CN101952550B - 安装在轴上的配重、方法和包含配重的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装到涡旋压缩机中的驱动轴上的配重。所述驱动轴具有围绕中心轴线大体同心的中心环形段和从中心轴线偏移的偏心环形段，驱动轴可用于驱动可动涡旋压缩机本体。配重与偏心啮合而且也与环形段啮合，以将配重定位并安装到轴上。

Description

安装在轴上的配重、方法和包含配重的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及安装在轴上的配重和/或包含所述配重的涡旋压缩机组件。

背景技术

涡旋压缩机是一种用来压缩制冷剂的特定类型的压缩机，其用于诸如制冷、空气调节、工业冷却和冷冻器等应用和/或可使用压缩流体的其他应用。这种现有涡旋压缩机是已知的，例如在Hasemann申请的第6,398,530号美国专利、Kammhoff等人申请的第6,814,551号美国专利、Kammhoff等人申请的第6,960,070号美国专利和Kammhoff等人申请的第7,112,046号美国专利中给出了示例性描述，上述所有这些专利都已经转让给与本案的受让人密切相关的比策尔(Bitzer)公司。由于本案揭示内容属于可在这些或其他涡旋压缩机中实施的改进，因此，第6,398,530号美国专利、第7,112,046号美国专利、第6,814,551号美国专利和第6,960,070号美国专利的全部揭示内容以全文引用的方式并入本文中。

正如这些专利所示例性描述的那样，涡旋压缩机传统地包括外罩，外罩内容纳有涡旋压缩机。涡旋压缩机包括第一和第二涡旋压缩机构件。第一压缩机构件通常静止不动地设置且固定在外罩中。第二涡旋压缩机构件可相对于第一涡旋压缩机构件运动，以压缩位于各自基座上方并相互啮合的各自涡旋肋之间的制冷剂。传统地，可动涡旋压缩机构件可围绕中心轴线并沿着一个轨道路径被驱动，以实现压缩制冷剂的目的。经常在同一外罩内提供一个典型地为电动马达的适当驱动单元，以驱动可动涡旋构件。

在这些涡旋压缩机组件和其他这种设备中，通常使用配重来抵消围绕旋转轴线的重量失衡。举例来说，在涡旋压缩机中，可动涡旋压缩机本体和驱动轴上的偏移偏心部分产生相对于旋转轴线的重量失衡。结果，出于平衡目的，通常提供上、下配重，以通过内部平衡和/或取消外部惯性力来减小整个组件的振动和噪音。与这种配重相关的一个难点是将这些配重精确定位在预定角位置处，以正确抵消可动涡旋构件产生的重量失衡。需要精确定位配重，从而产生与中心旋转轴线对准的旋转零件质心。本发明针对将这些配重安装到驱动轴上的位置的改进。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种将配重安装到轴上的新方式。即，提出一种涡旋压缩机，包括可围绕中心轴线转动的轴。轴具有围绕中心轴线大体同心的中心环形段和从中心轴线偏移的偏心环形段，其中所述偏心环形段被构造成啮合涡旋压缩机本体的驱动毂，以实现其转动。配重位于所述偏心环形段上并与偏心啮合而且也与环形段啮合，以将配重定位并安装到轴上。所述配重包含套环部分以及提供偏移质心的加重部分，其中所述套环部分包含开口以及至少部分埋头孔，其中所述至少部分埋头孔座靠所述中心环形段，且其中所述偏心环形段穿过所述开口伸出；所述至少部分埋头孔将所述配重定位在相对于所述轴的预定角位置处，且其中所述开口具有与所述偏心环形段的过盈配合，所述至少部分埋头孔形成于在所述配重中形成的两个成角度地间隔的突出部上，每个间隔的突出部界定部分圆柱形壁段，所述部分圆柱形壁段与所述轴啮合，以将所述配重定位在所述轴上。

在另一个方面中，本发明提供一种用于压缩流体的涡旋压缩机，其中提供不同的接触表面来安装并定位配重。这种涡旋压缩机包含固定涡旋压缩机本体和可动涡旋压缩机本体，这些涡旋压缩机本体具有各自的基座和从各自的基座伸出且相互啮合的各自的涡旋肋。驱动单元在轴上提供转动输出，轴啮合并驱动涡旋压缩机本体之一，以便于相对运动而压缩流体。配重安装到轴上。配重具有(a)围绕相对于所述轴居中的第一纵向轴线界定的第一轴接触表面和(b)围绕平行于所述第一纵向轴线且相对于所述轴不居中的第二轴线界定的第二轴接触表面，所述接触表面之一将所述配重定位在相对于所述轴的预定角位置处，且其中所述接触表面中的另一个形成用于将所述配重紧固到所述轴上的过盈配合，所述用于定位的接触表面形成于在所述配重中形成的两个成角度地间隔的突出部上，每个间隔的突出部界定部分圆柱形壁段，所述部分圆柱形壁段与所述轴啮合，以将所述配重定位在所述轴上。

在另一方面，本发明提供一种在涡旋压缩机组件中将配重安装到轴上的方法。该方法包括：使轴与配重产生热差以便于组装，其中轴具有环形段，所述环形段包含围绕中心轴线大体同心的中心环形段和从中心轴线偏移的偏心环形段；将配重与轴组装；将配重定位到所述中心环形段和所述偏心环形段中的一个上，其中所述偏心环形段被构造成啮合涡旋压缩机本体的驱动毂；将配重锁定在中心环形段和所述偏心环形段中的另一个上；以及在所述配重上的彼此成角度地间隔的位置处形成两个突出部以提供接触位置。或者，在另一实施方式中，配重也可在不利用热差的情况下压紧到轴上。虽然可使用实质轴向压紧力来取代热差，但是热差是一种更优选的实施方式，以避免对这种压紧力的需求。

从结合附图给出的以下详细描述中将可以更清楚地理解本发明的其他方面、目的和优点。

附图说明

附图并入说明书中并构成说明书的一部分，这些附图举例说明本发明的若干方面，且与具体实施方式一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的涡旋压缩机组件的横截面；

图2是图1所示的涡旋压缩机实施例的上部分的等距图的部分横截面和截取图；

图3是与图2相似但放大的视图，该图从不同角度和截面得到，以示出其他结构特征；

图4是图1的实施例的下部的部分横截面和截取图；

图5和6是用于先前附图的涡旋压缩机组件中的配重零件的等距图，其中图5示出了上侧而图6则翻转以示出下侧；

图7是涡旋压缩机组件的下部和配重的分解等距图，以说明配重可如何安装到驱动轴上；和

图8和9示出了相对于两种实施方式获得最佳容差的几何位置和定位接触点的安置，在一种实施方式中，配重在较小直径上收缩且离开较大直径定位，在另一种实施方式中，配重在较大直径上收缩且离开较小直径定位。

虽然将结合某些优选实施例来描述本发明，但是没有任何意图将本发明局限于这些实施例。相反，其意图涵盖所有包含在权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有替代物、修改和等同物。

具体实施方式

附图中举例图解了根据本发明的一个实施例的涡旋压缩机组件10，其大体包括外罩12，在该外罩12内涡旋压缩机14可由驱动单元16驱动。涡旋压缩机组件可配置在制冷剂回路中，以用于制冷、工业冷却、冷冻、空气调节或需要压缩流体的其他合适应用。合适的连接端口提供与制冷回路的连接，并包括延伸穿过外罩12的制冷剂入口18和制冷剂出口20。通过操作驱动单元16以运行涡旋压缩机14并从而压缩在高压压缩状态下从制冷剂入口18进入并从制冷剂出口20排出的合适制冷剂或其他流体，可运行涡旋压缩机组件10。

外罩12可表现为许多形式。在优选实施例中，外罩包括多个壳部分，并且优选包括三个壳部分，即包括中心圆柱形外罩部分24、顶端外罩部分26和底端外罩部分28。优选地，外罩部分24、26和28由合适的钢板构成并焊接在一起，以形成永久外罩12封闭件。然而，如果需要拆分外罩，则可采用其他外罩构造，这些构造可包括金属铸件或机加工零件。

中心外罩部分24优选为圆柱形且与顶端和底端外罩部分26、28套叠地相互配合。这形成用于容纳涡旋压缩机14和驱动单元16的封闭腔30。顶端和底端外罩部分26、28中的每一个大体呈圆顶状且包括各自的圆柱形侧壁区32、34，以与中心部分24匹配，并提供对外罩12的顶端和底端的封闭。从图1中可知，顶侧壁区32与中心外罩部分24套叠地交迭，并沿着圆形焊接区从外部焊接到中心外罩部分24的顶端。类似地，底端外罩部分28的底侧壁区34与中心外罩部分24套叠地相互配合(但是在图中示出为安装到中心外罩部分24的内部而非外部)，且通过圆形焊接区从外部焊接。

驱动单元16可优选地表现为电动马达组件40的形式，所述电动马达组件40由上、下轴承构件42、44支撑。电动马达组件40可操作地转动并驱动轴46。电动马达组件40大体包括外部环形马达罩48、包括电线圈的定子50和与驱动轴46联接从而一起转动的转子52。可对定子50通电，以可转动地驱动转子52并进而使驱动轴46围绕中心轴线54转动。

参照图1和4，下轴承构件44包括大体圆柱形的中心毂58，该中心毂58包括中心套管和开口，以设置圆柱形轴承60，驱动轴46以轴颈方式设置在所述圆柱形轴承60上，以获得转动支撑。多个臂62且典型地至少三个臂优选以相等的角间隔从中心轴承毂58径向向外伸出。这些支撑臂62相互啮合，并坐落于由底部外罩部分28的底侧壁区34的终止圆边提供的圆形坐落表面64上。同样，底部外罩部分28可用以安置、支撑和坐落下轴承构件44并进而充当可在其上支撑涡旋压缩机的内部零件的基座。

下轴承构件44则借助形成于下轴承构件44的板状横档区(ledgeregion)68上的圆形座66支撑圆柱形马达罩48，所述板状横档区沿着中心毂58的顶部向外伸出。支撑臂62也优选相对于中心外罩部分的内径设定高精度公差。臂62可与中心外罩部分24的内径表面啮合，以居中地安置下轴承构件44，并进而保持中心轴线54的位置。这可以借助下轴承构件44与外罩12之间的过盈(干涉)配合和压配合支撑配置(例如参见图4)实现。或者，根据一个更优选配置，如图1所示，下轴承与下外罩部分28啮合，而下外罩部分28又附着至中心部分24上。类似地，可沿着下轴承构件44的阶梯式座66利用过盈配合和压配合支撑外部马达罩48。如图所示，可使用螺钉将马达罩紧固到下轴承构件44上。

驱动轴46由多个直径渐小的部分46a-46d构成，这些部分相对于中心轴线54同心对准。最小直径部分46d被设置轴颈，以在下轴承构件44内转动，而次小部分46c提供台阶72，以将驱动轴46轴向支撑在下轴承构件44上。最大部分46a被设置轴颈，以在上轴承构件42内转动。

驱动轴46进一步包括偏移偏心驱动部分74，该偏移偏心驱动部分74具有围绕相对于中心轴线54偏移的偏移轴线的圆柱形驱动表面75。该偏移驱动部分74以轴颈方式设置在涡旋压缩机14的可动涡旋构件的腔中，以在驱动轴46围绕中心轴线54旋转时，沿着一个轨道路径驱动涡旋压缩机的可动构件。为了润滑所有这些轴承表面，外罩12在底端设置了润滑油槽76，在上述润滑油槽中提供了适当的润滑油。驱动轴46具有润滑油管和推动器78，该推动器在驱动轴旋转时充当油泵并进而将油从润滑油槽76泵出到界定在驱动轴46中的内部润滑油通路80中。在驱动轴46转动期间，离心力作用，以克服重力作用将润滑油向上驱动穿过润滑油通路80。润滑油通路80包括图示的各种径向通道，用以通过离心力将油供给至合适的轴承表面并进而按要求润滑滑动表面。

上轴承构件42包括中心轴承毂84，驱动轴46的最大部分46a以轴颈方式设置在所述中心轴承毂84中以转动。支撑腹板86从轴承毂84向外延伸，该支撑腹板86与外周支撑边缘88汇合。环形阶梯式座表面90沿支撑腹板86设置，所述环形阶梯式座表面90可与圆柱形马达罩48的顶端过盈配合和压配合，以进而提供轴向和径向定位。马达罩48也可用螺钉紧固到上轴承构件42上。外周支撑边缘88也可包括可与外罩12过盈配合和压配合的外部环形阶梯式座表面92。举例来说，外周边缘88可轴向啮合座表面92，也就是说，在与轴线54垂直的横向平面上啮合并且不穿过直径。为了定中心，在表面92的正下方提供中心外罩部分24与支撑边缘88之间的直径配合。具体地说，在套叠的中心和顶端外罩部分24、26之间界定内部圆形台阶94，其与上轴承构件42的外部环形台阶92轴向和径向地设置。

上轴承构件42也经由轴向推力表面96通过轴承支撑向可动涡旋构件提供轴向推力支撑。虽然这可由单一整体零件完整提供，但是图示为由单独的套环构件98提供，所述套环构件98沿阶梯式环形界面100与上轴承构件42的上部分相互配合。套环构件98界定中心开口102，所述中心开口的尺寸足够大，以容纳偏心偏移驱动部分74并允许其进行在可动涡旋压缩机构件112的容纳部分内进行的轨道偏心运动。

现在更详细地描述涡旋压缩机14，涡旋压缩机本体由优选包括静止的固定涡旋压缩机本体110和可动涡旋压缩机本体112的第一和第二涡旋压缩机本体提供。可动涡旋压缩机本体112配置成为了压缩制冷剂而相对于固定涡旋压缩机本体110进行轨道运动。固定涡旋压缩机本体包括从板状基座116轴向伸出并设计成螺旋形的第一肋114。类似地，第二可动涡旋压缩机本体112包括从板状基座120轴向伸出并设计成类似的螺旋形的第二涡旋肋118。涡旋肋114、118相互啮合且在相应的另一压缩机本体112、110的相应基座表面120、116上密封地毗邻。结果，在涡旋肋114、118与基座120之间形成多个压缩室122。在室122内，进行制冷剂的逐步压缩。制冷剂经由围绕涡旋肋114、118的进口区124以初始低压在外部径向区域中流动(例如参见图2-3)。在室122中逐步压缩(室沿径向向内逐步界定)后，制冷剂经由在固定涡旋压缩机本体110的基座116中居中地界定的压缩出口126排出。已压缩到高压的制冷剂可在涡旋压缩机工作过程中经由压缩出口126排出室122。

可动涡旋压缩机本体112啮合驱动轴46的偏心偏移驱动部分74。更具体地说，可动涡旋压缩机本体112的容纳部分包括圆柱形套管驱动毂128，上述圆柱形套管驱动毂128利用设置在其中的可滑动轴承表面可滑动地容纳偏心偏移驱动部分74。详言之，偏心偏移驱动部分74啮合圆柱形驱动毂128，以在驱动轴46围绕中心轴线54转动过程中使可动涡旋压缩机本体112沿着围绕中心轴线54的轨道路径运动。考虑到该偏移关系导致相对于中心轴线54的重量失衡，组件优选包括以固定角定向安装到驱动轴46上的配重130。配重130用以补偿由偏心偏移驱动部分74和沿轨道路径驱动的可动涡旋压缩机本体112导致的重量失衡(例如，尤其是，涡旋肋不均衡地保持平衡)。配重130包括附着套环132和补偿重量区134(参见图2中最佳示出的配重)，所述补偿重量区134提供配重效应并进而与用于平衡目的的下配重135协作平衡围绕中心轴线54旋转的零件的总重量。这通过内部平衡或消除惯性力而减少了总组件的振动和噪音。

参照图1-3，尤其参照图2，可以看到涡旋压缩机的导向运动。为了引导可动涡旋压缩机本体12相对于固定涡旋压缩机本体110的轨道运动，可提供合适的键联轴器140。键联轴器在涡旋压缩机领域通常称为“十字滑块联轴器”。在本实施例中，键联轴器140包括外环本体142并包括两个沿第一横向轴线146线性隔开的第一键144，上述第一键在也沿着第一轴线146线性隔开且对准的两个相应键槽导轨148内紧密且线性地滑动。键槽导轨148由静止的固定涡旋压缩机本体界定，这样，键联轴器140沿第一横向轴线146的线性运动为相对于外罩12并垂直于中心轴线54的线性运动。键可包括狭槽、凹槽或图示从键联轴器140的外环本体142伸出的突起。这种对第一横向轴线146上的运动的控制引导可动涡旋压缩机本体112的全部轨道路径中的一部分。

另外，键联轴器包括四个第二键152，其中，相对的成对的第二键152相对于与第一横向轴线146垂直的第二横向轴线154线性对准且大体平行。存在两组协作以接收伸出的滑动导向部156的第二键152，上述滑动导向部156在可动涡旋压缩机本体112的相反侧从基座120伸出。导向部156线性啮合并被引导，以借助于导向部156沿着成组的第二键152的滑动线性导向运动而进行沿着第二横向轴线的线性运动。

借助于键联轴器140，可动涡旋压缩机本体112具有相对于固定涡旋压缩机本体110沿着第一横向轴线146和第二横向轴线154的受限运动。这样能够防止可动涡旋本体的任何相对转动，因为它只能进行平移运动。更具体地说，固定涡旋压缩机本体110将键联轴器140的运动限制为沿着第一横向轴线146的线性运动；而键联轴器140在沿着第一横向轴线146运动时又携带可动涡旋压缩机本体112与其一起沿着第一横向轴线146运动。另外，可动涡旋压缩机本体可借助容纳于第二键152之间且可在其间滑动的导向部分156提供的相对滑动运动独立地沿着第二横向轴线154相对于键联轴器140运动。通过允许在两个相互垂直的轴线146、154上同时运动，驱动轴46的偏心偏移驱动部分74提供的在可动涡旋压缩机本体112的圆柱形驱动毂128上的偏心运动被转化为可动涡旋压缩机本体112相对于固定涡旋压缩机本体110的轨道路径运动。

更详细地参照固定涡旋压缩机本体110，此本体110固定在上轴承构件42上，上述固定通过在它们之间轴向且竖直延伸并围绕可动涡旋压缩机本体112的外侧的延伸件实现。在示例性给出的实施例中，固定涡旋压缩机本体110包括在涡旋肋的相同侧从基座116伸出的多个轴向伸出支柱158(参见图2)。这些支柱158啮合且坐落在上轴承构件42的顶侧上。优选地，螺栓160(图2)被提供，以将固定涡旋压缩机本体110紧固到上轴承构件42上。螺栓160轴向延伸穿过固定涡旋压缩机本体的支柱158，并且紧固且旋紧到上轴承构件42中的对应螺纹开口中。为了进一步支撑及固定所述固定涡旋压缩机本体110，固定涡旋压缩机本体的外周包括圆柱形表面162，上述圆柱形表面162紧密容纳在外罩10的圆柱形内表面上，更具体地说，容纳在顶端外罩部分26上。表面162与侧壁32间的间隙用以允许将上外罩25组装在压缩机组件上，并随后用以容纳O型密封圈164。O型密封圈164密封圆柱形定位表面162与外罩112之间的区域，以防止形成从压缩高压流体到外罩12内部的未压缩部分/油槽区的泄露路径。密封件164可保持在径向面朝外的环形槽166中。

参照图1-3且尤其参照图3，固定涡旋压缩机本体110的上侧(例如与涡旋肋相对的一侧)支撑可浮动的挡板构件170。为了容纳挡板构件170，固定涡旋压缩机本体110的上侧包括通过基座116的径向延伸盘区176连接的环形且更具体地说圆柱形的内毂区172以及向外间隔的外周边缘174。在毂172与边缘174之间设有容纳挡板构件170的环形活塞状室178。借助这种配置，挡板构件170与固定涡旋压缩机本体110的组合用以分离高压室180与外罩10内的低压区。虽然挡板构件170图示为在固定涡旋压缩机本体110的外周边缘174内啮合且径向受限，挡板构件170也可替代地以圆柱形直接定位在外罩12的内表面上。

如本实施例所示且具体参照图3，挡板构件170包括内毂区184、盘区186和外周边缘区188。为了进行强化，可整体提供沿着盘区186的顶侧在毂区184与外缘区188之间延伸的多个径向延伸肋190，且这些延伸肋190优选相对于中心轴线54以相等角度隔开。挡板构件170除了倾向于分离高压室180与外罩12的其余部分外，还用以将高压室180生成的压力负载传递远离固定涡旋压缩机本体110的内部区并朝向固定涡旋压缩机本体110的外周区。在外周区，压力负载可传递至外罩12并可由外罩12更直接地承载，因而避免或至少最小化施加压力于零件上，并基本上避免诸如涡旋本体的工作零件的变形或挠曲。优选地，挡板构件170可沿着内周区相对于固定涡旋压缩机本体110浮动。举例来说，如示例性实施例中示出的那样，这可通过沿着相应的毂区在固定涡旋压缩机本体与挡板构件的相互圆柱形滑动表面之间的滑动圆柱形界面192实现。当高压室180中的压缩高压制冷剂作用在挡板构件170上时，除了可能由于摩擦啮合产生的传递外，基本上没有负载可沿着内部区传递。相反，在径向外周处设有轴向接触界面环194，在该径向外周处，为固定涡旋压缩机本体110和挡板构件170设置了相应的边缘区。优选地，在挡板构件170最里面的直径与固定涡旋压缩机本体110的上侧之间设有环形轴向间隙196。环形轴向间隙196界定在挡板构件的径向最里面的部分与涡旋构件之间，并适于响应高压室180内的压缩高压制冷剂导致的压力负载而减小尺寸。间隙196可以在压力和负载释放后扩展到其放松状态下的尺寸。

为了便于最有效地转移负载，在挡板构件170与固定涡旋压缩机本体110之间界定出环形中或低压室198。该环形中或低压室可受到图示的下油槽压力，或者可受到中间压力(例如通过经由固定涡旋压缩机本体界定的用以将各压缩室122之一连接到室198的流体连通通道)。因此，可基于被选择用于最佳应力/挠曲管理的低或中压来配置负载传送特性。在任一情况下，中或低压室198在操作过程中含有的压力基本上比高压室180小，从而在挡板构件170上形成压力差和负载。

为了防止泄露并更好地便于负载转移，可设置内、外密封件204、206，上述两个密封件均可以为弹性O型圈密封件。优选地，内密封件204为径向密封件，且设置在沿挡板构件170的内径界定的在径向上朝内的内槽208中。相似地，外密封件206可设置在沿着外周边缘区188中的挡板构件170的外径界定的在径向上朝外的外槽210。虽然径向密封件图示为位于外部区域处，替换地或此外，也可以沿着轴向接触界面环194设置轴向密封件。

虽然挡板构件170优选且如上文描述可以为冲压钢零件，挡板构件170也可包括铸件和/或机加工件(且可为铝)，以提供具有若干上述结构特征的扩展能力。通过以此方式制造挡板构件，可避免这些挡板的重冲压。

另外，挡板构件170可保持在固定涡旋压缩机本体110上。具体地说，如图所示，挡板构件170的内毂区184的在径向上向内伸出的环形凸缘214在轴向上落在止动板212与固定涡旋压缩机本体110之间。止动板212通过螺栓216安装到固定涡旋压缩机本体210上。止动板212包括在固定涡旋压缩机本体110的内毂172上沿径向伸出的外横档218。止动板横档218充当挡板构件170的止挡件和保持件。以此方式，止动板212用于将挡板构件170保持到固定涡旋压缩机本体110上，以使得因而承载挡板构件170。

如图所示，止动板212可以是止回阀220的一部分。止回阀包括可动阀板元件222，所述可动阀板元件包含在内毂172中固定涡旋压缩机本体的出口区中界定的室内。止动板212因而封闭止回阀室224，可动阀板元件222位于该止回阀室中。在止回阀室内设有圆柱形导向壁表面226，该导向壁表面引导止回阀220沿着中心轴线54的运动。凹口228设置在导向壁226的上部分中，从而当可动阀板元件222抬升离开阀座230时，允许压缩制冷剂穿过止回阀。在止动板212中设有开口232，以方便压缩气体从涡旋压缩机通向高压室180中。止回阀可操作，以允许单向流动，从而使得当涡旋压缩机工作时，压缩制冷剂可以借助正被驱动离开阀座230的阀板元件222通过压缩出口126离开涡旋压缩机本体。然而，一旦驱动单元关断且涡旋压缩机不再工作，高压室180内的高压将迫使可动阀板元件回到阀座230上。这将关闭止回阀220，并进而防止压缩制冷剂回流通过涡旋压缩机。

在工作过程中，涡旋压缩机组件10可运行，以在外罩入口18处接收低压制冷剂并压缩制冷剂以输送到高压室180，制冷剂在高压室180处可通过外罩出口20输出。如图所示，在图4中，内部管道234可接在外罩12内部，以将低压制冷剂从入口18经由马达罩入口238引导至马达罩中。这允许低压制冷剂流过马达，进而冷却马达以及将可由马达工作引发的热量从马达上带走。低压制冷剂接着可沿纵向穿过马达罩并环绕通过其中的空隙空间而朝向顶端运动，在顶端低压制冷剂可通过围绕中心轴线54等角度隔开的多个马达罩出口240(参见图2)排出。马达罩出口240可界定在马达罩48或上轴承构件42中，或由马达罩与上轴承构件的组合(例如通过图2所示的在其间形成的间隙)界定。一旦排出马达罩出口240，低压制冷剂进入形成于马达罩和外罩之间的环形室242。低压制冷剂可从这里经过一对相对的外周通口244穿过上轴承构件，上述一对外周通口244由上轴承构件42的相反侧的凹口界定，以形成图3所示的轴承构件42与外罩之间的间隙(或者轴承构件42中的孔)。通口244可相对于马达罩出口240成角度地间隔设置。一旦穿过上轴承构件42，低压制冷剂最终进入涡旋压缩机本体110、112的进口区124。低压制冷剂从进口区124最终进入相反侧的涡旋肋114、118(固定涡旋压缩机本体的每一侧的一个进口)，并且通过室122逐步压缩而在压缩出口126处达到其最大压缩状态，其随后穿过止回阀220并进入高压室180。从那里，高压压缩制冷剂可接着从涡旋压缩机组件10穿过制冷剂罩出口20。

转向图5-6，更详细地示出了配重130，该配重可安装到图7所示的驱动轴上。如图7所示，通过将配重130沿轴向定位并滑动至驱动轴46的顶端上实现配重130的安装。如下文进一步解释的那样，这利用热差实现，并典型地通过热量使配重热膨胀且接着允许配重收缩配合(冷缩配合)到驱动轴上。然而，应理解，也可使用其他形式的热差，包括例如冷却驱动轴，以临时减小驱动轴的直径而便于组装配重和/或热与冷却技术的组合。或者，在另一实施方式中，也可无需借助热差而将配重压紧到轴上。虽然可使用实质轴向压紧力来取代热差，但是热差是一种更优选的实施方式，以避免对这种压紧力的需求。虽然图7示出了本实施例中的一种优选方式，即在将上轴承构件安装到轴承外罩的下部上后组装配重，但是也可在组装一些或所有其他零件之前预先组装配重和驱动轴。

根据一些发明方面，配重130收缩或缩紧到驱动轴的一个部分上，且离开驱动轴的另一部分定位。举例来说，在举例图解的实施例中，配重130的附着套环132包括中心通孔250，该中心通孔250收缩从而安装到驱动轴46的偏心偏移驱动部分74上。另外，附着套环132也界定了至少一个部分埋头孔252，埋头孔252可用于将偏移配重区134围绕中心轴线54定位在相对于驱动轴46的预定角位置处(例如，相对于偏心偏移驱动部分74的预定角位置处)。或者，配重可收缩配合到驱动轴46的大圆柱形部分46a上，并离开偏心偏移驱动部分74定位。在任一情况下，一种啮合用于收缩配合安装，而另一种啮合则用于预定角位置处的定位。

如所举例图解的那样，所述至少部分埋头孔252可以是中断埋头孔，或者在另一实施方式中是完全成型的埋头孔。仅仅为了设置部分埋头孔，优选实施方式采用至少两个突出部，在所述至少两个突出部中可形成至少部分埋头孔252。进而在突出部254中形成阶梯座，上述阶梯座可提供轴向支座258和圆柱形壁段260。在举例图解的实施例中，圆柱形壁段260用于将配重130定位到相对于中心轴线54的预定角位置处。这也在图8中示出，图中示出了这种偏心关系，其中将进一步示出了可用于最小化轴定位接触表面的角位置的容差敏感度的几何形状。在图8中，示出了通孔250的中心262以及较大的至少部分埋头孔252的中心264。较大直径中心264可与所示出的中心轴线54重合。

从上述内容中可以认识到，通孔250和至少部分埋头孔252均可具有圆形构造。举例来说，通孔250可为圆柱形开口。通孔250和至少部分埋头孔252中的每一个提供单独的轴接触表面，以利用轴的不同表面定位、热干涉和安装。结果，提供了两种围绕不同轴线界定以与轴协作的不同接触表面，其中每个轴线或中心262、264如图所示位于不同位置处。中心262、264相互偏移了标识为“e”的距离，这也正好与中心轴线54和偏移驱动部分74(见前图)的中心之间的距离相对应。

在图8中，配重离开较大直径(例如，通过定位突出部254界定的至少部分埋头孔252提供)定位，圆柱形壁段260提供的定位接触表面可定位于通过最大化角度“b”计算出的大体最小化容差敏感度的预定角位置处。可利用三角学进行上述计算。

在相反情况下，如图9所示，配重收缩在较大直径上且离开较小直径定位，此时可通过在沿着穿过较大直径中心264且垂直于中心之间的分隔距离E的直线的位置处(例如在位置265处)在较小直径上定位，从而最小化容差敏感度。

通过最小化容差敏感度，配重130的质心(例如由偏移重量部分134提供)可精确定位，从而最大化工作过程中涡旋压缩机组件内的整个转动体的平衡。最大化平衡具有通过消除初始力而减小整个组件的振动和噪音的效果。

上述内容的一个优点在于其提供了一种易于重复的准确安装配重的方法，同时还提供了无需固定件或测量仪器便能够实现的简单组件。这种方法可包括在配重中对轴实现热差(例如通过加热配重)，以便于将配重组件安装到驱动轴上。举例来说，配重可加热至升高的温度，以使通孔250膨胀，从而其可以容易地装配在驱动轴46的偏移偏心驱动部分74上。之后，配重与轴组装在一起，配重的不同接触区域开始与驱动轴的不同环形段啮合(接合)。具体地说，通孔250滑动到偏移驱动部分74上，而至少部分埋头孔252滑动到较大直径驱动轴部分46a上。之后，可允许热量消散，从而消除热差而将配重锁定到驱动轴上。由于热差被消除，因此可出现自对准，因为随着热差升高可校正滑动偏移。这可能部分地是自动的，因为配重130想要在啮合于驱动轴上的圆柱形壁段260提供的位置表面处自然地找到最小应力的位置。

包括公开文献、专利申请和本文引用的专利的所有参考资料均以相同的程度以引用的方式并入本文中，如同每份参考文献单独且具体地表示为以引用的方式并入本文中且其全部内容描述在本文中。

除非本文中另外指出或从上下文能够清楚地推出与之相反，否则在描述本发明时使用的术语“一个”和“该(或所述)”以及类似用词应理解为涵盖单数和复数两种形式。除非另外指出，否则术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应理解为是开放式术语(也就是指“包括，但不限于”)。除非本文中另外指出，否则本文中引用的数值范围仅仅用作简略的分别参照落入此范围内的每个独立值的方法，且每个独立值均并入本说明书中，如同它们单独列举在本文中。除非本文中另外指出或从下文能够清楚地推出与之相反，否则本文描述的所有方法可按照任何合适的顺序进行。除非另外要求，否则本文中使用的任何以及所有实例或示例性语言(例如“诸如”)仅仅用来更好地说明本发明而不造成对本发明的范围进行限制。说明书中的任何语言均不应理解为指示实施本发明所必要的任何未要求的技术特征。

这里描述了本发明的优选实施例，包括发明人已知的实施本发明的最佳模式。本领域技术人员在阅读以上描述后，将容易了解这些优选实施例的变化。发明人期望本领域技术人员也能够适当运用这些变化，且发明人希望本发明也能够以与上文具体描述内容不同的方式实施。因此，本发明包括适用法律允许的后附权利要求书中描述的发明主题的所有修改和等同物。此外，除非本文中另外指出或从上下文能够清楚地推出与之相反，否则上述技术特征在其所有可能的变化中的任意组合也涵盖在本发明中。

Claims (16)

1.一种用于压缩流体的涡旋压缩机，包括：

固定涡旋压缩机本体和可动涡旋压缩机本体，所述涡旋压缩机本体具有各自的基座和从各自的基座伸出且相互啮合的各自的涡旋肋；

驱动单元，该驱动单元在轴上提供转动输出，所述轴啮合并驱动所述涡旋压缩机本体之一，以便于相对运动而压缩流体；和

安装到所述轴上的配重，该配重具有：

(a)围绕相对于所述轴居中的第一纵向轴线界定的第一轴接触表面；和

(b)围绕平行于所述第一纵向轴线且相对于所述轴不居中的第二轴线界定的第二轴接触表面，

所述接触表面之一将所述配重定位在相对于所述轴的预定角位置处，且其中所述接触表面中的另一个形成用于将所述配重紧固到所述轴上的过盈配合，

所述用于定位的接触表面形成于在所述配重中形成的两个成角度地间隔的突出部上，每个间隔的突出部界定部分圆柱形壁段，所述部分圆柱形壁段与所述轴啮合，以将所述配重定位在所述轴上。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述配重包括套环部分以及提供偏移质心的加重部分，其中所述套环部分包含圆形开口以及至少部分埋头孔，用于提供所述第一和第二轴接触表面。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一轴接触表面由形成所述过盈配合的所述圆形开口界定，且其中所述第二轴接触表面由将所述配重定位在所述预定角位置处的所述至少部分埋头孔界定。

4.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一轴接触表面由形成所述过盈配合的所述至少部分埋头孔界定，且其中所述第二轴接触表面由将所述配重定位在所述预定角位置处的所述圆形开口界定。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述突出部定位于大体最小化容差敏感度的预定位置。

6.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述轴具有围绕所述第一纵向轴线大体同心的圆柱形段以及从所述第一纵向轴线偏移的偏心环形段，所述偏心环形段与所述涡旋压缩机本体之一的驱动毂啮合。

7.一种涡旋压缩机，包括：

可围绕中心轴线转动的轴，所述轴具有围绕所述中心轴线大体同心的中心环形段和从所述中心轴线偏移的偏心环形段，其中所述偏心环形段被构造成啮合涡旋压缩机本体的驱动毂，以实现其转动；和

配重，所述配重位于所述偏心环形段上并与所述偏心环形段啮合且与所述中心环形段啮合，用于将所述配重定位并安装到所述轴上，

所述配重包含套环部分以及提供偏移质心的加重部分，其中所述套环部分包含开口以及至少部分埋头孔，其中所述至少部分埋头孔座靠所述中心环形段，且其中所述偏心环形段穿过所述开口伸出；

所述至少部分埋头孔将所述配重定位在相对于所述轴的预定角位置处，且其中所述开口具有与所述偏心环形段的过盈配合，

所述至少部分埋头孔形成于在所述配重中形成的两个成角度地间隔的突出部上，每个间隔的突出部界定部分圆柱形壁段，所述部分圆柱形壁段与所述轴啮合，以将所述配重定位在所述轴上。

8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于，进一步包括：

固定涡旋压缩机本体和可动涡旋压缩机本体，所述涡旋压缩机本体具有各自的基座和从各自的基座伸出且相互啮合的各自的涡旋肋；和

驱动单元，所述驱动单元在轴上提供转动输出，所述轴驱动所述涡旋压缩机本体之一，以便于相对运动而压缩流体。

9.一种在涡旋压缩机组件中将配重安装到轴上的方法，包括：

使轴和配重产生热差以便于组装，所述轴具有环形段，所述环形段包含围绕中心轴线大体同心的中心环形段以及从所述中心轴线偏移的偏心环形段；

将所述配重与所述轴组装；

将所述配重定位在所述中心环形段和所述偏心环形段中的一个上，其中所述偏心环形段被构造成啮合涡旋压缩机本体的驱动毂；

将所述配重锁定在所述中心环形段和所述偏心环形段中的另一个；以及

在所述配重上的彼此成角度地间隔的位置处形成两个突出部以提供接触位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

使轴与配重产生热差以便于组装；和

消除所述热差以将所述配重锁定在所述中心环形段和所述偏心环形段中的另一个上。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法更具体地包括加热，从而使形成于所述配重中的开口热膨胀，并将所述配重滑动到所述偏心环形段上。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括使所述中心环形段坐落在形成于所述配重内的至少部分埋头孔中。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述定位包括将所述配重的质心相对于所述中心轴线成角度地定位。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括通过在两个预定接触位置处在所述配重与所述驱动轴之间进行接触而最小化所述成角度定位的容差敏感度。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述涡旋压缩机本体与驱动马达之间配置所述配重，所述涡旋压缩机本体包括各自的基座和从各自的基座伸出且相互啮合的各自的涡旋肋，所述驱动马达在所述轴上提供转动输出，所述轴运行地驱动所述涡旋压缩机本体之一，以便于相对运动而压缩流体。

16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述组装包括将所述配重压配合到所述轴上。

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