CN104863859B - 用于涡旋压缩机的动涡旋以及涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于涡旋压缩机的动涡旋，其包括动涡旋端板、设置在动涡旋端板的第一侧面上的动涡旋叶片以及设置在动涡旋端板的与第一侧面相反的第二侧面上的毂部，在动涡旋端板的第二侧面上形成有键槽。在动涡旋端板的第二侧面上形成有至少一个凸起部，上述凸起部用于与涡旋压缩机的十字滑环的止推面接触，以防止十字滑环倾覆。根据本发明的动涡旋大大地提高了动涡旋与十字滑环之间的配合精度，不仅减轻了动涡旋与十字滑环之间的摩擦和碰撞，而且减小了涡旋压缩机运转过程中噪音以及提高了涡旋压缩机的工作效率。还涉及一种涡旋压缩机。

Description

用于涡旋压缩机的动涡旋以及涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于涡旋压缩机的动涡旋，更具体地，涉及一种用于能够提高涡旋压缩机的工作效率的动涡旋。还涉及一种包括这种动涡旋的涡旋压缩机。

背景技术

目前，现有技术中涡旋压缩机被广泛应用于制冷或制热设备。压缩机是制冷或制热设备的核心机构，其工作效率和操作稳定性将直接影响制冷设备或制热设备的工作效率及其操作稳定性。

涡旋压缩机通过定涡旋与动涡旋之间的相对运动来实现压缩腔的周期性变化，从而将冷却介质从低压状态转化成高压状态。因此，涡旋压缩机的动态稳定性是影响制冷设备或制热设备的操作稳定性的重要因素。

涡旋压缩机的动涡旋与定涡旋之间相对运动为动涡旋围绕定涡旋的相对平动，但不允许动涡旋相对于定涡旋进行旋转运动。动涡旋通过十字滑环实现其与定涡旋之间的相对平动，同时确保动涡旋不会产生旋转运动。因此，十字滑环与动涡旋之间的相对运动也将影响制冷设备或制热设备的工作状态和操作稳定性。

在现有技术的涡旋压缩机中，由于动涡旋与十字滑环之间的不均匀或不光滑的接触将使得在动涡旋的运动过程中与十字滑环产生纵向方向的相对运动，从而导致十字滑环与动涡旋发生碰撞，使得涡旋压缩机在操作过程中产生较大的噪声。这将对采用这种涡旋压缩机的制冷设备或制热设备的操作稳定性产生不利的影响，也将直接影响设备的工作效率。

因此，现有技术中需要一种能够在平稳操作状态下运转的同时降低噪音、提高工作效率的涡旋压缩机。

发明内容

本发明提供一种用于涡旋压缩机的动涡旋，该动涡旋包括动涡旋端板、设置在动涡旋端板的第一侧面上的动涡旋叶片以及设置在动涡旋端板的与第一侧面相反的第二侧面上的毂部，在动涡旋端板的第二侧面上形成有键槽。进一步地，在动涡旋端板的第二侧面上形成有至少一个凸起部，上述凸起部用于与涡旋压缩机的十字滑环的止推面接触，以防止十字滑环倾覆。

本发明还提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括相对固定地设置在涡旋压缩机的壳体中的定涡旋、与定涡旋配合以形成体积有规律地变化的多个压缩腔的动涡旋、用于支承定涡旋和动涡旋的主轴承座以及设置在动涡旋与主轴承座之间并且与动涡旋和主轴承座配合的十字滑环，其中，该涡旋压缩机的动涡旋为具有本发明中如上所述结构的动涡旋。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，将能够更容易地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1是示出采用根据本发明的一个实施例的动涡旋的涡旋压缩机的局部剖视图；

图2是示出根据本发明的涡旋压缩机的主要工作部件的分解透视图；

图3是示出根据本发明的涡旋压缩机的组装在一起的主要工作部件的剖视图；

图4是示出根据本发明的涡旋压缩机中的十字滑环的透视图；以及

图5是示出根据本发明的动涡旋的透视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

图1示出根据本发明的涡旋压缩机10的局部剖视图，其中，剖视部分示出涡旋压缩机10的主要工作部件。涡旋压缩机10的主要工作部件为涡旋压缩部件，其包括与涡旋压缩机10的壳体12沿径向方向相对固定地设置在一起的定涡旋20以及相对于定涡旋20能够运动地设置的动涡旋40。通过动涡旋40与定涡旋20之间的相对运动，在动涡旋40的涡旋叶片与定涡旋20的涡旋叶片之间形成周期性地变化的封闭空间，从而将工作介质从低压状态压缩至高压状态，并通过位于涡旋压缩机10外部的介质管路实现工作介质的封闭循环。

动涡旋40由涡旋压缩机10的主轴50的偏心端部52驱动，主轴50与涡旋压缩机10的电机的转子相对固定地设置在一起，并且主轴50由主轴承座54支承在涡旋压缩机10的壳体12内。当启动涡旋压缩机10的电机时，电机的转子带动与其相对固定地设置在一起的主轴50旋转。主轴50具有偏心端部52，偏心端部52通过滑动轴承设置在动涡旋40的毂部402的空腔中。当主轴50在电机的带动下旋转时，主轴50的偏心端部52做偏心旋转运动，偏心端部52通过动涡旋40的毂部402驱动动涡旋40沿一定的运动轨迹做平动运动。

为了使动涡旋40相对于定涡旋20仅做平动运动，而不做旋转运动，在动涡旋40与主轴承座54之间的设置有十字滑环60，如附图2和3所示。当然，十字滑环60也可以设置在动涡旋40与定涡旋20之间。

如附图4所示，其示出了用于根据本发明的动涡旋40的十字滑环60的透视图。十字滑环60可以成形为圆环形，有利地，十字滑环60的本体截面形成为方形。当然，十字滑环60也可以以其他形状进行制造。如附图4所示，在十字滑环60的纵向对称线AA’上形成有朝向动涡旋40突出的第一键62。有利地，相对于十字滑环60的横向对称线BB’对称地设置有两个第一键62。

进一步地，在十字滑环60的与第一键62相反的侧面上设置有第二键64。有利地，第二键64沿着十字滑环60的横向对称线BB’设置，并且相对于十字滑环60的纵向对称线AA’对称地设置有两个第二键64，如图4中所示。两个第二键64沿着与第一键62相反的方向垂直于十字滑环60所在的平面向外延伸。当然，第一键62和第二键64可以并非完全对称地设置，比如，第一键62可以沿着十字滑环60的纵向对称线AA’并且相对于十字滑环60的横向对称线BB’对称地设置，而第二键64可以相对于纵向对称线AA’对称地设置，但不一定沿着十字滑环60的横向对称线BB’设置，比如可以设置成远离横向对称线BB’。

如图5所示，示出与十字滑环60相配合的动涡旋40。动涡旋40包括动涡旋端板41、设置在动涡旋端板41的第一侧面上的动涡旋叶片42以及设置在动涡旋端板41的第二侧面上的毂部402。为了实现与十字滑环60的相互配合，在动涡旋40的第二侧面上形成有键槽44。十字滑环60的沿着其纵向对称线AA’设置的第一键62能够与设置在动涡旋40的第二侧面上的键槽44配合并且沿着十字滑环60的纵向对称线AA’在键槽44中滑动。

另外，十字滑环60的第二键64滑动地容置在主轴承座54的相应的键槽542中（见附图2），使得第二键64能够相对于主轴承座54沿十字滑环60的横向对称线BB’滑动。由于主轴承座54通过十字滑环60的第二键64限制了十字滑环60相对于主轴承座54的转动，同时，十字滑环60通过第一键64限制了动涡旋40相对于十字滑环60的转动，因此使得动涡旋40只能在主轴50的驱动下做平动运动，而不能相对于自身做旋转运动。

在涡旋压缩机10的运转过程中，主轴50驱动动涡旋40做平动运动。由于主轴50做旋转运动，因此在受到主轴50驱动时，动涡旋40由发生旋转运动的趋势。因此，在动涡旋40的运动过程中，动涡旋40的键槽44的侧壁向十字滑环60的第一键62施加作用力F和F’，如图4所示。在现有涡旋压缩机中，由于动涡旋采用铸件制造，因此其与十字滑环60接触的表面具有一定的不平度。由此导致作用在两个第一键62上的作用力F和F’并不作用在同一平面上，使得十字滑环60相对于动涡旋产生围绕十字滑环60的纵向对称线AA’的转动，也就是容易引起十字滑环60的倾覆。因此，使得十字滑环60的相对于纵向对称线AA’的两侧与动涡旋发生摩擦或碰撞。也就是说，十字滑环60的与两个第二键64相反的侧面处或其他部位与动涡旋发生相对摩擦或碰撞，造成十字滑环或动涡旋的磨损，并且产生不想要的噪音。相应地，使涡旋压缩机的工作效率下降，并且缩短了涡旋压缩机的使用寿命。

在现有技术中，为了克服上述缺陷，对动涡旋的与十字滑环60接触的表面进行了改进。其中的一种改进方式为将动涡旋的与十字滑环60接触的表面进行整体的机械加工，由此精确地控制动涡旋的与十字滑环60接触的侧面与十字滑环60之间的距离，从而控制由于上述作用力F和F’作用在不同平面上而引起的动涡旋与十字滑环之间的摩擦或撞击。但是，上述解决方案具有明显的缺点，即其需要对动涡旋的整个侧面进行机械加工，这会大大地增加动涡旋的制造成本，从而相应地增加了涡旋压缩机的生产成本。

针对现有技术中存在的问题，本专利申请的发明人提出了一种新的设计方案，其在能够保证十字滑环与动涡旋的侧面之间的稳定接触的情况下，显著地降低动涡旋的制造成本。

根据本发明的优选的实施例，对用于涡旋压缩机10的动涡旋40的与十字滑环60接触的第二侧面进行了改进。如图5所示，在动涡旋40的第二侧面的与十字滑环60接触的位置处形成有凸起部46，并且凸起部46具有通过机械加工形成的平面的顶面，从而能够确保与十字滑环60的稳定接触。有利地，凸起部46围绕动涡旋40的中心轴线OO’对称地分布在动涡旋40的第二侧面上，比如，可以围绕中心轴线OO’对称地设置有两个或更多个凸起部46。进一步有利地，两个或更多个凸起部46关于键槽44对称地分布在动涡旋40的第二侧面上。也就是说，两个或更多个凸起部46关于穿过动涡旋40的涡旋端板41的第二侧面的中心并且连接动涡旋40的两个键槽44的第一直线CC’对称地分布在动涡旋40的第二侧面上。比如，在连接动涡旋40的两个键槽44的第一直线CC’的两侧各形成有一个或更多个凸起部46。有利地，凸起部46设置在穿过涡旋端板41的第二侧面的中心并且垂直于第一直线CC’的第二直线DD’上，或者设置在上述第二直线DD’的附近。在根据本发明的实施例中，在第二直线DD’的附近设置有4个凸起部46，4个凸起部46关于第一直线CC’对称地分布，即第一直线CC’的两侧各设置有2个凸起部46。

根据本发明的动涡旋40的再一个有利的实施例，可以沿着动涡旋40的与十字滑环60接触的圆周上设置整体的凸起部46，即可以看做设置有1个凸起部46。进一步地，当设置两个凸起部46时，两个凸起部46可以关于动涡旋40的中心轴线OO’对称地分布，在最有利的情况下，两个凸起部46设置在第二直线DD’上。当然，两个凸起部46也可以设置在第二直线DD’的一侧，比如设置在第二直线DD’的顺时针侧或者逆时针侧，即凸起部46可以偏离第二直线DD’。凸起部46的上述布置方式也适用于具有更多个凸起部46的情况。

有利地，为了更加精确地控制十字滑环60与动涡旋40的配合关系，在十字滑环60的与动涡旋40的第二侧面上的凸起部46接触的位置处形成有止推面66。如图4所示，与图5所示的动涡旋40的凸起部46相对应，在十字滑环60上设置有4个止推面66。每个止推面66与动涡旋40上的相应的一个凸起部46相对应。

在根据本发明的实施例中，凸起部46可以在动涡旋40的制造过程中与动涡旋40的端板41一体地铸造而成，这样可以大大地简化动涡旋40的制造过程，同时降低其生产成本。当然，凸起部46也可以通过其他方式以独立的形式设置在动涡旋40上。

在根据本发明的动涡旋40中，在动涡旋40的第二侧面设置了具有机械加工的顶面的凸起部46，凸起部46不仅能够通过其具有高精度的顶面保证动涡旋40与十字滑环60之间的距离，而且能够通过凸起部46抵抗由作用在第一键62上的作用力F和F’所产生的力矩。因此，可以通过设置在动涡旋40的第二侧面上的凸起部46防止十字滑环60相对于动涡旋40的摆动，从而能够在涡旋压缩机10的运转过程中避免或至少部分地避免十字滑环60与动涡旋40之间的摩擦或碰撞，从而确保涡旋压缩机10的操作稳定性、减小涡旋压缩机10的运转过程中噪音以及提高涡旋压缩机10的工作效率。另外，由于只需要对面积较小的凸起部46的顶面进行机械加工，而无需对动涡旋40的整个第二侧面进行机械加工，因此，相比而言能够大大地降低动涡旋40的制造成本。

进一步有利地，凸起部64或凸起部64中的一些可以设置在动涡旋40的位于键槽44的边缘处的第二侧面上，也就是说，凸起部64可以设置在键槽44的边缘附近。通过设置在键槽44的边缘附近的凸起部64能够使十字滑环60在第一键62的位置处与动涡旋40进行良好地接触，从而能够进一步改善十字滑环60和动涡旋40在涡旋压缩机10的运转过程中的配合，并且由此减小涡旋压缩机10的运转过程中的噪音以及提高其工作效率。

以下对根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋以及相应的涡旋压缩机进行概述性的说明。

根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的一个实施例，凸起部具有平面的顶面。

在根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的另一个实施例中，凸起部的上述顶面通过机械加工形成。

根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的再一个实施例，在动涡旋端板的第二侧面上形成有至少两个凸起部。

在根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的另一个实施例中，凸起部关于动涡旋的中心轴线对称地分布。

根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的再一个实施例，在动涡旋端板的第二侧面上设置有两个键槽，凸起部关于穿过动涡旋端板的第二侧面的中心并且连接两个键槽的第一直线对称地分布。

在根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的又一个实施例中，凸起部设置在穿过涡旋端板的第二侧面的中心并且垂直于第一直线的第二直线上，或者设置在第二直线的一侧或两侧。

根据本发明的用于涡旋压缩机的动涡旋的还一个实施例，在第二直线的两侧设置有4个凸起部。

根据本发明的涡旋压缩机的一个实施例，涡旋压缩机的十字滑环的一侧上设置有两个第一键，两个第一键滑动地容置在如上所述的动涡旋的键槽中。

在根据本发明的涡旋压缩机的另一个实施例中，十字滑环的另一侧上设置有两个第二键，两个第二键滑动地容置在主轴承座的相应的键槽中。

根据本发明的涡旋压缩机的再一个实施例，十字滑环设置有与动涡旋上的凸起部配合的止推面。

根据本发明的动涡旋通过其第二侧面上的凸起部与十字滑环上的对应的止推面的接触配合大大地提高了动涡旋与十字滑环之间的配合精度，不仅减轻了动涡旋与十字滑环之间的摩擦和碰撞，而且减小了涡旋压缩机运转过程中噪音。进一步地，通过这种结构延长了动涡旋和十字滑环的使用寿命，并且提高了涡旋压缩机的工作效率。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (12)

1.一种用于涡旋压缩机的动涡旋（40），包括：

动涡旋端板（41），

动涡旋叶片（42），所述动涡旋叶片（42）设置在所述动涡旋端板（41）的第一侧面上，以及

毂部（402），所述毂部（402）设置在所述动涡旋端板（41）的与所述第一侧面相反的第二侧面上，并且在所述第二侧面上形成有键槽（44），

其中，在所述动涡旋端板（41）的所述第二侧面上形成有至少一个凸起部（46），所述凸起部（46）用于与所述涡旋压缩机的十字滑环（60）的止推面（66）接触，以防止所述十字滑环（60）倾覆。

2.根据权利要求1所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，所述凸起部（46）具有平面的顶面。

3.根据权利要求2所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，所述凸起部（46）的所述顶面通过机械加工形成。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，在所述动涡旋端板（41）的所述第二侧面上形成有至少两个凸起部（46）。

5.根据权利要求4所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，所述凸起部（46）关于所述动涡旋（40）的中心轴线（OO’）对称地分布。

6.根据权利要求4所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，在所述动涡旋端板（41）的所述第二侧面上设置有两个键槽（44），所述凸起部（46）关于穿过所述动涡旋端板（41）的所述第二侧面的中心并且连接两个所述键槽（44）的第一直线（CC’）对称地分布。

7.根据权利要求6所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，所述凸起部（46）设置在穿过所述涡旋端板（41）的所述第二侧面的中心并且垂直于所述第一直线（CC’）的第二直线（DD’）上，或者设置在所述第二直线（DD’）的一侧或两侧。

8.根据权利要求7所述的用于涡旋压缩机的动涡旋（40），其中，在所述第二直线（DD’）的两侧设置有4个所述凸起部（46）。

9.一种涡旋压缩机（10），包括：

定涡旋（20），所述定涡旋（20）相对固定地设置在所述涡旋压缩机（10）的壳体（12）中，

动涡旋，所述动涡旋与所述定涡旋（20）配合以形成体积有规律地变化的多个压缩腔，

主轴承座（54），所述主轴承座（54）用于支承所述定涡旋（20）和所述动涡旋，以及

十字滑环（60），所述十字滑环（60）设置在所述动涡旋与所述主轴承座（54）之间并且与所述动涡旋（40）和所述主轴承座（54）配合，

其中，所述动涡旋为根据权利要求1-8中任一项所述的动涡旋（40）。

10.如权利要求9所述的涡旋压缩机（10），其中，所述十字滑环（60）的一侧上设置有两个第一键（62），所述两个第一键（62）滑动地容置在所述动涡旋（40）的键槽（44）中。

11.如权利要求10所述的涡旋压缩机（10），其中，所述十字滑环（60）的另一侧上设置有两个第二键（64），所述两个第二键（64）滑动地容置在所述主轴承座（54）的相应的键槽（542）中。

12.如权利要求9-11中的任一项所述的涡旋压缩机（10），其中，所述十字滑环（60）设置有与所述动涡旋（40）上的凸起部（46）配合的止推面（66）。