CN102032179A - 立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，旨在提供一种满足低温制冷系统的需求，以降低功率消耗，保证运行性能，节约能源，保护环境的压缩机。包括机壳、电机定子、电机转子、沿同一垂直轴线方向设置的低压级压缩组件和高压级压缩组件；低压级压缩组件和高压级压缩组件分别位于机壳的两端，所述电机转子和电机定子位于低压级压缩组件和高压级压缩组件之间，低压级供油管和高压级供油管分别与低压级机座和高压级机座连接并伸入机壳底部的润滑油池中。该压缩机的工作过程分成两个压缩阶段，使每一级的压力比小于规范值，以降低压缩机的功率消耗，满足低温制冷系统的需求，利用机壳内的低压级排气的压力实现压差供油，保证运行性能。

Description

立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机

技术领域

本发明涉及一种适用于低温制冷系统的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机。

背景技术

涡旋式制冷压缩机由于具有良好的运行性能而在制冷系统中得到广泛的应用。目前的涡旋式制冷压缩机多为单级压缩，在制冷系统中，当蒸发温度降低或冷凝温度升高时，压缩机的排气压力与吸气压力的比值增加，功率消耗增大，容积效率降低，排气温度升高，润滑油的性能下降，压缩机的运行性能下降。因此，涡旋式制冷压缩机的使用范围受到限制。

在制冷系统的冷凝压力与蒸发压力的比值超过规范值时，为保证压缩机安全、可靠和经济的运行，应采用双级压缩。当制冷装置的占地空间受到限制时，应采用立式涡旋式制冷压缩机。为满足低温制冷系统的需求，扩大涡旋式制冷压缩机的使用范围，应开发节能环保、结构简单的立式双级涡旋式制冷压缩机。但目前没有研究者提出具体实施的技术方案。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种适用于低温制冷系统的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，以满足低温制冷系统的需求，保证压缩机的运行性能，降低运行费用，节约能源，保护环境。

本发明通过下述技术方案实现：

一种立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，其特征在于，包括机壳、电机定子、电机转子、沿同一垂直轴线方向设置的低压级压缩组件和高压级压缩组件；低压级压缩组件和高压级压缩组件分别位于机壳的两端，所述电机转子和电机定子位于低压级压缩组件和高压级压缩组件之间；

所述低压级压缩组件包括低压级主轴、低压级机座、低压级旋转涡旋盘、低压级固定涡旋盘、低压级十字联接环、低压级供油管、低压级吸气管、低压级排气管；所述低压级主轴为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，所述低压级主轴的一端穿过低压级机座与电机转子配合，所述低压级主轴上带有的偏心曲柄销与低压级旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，低压级十字联接环上的凸台与分别位于低压级机座和低压级旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接低压级机座和低压级旋转涡旋盘，低压级旋转涡旋盘由低压级主轴带动绕低压级固定涡旋盘的中心回转平动；所述低压级机座径向的两个凸耳与机壳紧密配合，所述低压级机座通过密封垫和螺钉与低压级固定涡旋盘连接；所述低压级机座上设置有与低压级主轴表面连通的低压级油孔，所述低压级油孔与浸入润滑油池中的低压级供油管连接；所述低压级固定涡旋盘上底盘正中位置设有低压级排气孔，与所述低压级排气孔相应位置的机壳上安装有低压级排气管；低压级固定涡旋盘与低压级旋转涡旋盘以180度的相位差啮合，低压级固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与低压级旋转涡旋盘的底盘内侧接触，低压级固定涡旋盘的底盘内侧表面与低压级旋转涡旋盘的涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上形成最外层的低压级吸气空间、最内层与低压级排气孔相通的低压级排气空间、中间的低压级压缩空间共三对工作室，所述低压级机座上设置有与最外层的低压级吸气空间连通的低压级吸气口，所述低压级吸气口与低压级吸气管连接；

所述高压级压缩组件包括高压级主轴、高压级机座、高压级旋转涡旋盘、高压级固定涡旋盘、高压级十字联接环、高压级供油管、高压级吸气管、高压级排气管；所述高压级主轴为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，所述高压级主轴的一端穿过高压级机座并通过套筒与所述电机转子配合，所述高压级主轴上带有的偏心曲柄销与高压级旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，高压级十字联接环上的凸台与分别位于高压级机座和高压级旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接高压级机座和高压级旋转涡旋盘，高压级旋转涡旋盘由高压级主轴带动绕高压级固定涡旋盘的中心回转平动；所述高压级机座径向的两个凸耳与机壳紧密配合，所述高压级机座通过密封垫和螺钉与高压级固定涡旋盘连接；所述高压级机座上设置有与高压级主轴表面连通的高压级油孔；所述高压级油孔与浸入润滑油池中的高压级供油管连接；所述高压级固定涡旋盘上底盘正中位置设有高压级排气孔，高压级排气孔与高压级排气管焊接；高压级固定涡旋盘与高压级旋转涡旋盘以180度的的相位差啮合，高压级固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与高压级旋转涡旋盘的底盘内侧接触，高压级固定涡旋盘的底盘内侧表面与高压级旋转涡旋盘的涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上形成最外层的高压级吸气空间、最内层与高压级排气孔相通的高压级排气空间、中间的高压级压缩空间共三对工作室，所述高压级固定涡旋盘上设置有与最外层的高压级吸气空间连通的高压级吸气口，所述高压级吸气口与高压级吸气管连接；

所述电机转子与电机定子配合，电机定子与机壳配合。

高压级吸气管、高压级排气管和低压级吸气管位于机壳同侧。

所述高压级主轴上的偏心曲柄销与低压级主轴上的偏心曲柄销成180度布置。

所述机壳由上机壳和下机壳连接而成。

本发明具有下述技术效果：

1、本发明立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，利用同一机壳内的低压级压缩组件和高压级压缩组件，将制冷系统工况所需的冷凝温度和蒸发温度对应的排气压力与吸气压力比值分成两个压缩阶段，使每一级的压力比小于规范值，以降低压缩机的功率消耗，可以实现大压力比，以满足低温制冷系统的需求。节约能源，保护环境。

2、本发明立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机利用机壳内的低压级排气的压力实现压差供油，保证压缩机的运行性能。

3、本发明立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机主轴没有油孔及油道的加工，结构简单、强度高、可靠性好，可减小直径，节省材料，减轻重量。

4、本发明的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，零部件结构简单，加工装配方便，控制灵活，安全可靠。

附图说明

图1为本发明立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机的示意图；

图2为A-A剖视图；

图3为B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。

本发明的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机如图1至图3所示。包括机壳4、电机定子12、电机转子13、沿同一轴线方向设置的低压级压缩组件和高压级压缩组件。低压级压缩组件和高压级压缩组件分别位于机壳的两端，所述电机转子和电机定子位于低压级压缩组件和高压级压缩组件之间。

所述低压级压缩组件包括低压级主轴11、低压级机座3、低压级旋转涡旋盘8、低压级固定涡旋盘5、低压级十字联接环2、低压级供油管10、低压级吸气管25、低压级排气管26。所述低压级主轴11为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，所述低压级主轴11的一端穿过低压级机座3与电机转子13配合，所述低压级主轴11上带有的偏心曲柄销与低压级旋转涡旋盘8底盘外侧的轴连接槽配合，低压级十字联接环2上的凸台与分别位于低压级机座和低压级旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接低压级机座3和低压级旋转涡旋盘8，低压级旋转涡旋盘8由低压级主轴11带动绕低压级固定涡旋盘5的中心回转平动。所述低压级机座3径向的两个凸耳与机壳4紧密配合，所述低压级机座3通过密封垫和螺钉7与低压级固定涡旋盘5连接。所述低压级机座3上设置有与低压级主轴表面连通的低压级油孔1。所述低压级油孔1与浸入润滑油池中的低压级供油管10连接。所述低压级固定涡旋盘5上底盘正中位置设有低压级排气孔6，与低压级排气孔6相应位置的机壳上0安装有低压级排气管26。低压级固定涡旋盘5与低压级旋转涡旋盘8以180度的相位差啮合，低压级固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与低压级旋转涡旋盘的底盘内侧接触，低压级固定涡旋盘的底盘内侧表面与低压级旋转涡旋盘的涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上形成最外层的低压级吸气空间、最内层与低压级排气孔相通的低压级排气空间、中间的低压级压缩空间共三对工作室，所述低压级机座3上设置有与最外层的低压级吸气空间连通的低压级吸气口9，所述低压级吸气口9与低压级吸气管25连接。压缩机工作时，随着低压级主轴11旋转带动低压级旋转涡旋盘8转动，使低压级各工作室容积由外到内不断变小，从而实现低压级吸气、压缩和排气的目的。

所述高压级压缩组件包括高压级主轴16、高压级机座14、高压级旋转涡旋盘17、高压级固定涡旋盘20、高压级十字联接环15、高压级供油管23、高压级吸气管21、高压级排气管18。所述高压级主轴16为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，所述高压级主轴16的一端穿过高压级机座14并通过套筒24与电机转子13配合，所述高压级主轴16上带有的偏心曲柄销与高压级旋转涡旋盘17底盘外侧的轴连接槽配合，高压级十字联接环15上的凸台与分别位于高压级机座和高压级旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接高压级机座14和高压级旋转涡旋盘17，高压级旋转涡旋盘17由高压级主轴16带动绕高压级固定涡旋盘20的中心回转平动。所述高压级机座14径向的两个凸耳与机壳4紧密配合，所述高压级机座14通过密封垫和螺钉19与高压级固定涡旋盘20连接。所述高压级机座14上设置有与高压级主轴表面连通的高压级油孔22。所述高压级油孔22与浸入润滑油池中的高压级供油管23连接。所述高压级固定涡旋盘20上底盘正中位置设有高压级排气孔，高压级排气孔与高压级排气管18焊接。高压级固定涡旋盘20与高压级旋转涡旋盘17以180度的相位差啮合，高压级固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与高压级旋转涡旋盘的底盘内侧接触，高压级固定涡旋盘的底盘内侧表面与高压级旋转涡旋盘的涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上形成最外层的高压级吸气空间、最内层与高压级排气孔相通的高压级排气空间、中间的高压级压缩空间共三对工作室，所述高压级固定涡旋盘20上设置有与最外层的高压级吸气空间连通的高压级吸气口，所述高压级吸气口与高压级吸气管21连接。压缩机工作时，随着高压级主轴16旋转带动高压级旋转涡旋盘17转动，使高压级各工作室容积由外到内不断变小，从而实现高压级吸气、压缩和排气的目的。套筒24使高压级主轴16与低压级主轴11有相同的外径，可共用一个电机转子13，并同时随电机转子13旋转，提高电机效率，节省空间。

当低压级压缩组件位于压缩机上部时，低压级供油管10穿过电机定子浸入润滑油池中，低压级供油管10的轴向垂直部分最好位于电机定子12的外侧轴向凹槽内。当高压级压缩组件位于压缩机上部时，高压级油管23穿过电机定子浸入润滑油池中，高压级油管23的轴向垂直部分最好位于电机定子12的外侧轴向凹槽内。

所述电机转子13与电机定子12配合，电机定子12与机壳4配合。

为减少横向站用的空间，高压级吸气管、高压级排气管和低压级吸气管位于机壳同侧。

所述高压级主轴上的偏心曲柄销与低压级主轴上的偏心曲柄销成180度布置，可以相互抵消不平衡的回转惯性力，可节省平衡块，压缩机运转平稳，金属耗材少，整机重量小。

所述机壳4由上机壳和下机壳连接而成。

组装时，高压级主轴16的偏心曲柄销与高压级旋转涡旋盘17配合，高压级主轴16的另外一侧插入高压级机座14开设有高压级油孔22的位置，调整高压级旋转涡旋盘17底盘外侧凹槽与高压级机座14的内侧凹槽成十字形，并分别与十字联接环15的凸台配合，高压级机座14与高压级固定涡旋盘20配合的表面放置密封垫片后，与高压级固定涡旋盘20通过螺钉19配合，将高压级吸气管21与高压级固定涡旋盘20的高压级吸气口焊接，高压级排气管18与高压级固定涡旋盘20上的高压级排气孔焊接，将高压级供油管23与高压级机座14的高压级油孔22焊接，高压级主轴16的伸出端与套筒24配合。将高压级主轴16与套筒24配合的部分整体插入电机转子13，将上述整体压入机壳4中，并使高压级机座14的径向两个凸耳与机壳4紧密配合，高压级排气管18和高压级吸气管21穿过机壳4上的相应孔口。

低压级主轴11的偏心曲柄销与低压级旋转涡旋盘8配合，低压级主轴11的另外一侧插入低压级机座3开设有低压级油孔1的位置，调整低压级旋转涡旋盘8底盘外侧十字槽与低压级机座3的内侧凹槽成十字形，并分别与十字联接环2的凸台配合，低压级机座3与低压级固定涡旋盘5配合的表面放置密封垫片后，与低压级固定涡旋盘5通过螺钉7配合，将低压级吸气管25与低压级机座3底盘上的低压级吸气口9焊接，将低压级供油管10与低压级机座3的低压级油孔1焊接。将电机转子13与电机定子12配合后，将上述整体的低压级主轴11伸出端插入电机转子13，使电机转子13与低压级主轴11配合，使低压级吸气管25穿过机壳4上的相应孔口，低压级机座3的径向两个凸耳与机壳4紧密配合，低压级供油管10的轴向垂直部分位于电机定子12的外侧轴向凹槽内。

将上机壳与下机壳对准，焊接上机壳和下机壳，将高压级排气管18、高压级吸气管21、低压级吸气管25和低压级排气管26分别与机壳4焊接。

从机壳4上的注油孔注入计算好的润滑油量，将电机接线盒定位，在机壳4外焊接工艺接管，压缩机整机组装完毕。低压级主轴11和高压级主轴16在电机转子13的带动下同时高速旋转，高压级机座14上的高压级供油管23和低压级机座3上的低压级供油管10伸入机壳4底部的润滑油池中，压缩机工作过程中，从低压级排气孔6排出的低压级压缩后的气体充满机壳4内的空间，在气体高压的作用下，润滑油池中的润滑油通过低压级供油管10和高压级供油管23进入低压级油孔1和高压级油孔22中，润滑低压级主轴11和低压级机座3，以及高压级主轴16和高压级机座14的相对运转表面，减少摩擦损失。

由蒸发器来的低温低压的气体制冷工质由低压级吸气管25进入低压级固定涡旋盘5与低压级旋转涡旋盘8之间的最外侧的低压级吸气空间，经压缩后的中间温度的气体制冷工质进入机壳4内的空间，对位于低压级压缩组件和高压级压缩组件之间的电机冷却降温后经低压级排气管26排出压缩机，进入制冷系统的中间冷却器冷却降温后，从高压级吸气管21进入高压级固定涡旋盘20与高压级旋转涡旋盘17之间的最外侧的高压级吸气空间，经压缩后的高温高压气体制冷工质经高压级排气管18排出压缩机。

本发明的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，利用压缩机同一机壳内设有同一垂直轴线方向的低压级压缩组件和高压级压缩组件，将压缩机的工作过程分成两个压缩阶段，使每一级的压力比小于规范值，以降低压缩机的功率消耗，实现大的压力比，满足低温制冷系统的需求，利用机壳内的低压级排气的压力实现压差供油，保证压缩机的运行性能，节约能源，保护环境。主轴垂直布置，占地空间小。

尽管参照实施例对所公开的涉及一种立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，其特征在于，包括机壳、电机定子、电机转子、沿同一垂直轴线方向设置的低压级压缩组件和高压级压缩组件；低压级压缩组件和高压级压缩组件分别位于机壳的两端，所述电机转子和电机定子位于低压级压缩组件和高压级压缩组件之间；

所述低压级压缩组件包括低压级主轴、低压级机座、低压级旋转涡旋盘、低压级固定涡旋盘、低压级十字联接环、低压级供油管、低压级吸气管、低压级排气管；所述低压级主轴为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，所述低压级主轴的一端穿过低压级机座与电机转子配合，所述低压级主轴上带有的偏心曲柄销与低压级旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，低压级十字联接环上的凸台与分别位于低压级机座和低压级旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接低压级机座和低压级旋转涡旋盘，低压级旋转涡旋盘由低压级主轴带动绕低压级固定涡旋盘的中心回转平动；所述低压级机座径向的两个凸耳与机壳紧密配合，所述低压级机座通过密封垫和螺钉与低压级固定涡旋盘连接；所述低压级机座上设置有与低压级主轴表面连通的低压级油孔，所述低压级油孔与浸入润滑油池中的低压级供油管连接；所述低压级固定涡旋盘上底盘正中位置设有低压级排气孔，与所述低压级排气孔相应位置的机壳上安装有低压级排气管；低压级固定涡旋盘与低压级旋转涡旋盘以180度的相位差啮合，低压级固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与低压级旋转涡旋盘的底盘内侧接触，低压级固定涡旋盘的底盘内侧表面与低压级旋转涡旋盘的涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上形成最外层的低压级吸气空间、最内层与低压级排气孔相通的低压级排气空间、中间的低压级压缩空间共三对工作室，所述低压级机座上设置有与最外层的低压级吸气空间连通的低压级吸气口，所述低压级吸气口与低压级吸气管连接；

所述高压级压缩组件包括高压级主轴、高压级机座、高压级旋转涡旋盘、高压级固定涡旋盘、高压级十字联接环、高压级供油管、高压级吸气管、高压级排气管；所述高压级主轴为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，所述高压级主轴的一端穿过高压级机座并通过套筒与所述电机转子配合，所述高压级主轴上带有的偏心曲柄销与高压级旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，高压级十字联接环上的凸台与分别位于高压级机座和高压级旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接高压级机座和高压级旋转涡旋盘，高压级旋转涡旋盘由高压级主轴带动绕高压级固定涡旋盘的中心回转平动；所述高压级机座径向的两个凸耳与机壳紧密配合，所述高压级机座通过密封垫和螺钉与高压级固定涡旋盘连接；所述高压级机座上设置有与高压级主轴表面连通的高压级油孔；所述高压级油孔与浸入润滑油池中的高压级供油管连接；所述高压级固定涡旋盘上底盘正中位置设有高压级排气孔，高压级排气孔与高压级排气管焊接；高压级固定涡旋盘与高压级旋转涡旋盘以180度的的相位差啮合，高压级固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与高压级旋转涡旋盘的底盘内侧接触，高压级固定涡旋盘的底盘内侧表面与高压级旋转涡旋盘的涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上形成最外层的高压级吸气空间、最内层与高压级排气孔相通的高压级排气空间、中间的高压级压缩空间共三对工作室，所述高压级固定涡旋盘上设置有与最外层的高压级吸气空间连通的高压级吸气口，所述高压级吸气口与高压级吸气管连接；

所述电机转子与电机定子配合，电机定子与机壳配合。

2.根据权利要求1所述的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，其特征在于，高压级吸气管、高压级排气管和低压级吸气管位于机壳同侧。

3.根据权利要求1所述的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，其特征在于，所述高压级主轴上的偏心曲柄销与低压级主轴上的偏心曲柄销成180度布置。

4.根据权利要求1所述的立式全封闭双级涡旋式制冷压缩机，其特征在于，所述机壳由上机壳和下机壳连接而成。

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