CN1904362A - 密封式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种密封式压缩机，包括：具有在其底部形成的油池的密封容器；布置在密封容器中并包括中空部的框架；可旋转地***框架以穿过中空部的旋转轴，该旋转轴具有油路阵列以从油池向上引导油；和推力轴承，该推力轴承被***围绕框架的中空部的上端形成的轴承安装槽中。该推力轴承被构造以与旋转轴转动接触以支撑旋转轴的轴向负载；并且该油路阵列被构造以将至少一部分油供应到推力轴承。

Description

密封式压缩机

技术领域

本发明涉及一种密封式压缩机，并且更具体地说，本发明涉及一种密封式压缩机，其中：推力轴承与旋转轴转动接触，以支撑旋转轴的轴向负载。

背景技术

通常，密封式压缩机是一种通过压缩和供应诸如制冷剂的流体实现空调或冰箱的制冷循环的设备。该密封式压缩机包括：形成压缩机的外部区域的密封容器；用于压缩制冷剂的压缩单元；和用于提供制冷剂压缩动力的驱动单元，该压缩单元和驱动单元被布置在密封容器中。

利用供油结构，传统的密封式压缩机能够将油供应到特定区域，诸如旋转轴与推力轴承下方的框架的中空部之间的间隙，和压缩单元的摩擦区域。然而，尽管旋转轴的负载基本上被施加给推力轴承，但传统的密封式压缩机对推力轴承供油不足。因此，在压缩机使用很长时间后，推力轴承的上部和下部推力垫圈和球磨损，从而抑制了旋转轴的平稳旋转。并且，如果在推力轴承中积累了灰尘(通常由于磨损导致)，这会危及推力轴承的减小摩擦的效率，这导致压缩机可靠性下降。

发明内容

因此，为解决上述问题提出了本发明，并且本发明的一个方面在于提供一种密封式压缩机，其具有用于润滑与旋转轴转动接触以支撑旋转轴的轴向负载的推力轴承的改进结构，实现对产品可靠性的改进。

为此，本发明的一个非限制方面提供了一种密封式压缩机，该密封式压缩机包括：具有在其底部形成的油池的密封容器；布置在密封容器中并包括中空部的框架；可旋转地***框架中以穿过中空部的旋转轴，该旋转轴具有油路阵列以从油池向上引导油；和推力轴承，该推力轴承被***围绕框架的中空部的上端形成的轴承安装槽中，该推力轴承与旋转轴转动接触以支撑旋转轴的轴向负载，其中：该油路阵列被构造为将所述油的至少一部分直接供应到推力轴承。

附图说明

结合附图，通过实施例的如下描述，本发明的这些和其它方面及优点将会变得明显和更易理解，其中：

图1是根据本发明的非限制性方面的密封式压缩机的断面侧视图；

图2是根据本发明的另一非限制性方面的密封式压缩机的旋转轴的断面局部侧视图；

图3是密封式压缩机的旋转轴的非限制实例的放大透视图，采用局部断面显示了旋转轴；

图4是根据本发明的非限制性实施例的密封式压缩机的旋转轴的支路的断面俯视视图；

图5是根据本发明的另一非限制性实施例的密封式压缩机的支路的断面侧视图；和

图6是根据本发明的另一非限制性实施例的密封式压缩机的支路的断面侧视图。

具体实施方式

现在，将详细参照其实例在附图中示出的本发明的非限制性实施例，其中相同附图标记始终代表相同的元件。以下将参照附图描述实施例来说明本发明。

为了说明，在密封式压缩机中，压缩单元和驱动单元可分别位于框架11的上侧和下侧。该压缩单元可包括气缸和活塞15。该气缸可被布置在框架11的上端的横向位置，并且可内部确定压缩腔。该活塞15可被配置以在压缩腔中直线往复运动以压缩制冷剂。该驱动单元可包括：被连接到框架11的下端的定子12；和位于定子12内部以与定子12进行电交互作用的转子13。

旋转轴20可被安装在框架中以将驱动单元的驱动力传送到压缩单元。该旋转轴20可被可旋转地***框架11的中空部11a。

该旋转轴20的下端部可从框架的中空部向下突出，以便它被压配合到转子13中，以与转子13同时旋转。该旋转轴20的上端部可侧向偏离以形成偏心部22。通过将连接杆18设置在偏心部22和活塞之间，旋转轴20的偏心部22可被连接到活塞，这样旋转轴20的旋转运动被转换成活塞15的直线往复运动。

推力轴承30可在旋转轴20的偏心部22和框架11之间围绕旋转轴20装配。该推力轴承30可以包括：环形上部和下部推力垫圈31和32，它们可与旋转轴转动接触(rolling contact)，以支撑旋转轴的轴向负载；和介于上部和下部推力垫圈31和32之间的球33。为了***推力轴承30，框架11可包括围绕中空部11a的上端形成的环形轴承***槽11b。

利用上述非限制性结构，如果旋转轴20根据定子12和转子13之间的电交互作用旋转，在气缸的压缩腔14a中，经连接杆18被连接到旋转轴20的偏心部的活塞15直线往复运动，以压缩制冷剂。在这种制冷剂压缩操作期间，通过使用与旋转轴转动接触的推力轴承30，旋转轴20的轴向负载得到支撑。

为了润滑和冷却，该压缩机还可配置供油结构，以在制冷剂压缩操作期间将油供应到旋转轴20与压缩单元的摩擦区域。该供油结构可以包括：油池19，该油池19确定在密封容器10的底部以存储预定量的油；油拾取装置40，该油拾取装置40被连接到旋转轴20的下端以从油池19向上抽取油；和油通道阵列，该油通道阵列将油拾取装置40向上抽取的油引导入旋转轴20与框架11a的中空部之间的间隙，并且到达压缩单元。

该油路阵列可以包括：第一油路，该第一油路围绕框架的中空部的下端形成在旋转轴的下部中；第二油路，该第二油路形成在推力轴承之下的旋转轴的外圆周表面处以与第一油路连通；该第二油路被设置用于旋转轴与框架的中空部之间的间隙的润滑，并具有螺旋槽形状；和第三油路，该第三油路形成在旋转轴中以与第二油路连通，该第三油路延伸到旋转轴的上端。

采用上述非限制性供油结构，当旋转轴在制冷剂压缩操作期间旋转时，经油拾取装置，存储在油池中的油被抽入第一油路。随后，抽取的油经过第二油路，以润滑和冷却旋转轴与框架的中空部之间的间隙。然后，利用第三油路，已穿过第二油路的油被向上推到旋转轴的上端，以便它被传送到压缩单元。因此，油被用于润滑和冷却活塞15与连接杆18之间的连接区域，并最终，返回到油池19。当经过多个油路时，返回的油可重复地用于滑动和冷却旋转轴20与压缩单元的摩擦区域。

参照图1，根据本发明的密封式压缩机包括密封容器10，其可被分成彼此连接的上部和下部容器10a和10b。

该密封容器10可在一位置处设有吸入管10c，以将外部站供应的制冷剂引入密封容器10，并在另一位置处设有排放管10d，以将压缩制冷剂排放到密封容器10的外部。该框架11可被安装在密封容器10中，以便压缩制冷剂的压缩单元和提供制冷剂压缩力的驱动单元可分别被安装在框架11的上部和下部位置中。

该驱动单元可包括：固定的定子12，该定子12被构造以在接收电流时产生电磁力；和位于定子12内部以与定子12进行电交互作用的转子13。该压缩单元可包括气缸体14、活塞15、气缸盖16和阀设备17。该缸体14可被整体形成在框架11的上端的横向位置处，并且可内部确定压缩腔14a。该活塞15可被容纳在缸体14中以在压缩腔14a中直线往复运动以压缩制冷剂。该缸盖16可被连接到缸体14的一端以密封地封闭压缩腔14a。该缸盖16可内部确定制冷剂排放腔16a和制冷剂吸入腔16b。该阀设备17可介于缸体14和缸盖16之间。该阀设备17可控制制冷剂流，以便制冷剂从制冷剂吸力室16b被引入压缩室14a或从压缩腔14a被排入制冷剂排放腔16a。该框架11可包括中央中空部11a，以便旋转轴20可旋转地被***中空部11a中，以将驱动单元的驱动力传送到压缩单元。

参照图2，该旋转轴20可包括：主轴部分21；偏心轴部分22；和主轴部分21与偏心轴部分22之间的重量平衡部分23。该主轴部分21的上部可旋转地支撑在框架11的中空部11a中，并且主轴部分21的下部可被压配合在驱动单元的转子13的中央中，以便旋转轴20与转子13同时旋转。该偏心轴部分22可位于主轴部分21的顶部处以形成旋转轴20的偏心上端。该重量平衡部分23可补偿由于偏心轴部分22引起的旋转轴20的不平衡旋转运动。偏心轴部分22和重量平衡部分23一起形成旋转轴20的偏心部件。连接杆18可介于偏心轴部分22和压缩单元的活塞15之间。该连接杆18可将旋转轴20的旋转运动转换成活塞15的直线往复运动，以便活塞15在压缩腔14a中直线往复运动。

在旋转轴20的偏心部件和框架11之间的位置处，推力轴承30可围绕的主轴部分21的上端装配。该推力轴承30可以包括：环形上部和下部推力垫圈31和32，它们可与旋转轴20转动接触(rolling contact)，以支撑旋转轴20的轴向负载；和介于上部和下部推力垫圈31和32之间的球33。为了***推力轴承30，框架11可包括围绕中空部11a的上端形成的环形轴承***槽11b。

利用上述结构，如果施加了电流，根据定子12和转子13之间的电交互作用，旋转轴20与转子13一起旋转。因此，活塞15可经连接杆18被连接到旋转轴20的偏心轴部分22，该活塞15在压缩腔14a中线性往复运动。利用活塞15的这种直线往复运动，通过吸入管10c和制冷剂吸入腔16b，制冷剂可被引入压缩腔14a。被引入的制冷剂在压缩腔14a中被压缩，接着，可通过制冷剂排放腔16a和排放管10d被排放到密封容器10的外部。在旋转轴20的旋转期间，旋转轴20的轴向负载可利用推力轴承30(它与旋转轴20转动接触)支撑。

为了润滑和冷却，根据本发明的另一非限制方面的密封式压缩机可配置有供油结构，以在制冷剂压缩操作期间将油供应到旋转轴20与压缩单元的摩擦区域，以及推力轴承30。该供油结构可以包括：油池19，该油池19确定在密封容器10的底部并被构造以存储预定量的油；和油拾取装置40，该油拾取装置40被连接到旋转轴20的下端并被构造以从油池19向上抽取油。

该油拾取装置40可以包括：具有敞开上端和下端的圆柱形油拾取部件41，该油拾取部件41的下端浸入存储在油池19中的油中；和油拾取叶片42，该油拾取叶片42被***油拾取部件41中以在旋转轴20旋转时从油池19向上抽取油。该供油单元还可以包括油路阵列50，以将油拾取装置40向上抽取的油引导到旋转轴20与压缩单元的摩擦区域和推力轴承30。

该油路阵列50可以包括第一到第三油路51、52、53和支路54。该第一油路51围绕中空部11a的下端或在所述中空部11a的下端附近形成在旋转轴21的主轴部分21中。第二油路52形成在推力轴承30之下的主轴部分21的外圆周表面处，用于主轴部分21和中空部11a之间的间隙的润滑。该第二油路52具有螺旋槽形状并被构造以与第一油路51连通。该第三油路53可限定在旋转轴20中以与第二油路52连通。该第三油路53可从主轴部分21上的第二油路52的上端延伸到偏心轴部分22的上端。该支路54可包括直线孔，该直线孔放射状地或径向地从第三油路53向主轴部分21的外部圆周表面的位置分支，以与推力轴承30连通。

为了引导油路之间油的连续平稳运动，第一连通通路55a可形成在第一油路51的上端和第二油路52的下端之间，并且第二连通通路55b可形成在第二油路52的上端和第三油路53的下端之间。此外，为了在受到旋转轴20的旋转离心力时，使油能够更有效地被向上抽取，第一油路51可向偏心部件倾斜，以便其上端从主轴部分21的中心轴C偏离。此外，第三油路53可偏离主轴部分的中心轴C地定位，以接近偏心部件地定位。

因此，偏离主轴部分21的中心轴C的第三油路53可接近主轴部分21的外圆周表面定位。这实现了支路54的简单冲孔。换言之，从第三油路53分支的支路54能够从主轴部分21的外圆周表面容易地冲孔。

采用上述供油结构，当旋转轴20在制冷剂压缩操作期间旋转时，利用油拾取装置40的泵力，存储在油池19中的油可被向上抽入第一油通路51。随后，抽取的油经过第二油通路52以润滑和冷却在推力轴承30之下的框架11的中空部11a与主轴部分21之间的间隙。已通过第二油路52的油的部分可沿第三油路53继续被向上推至偏心轴部分22的上端，以便它被传送到压缩单元，以润滑和冷却活塞15和连接杆18之间的连接区域。穿过第三油路53的剩余的油，经支路54，可被直接传送到推力轴承30以润滑和冷却推力轴承30。

由于沿油路阵列50向上引导的油可被直接传送到推力轴承30，因此，即使在压缩机已使用很长时间后，密封式压缩机也能够极大地使推力轴承30的上部和下部推力垫圈31和32和球33的磨损最小。因此，推力轴承30能够连续实现旋转轴20的平稳旋转。此外，即使上部和下部推力垫圈31和32和球33磨损到一定程序(从而产生微量灰尘)，直接传送到推力轴承30的油也会有效防止灰尘累积在推力轴承30上。这使推力轴承30的旋转力由于灰尘导致的磨损的减小降至最低。

在从支路54或第三油路53的上端排出后，使用过的油可返回到油池19，这样油可被重复地使用以便当经过油路阵列50时，润滑和冷却旋转轴20、压缩单元和推力轴承30。

在本发明的另一非限制方面中，支路54可沿与主轴部分21的中心轴C相对的方向从第三油路53延伸，这是有益的。在旋转轴20旋转时，这种结构使支路54接收最大的离心力，导致经支路54供应到推力轴承30的油量增加。

然而，如果过量的油进入支路54，这样几乎所有的从第二油路52引导进入第三油路53的油被供应到推力轴承30，基本上不会有油到达第三油路53的上端。这阻止了油从第三油路53的上端传送到压缩单元，抑制了压缩单元的有效润滑和冷却。因此，支路54优选沿与将主轴部分21的中心轴C和第三油路53彼此连接的线交叉的方向延伸，以便油可供应到推力轴承30，不会对油到压力单元的供应产生不好的影响。

即使当支路54沿与主轴部分21的中心轴C和第三油路53之间的连接线交叉的方向延伸时，如果支路54从与主轴部分21的中心轴C相对的第三油路53的位置分支，也不可能有效地防止油集中到支路54。相反，如果支路54从面对主轴部分21的中心轴C的第三油路53的位置分支，这样就可以防止油被供应到支路54中。因为这个原因，如图3和4所示，更优选，在与主轴部分21的中心轴C相对的位置和面对中心轴C的位置之间的第三油路53的近似中间的位置中，支路54可从第三油路53分支。

当然，可以容易地理解：虽然油集中进入支路54受到限制，但是为了实现改进推力轴承30的滑动，使已导入支路54的油有效地传送到推力轴承30，这是有利的。

因此，如图5所示(显示了本发明的另一个非限制性实施例)，基于柏努利(Bernoulli)定理：当通路变得更窄时，流体的流速增加，支路54′被渐缩。具体地说，如果支路54′是渐缩的，以便其直径从第三油路53上的入口到主轴部分21的外圆周表面上的出口逐渐减小，当油通过支路54′的出口时，油的流速增加。这实现了油到推力轴承30的更平稳供应。

可选地，如图6所示(显示了本发明的又一非限制性实施例)，支路54″可倾斜，以便其出口的位置比其入口的位置高。这种结构使沿第三油路53向上引导的油平稳地进入支路54″，不会有方向的突然改变。这有效地减小了油沿支路54″流动时油的流阻。

从上述描述可以很明显看到，本发明提供了一种密封式压缩机，其中：沿形成在旋转轴处的油路阵列向上引导的油能够被直接传送到支撑旋转轴的轴向负载的推力轴承，从而实现对推力轴承润滑的很大改进。结果，推力轴承能够操作以长时间连续保持旋转轴的平衡旋转，导致密封式压缩机的可靠性的提高。

虽然已示出和描述了本发明的实施例，但是本领域的技术人员将意识到：在不背离本发明的原理与精神(本发明的范围由权利要求及其等同物限定)的情况下，可以对本实施例进行改动。

Claims (10)

1.一种密封式压缩机，包括：

具有在其底部限定的油池的密封容器；

布置在密封容器中并包括中空部的框架；

可旋转地***框架中以穿过中空部的旋转轴，所述旋转轴具有被构造为从所述油池向上引导油的油路阵列；和

推力轴承，所述推力轴承被***围绕所述中空部的上端形成的轴承安装槽中，所述推力轴承与旋转轴转动接触，以支撑所述旋转轴的轴向负载，

其中：所述油路阵列被构造为将所述油的至少部分供应到该推力轴承。

2.根据权利要求1所述的密封式压缩机，其中：

所述旋转轴包括：

主轴部分，所述主轴部分穿过该中空部以从中空部向下突出，

偏心轴部分，所述偏心轴部分形成在主轴部分之上并与主轴部分偏心地对准，和

重量平衡部分，所述重量平衡部分介于该偏心轴部分和该主轴部分之间，以补偿旋转轴由于偏心轴部分引起的不平衡旋转运动，所述偏心轴部分和所述重量平衡部分两者形成所述旋转轴的偏心部件，并且

所述油路阵列包括：

第一油路，所述第一油路形成在所述中空部的下端附近的所述主轴部分的下端部；

第二油路，所述第二油路形成在推力轴承之下、面对中空部的所述主轴部分的外圆周表面处，并与第一油路连通；

第三油路，所述第三油路在邻近所述推力轴承的位置处、在所述主轴部分的上端部和所述偏心部件中延伸，和

支路，所述支路从第三油路径向延伸到所述主轴的外周围表面，以将经过第三油路的所述油的至少第一部分油的至少第一数量传送到推力轴承。

3.根据权利要求2所述的密封式压缩机，其中：

所述支路具有直线孔形，

第三油路与所述主轴部分的中心轴偏心，并且

所述支路沿与将主轴部分的中心轴和第三油路彼此连接的直线交叉的方向延伸。

4.根据权利要求3所述的密封式压缩机，其中：所述支路是倾斜的，以便位于第三油路处的该支路的入口比位于主轴部分的外圆周表面处的该支路的出口更高。

5.根据权利要求3所述的密封式压缩机，其中：支路是渐缩的或锥形的，以便该支路的直径从位于第三油路处的该支路的入口到位于主轴部分的外圆周表面处的该支路的出口减小。

6.根据权利要求2所述的密封式压缩机，其中：

所述支路具有直线孔形，

所述第三油路与主轴部分的中心轴偏心，并且

经冲孔加工，该支路从主轴部分的外周围表面形成。

7.一种密封式压缩机，包括：

油池位于其中的密封容器；

布置于密封容器的框架，所述框架包括中空部；

被构造为***框架中的旋转轴；

被构造为从所述油池引导油的至少一个油路；

被构造为接触旋转轴以支撑该旋转轴的负载的推力轴承，

其中：所述至少一个油路被构造为将所述油的至少部分供应到推力轴承。

8.根据权利要求7所述的密封式压缩机，其中：所述旋转轴被构造为穿过所述中空部的至少部分。

9.根据权利要求7所述的密封式压缩机，其中：所述至少一条油路包括形成油路阵列的多个油路。

10.根据权利要求7所述的密封式压缩机，其中：所述旋转轴包括：

被构造为穿过所述中空部的至少部分的主轴部分；

偏心轴部分，所述偏心轴部分被构造为位于所述主轴部分之上，与所述主轴部分偏心对准，和

重量平衡部分，所述重量平衡部分被构造为补偿该旋转轴的不平衡旋转运动。

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