CN114718876B - 供油***和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供油***和压缩机，其中，供油***包括：气缸、油池、泵油活塞、进油管、出油管、进油单向阀和出油单向阀；泵油活塞设置于气缸内，且泵油活塞的上端通过余隙腔与排气腔连通，泵油活塞的下端设置有泵油工作腔，进油管和出油管的其中一端均与泵油工作腔连通，进油管的另一端与油池连接，出油管的另一端与压缩机的运动部件连接；进油单向阀设置于进油管与泵油工作腔之间，出油单向阀设置于出油管与泵油工作腔之间。在本申请提供的供油***和压缩机中，利用排气腔压力与***背压之间的压力差作为泵油活塞的动力源，推动泵油活塞往复运动以实现润滑油的循环流动，由此提高供油***的供油能力，保证上支撑结构也能获得充分润滑。

Description

供油***和压缩机

技术领域

本申请涉及压缩机技术领域，特别涉及一种供油***和压缩机。

背景技术

压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷***的心脏。现有的压缩机一般包括外壳和设置在外壳内的泵体组件和电机组件，所述电机组件包括定子和转子，用于驱动泵体组件工作，所述泵体组件包括气缸和轴承，用于实现工作流体(例如制冷剂)的压缩。根据泵体组件的不同，压缩机可以分为往复式压缩机(reciprocalcompressor)、涡旋式压缩机(scroll compressor)、旋转式压缩机(rotary compressor)等多种类型。

其中，旋转式压缩机的电机组件具有一根曲轴，所述电机组件通过所述曲轴将电机的旋转力传递到泵体部件。同时，所述曲轴中开设有泵油通道，所述曲轴的下端安装有泵油旋片，所述曲轴的下端置于油面下。在电机的驱动下，曲轴和泵油旋片一起旋转，润滑油在离心力的作用下从曲轴的下端吸入，沿着泵油旋片螺旋上升，之后继续沿着曲轴的泵油通道上升至曲轴的顶部，进而润滑轴承及运动副，同时也能起到压缩机内部冷却的作用。

对于大尺寸的旋转式压缩机而言，所述曲轴的上端部还设置有与其配合的上支撑结构，所述上支撑结构支撑于所述曲轴的上部，用以控制电机定子与电机转子的同心度。然而，在实际使用过程中发现，上支撑结构与曲轴之间的供油比较困难，容易产生机械磨损。此外，在低速运行时由于压缩机无法提供较大的离心力，因此泵油能力不足，更加无法保证润滑油的充分供给，进而对压缩机可靠性和能效造成不利影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种供油***和压缩机，克服了现有技术的困难，能够提高供油***的供油能力，即使在低转速工况下高扬程部位的运动部件也能够保证润滑油的充分供给。

根据本发明的一个方面，提供一种供油***，所述供油***包括：气缸、油池、泵油活塞、进油管、出油管、进油单向阀和出油单向阀；

所述气缸包括排气腔和余隙腔，所述排气腔的顶部设置有排气口，所述排气腔通过所述排气口与所述余隙腔连通，所述排气腔和所述余隙腔的压力与所述气缸外部的背压之间的压力差往复变化；

所述泵油活塞设置于所述气缸内，且所述泵油活塞的上端通过所述余隙腔与所述排气腔连通，所述泵油活塞的下端设置有泵油工作腔，所述进油管和所述出油管的其中一端均与所述泵油工作腔连通，所述进油管的另一端与所述油池连接，所述出油管的另一端与压缩机的运动部件连接；

所述进油单向阀设置于所述进油管与所述泵油工作腔之间，所述出油单向阀设置于所述出油管与所述泵油工作腔之间。

可选的，在所述的供油***中，所述进油单向阀和所述出油单向阀均设置于所述泵油活塞的下端。

可选的，在所述的供油***中，所述排气口为月牙槽结构，所述泵油活塞的上端位于所述月牙槽结构的旁边。

可选的，在所述的供油***中，所述油池设置于所述压缩机的底部，所述油池的油面压力即所述气缸外部的背压。

可选的，在所述的供油***中，所述压缩机的运动部件包括上支撑结构，所述上支撑结构套设于曲轴的上端，用于支撑所述曲轴。

可选的，在所述的供油***中，所述上支撑结构与所述曲轴的配合面为上支撑轴承面，所述出油管的另一端连接至所述上支撑轴承面。

可选的，在所述的供油***中，所述曲轴中设置有泵油通道，所述泵油通道沿上下方向贯穿于所述曲轴的相对两端。

根据本发明的另一个方面，提供一种压缩机，所述压缩机包括如上所述的供油***。

可选的，在所述的供油***中，所述压缩机为旋转式压缩机。

在本发明提供的供油***和压缩机中，通过在气缸中设置泵油活塞，并利用排气腔压力与***背压之间的压力差作为泵油活塞的动力源，推动所述泵油活塞往复运动以实现润滑油的循环流动，由此提高压缩机供油***的供油能力，保证上支撑结构获得充分润滑，从而提高所述压缩机的可靠性和能效。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

图1为本发明实施例的压缩机的结构示意图；

图2为图1中区域A的放大示意图；

图3为本发明实施例的气缸的结构示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。

请结合参考图1至图3，其为本发明实施例的压缩机的结构示意图。如图1至图3所示，所述压缩机100的供油***包括：气缸(图中标号未示出)、油池(图中未示出)、泵油活塞1、进油管2、出油管3、进油单向阀4和出油单向阀5；所述气缸具有排气腔6和余隙腔7，所述排气腔6的顶部设置有排气口8，所述排气腔6通过所述排气口8与所述余隙腔7连通，所述排气腔6和所述余隙腔7的压力与所述气缸外部的背压之间的压力差往复变化；所述泵油活塞1设置于所述气缸内，且所述泵油活塞1的上端通过所述余隙腔7与所述排气腔6连通，所述泵油活塞1的下端设置有泵油工作腔9，所述进油管2和所述出油管3的其中一端均与所述泵油工作腔9连通，所述进油管2的另一端与所述油池连接，所述出油管3的另一端与压缩机的运动部件连接；所述进油单向阀4设置于所述进油管2与所述泵油工作腔9之间，所述出油单向阀5设置于所述出油管3与所述泵油工作腔9之间。

具体的，所述压缩机100包括壳体(图中标号未示出)、电机(图中标号未示出)、气缸(图中标号未示出)、曲轴10、主轴承和副轴承(图中未示出)，所述电机和气缸均容置于所述壳体内，所述主轴承设在所述气缸上端，所述副轴承设在所述气缸下端，所述主轴承和所述副轴承与所述气缸共同限定压缩空间并支撑所述曲轴10，所述曲轴10的一端与所述电机连接，所述曲轴10的另一端穿过所述主轴承伸入所述气缸中，并将电机的旋转力传递给所述气缸，以压缩制冷剂。

本实施例中，所述压缩机100还包括上支撑结构11，所述上支撑结构11设置于曲轴的上端，用于支撑所述曲轴10。所述上支撑结构11与所述曲轴10的配合面为上支撑轴承面(图中标号未示出)。所述压缩机100的供油***包括气缸、油池、泵油活塞1、进油管2、出油管3、进油单向阀4和出油单向阀5。其中，所述气缸具有排气腔6和余隙腔7，所述排气腔6的顶部设置有排气口8，所述排气腔6通过所述排气口8与所述余隙腔7连通，所述排气口8为月牙槽结构。所述泵油活塞1设置于所述气缸的内部，且所述泵油活塞1的上端为余隙腔7，所述泵油活塞1的下端设置有泵油工作腔9，即所述泵油活塞1位于所述余隙腔7与所述泵油工作腔9之间。所述进油管2连接在所述泵油工作腔9与所述油池之间，所述出油管3连接在所述泵油工作腔9与所述压缩机100的运动部件之间，所述压缩机100的运动部件包括轴承(包括主轴承和副轴承)、曲轴10和上支撑结构11。

请继续参考图2，所述进油单向阀4和所述出油单向阀5均设置于所述泵油活塞1的下端，所述泵油工作腔9通过所述进油单向阀4与所述进油管2连通，所述泵油工作腔9通过所述出油单向阀5与所述出油管3连通。

本实施例中，所述泵油活塞1的上端与所述排气腔6和所述余隙腔7连通，因此所述泵油活塞1上端的压力与所述排气腔6和所述余隙腔7的压力同步变化。

本实施例中，所述油池设置于所述压缩机100的底部，所述油池的油面压力即所述气缸外部的背压(即所述压缩机100的***背压)。

本实施例中，所述出油管3连接在所述泵油工作腔9与所述压缩机100顶部的上支撑轴承面之间，上支撑滑动轴承工作的环境压力也是压缩机100的***背压。

本实施例中，所述压缩机100工作时，整个***的背压基本不变。所述曲轴10每转一圈，所述气缸内部的气体压力(包括排气腔6和余隙腔7内部的气体压力)会往复变化一次。在所述压缩机100的工作过程中，所述排气腔6和所述余隙腔7内部的压力与所述气缸外部的背压之间压力差往复变化，往复变化的压力差作为动力源推动所述泵油活塞1往复运动，进而实现润滑油的循环流动。

在起始吸气阶段，所述排气腔6内部的气体压力(即排气腔压力)等于吸气压力，小于所述压缩机100的***背压。此时，所述排气腔6的气体压力小于所述泵油工作腔9的气体压力，即所述泵油活塞1下端面的压力大于其上端面的压力，因此所述泵油活塞1向上移动。所述进油单向阀4打开，所述出油单向阀5关闭，油池内的润滑油经由所述进油单向阀4流入所述泵油工作腔9。

随着曲轴10的转动，所述排气腔6的气体被压缩，使得所述排气腔6的气体压力快速提升。在所述排气阶段，所述排气腔6的气体压力已经增长至大于***背压。此时，所述排气腔6的气体压力大于所述泵油工作腔9的气体压力，即所述泵油活塞1上端面的压力大于其下端面的压力，因此所述泵油活塞1向下移动。所述进油单向阀4关闭，所述出油单向阀5打开，所述泵油工作腔9内部的润滑油经由所述出油单向阀5压入上支撑轴承面。

如此，所述曲轴10每转一圈，所述排气腔6的气体压力由低到高变化一次，所述泵油活塞1往复运动一次，完成一个泵油周期循环。

本实施例中，所述出油管3与所述压缩机100顶部的上支撑轴承面之间。在其他实施例中，所述出油管3也可以与所述压缩机100的其他运动部件连接。相应的，进入所述泵油工作腔9的润滑油可以经由所述出油单向阀5压入其他运动部件的配合面。

相应的，本实施例还提供一种压缩机100，所述压缩机100包括如上所述的供油***。具体请参考上文，此处不再赘述。

本实施例中，所述压缩机100为旋转式压缩机。

本实施例中，所述压缩机100的供油***还包括曲轴10，所述曲轴10中设置有泵油通道，所述泵油通道沿上下方向贯穿于所述曲轴10的相对两端。

在现有的旋转式压缩机中，主要利用曲轴内部的旋片所形成的泵油通道将油池的润滑油泵送至轴承配合面。但是，在某些工况下变频压缩机长时间维持在很低的工作转速，此时旋片的泵油能力很低，高扬程部位的运动部件(例如上支撑结构中的滑动轴承)难以获得润滑油的充分供给。

而在本实施例提供的旋转式压缩机中，由于气缸中增设有泵油活塞1，所述泵油活塞1能够利用往复变化的压力差(排气腔压力与***背压之间的压力差)作为动力源实现往复运动，不但无需其它压力控制装置即可实现润滑油的循环流动，而且泵油能力比较强，能够将润滑油输送给压缩机的各个运动部件，包括高扬程部位的运动部件，进而改善压缩机的润滑效果。

例如，某一型号的压缩机，其吸气压力为1.018MPa，背压为2.862MPa。在低转速(15Hz)运行条件下，排气阶段的排气腔压力约为2.874MPa，此时所述泵油工作腔9仍有12000Pa的压力差，大约可以提供1.2m润滑油扬程。

经实验验证，采用本实施例提供的供油***可以将润滑油输送给所述压缩机100的上支撑结构11，并在低转速工况下满足上支撑轴承面(即所述上支撑结构与所述曲轴的配合面)的润滑需求。

综上可知，本发明的供油***和压缩机，通过在气缸中设置泵油活塞，并利用排气腔压力与***背压之间的压力差作为泵油活塞的动力源，推动所述泵油活塞往复运动以实现润滑油的循环流动，由此提高压缩机供油***的供油能力，保证上支撑结构获得充分润滑，从而提高所述压缩机的可靠性和能效。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种供油***，其特征在于，包括：气缸、油池、泵油活塞、进油管、出油管、进油单向阀和出油单向阀；

所述气缸包括排气腔和余隙腔，所述排气腔的顶部设置有排气口，所述排气腔通过所述排气口与所述余隙腔连通，所述排气腔和所述余隙腔的压力与所述气缸外部的背压之间的压力差往复变化；

所述泵油活塞设置于所述气缸内，且所述泵油活塞的上端通过所述余隙腔与所述排气腔连通，所述泵油活塞的下端设置有泵油工作腔，所述进油管和所述出油管的其中一端均与所述泵油工作腔连通，所述进油管的另一端与所述油池连接，所述出油管的另一端与压缩机的运动部件连接；

所述进油单向阀设置于所述进油管与所述泵油工作腔之间，所述出油单向阀设置于所述出油管与所述泵油工作腔之间。

2.如权利要求1所述的供油***，其特征在于，所述进油单向阀和所述出油单向阀均设置于所述泵油活塞的下端。

3.如权利要求1所述的供油***，其特征在于，所述排气口为月牙槽结构，所述泵油活塞的上端位于所述月牙槽结构的旁边。

4.如权利要求1所述的供油***，其特征在于，所述油池设置于所述压缩机的底部，所述油池的油面压力即所述气缸外部的背压。

5.如权利要求1所述的供油***，其特征在于，所述压缩机的运动部件包括上支撑结构，所述上支撑结构套设于曲轴的上端，用于支撑所述曲轴。

6.如权利要求5所述的供油***，其特征在于，所述上支撑结构与所述曲轴的配合面为上支撑轴承面，所述出油管的另一端连接至所述上支撑轴承面。

7.如权利要求5所述的供油***，其特征在于，所述曲轴中设置有泵油通道，所述泵油通道沿上下方向贯穿于所述曲轴的相对两端。

8.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的供油***。

9.如权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为旋转式压缩机。