CN111089057A - 旋转机械的供油机构以及旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转机械的供油机构以及包括该供油机构的旋转机械。旋转机械包括旋转轴。供油机构包括主供油道、旁通油道以及旁通部件。所述主供油道大体沿所述旋转轴的轴向形成在所述旋转轴内。所述旁通油道设置在所述旋转轴中并且与所述主供油道连通以允许所述主供油道中的一部分润滑油经所述旁通油道流出。所述旁通部件是独立的部件并且安装至所述旋转轴的外周面上、位于所述旁通油道处。所述旁通部件构造成根据所述旋转轴的转速在离心力的作用下使所述主供油道中的一部分润滑油能够经由所述旁通油道排出。

Description

旋转机械的供油机构以及旋转机械

技术领域

本发明涉及一种旋转机械的供油机构以及包括该供油机构的旋转机械，更具体地，涉及一种在不同压缩工况下能够调节油循环率的涡旋压缩机。

背景技术

压缩机(例如涡旋压缩机)可以应用于例如制冷***、空调***和热泵***中。涡旋压缩机包括用于压缩工作流体(例如制冷剂)的压缩机构和用于驱动压缩机构的旋转轴。通常，在压缩机运行时，旋转轴旋转以驱动压缩机构对工作流体进行压缩，同时润滑剂(例如，润滑油)经由旋转轴的内部通孔供给至压缩机的各个运动部件(包括轴承、衬套、涡旋等)或止推面。例如，需要将润滑剂供给至压缩机构的动涡旋部件与定涡旋部件之间，以改善动涡旋部件与定涡旋部件之间的摩擦，从而减小磨损和降低功耗。

然而，一部分润滑剂会随着压缩的工作流体一起排出压缩机而进入***中进行循环。为了对润滑剂的量进行评价和分析，引入了“油循环率”的概念。油循环率过大或过小均不利于压缩机以及压缩机***的正常运行并影响其性能。

特别地，对于变频涡旋压缩机而言，随着旋转轴的转速变大，油循环率也变大，例如，可能导致热交换器的效率下降，从而影响压缩机***的运行和性能；反之，随着旋转轴的转速减小，油循环率变小，例如，可能导致供给至压缩机构的润滑剂的量不足，从而使动涡旋部件和定涡旋部件的磨损严重。

因此，本领域中期望提供一种在不同压缩工况下能够调节或控制油循环率的涡旋压缩机。

发明内容

在本部分中提供本发明的总概要，而不是本发明完全范围或本发明所有特征的全面公开。

本发明的另一目的是提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机在其旋转轴高速旋转时能够使旋转轴的内部通孔中的一部分润滑剂流出旋转轴以调节或控制油循环率。

本发明的另一目的是提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机不仅能够在不同压缩工况下调节或控制油循环率，而且还能够在旋转轴旋转时保持旋转轴的动平衡。

为了实现上述目的中的一个或多个，根据本发明提供一种旋转机械的供油机构，旋转机械包括旋转轴。供油机构包括主供油道、旁通油道以及旁通部件。所述主供油道大体沿所述旋转轴的轴向形成在所述旋转轴内。所述旁通油道设置在所述旋转轴中并且与所述主供油道连通以允许所述主供油道中的一部分润滑油经所述旁通油道流出。所述旁通部件是独立的部件并且安装至所述旋转轴的外周面上、位于所述旁通油道处。所述旁通部件构造成根据所述旋转轴的转速在离心力的作用下使所述主供油道中的一部分润滑油能够经由所述旁通油道排出。

根据本公开的供油机构，由于具有旁通部件，当旋转轴以高速旋转时，供应至主供油道内的润滑油也越来越多，在离心力的作用下，一部分润滑油可以经由旁通部件流出，由此可以减小油循环率。根据本公开的供油机构，由于具有独立的旁通部件，因此旁通部件具有较广的通用性，无需对旋转轴做出过多改进。此外，由于旁通部件为独立部件，因此，设计灵活性较大，并且便于加工制造和组装。

在一些示例中，所述供油机构还包括泵油装置，所述泵油装置安装在所述旋转轴的引入润滑油的端部处。

在一些示例中，所述泵油装置为定量泵油装置。

在一些示例中，所述主供油道包括从所述旋转轴的一个端部延伸的中心油道以及从所述中心油道朝向所述旋转轴的另一端部偏心地延伸的偏心油道。所述旁通油道设置在所述中心油道处。或者，所述旁通油道设置在所述偏心油道处并且相对于所述偏心油道的中心轴线位于与所述旋转轴的中心轴线相反的一侧。

在一些示例中，所述旁通部件具有抵接所述旋转轴的外周面的第一平面部，并且所述旋转轴的外周面具有与所述旁通部件的所述第一平面部抵接的第二平面部。该平面部便于安装和定位，同时便于传递扭矩。

在一些示例中，所述旁通部件包括固定于所述旋转轴的外周面的本体、在所述本体内可滑动的滑块以及用于对所述滑块施加偏置力的偏置构件。所述本体包括抵靠所述旋转轴的外周面的内周面和与所述内周面相反的外周面。在所述本体上设置有允许润滑油流出的排出通道。

在一些示例中，所述本体具有环形或弧形的形状。在一些替代示例中，所述本体为平衡块的形式。

在一些示例中，所述旁通油道为基本横向于所述主供油道延伸的径向油道。

在一些示例中，所述滑块能够抵接所述旋转轴的外周面以关闭所述径向油道，所述排出通道设置在所述本体的内周面与所述旋转轴的外周面之间。

在一些示例中，所述排出通道为设置在所述本体的内周面上的凹槽。

在一些示例中，所述供油机构还包括设置在所述旁通部件中的旁通延伸油道，所述旁通延伸油道位于所述径向油道和所述排出通道之间并且与所述径向油道和所述排出通道流体连通。

在一些示例中，所述径向油道和/或所述旁通延伸油道为具有邻近所述排出通道的较大截面面积和邻近所述主供油道的较小截面面积的台阶形式。

在一些示例中，所述旁通延伸油道构造成允许所述滑块在所述旁通延伸油道中滑动。

在一些示例中，所述旁通延伸油道延伸贯穿所述本体并且在所述旁通延伸油道的邻近所述本体的外周面处设置有堵头以便固定或安装所述偏置构件，所述偏置构件位于所述堵头与所述滑块之间。

在本公开的另一方面中，还提供一种包括上述供油机构的旋转机械。

在一些示例中，所述旋转机械包括涡旋压缩机构，所述旋转轴用于驱动所述涡旋压缩机构。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1为根据本公开实施方式的供油机构的立体示意图；

图2为图1的供油机构的剖面示意图；

图3为图2的供油机构的局部放大示意图；

图4为根据本公开实施方式的旁通部件的本体的立体示意图；

图5为根据本公开另一实施方式的供油机构的立体示意图；

图6为图5的供油机构的剖面示意图；

图7为图6的供油机构的局部放大示意图；

图8为根据本公开另一实施方式的旁通部件的本体的立体示意图；以及

图9为示出应用了根据本公开的供油机构的涡旋压缩机的纵剖视图。

具体实施方式

下面参照附图、借助示例性实施方式对本发明进行详细描述。对本发明的以下详细描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用途的限制。

下面参照图1至图4来描述根据本公开实施方式的供油机构。如图所示，供油机构100包括旋转轴10和旁通部件30。旁通部件30为独立于旋转轴10的部件，并且可以通过过盈配合或者通过诸如螺钉的紧固件将旁通部件30固定于旋转轴10的外周面11上。应理解的是，还可以通过其他任何合适的方式将旁通部件30固定于旋转轴10上。由于旁通部件30独立于旋转轴10，因此，无需对旋转轴10进行过多改进，而且独立的旁通部件30具有更好的通用性。

旋转轴10为纵长构件并且包括纵向中心轴线(旋转轴线)。旋转轴10能够围绕纵向中心轴线旋转。旋转轴10适于应用于各种旋转机械中，例如，作为旋转驱动部件。在某些旋转机械中，旋转轴常常也被称为曲轴。在本文中，旋转机械指的是具有旋转轴、曲轴或旋转驱动轴的机械设备或***。

在旋转轴10内设置有主供油道12。主供油道12大体沿旋转轴10的轴向延伸。在图示的示例中，主供油道12包括从旋转轴10的一个端部延伸的中心油道12a以及从该中心油道12a朝向旋转轴10的另一端部偏心地延伸的偏心油道12b。通常，中心油道12a邻近油池或浸入油池(例如，图9中的油池OR)中，以便将油池中的润滑油供给至旋转轴10中。当旋转轴10旋转时，在离心力的作用下润滑油沿着主供油道12沿着旋转轴10的纵向流动。

在某些示例中，可以在旋转轴10与油池之间设置泵油装置(未示出)，例如，每转的理论排量不变的定量泵油装置。定量泵油装置的示例可以包括容积式定量泵油装置、差动式定量泵油装置、隔膜式定量泵油装置等。当旋转轴10的转速越高，特别是在具有定量泵油装置的情况下，泵送至旋转轴10的内部并因此泵送至可动部件的润滑油的量也越多。这样会导致油循环率过高，在某些情况下并不期望这样。

为此，在旋转轴10上还设置有旁通油道20。旁通油道20构造成能够将主供油道12中的一部分润滑油经旁通油道20流出，例如，返回至油池。当旋转轴10的转速高达预定转速时，主供油道12中的一部分润滑油在离心力的作用下能够经由旁通油道20排出至旋转轴10的外部，进而可以回流至油池中，由此可以防止油循环率过高。

在图示的示例中，旁通油道20设置在中心油道12a处并且与中心油道12a流体连通。旁通油道20为大体横向于中心油道12a延伸穿过旋转轴10的壁的径向油道。旁通油道20可以是圆孔的形式，或者可以是任何其他合适的形式。

旁通部件30安装至旋转轴10的外周面11上且位于旁通油道20处。参见图1和图4，旁通部件30具有大致环形形状。旁通部件30包括固定于旋转轴10的外周面11的本体32、在本体32内可滑动的滑块34以及用于对滑块34施加偏置力的偏置构件36。

本体32大致呈环形，并且包括抵靠旋转轴10的外周面11的内周面35和与内周面35相反的外周面33。本体32内设置有从外周面33延伸至内周面35的通道37，滑块34可以在通道37中滑动，因而，通道37也可以称为滑动通道。在本体32上设置有允许润滑油流出的排出通道31。排出通道31位于内周面35和外周面33之间，并且大致垂直于通道37向下延伸穿透本体32。

当旋转轴10旋转时，中心油道12a中的润滑油在离心力的作用下流向旁通通道20。当流向旁通通道20的润滑油克服偏置构件36的作用力时推动滑块34朝向外周面33移动，同时润滑油进入通道37中。当滑块34移动越过排出通道31时，润滑油从通道37经由排出通道31流出。

如上所述，通道37的从内周面35至排出通道31的部分可以用作旁通油道20的旁通延伸油道(下面简称为“延伸油道”)，即，从旁通油道20延伸的延伸油道。因此，旁通油道20和/或该延伸油道的结构或形状可以设计成便于将中心油道12a中的润滑油排出。例如，旁通油道(径向油道)20和/或延伸油道可以为台阶形式并且邻近排出通道31具有较大的截面面积而邻近中心油道12a(主供油道12)具有较小的截面面积。

在图示的示例中，为了便于制造，通道37是贯穿本体32的通孔并且具有圆形截面。然而，根据应用情况，通道37可以是其他任何合适形式的孔、凹部或槽，而不局限于图中所示的通孔。

在图示的通道37的情况下，为了固定和安装偏置构件36，在通道37的邻近外周面33的位置处安装有堵头38。偏置构件36位于堵头38与滑块34之间。偏置构件36在图示的示例中为弹簧，应理解的是，偏置构件36还可以是其他任何合适的构件并且可以定位在其他任何合适的位置。

堵头38和滑块34具有与通道37相适应的形状，在图示的示例中为圆柱状。然而，应理解的是，堵头38和滑块34可以具有其他任何合适的形状、大小等，而不局限于图示的示例。此外，在一些示例中可以省去堵头38。例如，通道37可以包括用于固定或安装偏置构件36的止挡部，此时可以省去堵头38。

参见图2和图4，在本体32上还设置有中空部39。中空部39位于与通道37径向相对的部分中，由此平衡旁通部件的重量，换言之，与旁通部件的通道的重量相抵消。中空部39可以是任何合适的形状或大小，例如，可以是通孔，凹部，凹槽等。

图5至图8示出了根据本公开另一实施方式的旁通部件50。下面参照图5至图8对旁通部件50进行详细描述。旁通部件50与旁通部件30的不同之处在于本体的结构。因此，下面主要描述旁通部件50与旁通部件30的不同之处，将不再对旁通部件50的与旁通部件30相同的部分进行重复描述。

如图5至图8所示，旁通油道20设置在偏心油道20b处。旁通油道20根据离心力的方向定位以便于在离心力的作用下排出润滑油，即，位于旋转轴10的与偏心油道20b相同的偏心侧，换言之，相对于偏心油道20b的中心轴线位于与旋转轴10的中心轴线(旋转轴线)相反的一侧。

旁通部件50为平衡块的形式。旁通部件50包括本体52、通道57、滑块54、排出通道51、偏置构件56以及堵头58。通道57、滑块54、排出通道51、偏置构件56以及堵头58分别与图2至图4中所示的通道37、滑块34、排出通道31、偏置构件36以及堵头38基本相同，因而此处不再赘述。

在图示的示例中，本体52呈大致环形并且包括抵靠旋转轴10的外周面11的内周面55和与内周面55相反的外周面53。本体52为平衡块的形式并且包括配重部52a和连接部52b。配重部52a和连接部52b形成圆环形构件，通过过盈配合或者紧固件的方式安装至旋转轴10上。然而，应理解的是，本体52可以是任何其他合适的形状，并不局限于图示的示例。例如，本体52可以是弧形或扇形等。在图示的示例中，通道57、滑块34等旁通构件布置在配置部52a中，然而，应理解的是，这些旁通构件也可以设置在本体的其他部分中。

参见图8，在本体52的内周面55的通道57周围的区域设置有平面部(可称为“第一平面部”)59。相应地，旋转轴10的外周面上可以设置有与平面部59配合的平面部(未示出，也可称为“第二平面部”)，由此便于将旁通机构50安装并固定至旋转轴10上。应理解的是，以及所述旁通部件的与旋转轴的外周面抵接的部分均可以为平面部。还应理解的是，旁通部件和旋转轴的平面部可以沿着圆周方向而改变，例如，可以分别位于与旁通部件的道道57和旋转轴的旁通通道径向相反的一侧。

图9示出了根据本公开的供油机构的应用的一个示例。如图9所示，根据本公开的供油机构用于涡旋压缩机200中。涡旋压缩机200包括壳体212、设置在壳体212中的压缩机构CM以及用于驱动压缩机构CM的旋转轴10。在壳体212的底部具有油池OR。如上面所定义，由于涡旋压缩机200具有旋转轴10，因此也属于本文中所述的旋转机械。然而，应理解的是，根据本公开的供油机构可以应用于其他任何合适类型的旋转机械，而不局限于图9所示的立式涡旋压缩机。

虽然已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。例如，滑块能够直接抵接旋转轴的外周面或者可以相距旋转轴的外周面一定距离处。在滑块直接抵接旋转轴的外周面的情况下，排出通道可以限定在本体的内周面与旋转轴的外周面之间。例如，排出通道由本体的内周面与旋转轴的外周面之间的间隙形成，或者由设置在本体的内周面上的凹槽形成。还应理解的是，在技术方案不矛盾的情况下，各个实施方式的特征可以相互结合或者可以省去。

Claims (17)

1.一种旋转机械的供油机构，所述旋转机械包括旋转轴(10)，所述供油机构(100)包括：

主供油道(12)，所述主供油道(12)大体沿所述旋转轴的轴向形成在所述旋转轴(10)内；

旁通油道(20)，所述旁通油道(20)设置在所述旋转轴中并且与所述主供油道(12)连通以允许所述主供油道(12)中的一部分润滑油经所述旁通油道(20)流出；以及

旁通部件(30、50)，所述旁通部件是独立的部件并且安装至所述旋转轴的外周面(11)上、位于所述旁通油道处，所述旁通部件构造成根据所述旋转轴的转速在离心力的作用下使所述主供油道中的一部分润滑油能够经由所述旁通油道排出。

2.根据权利要求1所述的供油机构，其中，所述供油机构(100)还包括泵油装置，所述泵油装置安装在所述旋转轴的引入润滑油的端部处。

3.根据权利要求2所述的供油机构，其中，所述泵油装置为定量泵油装置。

4.根据权利要求1所述的供油机构，其中，所述主供油道包括从所述旋转轴的一个端部延伸的中心油道(12a)以及从所述中心油道朝向所述旋转轴的另一端部偏心地延伸的偏心油道(12b)，所述旁通油道(20)设置在所述中心油道(12a)处，或者设置在所述偏心油道处并且相对于所述偏心油道的中心轴线位于与所述旋转轴的中心轴线相反的一侧。

5.根据权利要求1所述的供油机构，其中，所述旁通部件具有抵接所述旋转轴的外周面的第一平面部(59)，并且所述旋转轴的外周面具有与所述旁通部件的所述第一平面部(59)抵接的第二平面部。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的供油机构，其中，所述旁通部件包括固定于所述旋转轴的外周面的本体(32、52)、在所述本体内可滑动的滑块(34、54)以及用于对所述滑块施加偏置力的偏置构件(36、56)，

所述本体包括抵靠所述旋转轴的外周面的内周面(35、55)和与所述内周面相反的外周面(33、53)，

在所述本体上设置有允许润滑油流出的排出通道(31、51)。

7.根据权利要求6所述的供油机构，其中，所述本体具有环形或弧形的形状。

8.根据权利要求6所述的供油机构，其中，所述本体为平衡块的形式。

9.根据权利要求6所述的供油机构，其中，所述旁通油道为基本横向于所述主供油道延伸的径向油道。

10.根据权利要求9所述的供油机构，其中，所述滑块能够抵接所述旋转轴的外周面以关闭所述径向油道，所述排出通道设置在所述本体的内周面与所述旋转轴的外周面之间。

11.根据权利要求10所述的供油机构，其中，所述排出通道为设置在所述本体的内周面上的凹槽。

12.根据权利要求9所述的供油机构，其中，所述供油机构还包括设置在所述旁通部件中的旁通延伸油道，所述旁通延伸油道位于所述径向油道和所述排出通道之间并且与所述径向油道和所述排出通道流体连通。

13.根据权利要求12所述的供油机构，其中，所述径向油道和/或所述旁通延伸油道为具有邻近所述排出通道的较大截面面积和邻近所述主供油道的较小截面面积的台阶形式。

14.根据权利要求13所述的供油机构，其中，所述旁通延伸油道构造成允许所述滑块在所述旁通延伸油道中滑动。

15.根据权利要求14所述的供油机构，其中，所述旁通延伸油道延伸贯穿所述本体并且在所述旁通延伸油道的邻近所述本体的外周面处设置有堵头(38、58)以便固定或安装所述偏置构件，所述偏置构件位于所述堵头与所述滑块之间。

16.一种旋转机械，其中，所述旋转机械包括根据权利要求1-15中的任一项所述的供油机构(100)。

17.根据权利要求16所述的旋转机械，其中，所述旋转机械包括涡旋压缩机构，所述旋转轴用于驱动所述涡旋压缩机构。

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