

8.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述机壳包括壳体和封闭所述壳体顶部的顶盖，所述顶盖罩在所述定涡旋盘外侧，并在内部形成与压缩腔的排气端相通的高压腔，所述顶盖上设有排气管，所述壳体上在远离顶盖的一端设有吸气管。

9.根据权利要求8所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述壳体顶部设有下连接座，顶盖上设有上连接座，所述上连接座和下连接座通过螺钉连接，所述顶盖上设有抵住定涡旋盘的高压腔维持结构。

10.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述定涡旋盘上在压缩腔的排气端设有排气阀片和排气阀限位板。