CN103511224B - 卧式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式压缩机，属于压缩机构造领域。该卧式压缩机包括壳体、气缸组件、曲轴、驱动电机、活塞和平衡块。气缸组件设在壳体内且气缸组件内限定出压缩腔。曲轴贯穿气缸组件，曲轴具有偏心部，偏心部位于压缩腔内。驱动电机设在壳体内用于驱动曲轴绕其中心轴线旋转。活塞套设在偏心部的外面。平衡块用于平衡活塞和偏心部，平衡块套设在曲轴的远离驱动电机的一端上。本发明的卧式压缩机，通过将平衡块设置在曲轴的远离驱动电机的一端，可以很好地降低曲轴的挠度，减小曲轴的磨损，同时降低卧式压缩机运行时的震动和噪音，提高了卧式压缩机的可靠性。

Description

卧式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机构造领域，尤其是涉及一种卧式压缩机。

背景技术

在传统的卧式压缩机中，一般会在电机转子的端面上设置平衡块用于平衡曲轴偏心轴与活塞所产生的偏心质量。由于转子固定在曲轴的一端，此模型可以想象成横向悬臂梁结构，同时由于定转子间隙不平衡量的存在，当压缩机旋转的时候电机会产生磁拉力，且转子偏位后由于自重也会产生离心力，另外平衡块在旋转时也会产生相应离心力矩。当这些离心力叠加起来后，加上主轴承支撑曲轴端点到平衡块的距离比较远，因此导致合力矩较大。这样会加剧压缩机曲轴与主轴承的接触磨耗，严重时会出现主轴承大面积磨损现象。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种卧式压缩机，该卧式压缩机可改善曲轴的磨损状况，降低曲轴与主轴承之间的摩擦，从而提高卧式压缩机运行时的可靠性以及使用寿命。

根据本发明的卧式压缩机，包括：壳体；气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内且所述气缸组件内限定出压缩腔；曲轴，所述曲轴贯穿所述气缸组件，所述曲轴具有偏心部，所述偏心部位于所述压缩腔内；驱动电机，所述驱动电机设在所述壳体内用于驱动所述曲轴绕其中心轴线旋转；活塞，所述活塞套设在所述偏心部的外面；以及用于平衡所述活塞和所述偏心部的平衡块，所述平衡块套设在所述曲轴的远离所述驱动电机的一端上。

根据本发明的卧式压缩机，通过将平衡块设置在曲轴的远离驱动电机的一端，可以很好地降低曲轴的挠度，减小曲轴的磨损，同时降低卧式压缩机运行时的震动和噪音，特别地，通过对平衡块设置位置的改进，使得本发明的卧式压缩机能够更好地满足高频例如150Hz，甚至180Hz的运行要求，大大提高了适用范围。

另外，根据本发明的卧式压缩机，还可以具有如下附加技术特征：

所述气缸组件包括：气缸；主轴承，所述主轴承在所述曲轴的轴向上设在所述气缸的一侧；以及副轴承，所述副轴承在所述轴向上设在所述气缸的另一侧，其中所述压缩腔由所述气缸、所述主轴承和所述副轴承共同限定出。

所述平衡块的重心在正交于所述中心轴线的平面内的正投影、与所述活塞和所述偏心部的整体重心在所述平面内的正投影关于所述中心轴线对称。

这样，当卧式压缩机运行时，平衡块所产生的离心力矩的数值与偏心部和活塞共同产生的离心力矩大致相等，由此大大改善了传统在转子上设置一平衡块所带来的曲轴绕度恶化的问题，进而有效减小了曲轴的磨损，提高了卧式压缩机的寿命。

所述平衡块的最大径向尺寸为L，所述副轴承的半径为R，其中L≤0.85R。采用这种设计，一方面保证平衡块在旋转时不会碰触、搅动下方的油池，另一方面也不会由于该侧具有平衡块而影响油池向副轴承、曲轴等部件供油。

所述平衡块和所述曲轴螺纹相连。

所述平衡块和所述曲轴上分别设有销孔，所述卧式压缩机还包括定位销，所述定位销分别配合在所述平衡块和所述曲轴上的销孔内。

所述定位销分别与所述平衡块和所述曲轴上的销孔过盈配合。这样，可以保证平衡块与曲轴之间具有足够的固定强度。

所述卧式压缩机还包括供油装置，所述供油装置固定在所述壳体内，所述供油装置的自由端具有油帽，所述曲轴的远离所述驱动电机的一端内形成有中心孔，其中所述油帽至少部分插入到所述中心孔内以向所述曲轴供油。

所述油帽间隙配合在所述中心孔内。

所述油帽在所述曲轴的轴向上的尺寸为A，所述油帽插入所述中心孔内的深度为S，其中S≥0.2A。这样，可保证曲轴能够获得足够的润滑油。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的卧式压缩机的示意图；

图2是曲轴与平衡块的示意图；

图3是副轴承的示意图；

图4是曲轴与供油装置的局部示意图；

图5是平衡块与曲轴的一种安装方式的示意图；

图6是平衡块与曲轴的另一种安装方式的示意图。

附图标记说明：

卧式压缩机100；

壳体1；

气缸组件2，气缸21，主轴承22，副轴承23，消音器24；

曲轴3，偏心部31；

驱动电机4，定子41，转子42；

活塞5；

平衡块6；

定位销7；

供油装置8，油帽81。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的卧式压缩机100。

根据本发明一个实施例的卧式压缩机100，包括壳体1、气缸组件2、曲轴3、驱动电机4、活塞5和平衡块6。

其中，气缸组件2设在壳体1内且气缸组件2内限定出压缩腔。气缸组件2可包括气缸21、主轴承22和副轴承23，主轴承22在曲轴3的轴向（图1中的左右方向）上设在气缸21的一侧，例如在图1的示例中，主轴承22设在气缸21的右侧，主轴承22与气缸21可通过多个螺栓可拆卸地相连，主轴承22的外面可套设有消音器24，用于降低卧式压缩机100运行时的噪音。副轴承23在曲轴3的轴向上设在气缸21的另一侧，例如在图1的示例中，副轴承23设在气缸21的左侧，也就是说副轴承23和主轴承22分别设在气缸21的两侧，副轴承23与气缸21可通过多个螺栓可拆卸地相连，其中上述的压缩腔由气缸21、主轴承22和副轴承23共同限定出。

曲轴3贯穿气缸组件2，换言之，如图1所示，曲轴3的一端从副轴承23处向外（向左）伸出，另一端从主轴承22处向外（向右）伸出。曲轴3具有偏心部31，该偏心部31位于压缩腔内，该偏心部31与曲轴3可一体形成。

如图1所示，驱动电机4设在壳体1内用于驱动曲轴3绕其中心轴线旋转，驱动电机4可包括定子41和转子42，其中定子41可固定在壳体1的内壁上，转子42可固定在曲轴3的从主轴承22向外伸出的一端上。活塞5套设在偏心部31的外面以在偏心部31的带动下对压缩腔内的冷媒介质进行压缩。

平衡块6套设在曲轴3的远离驱动电机4的一端上，例如在图1的示例中，该一端为左端，即平衡块6可套设在曲轴3的左端上，平衡块6用于平衡活塞5和偏心部31。

具体而言，卧式压缩机100运转时，由于偏心部31以及套设在其外面的活塞5受到离心力，二者相对于曲轴3的中心轴线存在偏心质量，传统方式为在转子42的端面上设置一平衡块，但是由于卧式压缩机100横向放置的特殊结构，其转子42在旋转时会有较大的离心力矩存在，另外，由于定子41和转子42间隙不平衡量的存在，驱动电机4受到侧向电磁拉力，这些力矩叠加起来后会严重加大曲轴3的挠度。

相比而言，本发明的卧式压缩机100，通过将平衡块6设置在曲轴3的远离驱动电机4的一端，可以很好地降低曲轴3的挠度，减小曲轴3的磨损，同时降低卧式压缩机100运行时的震动和噪音，特别地，通过对平衡块6设置位置的改进，使得本发明的卧式压缩机100能够更好地满足高频例如150Hz，甚至180Hz的运行要求，大大提高了适用范围。

在本发明的一个优选实施例中，平衡块6的重心在正交于曲轴3中心轴线的平面内的正投影、与活塞5和偏心部31的整体重心在该平面内的正投影关于曲轴3的中心轴线对称。这样，当卧式压缩机100运行时，平衡块6所产生的离心力矩的数值与偏心部31和活塞5共同产生的离心力矩大致相等，由此大大改善了传统在转子42上设置一平衡块所带来的曲轴3绕度恶化的问题，进而有效减小了曲轴3的磨损，提高了卧式压缩机100的寿命。

如图1所示，卧式压缩机100的油池设在壳体1的内底部，卧式压缩机100运行时，平衡块6随着曲轴3一同旋转，若平衡块6在旋转过程中与壳体1底部的润滑机油接触，则势必会影响压缩机的入力，而且搅动油池需要消耗一定的功，这样会影响卧式压缩机100的能效。

有鉴于此，如图1和图3所示，平衡块6的最大径向尺寸为L，副轴承23的半径为R，其中L≤0.85R。采用这种设计，一方面保证平衡块6在旋转时不会碰触、搅动下方的油池，另一方面也不会由于该侧具有平衡块6而影响油池向副轴承23、曲轴3等部件供油。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，平衡块6和曲轴3螺纹相连。例如平衡块6内形成有内螺纹，曲轴3对应形成有外螺纹，这样方便安装。优选地，该外螺纹与内螺纹旋紧的方向与曲轴3的旋转方向相同，换言之，卧式压缩机100工作时，曲轴3是一直沿着一个方向转动的，通过将内、外螺纹的螺纹方向设置成与该旋转方向相匹配的方向，这样在曲轴3旋转过程中，内、外螺纹会越来越紧，由此使平衡块6与曲轴3在卧式压缩机100运行时具有越旋越紧的趋势，避免二者之间出现松动、甚至分离等情况，影响卧式压缩机100正常工作。

当然，本发明不限于此，在本发明的另一个实施例中，如图6所示，平衡块6和曲轴3上分别设有销孔，卧式压缩机100还包括定位销7，定位销7分别配合在平衡块6和曲轴3上的销孔内，即定位销7分别与平衡块6上的销孔以及曲轴3上的销孔配合。

优选地，定位销7分别与平衡块6和曲轴3上的销孔过盈配合，也就是说，定位销7分别与平衡块6上的销孔以及曲轴3上的销孔过盈配合，这样可保证平衡块6与曲轴3之间具有足够的固定强度，避免长时间使用或者压缩机高速运转时，平衡块6从曲轴3上分离。

当然，可以理解的是，平衡块6与曲轴3的固定方式包括但不限于上述的螺纹方式以及定位销7方式，对于其它可将平衡块6固定在曲轴3上的方式，均落入本发明的保护范围内。

在本发明的一个实施例中，卧式压缩机100还包括供油装置8，供油装置8固定在壳体1内且靠近曲轴3的具有平衡块6的一端，供油装置8的自由端例如上端具有油帽81，曲轴3的远离驱动电机4的一端即设置有平衡块6的一端内形成有中心孔，其中油帽81至少部分插入到该中心孔内以向曲轴3供油。

优选地，油帽81间隙配合在中心孔内，也就是说油帽81的尺寸略小于中心孔的尺寸，这样可以避免曲轴3旋转时、油帽81与曲轴3接触而产生较大的摩擦，进而影响卧式压缩机100的能效。

更优选地，如图1和图4所示，油帽81在曲轴3的轴向上的尺寸为A，油帽81插入中心孔内的深度为S，其中S≥0.2A。这样，保证曲轴3可获得足够的润滑油。

总体而言，本发明的卧式压缩机100，大大改善了曲轴3的磨损问题，提高了曲轴3的可靠性，可满足高频率运转的技术要求，适用范围广。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种卧式压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

气缸组件，所述气缸组件设在所述壳体内且所述气缸组件内限定出压缩腔；

曲轴，所述曲轴贯穿所述气缸组件，所述曲轴具有偏心部，所述偏心部位于所述压缩腔内；

驱动电机，所述驱动电机设在所述壳体内用于驱动所述曲轴绕其中心轴线旋转；

活塞，所述活塞套设在所述偏心部的外面；以及

用于平衡所述活塞和所述偏心部的平衡块，所述平衡块套设在所述曲轴的远离所述驱动电机的一端上；

所述气缸组件包括：

气缸；

主轴承，所述主轴承在所述曲轴的轴向上设在所述气缸的一侧；以及

副轴承，所述副轴承在所述轴向上设在所述气缸的另一侧，其中所述压缩腔由所述气缸、所述主轴承和所述副轴承共同限定出；

所述平衡块的最大径向尺寸为L，所述副轴承的半径为R，其中L≤0.85R；

供油装置，所述供油装置固定在所述壳体内，所述供油装置的自由端具有油帽，所述曲轴的远离所述驱动电机的一端内形成有中心孔，其中所述油帽至少部分插入到所述中心孔内以向所述曲轴供油；所述油帽在所述曲轴的轴向上的尺寸为A，所述油帽插入所述中心孔内的深度为S，其中S≥0.2A。

2.根据权利要求1所述的卧式压缩机，其特征在于，所述平衡块的重心在正交于所述中心轴线的平面内的正投影、与所述活塞和所述偏心部的整体重心在所述平面内的正投影关于所述中心轴线对称。

3.根据权利要求1所述的卧式压缩机，其特征在于，所述平衡块和所述曲轴螺纹相连。

4.根据权利要求1所述的卧式压缩机，其特征在于，所述平衡块和所述曲轴上分别设有销孔，

所述卧式压缩机还包括定位销，所述定位销分别配合在所述平衡块和所述曲轴上的销孔内。

5.根据权利要求4所述的卧式压缩机，其特征在于，所述定位销分别与所述平衡块和所述曲轴上的销孔过盈配合。

6.根据权利要求1所述的卧式压缩机，其特征在于，所述油帽间隙配合在所述中心孔内。