CN1003318B - 旋转压缩机的吸管密封装置 - Google Patents

Abstract

在一旋转密封式压缩机中，在汽缸（３７）和吸管（２４）之间提供了吸管密封装置（１０４）。吸管末端（１００）伸进密封式压缩机外壳（１０）内而且如用焊接方法把它密封地固定在那里。位于外壳（１０）内的压缩机汽缸（３７）。有开口（９０）于它的圆柱形璧上，以安装伸进外壳（１０）的吸管（２４）末端（１００）。开口内径稍大于吸管外径以便吸管可以轴向滑动好安装在开口内。藉着放入吸管外侧的柔性密封装置（１０４），吸管（２４）被密封于汽缸（３７）上。密封装置最好是由耐油柔性橡胶构成的Ｏ形环（１０４）。

Description

旋转压缩机的吸管密封装置

本发明是关于在冷冻系统，例如空气调节器，冷冻器以及诸如此类中压缩冷冻剂的密封式旋转压缩机。本发明特别是关于把吸管密封在旋转密封式压缩机气缸上的方式。

通常，先有技术的密封式旋转压缩机，包括一个密封的外壳。在外壳内，设置有一个电动马达和一个压缩机装置。电动马达连接到一个有偏心部分的曲轴上。那曲轴的偏心部分位于压缩机气缸筒内。在气缸筒内设置有一个滚子，它安装在曲轴的偏心部分，从而被驱动。滚子和一个滑动叶片结合来压缩气缸筒内的冷冻剂。

在这里揭示的密封压缩机通常有一个加压的即高边的密封外壳。通过吸管和排出管，压缩机就可以连接到冷冻系统上。在先有技术的压缩机中，马达定子可能用冷缩装配固定在外壳的内壁，同时，压缩机气缸通常是焊接在外壳上。一个马达转子支撑在轴承内驱动曲轴。吸管贯穿外壳而且密封地连接到那里。延伸到外壳内的吸管末端连接到气缸并且引导低压冷冻剂直接到气缸筒内压缩。吸管连接到气缸的方法通常是由压紧装配或者把管子锤打到气缸壁一个开口内。在这末端上，吸管外径制成大于气缸开口的内径，这样就能获得一个好的摩擦装配。

气缸，滚子和叶片的制造公差通常一定要很严格，例如千分之十英寸。要这么非常紧密差的原因是为了降低压缩机内冷冻剂的泄漏从而使压缩泵达到容许的效率。因为在把气缸焊接到外壳上和把吸管压紧或者锤打进气缸开口内的装配操作有使气缸变形的倾向，由此引起叶片槽变形和气缸与轴承之间的不同轴，先有技术的气缸通常设计成有一个较大的轴向尺寸，结果具有较大型的结构。通过提供一个厚、重型结构的气缸，压配的吸管被足够的气缸物质包围着，因而把变形减至最小，保留着叶片槽的几何形状和轴承的对中性，同时保持着精密的公差。如果在焊接与锻造的过程中变形不能减至最小也不能维持尺寸公差，压缩机内的泄漏就会过量。

在其中一种有低边外壳的先有技术的压缩机中，吸管和吸管消声器的密封连接是由O形环密封而形成的。在把O形环应用到压缩机结构中，O形环不能在压缩机大压力差的地方，例如抽吸与排气的地方，提供一个密封连接。此外，这种先有技术的压缩机是属于往复式而不是旋转式的，所以这里不需要一个密封地连接着吸管和在密封连接处存在大压降的薄气缸。

在一个高边旋转式压缩机的气缸内提供一个适当的吸管密封连接的这个问题，先有技术的解决方法是利用一个厚气缸，而且有一吸管紧压在其中。这有个缺点，就是往往会增加冷冻剂泄漏途径的长度和热传递面积，从而降低压缩机的效率。在压缩机工作中，压缩机内存在不同的压力大小的地方。例如，压缩机气缸筒同时有一在入口处的低压区和一压缩气体的高压区。而且压缩机外壳本身处在高压下，因为受压缩的冷冻剂由气缸筒直接排出到外壳内。如上所述，重要的是保持冷冻剂由高压地区向低压地区的泄漏最少，因为这些漏失的冷冻剂代表着损失功和降低压缩机的效率。所以把低压与高压地区接触的边界长度做成尽量的小是很重要的，这就很容易明白，气缸高度是一个影响泄漏的关键性尺寸，因为它是直接关系到压缩机气缸筒内高压和低压地区的边界长度。例如，滑动叶片末端和滚子接触的长度和叶片与叶片槽之间的缝隙形成的高低压气缸筒地区的边界。利用一个薄气缸，这关键尺寸可以维持到很小，而且通过叶片和其他边界的冷冻剂泄漏亦可以减少。

现有技术的厚气缸结构有一个缺点，增加了重量的压缩机是不理想的，因为这些压缩机是用在家庭器具中，最好是轻重量结构的。因此，薄气缸是最理想的。

现有技术的压缩机结构另一缺点是需要为伸展进压缩机内并位于外壳和气缸之间的吸管末端提供一些特殊的吸振结构，当压缩机关闭，压缩机外壳内的压力往往会波动和增大。这样的压力变动使外壳弯曲。因为先有技术的吸管是固定在气缸和外壳上，由于变动压力引起外壳弯曲，因此需要调节以防止外壳和气缸同吸管的密封破裂。所以先有技术的结构装备有振动管和其它装置来调节吸管上的受力作用。所以需要用一简单方法来调节吸管上的应力，来保证吸管、外壳和汽缸之间有良好密封。

这样先有技术的压缩机气缸的大型结构不仅会增加泄漏途径的长度，并且还增加与吸入气体的热传导面积。这些传热是不理想而且减少压缩机的效率，所以最好把传热面积减至最小从而使压缩机达到最佳的效率。

先有技术的旋转密封式压缩机有另一缺点，就是把吸管密封在气缸上是需要利用附件的，从而因为零件的价格和装配零件的费用，增加了压缩机的价格。

厚气缸另外一缺点是增加压缩机的尺寸。因为密封式压缩机是用在例如家庭器具的物件中，所以希望压缩机的尺寸减至最小。

本发明的吸管和压缩机气缸之间提供一个改进的密封连接，本发明克服了上述的先有技术的旋转压缩机的缺点。

本发明的其中一种形式是给密封式旋转压缩机提供一个在压缩机气缸和吸管之间的吸管密封装置。吸管延伸到压缩机外壳内并固定在外壳壁上。伸进外壳的吸管末端的直径制成稍微小于接纳这吸管末端的气缸开口的直径。一个环形凹槽围绕着开口，同时容纳一个柔性的O形环。这O形环密封着可在气缸上滑动的吸管末端。

根据本发明的结构，提供一个有一外壳和一气缸的密封压缩机。气缸有一个在圆柱形壁里的和气缸孔相连通的开口，一冷冻剂吸管密封地延伸到压缩机内壳上而且再伸进气缸开口。吸管的直径是小于开口的直径。一柔性O形环绕着开口而且把吸管密封在气缸上，从而吸管可以在开口内滑动并且当外壳弯曲，它可以相对于气缸作轴向移动。

本发明的结构的一个优点是运用一个O形环在吸管与气缸之间形成滑动密封连接，因为在装配吸管的过程中，不会在气缸上产生变形力，所以可以用薄气缸。用一个在压缩机轴向上尺寸小的气缸能减小压缩机低压与高压地区的边界所形成的泄漏途径长度。例如，当压缩机高度比较小时，安装在叶片槽里的滑动叶片和滚子接触地区亦会比较小。所以，由筒的高压处而经过叶片尖端和侧面至筒的低压处的冷冻剂泄漏量会被减少，因此压缩机的效率会提高。

再者本发明的结构第二优点是利用一个吸管末端与压缩机气缸之间的滑动密封装置，可以排除所需的吸收装置，该装置能吸收因外壳内压力变化而引起的外壳相对于气缸的弯曲应力，因为由O形环所形成的滑动密封装置可以适应那些应力。

根据本发明而制造的压缩机的第三优点是排除了特别附件以供将吸管密封在气缸中，亦排除了把吸管固定在气缸上所需的锤打或者挤压工序。

根据本发明所制造的压缩机的第四优点是排除了挤压或锤打的工序，排除了压缩机气缸的变形可能性，同时维持较好的轴承对中性与槽的几何形状，从而减小压缩机内的泄漏和减低轴承的过度磨损。

根据本发明的压缩机的第五优点是利用了一个柔性O形环吸管密封装置和薄气缸，减小了压缩机的尺寸和重量。

本发明的压缩机的第一形式，包括了一外壳、一固定在外壳内壁的电动马达。和一个在外壳内可转动地连接到马达的曲轴，位于外壳内部的一气缸有一压缩室，在室内一个可驱动地和曲轴相连的活塞压缩着冷冻剂。一个位于气缸内的排出装置在工作时与压力室相通从而把压缩冷冻剂排出压缩机外壳。气缸壁上的一开口连通着压力室。一吸管贯穿外壳并被密封地连接到气缸壁上的开口。该管子有一可滑动的末端并被接纳到气缸开口内。挠性密封装置被插进气缸开口壁与管壁之间把管末端密封地连接在气缸上。

这里再提供本发明的第二形式，一个旋转密封式压缩，它包括了一外壳和一个位于外壳内并带有一个可旋转的转子的电动马达。一吸管密封地固定在外壳，它的末端部分伸展进外壳内。一气缸处于外壳内并且与转子同轴，而且它连接到外壳的内壁上，该气缸有一圆柱形的筒。一个可旋转的曲轴被接纳在筒内，而且由转子所带动以驱动筒内的活塞装置从而压缩其中的冷冻剂。一个排出口位于气缸上以把压缩机冷冻剂从筒内排出，同时开口位于气缸的圆柱形壁上，而且连通着筒子。吸管末端部分的外径小于开口内径，该管子可以轴向滑动地处于开口内。柔性密封装置把吸管末端密封在气缸上，以防止外壳内的冷冻剂从吸管密封装置漏出。

本发明的旋转密封式压缩机的第三形式提供了一个密封外壳，一密封在外壳而且固定在其内壁的电动马达。其中一吸管的末端伸展进外壳壁而且密封地连接着，把冷冻剂引导到压缩机内。一曲轴连接到马达从而被旋转地驱动着。一气缸装置被固定在外壳，而在其中有一腔，有开口的气缸壁连通着腔。吸管末端是可滑动地安装在开口内，同时柔性密封装置被插入该开口和管外壁之间，形成吸管与外壳内的压缩冷冻剂部份的密封。接头装置亦提供用来把吸管连接到外壳上，接头装置包括一个第一圆柱形凸缘，该管子伸展进凸缘并且固定在那里，同时第二圆柱形凸缘部分固定于外壳上，第一和第二部分由截头圆锥体的部分所接合。

本发明亦再提供第四种形式的密封压缩机，它包括一外壳，一固定在外壳内壁的气缸和一吸管，吸管的一末端伸展进外壳壁而且密封地固定于外壳。压缩机的吸管密封装置包括一个在气缸上的开口，开口的内径稍大于管子的外径。该管子可以轴向滑动地安装在开口内，而且一密封装置被放入管子末端的四周与开口壁之间把管子密封于开口内。

本发明一个目的是对吸管和旋转密封式压缩机气缸的连接，提供一个改进的密封装置。

本发明的另一个目的是为了排除把吸管压配或者锤打进密封式压缩机气缸的需要，从而可以利用薄气缸来保持冷冻剂的漏失处于最小。

本发明还有一个目的是提供一个有效的压缩机，并且容易制造和重量轻，这都是因为可以运用一个采用滑动吸管密封装置的薄气缸。

本发明还有一个目的提供一个有高效能的压缩机。

本发明还有一个目的是借助吸管密封装置减低压缩机的热传递，吸管密封装置可容许薄气缸的使用。从而增加压缩机的效率。

本发明还有一个目的是排除多样化的装备来连接吸管和压缩机。

本发明还有一个目的是提供一个气缸与吸管之间的滑动密封装置，这样因外壳弯曲而造成压缩机内的漏失就会被制止。

下面参考对本发明实施例的描述并结合有关的附图，本发明上面所叙述的内容和其他特征和目的以及达到它们的方法都会变得显而易见，本发明本身亦较容易被理解。

图1是本发明其中一实施例的压缩机的侧面剖视图。

图2是沿着图1的压缩机底部线2-2所作的剖视图。

图3是气缸的放大平面图。

图4是连接在外壳和气缸的吸管的放大剖视图。

图5是主轴承组合的平面图。

图6是沿着图5线6-6的主轴承组合的剖视图。

参考图1，它表示压缩机的侧面剖视图，同时压缩机是平放的。外套或外壳10被展示着具备有一圆柱部分12和上部分14以及下部份16。法兰18被焊接在压缩机的下部。当压缩机被安装在冷冻器具如空气调节器或冷冻机上，法兰是用来装配压缩机的。

一终端线束20被提供作为电源至压缩机马达的电力连接。一排出管22伸展通过外壳的上部份穿进压缩机的内部。该管子由焊接而密封地连接在外壳上。一吸管24伸展进压缩机外壳内部，这在下文描述。吸管24的外面末端连接到累积器26，里面安放有支撑片28以支撑着过滤网29。

一电马达30安装在压缩机外壳内而且包括了一定子31和一转子32。该电动马达是属于感应形式电机，具有一鼠笼式转子。绕组33提供了转动磁场作为诱发转子的转动。靠着冷缩装备的压配合，圆柱形定子31被固定在外壳10内壁。在冷缩装配过程，外壳10被加热膨胀。然后马达31被插进和定位，该组合就被冷却下来。当组合冷却，外壳10缩小使马达定子31牢固地固定在外壳10上。

由冷缩装配，曲轴34被固定在转子32的内孔上。曲轴34轴向通过一上轴承36和气缸37，伸进下轴承即外置轴承38，曲轴的轴颈支撑在套筒轴承35和39内。图2清楚地说明，主轴承36有三个凸缘40，用来把轴承固定在外壳10上的点41上，如用焊接方法固定。

图5和图6明确地说明，主轴承36包括了一个相当长的轴承套筒部份35作为轴颈或者旋转地支持着曲轴34。下轴承38有一轴承套筒部份39支撑曲轴34末端部份。汽缸37和下轴承38由六颗螺栓50固定在主轴承36上，如图1和2所示。螺栓50穿过主轴承的孔51和气缸体的孔44，拧入下部轴承38内。

如果气缸的轴向尺寸能容许，那六颗螺栓50可以由十二颗螺栓所代替，其中六颗把外置轴承38固定在气缸上而且拧进气缸内。其余六颗把主轴承36固定在气缸上而且拧进气缸内。

如图1和图2所示，曲轴34有一偏心部分52偏心地绕着曲轴中心线旋转。一圆柱形滚子元件54包围着偏心器而且当偏心器环绕着曲轴中心线旋转时，它环绕着圆形筒55滚动着。用来使偏心器52平衡的配重56被固定，如用铆接法固定在马达转子的末端环子57上。一长方形滑动叶片58被安装在叶片槽59内。叶片槽59位于气缸37的气缸壁上。弹簧60把叶片58末端推向滚子54以使有连贯的接合。弹簧60被安装在一个气缸壁上加工的弹簧座62内。

轴34有一润滑孔64，它和外置轴承38的润滑通道66连通。通道66接收位于轴34中心的润滑泵的油。油靠着离心力通过轴的中心开口被泵向上，而且向外旋转到外置轴承38的径向通道66。轴34加工有一环形开口（没有显示），用来使泵开口68和通道70作为润滑叶片用。所以，油会向上通过通道66和邻近叶片58的通道70，然后流出气缸顶部从而藉着地心吸力流下气缸并且返回在外壳10底部16的油槽72。一径向油润滑孔73被提供在曲轴34的偏心52上以润滑滚子54。孔73连通着轴34上的泵开口68而接收从那里的油。另一开口设置在汽缸37来容纳叶片58的长方形末端。

在运行中，当滚子54环绕着腔55滚动着，冷冻剂会经过吸管24进入该腔。当叶片58末端与滚子54和腔55外周边的接触点之间所界限的体积，因滚子的滚动作用而被减小时，冷冻剂会被压缩。如图5和图6所示，压缩气体由压力室经过气缸37的圆柱形排出口76，通过主轴承78的开口，经过阀80和阀护座82被排出到消音器空间84。在排出消音器挡片86上，有一开口88用来把压缩气体直接地从空间84排到压缩机外壳10内，并使其环绕马达30以冷却马达绕组33。

在外壳10内的吸管尾部24末端部分，被接收在气缸壁内的开口90。如前所述，因为最好有一薄气缸37，气缸37的高度即轴向尺寸被选择至最小。所以，沿气缸37轴向方向包围开口90的气缸37物料数量亦比较小。这物料指示在图4中的标号92和94。气缸37最好由铸铁来制造，而铸铁有点疏松。气缸物料的孔隙度决定了包围着开口90如部分92和94的物料厚度的最小尺寸，因为这是防止冷冻剂由气缸37壁的漏失所需要的。如果包围着开口90的气缸物料厚度制得太小，压缩了冷冻剂可能通过气缸物料的细孔而漏走。人们发现防止泄漏的最小物料厚度为千分之三十七英寸。如这尺寸选择得再小，因为物料的孔隙度增加，漏失的机会亦会增加。

不同于先有技术的结构，开口90的内径大到吸管24的外径。管子24不是由气缸壁摩擦接合，而是可在开口90内滑动。开口60连通着气缸筒，而且还包括一肩形凸出部96来防止管子24太深入地穿进开口内。在管子部分100的尾部，亦有一缩小了的直径部分90来协助管子24在装配时进入开口90。

开口90被一圆形的凹口102所围绕着。凹口102有一密封环104位于其中。密封环104可以是一由柔性物料制造的O形环或是其他适当的柔性密封环。O形班的物料应该能耐油，因为压缩机装有润滑油会与密封环104接触。被发现为最适当的物料是邦亨（Bunham），它是一种耐油的氯丁橡胶。

如上面所解释，吸管24不是紧固在开口90内，而是与O形环104摩擦接合着，并且可滑动地安装在开口内，吸管24藉着焊接而附在吸管接头106上，从而被固定在压缩机外壳上。接头106是圆柱形的，而且有一截头圆锥体部分108。接头106的下端部份110与吸管24分开，以致部份110和吸管24之间存在着空隙即空间112。下端部份110被焊接在外壳10的一个直立凸边111。通过这构造，当接头106被焊接在吸管24时，焊接过程所产生的热量会靠截头圆锥体部份108，圆柱形部份110，从吸管24传递进压缩机外壳10内，因而防止O形环104烧焦。

因外壳内压力变化而造成压缩机外壳10弯曲时，吸管24和它的末端100会与接头106一起相对于气缸37而轴向地移动。因为管子末端100是滑动地安装在气缸开口90内，藉着柔性O形环104，就可以维持管子与气缸之间完好的密封。

由于不需要把吸管末端100锤打或者压进气缸开口90内，因此使作用在气缸37上的变形力保持最小，所以可以运用薄压缩气缸37。从而叶片58，滚子54和气缸叶片槽59之间的泄漏途径就保持于最小。因而这压缩机的效率较先有技术结构的效率大大地提高了，再者利用一薄气缸，气缸37与冷冻剂气体之间的热传递大大地减小了，所以更加提高了压缩机的效率。

这里所提供的是一个简单结构的旋转密封式压缩机，有一高边外壳10和一薄气缸37以及因为在吸管24和气缸37之间运用一非常有效的密封装置104而达到的一个高的效率。

虽然本发明被描述成具有一优选的设计，不用说它可以作更深入的改进。所以本文还包含本发明依照通用原则所作的任何变化，运用或者改进，同时包括本文没有叙述的本发明所属的技术领域内的已知或惯常的应用和属于权利要求所规定的范围。

Claims (4)

1、一种用于压缩冷冻剂的压缩机，包括有：一外壳（10）、一电动马达（30）固定在上述外壳（10）的内壁（12）、一曲轴（34）在上述外壳（10）内可旋转地连接在上述马达（30）上、一气缸（37）位于上述外壳（10）内，而且连接在它的内壁，在上述气缸（37）内有一压力室（55），一偏心-滚子装置（52，54）可操作地连接在上述曲轴上在上述室内压缩冷冻剂，上述气缸（37）内的排出装置（76）操作时可与上述室（55）连通，用以排出压缩了的冷冻剂，上述气缸壁内的开口（90）连通着上述压力室，吸管（24）的末端（100）伸进上述外壳（10）内，上述管子通过接头（106）固定在上述外壳（10）上，其特征在于上述末端（100）是可滑动地安装在上述开口（90）内，而且柔性密封装置（104）放入上述开口（90）壁和管子壁之间用来把上述管子末端（100）密封在上述气缸（37）上。

2、根据权利要求1的压缩机，其特征是上述吸管末端（100）可在上述汽缸开口（90）内沿轴向滑动，上述密封装置由一个由耐油柔性物料构成的O形环（104）组成。

3、根据权利要求1的压缩机，其特征是上述吸管接头（106）包括一个用于安装上述管子的圆柱件，上述圆柱件有一个与上述管子固定的第一部份和一个与上述外壳（10）固定的扩大的第二部份。

4、根据权利要求1的压缩机，其特征是上述外壳壁（12）可以相对于上述气缸（37）移动。

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