CN104074752A - 一种涡旋压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有中间补气通路的涡旋压缩机，包括静涡旋盘，静涡旋盘包括有静盘第一表面、静盘第二表面和从静盘第一表面延伸到静盘第二表面的第一中间通路，在静盘第一表面上还设有第二中间通路，还增加了盖板，盖板覆盖在静涡旋盘上，引入中间补气管，形成涡旋压缩机的中间补气通路。由于运用静涡旋盘与盖板的配合，融入中间补气通路中，使得整个具有中间补气的涡旋压缩机加工定位精度低，装配工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及涡旋压缩机领域，特别是涉及一种具有中间补气通路的涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机因其结构简单、体积小、重量轻、效率高等优点被广泛应用在普通制冷空调系统中。但是将普通制冷空调系统应用于北方寒冷地区制热或空气能热水器上时，在环境温度较低而冷凝温度较高的情况下，压缩机的压比将增大，这将引起压缩机吸气端吸气比容增大、输气系数减少，从而导致压缩机制热量不足，排气温度过高，会使压缩机的工作效率急速降低，长期运行会增加机械部件之间的磨损、冷冻油失效等问题，极大降低了压缩机的长期可靠性。
为了解决上述一系列问题，学者们通过研究发明了具有中间补气功能的涡旋压缩机。其特征是在压缩机中间压缩腔上开设有补气孔，并通过补气管道与系统的中间压力补气（液）源连通，使系统中的中压制冷剂气（液）体补入压缩机的中间压缩腔。目的增加压缩机的排气量，降低排气温度，从而提高压缩机的能力、效率及可靠性。
在现有中间补气技术中，多为在静涡旋盘上开设定位精度高的补气孔及连通孔道，连通孔道又通过连通组件与系统中的中压补气（液）管路连接。由其特点可知现有技术中多存在加工定位精度高、装配工艺复杂等问题，相应的提高了加工与装配成本。现有技术中很多还未设置有关闭中间补气通路时防止压缩机中压腔中气体回流的装置，这样存在余隙容积增大，压缩效率降低等问题。
发明内容
针对上述现有技术现状，为解决现有技术中在静涡旋盘上开设补气孔及连通通道需要加工定位精度高、装配工艺复杂的技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种静涡旋盘组件，以达到加工定位精度低，装配工艺简单的效果。
为了实现上述目的，本发明提供一种静涡旋盘组件，包括：
静涡旋盘，所述静涡旋盘具有静盘第一表面、静盘第二表面和从所述静盘第一表面延伸到所述静盘第二表面的第一中间通路，所述静盘第一表面还设置有第二中间通路，所述第一中间通路与所述第二中间通路连通；
盖板，所述盖板具有盖板第一表面，所述盖板第一表面覆盖在所述静盘第一表面上，所述盖板还设置有盖板补气孔，所述盖板补气孔与所述第二中间通路连通。
优选地，所述静盘第一表面设置有环形凹槽，所述环形凹槽中设置有密封件。
优选地，所述环形凹槽包括第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第二中间通路设置在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽之间。
优选地，所述盖板具有盖板第二表面，所述盖板第二表面设置有阻挡压缩机阀片的阻挡装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种涡旋压缩机，包括所述的静涡旋盘组件，还包括中间补气管，所述中间补气管一端与所述盖板补气孔连通，另一端与补气源连通。
优选地，还包括防回流装置，所述防回流装置一端与所述中间补气管连通，另一端与所述盖板补气孔连通。
优选地，所述防回流装置包括筒体，所述筒体一端开设有回流孔，所述筒体内设有弹性部件及封堵部件，所述封堵部件可选择的封堵或者打开所述回流孔。
根据本发明的另一个方面，提供一种静涡旋盘组件，包括：
静涡旋盘，所述静涡旋盘具有静盘第一表面、静盘第二表面和从所述静盘第一表面延伸到所述静盘第二表面的第一中间通路，所述静盘第一表面还设置有第二中间通路，所述第一中间通路与所述第二中间通路连通；所述静涡旋盘还包括静盘流体通路，所述静盘流体通路的一端与所述第二中间通路连通，另一端与静涡旋盘外部连通；
盖板，所述盖板具有盖板第一表面，所述盖板第一表面覆盖在所述静盘第一表面上。
优选地，所述静盘第一表面设置有环形凹槽，所述环形凹槽中设置有密封件。
优选地，所述环形凹槽包括第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第二中间通路设置在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽之间。
优选地，所述盖板具有盖板第二表面，所述盖板第二表面设置有阻挡压缩机阀片的阻挡装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种涡旋压缩机，包括所述的静涡旋盘组件，还包括中间补气管，所述中间补气管一端与所述静盘流体通路连通，另一端与补气源连通。
根据本发明的另一个方面，提供一种涡旋压缩机，包括所述的静涡旋盘组件，还包括中间补气管、第三流体通路，所述第三流体通路设置在涡旋压缩机的上支架内，所述中间补气管一端与第三流体通路连通，另一端与补气源连通，所述第三流体通路另一端与所述静盘流体通路连通。
与现有技术相比，本发明的涡旋压缩机具有如下优点：
1、盖板的设计具有结构简单、易加工、成本低，与静涡旋盘装配容易等优点；
2、防回流装置的设计可以很好的避免在关闭中间补气通路时压缩腔中的中压气体回流至补气源中，降低余隙容积，提高容积效率；
3、静盘第一表面开设的第二中间通路具有定位精度低，加工容易等优点；
4、喷射中温中压气（液）体，可以降低压缩机排气温度，提高压缩机可靠性。还可以增加补气后排气的质量流量，从而增加系统的制热或制冷能力，提高压缩机效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1本发明第一实施例的涡旋压缩机结构剖视图；
图2本发明静涡旋盘静盘第一表面结构的剖视图；
图3本发明静涡旋盘静盘第一表面结构的另一剖视图；
图4本发明盖板结构示意图；
图5本发明防回流装置局部放大图；
图6本发明中第二实施例的涡旋压缩机结构剖视图；
图7本发明中第三实施例的涡旋压缩机结构剖视图；
图8本发明中第四实施例的涡旋压缩机结构剖视图。
附图标记说明：1-静涡旋盘；1a-静涡旋齿；2-第一中间通路；3-压缩腔；4-动涡旋盘；4a-动涡旋齿；5-第二中间通路；5c-第一凹槽；5d-第二凹槽；6-盖板；7-盖板补气孔；8-凸起；9-阀片；10-静涡旋盘排气口；11-防回流装置；12-中间补气管；13-侧板；14-隔板；15-钢球；16-弹簧；17-壳体排气腔；18-吸气口；19-十字滑环；20-上支架；21-偏心曲轴；21a-偏心拐；22-导油孔；23a-电机定子；23b-电机转子；24-下支架；25-下盖；26冷冻油；27-壳体；28-上盖；29-压缩机排气口；30-静盘第一流体通路；31-静盘第二流体通路；32-第三流体通路。
具体实施例
下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一：
参照图1至图5对本发明的第一实施例进行描述。涡旋压缩机50主要包括：压缩机构、压缩机外壳、支撑装置、电机、盖板和中间补气通路。所述压缩机构包括静涡旋盘1及静涡旋齿1a，动涡旋盘4及动涡旋齿4a；压缩机外壳包括圆柱形壳体27，上盖28，下盖25，各组件之间通过焊接固定在一起；所述支撑装置包括上支架20和下支架24，均焊接在壳体27上，所述上支架20用于支撑静涡旋盘1和动涡旋盘4，所述下支架24用于支撑偏心曲轴21，静涡旋盘1通过螺栓连接的形式与上支架20固定在一起，动涡旋盘4以相位角180°安装在静涡旋盘1与上支架20之间，并可以在轴向方向上下移动一定的距离；偏心曲轴21，包括偏心拐21a以及导油孔22，导油管（未示出）或油泵（未示出）吸入的冷冻油26通过导油孔22传到需要润滑的各部件；所述电机包括电机定子23a和电机转子23b，电机转子23b与偏心曲轴21通过过盈配合的方式连接，并通过偏心拐21a在电机的驱动下使动涡旋盘4在十字滑环19防自转的约束下绕静涡旋盘1回转平动。
压缩机工作过程为低温低压的制冷剂气体通过压缩机吸气口18吸入至静涡旋齿1a和动涡旋齿4a组成的月牙形压缩腔3中，动涡旋盘4通过偏心曲轴21在电机的驱动下绕静涡旋盘1进行回转运动，该相对运动将引起压缩腔体积不断的减小，从而增大压缩腔内的压力，以达到规定的工况条件。达到要求的高温高压制冷剂气体通过静涡旋盘排气口10排至壳体内，然后通过压缩机排气口29排出涡旋压缩机50外进入系统进行循环。
静涡旋盘1具有静盘第一表面、静盘第二表面和从所述静盘第一表面延伸到所述静盘第二表面的第一中间通路2。所述第一中间通路2设置有两条，所述第一中间通路2以压缩机纵轴轴对称设置。静涡旋盘1和动涡旋盘4形成压缩腔3中的中压腔，所述中压腔与所述第一中间通路2连通，并且第一中间通路2不与压缩机的吸气腔、排气腔连通。所述静盘第一表面上设置有第二中间通路5，所述第二中间通路5与所述第一中间通路2连通。第二中间通路5设置为环形或半环形，所述第二中间通路5的槽宽优选地，设置为第一中间通路2的孔径的1～4倍。静涡旋盘1静盘第一表面还开设可以安装橡胶圈的第一凹槽5c和第二凹槽5d，当盖板6装配在静涡旋盘1静盘第一表面时，盖板6与安装有橡胶圈的第一凹槽5c和第二凹槽5d配合，防止了从补气源或第一中间通路2导入到第二中间通路5中的中压气体泄漏。由于中间补气通路设置在静涡旋盘1的静盘第一表面（外表面）上，故加工十分方便，精度要求也不高。
盖板6包括盖板第一表面、盖板第二表面、盖板补气孔7和凸起8。盖板6的第一表面覆盖在静涡旋盘1静盘第一表面上，通过螺钉或铆接等方式固接。凸起8设置在所述盖板6的第二表面上，凸起8与盖板6一体铸造成型。所述盖板补气孔7与所述第二中间通路5连通，盖板补气孔7可以是等直径的通孔、也可以是台阶状的通孔。涡旋压缩机50还包括阀片9，阀片9设置在静涡旋盘排气口10上，凸起8用于阻挡阀片9。当压缩机排气时，阀片9被气流顶起被限制在凸起8下端，气体通过阀片9周围的间隙排出，压缩机停止工作时，阀片9下落遮挡住静涡旋盘排气口10，防止壳体排气腔17中的高压气体返回至压缩腔3中产生反转现象。凸起8和阀片9共同起到排气防反转的作用，由于此处的设计，盖板6即兼具了排气防反转的作用。盖板6的设计结构简单、易加工、成本低，与静涡旋盘1配合，在功能上可以起到密封连接的作用，与阀片9配合，还可起到排气防反转的作用。
防回流装置11包括筒体，筒体由侧板13和隔板14焊接而成，所述筒体的一端开设有回流孔，另一端与盖板补气孔7连通，筒体的通孔直径小于筒体的内径。所述筒体的内部设有弹性部件及封堵部件，所述封堵部件可选择的封堵或者打开所述回流孔。优选地，弹性部件为弹簧16，封堵部件为钢球15，弹簧16用于支撑钢球15控制中间补气通路的通断。其中防回流装置11主要是起到防止已经流进第二中间通路5中的气体回流到补气源的作用。当进行中间喷射补气时，中压气体的压力大于弹簧16的弹力与压缩腔3中的中间压力时，气体可以通过第二中间通路5及第一中间通路2进入压缩腔3的中压腔。当中间喷射补气关闭时，弹簧16将钢球15弹起，钢球15堵死筒体的通孔或中间补气管12的入口，防止压缩腔3中的中压气体返至补气源中，起到防止余隙容积增大，提高容积效率的作用。
以下详细描述中间喷射补气压缩的具体工作过程。系统中间补气通路开启时，当通过中间补气管12中的制冷剂气体压力大于防回流装置11中弹簧16的弹力和压缩腔3中的中间压力时，气体可以通过第一中间通路2及第二中间通路5进入压缩腔3中的中压腔，与静涡旋盘1和动涡旋盘4压缩的中压制冷剂气体混合，混合气体经过进一步压缩后通过静涡旋盘排气口10，顶开阀片9排至壳体排气腔17中。当压缩机停止工作时，阀片9下落遮挡住静涡旋盘排气口10，防止壳体排气腔17中的高压气体返回至压缩腔3中，从而产生反转现象。当中间补气通路关闭时，防回流装置11中弹簧16将钢球15弹起，钢球15堵死筒体的通孔或中间补气管12的入口，防止压缩腔3中的气体返至补气源中。通过中间补气通路喷射中温中压气（液）体，可以降低压缩机排气温度，提高压缩机可靠性。还可以增加补气后排气的质量流量，从而增加系统的制热或制冷能力，提高压缩机效率。
实施例二：
参照图6对本发明的第二实施例进行描述，描述中没有特别指出的结构与实施例一描述的结构相同。
实施例二的结构特点与实施例一中的主要区别在于，实施例二中在压缩机内部省略了防回流装置，中间补气管12与盖板6上的盖板补气孔7直接通过焊接或过盈压入进行密封连接。具体工作过程为，系统中间补气通路开启时，当通过中间补气管12中的制冷剂气体压力大于压缩腔3中的中间压力时，气体可以通过第一中间通路2及第二中间通路5进入压缩腔3中的中压腔，与静涡旋盘1和动涡旋盘4压缩的中压制冷剂气体混合，混合气体经过进一步压缩后通过静涡旋盘排气口10，顶开阀片9排至壳体排气腔17中。当压缩机停止工作时，阀片9下落遮挡住静涡旋盘排气口10，防止壳体排气腔17中的高压气体返回至压缩腔3中，从而产生反转现象。当中间补气通路关闭时，可以在压缩机外部增加单向阀或止回阀等阀部件约束压缩腔3中的中压制冷剂气体返回至补气源中。实施例二中与实施例一相比结构设计更加简单。
实施例三：
参照图7对本发明的第三实施例进行描述，描述中没有特别指出的结构与实施例一中的结构相同。
本实施例与前述实施例一的区别在于盖板6上没有开设盖板补气孔7，而在静涡旋盘1上开设静盘流体通路，所述静盘流体通路包括静盘第一流体通路30和静盘第二流体通路31，所述静盘第一流体通路30一端与第二中间通路5连接，另一端与所述静盘第二流体通路31连接；所述静盘第二流体通路31一端与中间补气管12连接，另一端与所述静盘第一流体通路30连接。中间补气管12设置在壳体27侧面，通过过盈压入或焊接的连接方式与静盘第二流体通路31连接。补气过程为当中间补气通路开启时，补气源中的制冷剂气（液）体依次通过中间补气管12、静盘第二流体通路31、静盘第一流体通路30进入到第二中间通路5，然后通过第一中间通路2进入到压缩腔3的中压腔。
实施例四：
参照图8对本发明的第四实施例进行描述，描述中没有特别指出的结构与实施例三中的结构相同。
本实施例与第三实施例的区别主要在于在支撑装置的上支架20上开设了第三流体通路32，中间补气管12设置在壳体27侧面，通过过盈压入或焊接的连接方式与第三流体通路32连接。所述第三流体通路32的另一端与静盘第二流体通路连通。补气过程为当中间补气通路开启时，补气源中的制冷剂气（液）体依次通过中间补气管12、第三流体通路32、静盘第二流体通路31、静盘第一流体通路30进入到第二中间通路5，然后通过第一中间通路2进入到压缩腔3的中压腔。其中在上支架20上开设的第三流体通路32与在静涡旋盘1上开设的静盘第二流体通路31的结合处，通过O型密封圈实现密封。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种静涡旋盘组件，包括：
静涡旋盘，所述静涡旋盘具有静盘第一表面、静盘第二表面和从所述静盘第一表面延伸到所述静盘第二表面的第一中间通路，所述静盘第一表面还设置有第二中间通路，所述第一中间通路与所述第二中间通路连通；
盖板，所述盖板具有盖板第一表面，所述盖板第一表面覆盖在所述静盘第一表面上，所述盖板还设置有盖板补气孔，所述盖板补气孔与所述第二中间通路连通。
2.根据权利要求1所述的静涡旋盘组件，其特征在于，所述静盘第一表面设置有环形凹槽，所述环形凹槽中设置有密封件。
3.根据权利要求2所述的静涡旋盘组件，其特征在于，所述环形凹槽包括第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第二中间通路设置在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽之间。
4.根据权利要求1所述的静涡旋盘组件，其特征在于，所述盖板具有盖板第二表面，所述盖板第二表面设置有阻挡压缩机阀片的阻挡装置。
5.一种涡旋压缩机，包括权利要求1-4任一项所述的静涡旋盘组件，其特征在于，还包括中间补气管，所述中间补气管一端与所述盖板补气孔连通，另一端与补气源连通。
6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于，还包括防回流装置，所述防回流装置一端与所述中间补气管连通，另一端与所述盖板补气孔连通。
7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述防回流装置包括筒体，所述筒体一端开设有回流孔，所述筒体内设有弹性部件及封堵部件，所述封堵部件可选择的封堵或者打开所述回流孔。
8.一种静涡旋盘组件，包括：
静涡旋盘，所述静涡旋盘具有静盘第一表面、静盘第二表面和从所述静盘第一表面延伸到所述静盘第二表面的第一中间通路，所述静盘第一表面还设置有第二中间通路，所述第一中间通路与所述第二中间通路连通；所述静涡旋盘还包括静盘流体通路，所述静盘流体通路的一端与所述第二中间通路连通，另一端与静涡旋盘外部连通；
盖板，所述盖板具有盖板第一表面，所述盖板第一表面覆盖在所述静盘第一表面上。
9.根据权利要求8所述的静涡旋盘组件，其特征在于，所述静盘第一表面设置有环形凹槽，所述环形凹槽中设置有密封件。
10.根据权利要求9所述的静涡旋盘组件，其特征在于，所述环形凹槽包括第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第二中间通路设置在所述第一环形凹槽和所述第二环形凹槽之间。
11.根据权利要求8所述的静涡旋盘组件，其特征在于，所述盖板具有盖板第二表面，所述盖板第二表面设置有阻挡压缩机阀片的阻挡装置。
12.一种涡旋压缩机，包括权利要求8-11任一项所述的静涡旋盘组件，其特征在于，还包括中间补气管，所述中间补气管一端与所述静盘流体通路连通，另一端与补气源连通。
13.一种涡旋压缩机，包括权利要求8-11任一项所述的静涡旋盘组件，其特征在于，还包括中间补气管、第三流体通路，所述第三流体通路设置在涡旋压缩机的上支架内，所述中间补气管一端与第三流体通路连通，另一端与补气源连通，所述第三流体通路另一端与所述静盘流体通路连通。
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