CN101943156A - 应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构，包括曲轴、定子、转子、心轴、套筒、油池、壳体、曲轴箱和固定保持架，曲轴、转子和定子分别固定于曲轴箱上，并保持同心，套筒的一端固定于曲轴下端或转子上，另一端置于油池中，心轴通过固定保持架固定于套筒中，两者之间保持一定的间隙，心轴的外壁和套筒的内壁上设有端部相互衔接的螺旋形凹槽。本发明泵油结构能在较宽的转速范围内工作，且可根据不同的结构控制泵油量。它结构简单，只需要在原有泵油结构的基础上通过简单的加工和安装就可以完成，成本也较低，尤其适用于变频压缩机。

Description

应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构

技术领域

本发明涉及到一种泵油结构，该结构用于往复式变频全封闭压缩机，作为此类压缩机的泵油系统。

背景技术

对于全封闭制冷压缩机，泵油系统主要负责给压缩机机械结构的轴承和其他需要润滑的零部件如连杆和活塞供油，其目的是使其得到润滑，从而减小各零部件运行时的磨损，同时起到压缩机内部的冷却作用，提高压缩机的运行可靠性和延长压缩机的使用寿命。变频压缩机的转速一般控制在1000至6000rpm左右，以获得良好的制冷效果。压缩机转速在这种变化范围内，会对泵油结构产生比较明显的影响，泵油量会随着转速的大小而发生变化，在低转速下，泵油量会非常少，所以普通泵油结构无法在低转速下满足各零部件对冷冻油的需求。现有全封闭定频制冷压缩机一般采用离心式泵油结构。离心式泵油结构在转速为3000-3600rpm时都能正常工作，而且成本比较低，因此对于密封式定频压缩机而言，离心式泵油结构是最好的泵油结构。常规的离心式泵油结构如图1所示，包括曲轴1、转子2、吸油管组件3、油池4、壳体5、定子6、曲轴箱7等，图2所示为曲轴组件的结构，包括偏心轴8、吸油管9和叶片10。在定频压缩机工作时，吸油管组件3固定在曲轴1的下端部，并且吸油管的锥形部分一直浸没在油池4中，其中油池液面始终保持一定的高度。定子6和转子2组成电机部分，曲轴1在电机的带动下旋转，此时图2中的曲轴组件一起旋转并且保持一种相同的转速。在这种情况下，吸油管组件3浸没在油池4中的部分通过旋转使油池4中的油通过曲轴1内部的通道，被泵到图2中所示的偏心轴8处，并最终通过离心力的作用使油到达压缩机内部各个需要润滑的部位。离心泵的工作范围是由图1中r和R之间的差值所决定的，其计算公式如下：

W＝[(2*g*h)/(R²-r²)]

其中：h表示从油池液面到轴承间需要泵油的高度；

g是重力加速度；

R是吸油管的较大半径；

r是吸油管的较小半径；

W是角速度；

由公式可得泵油能力h的大小是由W和R与r的差值决定的，在高转速下R与r的差值不必很大就能达到所需高度。但是在低转速下R就需要很大才能满足供油需求。从图1中可知，R不能增大很多，否则会影响压缩机的整个工作过程及其性能。所以在低转速下，特别是当转速在1600rpm以下，冷冻油很难从油池中泵上来。然而，变频压缩机的最低转速一般都在1600rpm以下。因此在低转速下，此种泵油结构无法满足压缩机部分零部件对润滑的需要，从而会影响压缩机工作的稳定性和使用寿命，将对压缩机的降噪效果也会产生很大的影响。

与此同时，目前变频式压缩机较多采用单螺旋泵油结构，如图3所示，包括曲轴1、转子2、油池4、壳体5、定子6、曲轴箱7、单螺旋吸油装置11等，此种结构即将原有的吸油管改成现有的单螺旋吸油装置，其结构一般有两种，分别如图4、图5所示。图4所示的吸油装置包括心轴和套筒，心轴全部带有螺旋，套筒没有螺旋槽。当电机带动曲轴旋转时，套筒与曲轴一同旋转，心轴螺旋外壁与套筒内壁保持一定的间隙，油即可通过套筒内壁并顺着心轴螺旋槽向上升，为压缩机各个零部件提供冷冻油。此种结构能够在低转速下(1000rpm左右)能够给压缩机提供足够的油量，但是在高转速下(4000rpm以上)泵油量明显过大，超过了压缩机冷冻油的正常需求量。图5所示的吸油装置为内管没有螺旋，套筒内壁设有螺旋槽。曲轴旋转时，带动套筒旋转，且此时套筒内壁与心轴外壁通过油膜保持一定的间隙，套筒与心轴形成相对运动，润滑油通过心轴外壁并顺着套筒内壁的螺旋槽向上升，为压缩机各个零部件提供冷冻油。此种结构在高转速下(4000rpm以上)泵油量比较合适，在低转速下(1000rpm左右)泵油量明显偏低，很难达到压缩机正常工作的要求。因为泵油量无论是偏低还是偏高，都会对压缩机的正常运行产生影响，都不能达到最优化，并且以上两种结构都不能较好地根据实际情况控制泵油量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能在较宽的转速范围内工作，在低转速下仍能为压缩机供油，可根据不同结构控制泵油量，且结构简单、成本较低的应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构。

为解决上述问题，本发明应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构包括曲轴、定子、转子、心轴、套筒、油池、壳体、曲轴箱和固定保持架，所述曲轴、转子和定子分别固定于所述曲轴箱上，并保持同心，所述套筒的一端固定于所述曲轴下端或所述转子上，另一端置于所述油池中，所述心轴通过固定保持架固定于所述套筒中，两者之间保持一定的间隙，所述心轴的外壁和所述套筒的内壁上设有端部相互衔接的螺旋形凹槽。

上述应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构，所述心轴外壁上所述的螺旋形凹槽始于所述心轴的下端，所述套筒内壁上所述的螺旋形凹槽始于所述套筒的上端。

本发明由于采用了上述技术结构，当曲轴旋转时，带动套筒一起旋转，心轴在固定保持架的作用下保持不动，从而使两者产生相对运动，心轴螺旋形凹槽对冷冻油的上升有机械推力作用，泵油能力增强。油到达套筒的螺旋形凹槽处时，在套筒的螺旋形凹槽处推力作用下降比较明显，套筒的螺旋形凹槽主要对冷冻油的上升起导向作用，油可以继续顺着螺旋往上升，直到曲轴偏心轴处通过离心力为其他各个零部件供油，从而保证变频压缩机工作时的稳定性和提高其工作性能。本发明泵油结构能在较宽的转速范围内工作，甚至在低转速下(大约1000rpm)仍然能够为压缩机供油，润滑各零部件，且可根据不同的结构控制泵油量。同时本发明泵油结构比较简单，只需要在原有泵油结构的基础上通过简单的加工和安装就可以完成，成本也比较低，尤其适用于变频压缩机。

附图说明

图1是安装在全封闭压缩机内部的现有离心式泵油结构的示意图；

图2是图1中曲轴组件的结构示意图；

图3是现有变频压缩机泵油结构安装在全封闭压缩机的剖视图；

图4是现有全封闭变频压缩机泵油结构的一种结构示意图；

图5是现有全封闭变频压缩机泵油结构的另一种结构示意图；

图6是本发明泵油结构安装在变频压缩机上的示意图；

图7是图6中双螺旋吸油装置的放大结构示意图；

图8是图7中心轴的结构示意图；

图9是图7中套筒的结构示意图。

具体实施方式

如图6所示，本发明应用于全封闭制冷变频压缩机的泵油结构包括：曲轴1、转子2、双螺旋吸油装置12、油池4、壳体5、定子6、曲轴箱7和固定保持架13。曲轴1、转子2、定子6分别固定于曲轴箱7上，并保持同心，从而可以以相同的转速一起旋转。双螺旋吸油装置12包括心轴14和套筒16，其中套筒16的一端固定于曲轴1下端，另一端至于油池4中；心轴14通过固定保持架13固定于套筒16中，两者之间保持一定的间隙，间隙中形成的油膜有助于保证两者的同轴度。两者长度相同，心轴外壁14与套筒16内壁具有螺旋形凹槽，且分别起始于心轴14下端和套筒16上端，两者螺旋长度之和为单管总长，两段螺旋之间能够具有良好的过渡。

当曲轴1旋转时，带动套筒16一起旋转，心轴14在固定保持架13的作用下保持不动，从而使两者产生相对运动。心轴14的螺旋形凹槽此时对冷冻油的上升具有机械推力作用，大大加强了油泵的泵油能力。油到达套筒16的螺旋形凹槽处，推力作用下降比较明显，但油仍可以继续顺着螺旋槽往上升，直到曲轴偏心轴处通过离心力为其他各个零部件供油，从而保证变频压缩机工作时的稳定性和提高其工作性能。该泵油结构的泵油量可以通过改变心轴14外壁和套筒16内壁的螺旋形凹槽的宽度A和D、凹槽深度B和E以及两者之间间隙来控制。实验结果表明，心轴14外壁和套筒16内壁的螺旋形凹槽的宽度A和D的大小以及凹槽深度B和E的大小与泵油量在一定范围内成正比，即A、B、D、E的值越大泵油量越大；反之，则泵油量越小。心轴14和套筒16两者之间的间隙则在一定范围内与泵油量成反比，即间隙越大泵油量越小；反之，则泵油量越大。同时A和C、D和F之间也存在着比较明显的交互作用。同时，套筒16的螺旋还可以适当减少供油能力，从而避免因油泵在高速(大于4000rpm)下泵油量过大而对压缩机工作性能产生的负面效应。

Claims (2)

1.应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构，其特征在于，它包括曲轴、定子、转子、心轴、套筒、油池、壳体、曲轴箱和固定保持架，所述曲轴、转子和定子分别固定于所述曲轴箱上，并保持同心，所述套筒的一端固定于所述曲轴下端或所述转子上，另一端置于所述油池中，所述心轴通过固定保持架固定于所述套筒中，两者之间保持一定的间隙，所述心轴的外壁和所述套筒的内壁上设有端部相互衔接的螺旋形凹槽。

2.如权利要求1所述的应用于全封闭制冷压缩机的泵油结构，其特征在于，所述心轴外壁上所述的螺旋形凹槽始于所述心轴的下端，所述套筒内壁上所述的螺旋形凹槽始于所述套筒的上端。

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