CN102032181B - 带轴向输气量调节的涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带轴向输气量调节的涡旋式压缩机，以满足制冷或供热负荷的变化需求，能够实现连续微量调节，降低投资，节约能源。轴向输气量调节机构中，转动环套在排气管外部，转动环外表面有推板槽和向下开口的斜槽，在排气接管外表面和固定涡旋盘排气孔内表面有导向槽，导向槽内有顶杆，顶杆一端顶住斜槽内的斜边，另一端顶住固定涡旋盘，挡环套在顶杆外部挡住顶杆并与固定涡旋盘固定连接，调节弹簧安装在固定涡旋盘与机座之间的连接面，活塞与气缸底部之间有活塞弹簧，推杆一端与活塞连接，另一端与推板连接；高压气体接管的一端与缸盖上的进气口连接，另一端通过调节阀与排气管连接。本发明的压缩机能实现轴向输出气量调节和卸载启动。

Description

带轴向输气量调节的涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种带轴向输气量调节的涡旋式压缩机。

背景技术

涡旋式压缩机的优良性能使其在制冷装置中得到愈来愈广泛的应用。为满足制冷或供热的需求，压缩机提供的输气量应适应制冷或供热负荷的需求，减少能源的消耗，要求制冷压缩机具有输出气量调节的功能。目前，涡旋式制冷压缩机输气量调节的方法对电机的性能要求高，初投资大，随着能源日趋紧张，急需开发结构简单、控制方便、节约投资的更加节能环保的产品，以满足日益增加的市场需求，但目前还没有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，提供一种具有轴向输气量调节的涡旋式压缩机，以满足制冷或供热负荷的变化需求，降低投资，保护环境，节约能源。

本发明通过下述技术方案实现：

一种带轴向输气量调节的涡旋式压缩机，其特征在于，包括固定涡旋盘、排气接管、排气管、机壳、吸气管、电机定子、电机转子、主轴、机座、十字联接环、旋转涡旋盘、轴向输气量调节机构；

主轴为曲柄轴结构，主轴轴向方向开设有偏心油道，主轴带有偏心油道的一端穿过机座并与电机转子配合，同时主轴的偏心曲柄销与旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，电机转子与电机定子配合，电机定子与机壳配合，机壳上正中位置安装有与机壳焊接的排气管；十字联接环上的凸台与分别位于机座和旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接机座和旋转涡旋盘；机座径向的两个凸台与机壳紧密配合；固定涡旋盘的排气孔处密封连接有排气接管，所述排气接管与排气管连接；机座与固定涡旋盘之间夹有密封垫片；

固定涡旋盘与旋转涡旋盘以180度的相位差啮合，固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与旋转涡旋盘的底盘内侧接触，固定涡旋盘的底盘内侧表面与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吸气空间、最内层与排气孔相通的排气空间、中间的压缩空间共三对工作室，所述机座上设置有与最外层的吸气空间连通的吸气口；所述机壳上与所述吸气口相对应的位置焊接有吸气管；

所述轴向输气量调节机构包括转动环、挡环、顶杆、气缸、活塞、缸盖、活塞弹簧、推板、推杆、调节阀、高压气体接管、轴向伸缩的调节弹簧，转动环套在排气管外部并通过排气接管限位，所述转动环外表面设置有推板槽和向下开口的斜槽，在排气接管外表面和固定涡旋盘排气孔内表面与斜槽相对应的位置设置有与顶杆相配合的导向槽，导向槽内安装有顶杆，顶杆一端顶住斜槽内的斜边，另一端顶住固定涡旋盘，挡环套在顶杆外部挡住顶杆并与固定涡旋盘固定连接，所述轴向伸缩的调节弹簧安装在固定涡旋盘与机座的连接面，气缸分别与缸盖和机壳焊接，所述气缸内安装有活塞，活塞与气缸底部之间安装有活塞弹簧，推杆一端穿过气缸底部及活塞弹簧与活塞固定连接，所述推杆另一端与安装在转动环外表面推板槽内的推板固定连接；高压气体接管的一端与缸盖上的进气口连接，高压气体接管的另一端通过调节阀与排气管连接。

所述机壳由上半壳体和下半壳体连接而成，下半壳体上安装有视油镜。

本发明具有下述技术效果：

1、本发明带轴向输气量调节的涡旋式压缩机，利用轴向输气量调节机构顶开固定涡旋盘，使固定涡旋盘与旋转涡旋盘轴向脱离，气体由中心高压沿着径向向低压吸气侧流动，排出压缩机的气量减少，实现输出气量的调节，满足制冷或供热负荷的变化需求。同时，实现卸载启动，提高制冷压缩机的运行性能，降低成本，节约能源。

2、本发明带轴向输气量调节的涡旋式压缩机零部件结构简单，加工装配方便，耗材少，成本低、控制灵活，安全可靠。

附图说明

图1为本发明带轴向输气量调节的涡旋式压缩机的示意图；

图2为A-A剖视图；

图3为B-B剖视图；

图4为轴向输气量调节机构的示意图。

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。

本发明的带轴向输气量调节的涡旋式压缩机的示意图如图1至图4所示。包括固定涡旋盘1、排气接管3、排气管4、机壳5、吸气管8、电机定子9、电机转子10、主轴11、机座12、十字联接环13、旋转涡旋盘14、轴向输气量调节机构。

主轴11为曲柄轴结构，主轴轴向方向开设有偏心油道，主轴11带有偏心油道的一端穿过机座12并与电机转子10配合，主轴的偏心曲柄销与旋转涡旋盘14的底盘外侧的轴连接槽配合，电机转子10与电机定子9配合，电机定子与机壳配合。机壳5上正中位置安装有与机壳焊接的排气管4。十字联接环13上的凸台与分别位于机座12和旋转涡旋盘14上成十字分布的凹槽17配合连接机座和旋转涡旋盘。旋转涡旋盘由主轴11带动做旋转运动，十字联接环13保证其只能绕固定涡旋盘中心回转平动。机座12径向的两个凸台与机壳5紧密配合，固定涡旋盘1的排气孔处密封连接有排气接管3，排气接管3与排气管4连接。机座12与固定涡旋盘1之间夹有密封垫片。

固定涡旋盘1与旋转涡旋盘14以180度的相位差啮合，固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与旋转涡旋盘的底盘内侧接触，固定涡旋盘的底盘内侧表面与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吸气空间、最内层与排气孔相通的排气空间、中间的压缩空间共三对工作室。机座12上设置有与最外层的吸气空间连通的吸气口。所述机壳上与所述吸气口相对应的位置焊接有吸气管8。压缩机工作时，随着主轴旋转带动旋转涡旋盘转动，使各工作室容积由外到内不断变小，从而实现吸气、压缩和排气的目的。

所述轴向输气量调节机构包括转动环6、挡环2、顶杆7、气缸24、活塞21、缸盖22、活塞弹簧20、推板18、推杆19、调节阀27、高压气体接管23、轴向伸缩的调节弹簧15，转动环6套在排气管4外部，排气接管3较排气管4的外径大，转动环6的内径较排气接管3的外径小，转动环6套在排气管4外与排气接管3的凸出部分配合并通过排气接管限位，转动环6可以在排气管4外转动。所述转动环6外表面设置有推板槽25和向下开口的斜槽26，在排气接管外表面和固定涡旋盘排气孔内表面与斜槽相对应的位置设置有与顶杆相配合的导向槽，导向槽内安装有顶杆7，顶杆7一端顶住斜槽26内的斜边，另一端顶住固定涡旋盘1，顶杆7可以沿着转动环6的斜槽26相对滑动。挡环2套在顶杆7外部挡住顶杆并与固定涡旋盘固定连接，防止顶杆7倾侧，从斜槽26中滑出转动环6。所述轴向伸缩的调节弹簧15安装在固定涡旋盘1与机座12的连接面上，气缸24分别与缸盖22和机壳12焊接，气缸24内安装有活塞21，活塞21与气缸底部之间安装有活塞弹簧20，推杆19一端穿过气缸底部及活塞弹簧与活塞21固定连接，推杆19另一端与安装在转动环外表面推板槽内的推板18固定连接。推杆19与活塞21一起能够在气缸24内往复移动，并推动推板一起沿转动环6的切线方向移动。高压气体接管23的一端与缸盖22上的进气口连接，高压气体接管的另一端通过调节阀27与排气管4连接，调节阀27的开度和开启时间可自动调节。

为了调节的稳定性和均匀性，顶杆和其对应的斜槽可以为多对，沿转动环圆周方向均布。轴向伸缩的调节弹簧可以为多个，沿固定涡旋盘圆周方向均布。

所述机壳由上半壳体和下半壳体连接而成，所述机壳的下半壳体上安装有视油镜。

组装时，推杆19的一侧焊接活塞21，活塞弹簧20从另一侧套在推杆19外，插入气缸24，使活塞弹簧20的一端顶住活塞21，另外一侧顶住气缸24底部内壁，推杆19的另外一端与推板18焊接，缸盖22与气缸24焊接。主轴11带有润滑油道的一端与机座12配合，旋转涡旋盘14与主轴11配合，由旋转涡旋盘底盘外侧的凹槽与机座上的凹槽组成的十字槽17与十字联接环13的凸台配合，机座12的弹簧槽16内放置调节弹簧15，机座与固定涡旋盘之间放置密封垫片后与固定涡旋盘1配合，将主轴11伸出机座12的部分与电机转子10配合，电机转子10与电机定子9配合，机壳5的下半壳体上安装视油镜，将上述整体压入机壳5的下半壳体，注入计算好的润滑油量，将吸气管8与机壳5焊接。排气管4的一端与排气接管3焊接，将转动环6从排气管4的另一端套入，将顶杆7与转动环6的斜槽26配合，固定涡旋盘1排气孔的槽内嵌入密封垫后与排气接管3配合，并使顶杆7放入排气接管外表面和固定涡旋盘排气孔内表面的导向槽内，将挡环2套在转动环6外，并与固定涡旋盘1焊接，将上述安装好的气缸组件的推板18与转动环6的推板槽25配合，气缸与机壳焊接，将上半壳体与下半壳体焊接，排气管4与上半机壳焊接，高压气体接管23与排气管4、调节阀27和缸盖22焊接，将电机接线盒定位，在机壳5外焊接工艺接管，压缩机整机组装完毕。主轴11高速旋转时，位于机壳5底部的润滑油，在离心力的作用下沿着主轴11内轴线方向开设的偏心油道，流向需要润滑的表面、密封零件间的配合间隙，减少泄漏和摩擦损失。

由蒸发器来的低温低压的气体制冷工质由吸气管8进入压缩机的机壳内的空间，对电机进行冷却降温后经机座12上的吸气孔进入固定涡旋盘和旋转涡旋盘形成的最外侧的容积空间，随着主轴带动旋转涡旋盘转动，气体制冷工质由外到内进入逐渐减小的容积空间，直到最内层与排气孔相通的排气空间，经压缩后的高温高压气体制冷工质经排气孔进入排气管排出压缩机。

如图4所示，在制冷压缩机启动时，制冷系统的排气高压还未完全建立，调节阀27全部打开，在活塞弹簧20的推动下，活塞21位于气缸24的端部，并带动推杆19左移，推板18带动转动环6转动，转动环6斜槽26沿切线方向左移，顶杆7沿斜槽26上移，弹簧15推动固定涡旋盘1上移，顶开固定涡旋盘，使固定涡旋盘与旋转涡旋盘14轴向脱离，气体由中心高压侧沿着径向向低压吸气侧流动，实现卸载启动，保护电机，节约能耗。

当需要输出气量调节时，打开调节阀27，从排气高压管道来的高压气体，通过高压气体接管23进入气缸24，克服活塞弹簧20的弹簧力，推动活塞21右移，并带动推杆19右移，推板18带动转动环6转动，转动环6斜槽26沿切线方向右移，顶杆7沿斜槽26下移，推动固定涡旋盘1下移，当打开调节阀27的开度最大，固定涡旋盘1落回机座12上，压缩机正常的工作，排出气体量为100％。

通过控制打开调节阀27的大小来控制固定涡旋盘上移的距离，可以调节压缩机的排出气量。调节阀27的开度越大，从排气高压管道来的高压气体压力大，顶杆7沿斜槽26下移的距离越大，推动固定涡旋盘1下移的距离越大，固定涡旋盘与旋转涡旋盘轴向脱离的越少，气体由中心高压侧沿着径向向低压吸气侧流动的越少，压缩机排出气体量越多，反之，则压缩机排出气体量越少。

通过控制打开调节阀27的时间也可调节压缩机的排气量，打开调节阀27的时间越短，固定涡旋盘与旋转涡旋盘轴向脱离的时间越短，压缩机排出气体量越多，反之，则压缩机排出气体量越少。

本发明的带轴向输气量调节机构的涡旋式压缩机，利用轴向输气量调节机构实现输出气量的调节，满足制冷或供热负荷的变化需求。同时，实现卸载启动，提高制冷压缩机的运行性能，降低成本，节约能源。

尽管参照实施例对所公开的涉及一种带轴向输气量调节的涡旋式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 (2)

1.一种带轴向输气量调节的涡旋式压缩机，其特征在于,包括固定涡旋盘、排气接管、排气管、机壳、吸气管、电机定子、电机转子、主轴、机座、十字联接环、旋转涡旋盘、轴向输气量调节机构；

主轴为曲柄轴结构，主轴轴向方向开设有偏心油道，主轴带有偏心油道的一端穿过机座并与电机转子配合，同时主轴的偏心曲柄销与旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，电机转子与电机定子配合，电机定子与机壳配合，机壳上正中位置安装有与机壳焊接的排气管；十字联接环上的凸台与分别位于机座和旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接机座和旋转涡旋盘；机座径向的两个凸台与机壳紧密配合；固定涡旋盘的排气孔处密封连接有排气接管，所述排气接管与排气管连接；机座与固定涡旋盘之间夹有密封垫片；

固定涡旋盘与旋转涡旋盘以180度的相位差啮合，固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与旋转涡旋盘的底盘内侧接触，固定涡旋盘的底盘内侧表面与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吸气空间、最内层与排气孔相通的排气空间、中间的压缩空间共三对工作室，所述机座上设置有与最外层的吸气空间连通的吸气口；所述机壳上与所述吸气口相对应的位置焊接有吸气管；

所述轴向输气量调节机构包括转动环、挡环、顶杆、气缸、活塞、缸盖、活塞弹簧、推板、推杆、调节阀、高压气体接管、轴向伸缩的调节弹簧，转动环套在排气管外部并通过排气接管限位，所述转动环外表面设置有推板槽和向下开口的斜槽，在排气接管外表面和固定涡旋盘排气孔内表面与斜槽相对应的位置设置有与顶杆相配合的导向槽，导向槽内安装有顶杆，顶杆一端顶住斜槽内的斜边，另一端顶住固定涡旋盘，挡环套在顶杆外部挡住顶杆并与固定涡旋盘固定连接，所述轴向伸缩的调节弹簧安装在固定涡旋盘与机座的连接面，气缸分别与缸盖和机壳焊接，所述气缸内安装有活塞，活塞与气缸底部之间安装有活塞弹簧，推杆一端穿过气缸底部及活塞弹簧与活塞固定连接，所述推杆另一端与安装在转动环外表面推板槽内的推板固定连接；高压气体接管的一端与缸盖上的进气口连接，高压气体接管的另一端通过调节阀与排气管连接。

2.根据权利要求1所述的带轴向输气量调节的涡旋式压缩机，其特征在于,所述机壳由上半壳体和下半壳体连接而成，下半壳体上安装有视油镜。

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