CN103047147B - 一种喷油的涡旋压缩机油路结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷油的涡旋压缩机油路结构，包括水平方向上设有轴的圆筒状密闭壳体，在该密闭壳体内形成的低压空间，配置在该低压空间内的驱动机构和压缩机构，连接所述驱动机构及压缩机构的水平延伸的且内部开有油孔的旋转轴，支撑旋转轴的主轴承和止推轴承；所述油孔在所述主轴承和止推轴承处分别形成有第一分支油孔和第二分支油孔；所述旋转轴在所述主轴承处形成的环状导油通路。本发明解决了全封闭条件下喷油涡旋压缩机压缩腔喷油内冷却问题，为涡旋压缩机压缩密闭性要求严且等熵指数高的气体，拓展涡旋压缩机的应用范围奠定了基础。

Description

一种喷油的涡旋压缩机油路结构

技术领域

本发明属于流体机械领域，涉及一种压缩机的油路结构，尤其是一种油田伴生气回收装置用的喷油的涡旋压缩机油路结构。

背景技术

普通涡旋制冷压缩机的制冷工质和润滑油之间有良好的互溶性，制冷工质进入涡旋压缩机时自身携带的润滑油即可满足润滑和密封需要，此外制冷工质的等熵指数较低，在压缩时温升不是很显著；天然气、氦气等气体与润滑油的互溶性较差，等熵指数高，压缩时会产生大量的压缩热，温升显著，因此其相应的涡旋压缩机需要对压缩腔喷油实现润滑、密封和降低压缩腔温度的目的。

目前采用喷油技术的涡旋压缩机多为开启式，在轴封等处经常出现泄漏现象，但是压缩天然气等易燃易爆气体或者氦气等稀有气体时，不允许泄漏现象发生，因此必须采用全封闭式涡旋压缩机，大大增加了喷油技术难度。

现有的涡旋压缩机喷油技术很难满足用于压缩与润滑油互溶性差且高等熵指数气体的全封闭式涡旋压缩机，导致压缩过程的热量不能被有效的排出，并且压缩过程有较大的内泄漏。常规的外部直接喷油进入压缩腔的喷油涡旋压缩机，喷油机构复杂，轴承推力面等的润滑油循环(以下称润滑油循环)和压缩腔喷油循环(以下称喷油循环)互相孤立，由于喷入压缩腔的润滑油会泄漏到机壳油池内，当压缩腔喷油量较大时，润滑油系统和喷油系统匹配不当，会导致油池油面逐渐上升，引起压缩机效率或可靠性降低，此外压缩过程和电机产生的热量会使油池内的温度不断上升，降低润滑油的粘度，导致润滑油失效，引起压缩机效率降低甚至烧毁。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种喷油的涡旋压缩机油路结构，该结构在保证压缩机密闭性和轴承推力面等润滑的同时，通过压差形成轴承推力面润滑和压缩腔喷油冷却统一的油循环系统。适合压缩密闭性要求高且等熵指数高的气体，利用涡旋压缩机实现这些气体的高效压缩。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种喷油的涡旋压缩机油路结构，包括：水平方向上设有轴的圆筒状密闭壳体，在该密闭壳体内形成的低压空间，配置在该低压空间内的驱动机构和压缩机构，连接所述驱动机构及压缩机构的水平延伸的且内部开有油孔的旋转轴，支撑旋转轴的主轴承和止推轴承；所述油孔在所述主轴承和止推轴承处分别形成有第一分支油孔和第二分支油孔；所述旋转轴在所述主轴承处形成的环状导油通路；还包括有安装主轴承的主支架，固定在主支架上的静涡盘；在上述主轴承处开有连通所述密闭壳体形成的空间的排油孔；与所述旋转轴的中心轴偏心并从旋转轴的端部延伸的偏心轴；构成上述压缩机构，安装在上述偏心轴上的动涡盘；上述动涡盘在上述偏心轴一侧具有的配合孔；摆动自如地保持上述动涡盘并安装在上述配合孔内，与上述偏心轴配合的动涡盘密封轴承；上述动涡盘、上述偏心轴、上述动涡盘密封轴承在上述配合孔内形成的油压空间；上述动涡盘在上述偏心轴一侧安装的防止其自转的机构十字滑环；上述动涡盘内一端连接上述油压空间，一端连接上述十字滑环的导油通路；上述十字滑环两侧表面形成的环状导油通路；上述十字滑环内连通十字滑环两侧表面环状导油通路的导油孔；在上述圆筒状的密闭壳体下方形成的储油池；上述支架上安装的油盖；通过密闭壳体竖直方向延伸的竖直喷油管和水平方向延伸的水平喷油管；延伸至上述密闭壳体内的一端相连接的上述油盖上的管接头；上述油盖与支架以及旋转轴的端面形成小油腔；一端连接进气管，一端连接压缩腔进气口的进气导管和进气导管；上述进气导管和进气导管在上述储油池油位设置线以下部分开有的一个或多个小孔径进油孔；用于连接静涡盘与上述动涡盘并和静涡盘和动涡盘形成口袋状吸气腔的弹性密封机构。

上述喷油涡旋压缩机内部油路由水平喷油管、竖直喷油管、管接头、油盖、油腔、旋转轴内的油孔及第一分支油孔和第二分支油孔、旋转轴上形成的环状导油通路、主轴承处的排油孔、油压空间、动涡盘内的导油通路、十字滑环两侧表面形成的环状导油通路、储油池、进气管和进气管表面的小孔径进油孔和进气导管构成。

进一步，上述的静涡盘和动涡盘以及其之间安装的弹性密封机构共同形成两个口袋形状的近似封闭的吸气腔，此空间在吸气过程中逐渐张大，从而保证压缩机吸气几乎完全来自进气导管和进气导管，并且在吸气过程中产生真空度。

上述支架与油盖、主轴的端面以及止推轴承形成的一个封闭的油腔。

上述油盖上连接有管接头，根据需要将管接头与水平喷油管或竖直喷油管相连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明在保证压缩机密闭性和轴承推力面等润滑的同时，通过压差形成轴承推力面润滑和压缩腔喷油冷却统一的油循环系统。润滑油在压差作用下通过喷油管经支架油孔进入旋转轴内的油孔，旋转轴上的环形通路、动涡盘内的导油通路和十字滑环两侧表面形成的环状通路将油孔内的润滑油送到轴承、十字滑环和动涡盘推力面等处，完成润滑后掉落到压缩机壳体底部储油池内，油孔内多余的润滑油通过主轴承处的排油孔也排入储油池。静涡盘和动涡盘以及其之间安装的弹性密封机构如波纹板或弹性良好的橡胶形成两个口袋状的近似密闭的吸气腔，该吸气腔在吸气过程会产生一定的真空度，即使得油池与吸气腔产生一定的压差，在该压差作用下油池的中的润滑油通过埋在油池底部的进气导管表面设置的一个或多个小孔径进油孔压入进气导管，进气导管内的进气将润滑油带入压缩腔，完成压缩腔冷却、润滑作用后由排气带出，在油气分离冷却后重新导入喷油管。本发明解决了全封闭条件下喷油涡旋压缩机压缩腔喷油内冷却问题，为涡旋压缩机压缩密闭性要求严且等熵指数高的气体，拓展涡旋压缩机的应用范围奠定了基础。

附图说明

图1为本发明全封闭卧式喷油涡旋压缩机的剖面图；

图2为本发明第1实施例的全封闭卧式喷油涡旋压缩机的局部放大剖视图；

图3为本发明第2实施例的全封闭卧式喷油涡旋压缩机的局部放大剖视图；

图4为本发明设置弹性密封机构的局部放大剖视图。

其中，1为涡旋压缩机，3为驱动机构，4为压缩机构，5为进气管，6为密闭壳体，7为前端盖、8为后端盖，9为电源端子，10为励磁线圈，11为定子，12为转子，13为旋转轴，14为偏心轴，15为主轴承，16为主支架，17为止推轴承，18为支架，19为油孔，20为第一分支油孔、21为第二分支油孔，22为动涡盘，23为压缩腔，24为静涡盘，25为十字滑环，26为排气管，27为压缩腔进气口，28为进气导管，29为进油孔，30为储油池，31为水平喷油管，32为驱动机构支架，33为主平衡重，34为副平衡重，35为管接头，36为环状导油通路，37为排油通路，38导油孔，39为环状导油通路，40为导油孔，41为动涡盘密封轴承，42为配合孔，43为油压空间，44为油盖，45为油腔，46为竖直喷油管，47为弹性密封机构。

具体实施方式

本发明的喷油的涡旋压缩机油路结构包括：水平方向上设有轴的圆筒状密闭壳体6，在该密闭壳体6内形成的低压空间，配置在该低压空间内的驱动机构3和压缩机构4，连接驱动机构3及压缩机构4的水平延伸的且内部开有油孔19的旋转轴13，支撑旋转轴13的主轴承15和止推轴承17；油孔19在所述主轴承15和止推轴承17处分别形成有第一分支油孔20和第二分支油孔21；旋转轴13在主轴承15处形成的环状导油通路36；还包括有安装主轴承15的主支架16，固定在主支架16上的静涡盘24；在主轴承15处开有连通所述密闭壳体6形成的空间的排油孔38；与所述旋转轴13的中心轴偏心并从旋转轴13的端部延伸的偏心轴14；构成所述压缩机构4，安装在所述偏心轴14上的动涡盘22；所述动涡盘22在偏心轴14一侧具有的配合孔42；摆动自如地保持上述动涡盘22并安装在配合孔42内，与偏心轴14配合的动涡盘密封轴承41；动涡盘22、偏心轴14、动涡盘密封轴承41在配合孔42内形成的油压空间43；动涡盘22在偏心轴14一侧安装有防止其自转的机构十字滑环25；动涡盘22内一端连接油压空间43，一端连接十字滑环25的导油通路37；十字滑环25两侧表面形成环状导油通路39；十字滑环25内连通十字滑环25两侧表面环状导油通路39的导油孔40；在圆筒状的密闭壳体6下方形成储油池30；支架18上安装有油盖44；通过密闭壳体6竖直方向延伸的竖直喷油管46和水平方向延伸的水平喷油管31；延伸至上述密闭壳体6内的一端相连接的上述油盖44上的管接头35；油盖44与支架18以及旋转轴13的端面形成小油腔45；一端连接进气管5，一端连接压缩腔23进气口27的进气导管28a和进气导管28b；进气导管28a和进气导管28b在储油池30油位设置线以下部分开有的一个或多个小孔径进油孔29；用于连接静涡盘24与动涡盘22并和静涡盘24和动涡盘22形成口袋状吸气腔的弹性密封机构47。所述喷油涡旋压缩机内部油路由水平喷油管31、竖直喷油管46、管接头35、油盖44、油腔45、旋转轴13内的油孔19及第一分支油孔20和第二分支油孔21、旋转轴13上形成的环状导油通路36、主轴承15处的排油孔38、油压空间43、动涡盘22内的导油通路37、十字滑环25两侧表面形成的环状导油通路39、储油池30、进气管28a和进气管28b表面的小孔径进油孔29和进气导管28构成。所述的静涡盘24和动涡盘22以及其之间安装的弹性密封机构47共同形成两个口袋形状的近似封闭的吸气腔，此空间在吸气过程中逐渐张大，从而保证压缩机吸气几乎完全来自进气导管28a和进气导管28b，并且在吸气过程中产生真空度。所述支架18与油盖44、主轴13的端面以及止推轴承17形成的一个封闭的油腔45。所述油盖44上连接有管接头35，根据需要将管接头35与水平喷油管31或竖直喷油管46相连接。

下面结合附图对本发明的实施例加以说明：

参照图1，喷油涡旋压缩机油路结构包括水平喷油管31，竖直喷油管46油盖44、管接头35、油盖44和支架18以及旋转轴13的端面形成的油腔45，旋转轴13内的油孔19，油孔19在主轴承15和止推轴承17处分别形成的第一分支油孔20和第二分支油孔21，旋转轴13在上述主轴承15处形成的环状导油通路36，旋转轴13和动涡盘22形成的油压空间43，动涡盘22内一端连接油压空间43另一端连接十字滑环25的导油通路37，十字滑环25两侧表面形成的环状导油通路39，十字滑环25内连通十字滑环25两侧表面环状导油通路39的导油孔40，在上述圆筒状的密闭壳体6下方形成的储油池30。当驱动机构运行时，润滑油经第一分支油孔20、第二分支油孔21，和导油孔39到达各个需要润滑的部位，完成各部件润滑之后的润滑油依靠重力作用汇集到储油池30。由于静涡盘24和动涡盘22之间安装的弹性密封机构47如波纹板和弹性良好的橡胶等形成的口袋形状的近似密闭的吸气腔在吸气过程中产生一定的真空度，即使得油池上方空间与吸气腔之间产生一定的压差，在此压差作用下，润滑油通过埋在油池底部的进气管28表面的进油孔29进入进气管28，然后由压缩机进气带进压缩腔23，在压缩过程中吸收压缩热，并且起到润滑和密封的作用之后以油气混合物的形式离开压缩机。压缩机排气中的润滑油经油气分离和油冷却器冷却之后进入水平喷油管31或竖直喷油管46循环使用。

以上是本发明的主要结构特征，本发明在安装喷油管时，可以有以下几种不同的安装方式：

方式一、如图2所示，将水平喷油管31与油盖上的管接头35的外螺纹相连。

方式二、如图3所示，将竖直喷油管46用软管与油盖上的管接头35的外螺纹相连。

如图4所示，本发明在安装弹性密封机构47时是将其与静涡盘24和动涡盘22的紧密贴合，以保证该吸气腔中的进气尽可能少的泄露。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.一种喷油的涡旋压缩机油路结构，包括：水平方向上设有轴的圆筒状密闭壳体(6)，在该密闭壳体(6)内形成的低压空间，配置在该低压空间内的驱动机构(3)和压缩机构(4)，连接所述驱动机构(3)及压缩机构(4)的水平延伸的且内部开有油孔(19)的旋转轴(13)，支撑旋转轴(13)的主轴承(15)和止推轴承(17)；所述油孔(19)在所述主轴承(15)和止推轴承(17)处分别形成有第一分支油孔(20)和第二分支油孔(21)；所述旋转轴(13)在所述主轴承(15)处形成的环状导油通路(36)；还包括有安装主轴承(15)的主支架(16)，固定在主支架(16)上的静涡盘(24)；在上述主轴承(15)处开有连通所述密闭壳体(6)形成的空间的排油孔(38)；与所述旋转轴(13)的中心轴偏心并从旋转轴(13)的端部延伸的偏心轴(14)；构成所述压缩机构(4)，安装在所述偏心轴(14)上的动涡盘(22)；所述动涡盘(22)在偏心轴(14)一侧具有的配合孔(42)；摆动自如地保持上述动涡盘(22)并安装在配合孔(42)内，与偏心轴(14)配合的动涡盘密封轴承(41)；动涡盘(22)、偏心轴(14)、动涡盘密封轴承(41)在配合孔(42)内形成的油压空间(43)；动涡盘(22)在偏心轴(14)一侧安装有防止其自转的机构十字滑环(25)；动涡盘(22)内一端连接油压空间(43)，一端连接十字滑环(25)的导油通路(37)；所述十字滑环(25)两侧表面形成环状导油通路(39)；十字滑环(25)内连通十字滑环(25)两侧表面环状导油通路(39)的导油孔(40)；在圆筒状的密闭壳体(6)下方形成储油池(30)；支架(18)上安装有油盖(44)；通过密闭壳体(6)竖直方向延伸的竖直喷油管(46)和水平方向延伸的水平喷油管(31)；延伸至上述密闭壳体(6)内的一端相连接的上述油盖(44)上的管接头(35)；所述油盖(44)与支架(18)以及旋转轴(13)的端面形成小油腔(45)；一端连接进气管(5)，一端连接压缩腔(23)进气口(27)的进气导管(28a)和进气导管(28b)；进气导管(28a)和进气导管(28b)在所述储油池(30)油位设置线以下部分开有的一个或多个小孔径进油孔(29)；用于连接静涡盘(24)与上述动涡盘(22)并和静涡盘(24)和动涡盘(22)形成口袋状吸气腔的弹性密封机构(47)。

2.根据权利要求书1所述的喷油的涡旋压缩机油路结构，其特征在于：所述喷油涡旋压缩机内部油路由水平喷油管(31)、竖直喷油管(46)、管接头(35)、油盖(44)、油腔(45)、旋转轴(13)内的油孔(19)及第一分支油孔(20)和第二分支油孔(21)、旋转轴(13)上形成的环状导油通路(36)、主轴承(15)处的排油孔(38)、油压空间(43)、动涡盘(22)内的导油通路(37)、十字滑环(25)两侧表面形成的环状导油通路(39)、储油池(30)、进气管(28a)和进气管(28b)表面的小孔径进油孔(29)和进气导管(28)构成。

3.根据权利要求书1或2所述的喷油涡旋压缩机油路结构，其特征在于：所述的静涡盘(24)和动涡盘(22)以及其之间安装的弹性密封机构(47)共同形成两个口袋形状的吸气腔，此空间在吸气过程中逐渐张大，从而保证压缩机吸气来自进气导管(28a)和进气导管(28b)，并且在吸气过程中产生真空度。

4.根据权利要求书1所述的喷油涡旋压缩机油路结构，其特征在于：所述支架(18)与油盖(44)、主轴(13)的端面以及止推轴承(17)形成的一个封闭的油腔(45)。

5.根据权利要求书2所述的喷油涡旋压缩机油路结构，其特征在于：所述油盖(44)上连接有管接头(35)，将管接头(35)与水平喷油管(31)或竖直喷油管(46)相连接。