CN104937271B - 压缩机支承组件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种压缩机，该压缩机可以包括驱动轴、压缩机构、轴承和卸载器。驱动轴可以包括主体和从主体延伸的曲柄销。压缩机构可以包括第一构件和第二构件。曲柄销可以驱动地接合第二构件，并使第二构件相对于第一构件运动。轴承可以以可旋转方式支撑驱动轴的主体。卸载器可以以可旋转方式接合轴承并且以可滑动方式接合主体。

Description

压缩机支承组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年1月21日提交的美国专利申请No.14/159,526的优先权以及于2013年1月22日提交的美国临时申请No.61/755,222的权益。上述申请的全部公开内容通过参引合并入本文中。
技术领域
本公开涉及压缩机支承组件。
背景技术
本部分提供了涉及本公开的背景信息且未必为现有技术。
例如，诸如热泵系统、制冷系统或空气调节系统之类的环境控制系统可以包括具有室外热交换器、室内热交换器、布置在室内热交换器与室外热交换器之间的膨胀装置以及使工作流体(例如，制冷剂或二氧化碳)在室内热交换器与室外热交换器之间循环的压缩机的流体回路。压缩机的有效和可靠的操作是期望的，以确保安装有压缩机的环境控制系统能够按需有效地并且高效地提供冷却和/或加热效果。此外，降低压缩机的部件上的磨损可以延长压缩机和环境控制系统的寿命。
发明内容
本部分提供了本公开的大体概述，并且不是对其完全范围或其特征的全部的全面公开。
在一个形式中，本公开提供了一种压缩机，该压缩机可以包括驱动轴、压缩机构、轴承以及卸载器。驱动轴可以包括主体和从主体延伸的曲柄销。压缩机构可以包括第一构件和第二构件。曲柄销可以驱动地接合第二构件并使第二构件相对于第一构件运动。轴承可以以可旋转方式支撑驱动轴的主体。卸载器可以以可旋转方式接合轴承并且以可滑动方式接合主体。
在一些实施方式中，第一构件可以是定涡旋并且第二构件可以是动涡旋。
在一些实施方式中，第一构件可以是旋转式压缩机的缸，并且第二构件可以是旋转式压缩机的转子。
在一些实施方式中，主体可以包括与主体的纵向轴线大致平行的平坦表面。卸载器可以包括以可滑动方式接合主体的平坦表面的平坦表面。
在一些实施方式中，主体可以包括凹部，该凹部具有与主体的纵向轴线大致平行的第一平坦表面和第二平坦表面。卸载器可以至少部分地接纳在凹部中，并且可以包括接合主体的第一平坦表面和第二平坦表面的第一平坦表面和第二平坦表面。卸载器的第一平坦表面和第二平坦表面可以彼此大致垂直。
在一些实施方式中，压缩机可以包括布置在主体的第一平坦表面与卸载器的第一平坦表面之间的偏置构件。偏置构件可使主体的第一平坦表面与卸载器的第一平坦表面沿与主体的纵向轴线大致垂直的方向离开彼此地偏置。
在一些实施方式中，卸载器可以包括从卸载器的第一平坦表面延伸至卸载器的第二平坦表面的径向表面。该径向表面可以以可旋转方式接合轴承。
在一些实施方式中，驱动轴可以绕主体的纵向轴线旋转。
在一些实施方式中，曲柄销可以相对于主体偏心。
在一些实施方式中，主体可以包括第一轴向端部和第二轴向端部。轴承可以以可旋转方式支撑第一轴向端部。曲柄销可以位于第一轴向端部处。压缩机可以包括以可旋转方式支撑第二轴向端部的另一轴承。
在一些实施方式中，压缩机可以包括具有与曲柄销接合的内表面和与动涡旋的毂的环形表面接合的外表面的构件。
在一些实施方式中，曲柄销与动涡旋之间的接合可以是大致径向非柔性。
在一些实施方式中，压缩机可以包括对驱动轴进行驱动的变速马达。
在另一形式中，本公开提供了可以包括驱动轴的压缩机，该驱动轴具有主体和曲柄销。曲柄销可以驱动地接合压缩机构的第二构件并且使第二构件相对于压缩机构的第一构件进行绕动运动。主体可以通过轴承支撑并且主体在轴承处可以是径向柔性的。
在一些实施方式中，第二构件可以是动涡旋，而第一构件可以是定涡旋。
在一些实施方式中，第二构件可以是旋转式压缩机的转子，而第一构件可以是旋转式压缩机的缸。
另外的应用领域从本文中提供的说明中将变得明显。本概述中的描述和具体示例意在仅出于说明性的目的而非意在限制本公开的范围。
附图说明
本文中所描述的附图仅出于对选定实施方式而非所有可能的实现方式的说明性目的，并且并非意在限制本公开的范围。
图1为根据本公开的原理的压缩机的截面图；
图2为图1的压缩机的支承组件的一部分和驱动轴的俯视图；
图3为根据本公开的原理的驱动轴的立体图；
图4为根据本公开的原理的支承卸载器的立体图；以及
图5为根据本公开的原理的支承组件的一部分与另一驱动轴的俯视图。
在整个附图的一系列视图中，对应的附图标记指示对应的零部件。
具体实施方式
现在将参照附图对示例性实施方式进行更全面地描述。
提供了示例性实施方式使得本公开将会是详尽的，并且将充分地将范围传达给本领域技术人员。提出了诸如具体部件、装置和方法的示例之类的许多具体细节以提供对本公开的实施方式的详尽理解。对于本领域技术人员而言将明显的是，不必使用具体细节、示例性实施方式可以以许多不同的方式实施、并且不应当理解为是对本公开的范围的限制。在某些示例性实施方式中，并未对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细的描述。
在此使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式而并非意在进行限制。如在此使用的，除非上下文另有明确说明，未指明是单数形式还是复数形式的名词可以同样预期包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包含性的并且因而指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件的组的存在或附加。除非作为执行顺序具体说明，在此描述的方法步骤、过程和操作不应理解为必须需要其以所描述或示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用附加或替代的步骤。
当元件或层被提及为处于“在另一元件或层上”、“接合至另一元件或层”、“连接至另一元件或层”、或“联接至另一元件或层”时，其可以直接地在其他元件或层上，直接地接合至、连接至或联接至其他元件或层，或者，可以存在中介元件或层。相反，当元件被提及为“直接地在另一元件或层上”、“直接地接合至另一元件或层”、“直接地连接至另一元件或层”或“直接地联接至另一元件或层”时，可以不存在中介元件或层。用来描述元件之间的关系的其他词语(例如“之间”与“直接之间”、“相邻”与“直接相邻”等等)应当以相似的方式理解。如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的列举零件中的一个或更多个的任意和所有组合。
尽管可以在此使用第一、第二、第三等等术语对各个元件、部件、区域、层和/或部分进行描述，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语所限制。这些术语可以仅用来区别一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确说明，比如“第一”、“第二”和其他数字术语之类的术语在此使用时意图不是指次序或顺序。因此，下面描述的第一元件、部件、区域、层或部分在不脱离示例性实施方式的教示的前提下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部分。
出于易于说明的目的，本文中会使用比如“内”、“外”、“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语以描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。空间相对术语意在涵盖装置在使用或操作中的除图中所描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为“在其他元件或特征的下方”或“在其他元件或特征的下面”的元件将被定向成“在其他元件或特征的上方”。因而，示例术语“在……下方”可涵盖在……上方和在……下方这两个定向。装置可以以其他方式定向(旋转九十度或者处于其他定向)，并且文中使用的空间相对描述词被相应地解释。
参照图1，提供了压缩机10，其可以包括密闭的壳组件12、马达组件14、压缩机构16、第一支承组件18和第二支承组件19。
壳组件12可以形成压缩机壳体，并且可以包括圆筒形壳20、位于该圆筒形壳20的上端处的端盖22、横向延伸的间隔部24、位于该圆筒形壳20的下端处的基部26。端盖22和间隔部24可限定排出室28。间隔部24能够将排出室28与吸入室30分开。间隔部24可限定延伸穿过该间隔部24的排出通道32以提供压缩机构16与排出室28之间的连通。排出接头34可以在端盖22中的开口36处附接至壳组件12。排出阀组件38可以布置成在排出接头34内或靠近排出通道32并且可以大体上防止通过排出接头34的逆流状况。吸入入口接头40可以在开口42处附接至壳组件12。
马达组件14可以包括马达定子44、转子46和驱动轴48。马达定子44可以压配合到壳20中。转子46可以压配合在驱动轴48上，并且可以将旋转动力传递至驱动轴48。驱动轴48可以由第一支承组件18和第二支承组件19以可旋转的方式支撑。在一些实施方式中，马达组件14可以是构造成以多个非零速度中的任何速度对驱动轴48进行驱动的变速马达。尽管马达组件14在图1中示出为被布置在壳组件12内，但在一些构型中，压缩机10可以为由布置在壳组件12的外部的马达组件驱动的开放驱动式压缩机。
压缩机构16可以包括动涡旋54和定涡旋56。动涡旋54可以包括端板58，该端板58具有位于其第一侧上的螺旋形涡卷60和位于第二侧上的环形平坦止推表面62。止推表面62可以与第一支承组件18接触，如随后将描述的。圆筒形毂64可以从止推表面62向下凸出。毂64内可以接纳驱动轴承66。驱动轴48的曲柄销50可以驱动地接合驱动轴承66。十字滑块联接器68可以与动涡旋54和定涡旋56接合以防止动涡旋54与定涡旋56之间的相对转动。在一些实施方式中，曲柄销50可以包括形成在其上的平坦表面，该平坦表面以可滑动的方式接合与驱动轴承66接合的驱动衬套(未示出)中的对应的平坦表面。
定涡旋56可以包括端板70和从该端板70向下凸出的螺旋形涡卷72。螺旋形涡卷72可以啮合地接合动涡旋54的螺旋形涡卷60，由此形成一系列移动流体腔室。由螺旋涡卷60、72和端板58、70限定的流体腔室在整个压缩机构16的压缩周期中可在它们从径向外位置(例如，处于吸入压力)移动向径向内位置(例如，处于比吸入压力更高的排出压力)时在体积上减小。
端板70可以包括排出通道74和环形凹部76。排出通道74与流体腔室中的处于径向内位置中的至少一个流体腔室连通并允许压缩的工作流体(处于或接近排出压力)从其流过并进入排出室28。环形凹部76可以至少部分地接纳浮动式密封组件78并且可以与该密封组件78配合以在其之间限定轴向偏置室80。偏置室80可以接纳来自由压缩机构16形成的流体腔室中的中压流体。偏置室80中的中压流体与吸入室30中的流体之间的压差将净轴向偏置力施加在定涡旋56上从而将定涡旋56朝向动涡旋54推压以利于其之间的密封关系。
第一支承组件18可以包括支承壳体82、轴承84和卸载器86。支承壳体82可相对于壳组件12固定，并且可以包括接纳轴承84的环形毂88。支承壳体82和轴承84可配合而支撑驱动轴48以使驱动轴48相对于支承壳体82和轴承84进行旋转运动。支承壳体82也可轴向地支撑动涡旋54以使动涡旋54相对于支承壳体82进行绕动运动。
现在参照图1至图3，驱动轴48可以包括主体90，该主体90具有分别地由第一支承组件18和第二支承组件19以可旋转的方式支撑的第一端部92和第二端部94。曲柄销50可以从第一端部92延伸。油通道96可从第二端部94穿过驱动轴48的长度、穿过第一端部92并穿过曲柄销50而延伸。在马达组件14的操作期间，来自油槽97的油可被泵送向上穿过油通道96以将油供给至驱动轴承66。油也可以从油通道96穿过从油通道96径向向外延伸的供给通道98而流动至轴承84。
如在图1中所示，第一配重93和第二配重95可以在第一支承组件18与第二支承组件19之间附接至主体90以旋转地平衡驱动轴48。第一配重93和第二配重95可以构造成并且定位成使得第一配重93的惯性力可抵消或平衡第二配重95、动涡旋54以及曲柄销50的惯性力的总和。
如在图2和图3中所示，驱动轴48的主体90可以包括形成在主体90中、位于第一端部92处或附近的凹部100。凹部100可以与轴承84沿轴向方向大致对准。凹部100可以包括第一轴向端102和第二轴向端104以及第一平坦表面106和第二平坦表面108。第一轴向端部102和第二轴向端部104可以限定可以大致垂直于驱动轴48的纵向轴线A1并与其相交的相应的平面。第一平坦表面106、第二平坦表面108从第一轴向端部102延伸至第二轴向端部104并且可以大致垂直于第一端部102和第二端部104。
如在图2中所示，卸载器86可被接纳在凹部100中，并且可以提供对于驱动轴48和动涡旋54的径向柔性。如在图4中示出的，卸载器86可以为具有第一轴向端110、第二轴向端112、弯曲表面114、第一平坦表面116和第二平坦表面118的半圆柱形或局部圆柱形本体。第一轴向端部110与第二轴向端部112之间的距离可以大致等于或略微小于凹部100的第一轴向端部102与第二轴向端部104之间的距离。弯曲表面114可以包括与驱动轴48的主体90的半径近似相等的半径。卸载器86的第一平坦表面116、第二平坦表面118可以分别以可滑动的方式接合凹部100的第一平坦表面106和第二平坦表面108。第一平坦表面116与第二平坦表面118之间的角度可以大致等于第一平坦表面106与第二平坦表面108之间的角度。在一些实施方式中，第一平坦表面106与第二平坦表面108之间的角度和/或第一平坦表面116与第二平坦表面118之间的角度例如可以近似九十度或介于近似八十度与一百度之间。在一些实施方式中，凹部100的第一平坦表面106与卸载器86的第一平坦表面116之间可以布置弹簧120(图2和图4)。弹簧120可以使平坦表面106、116偏置成离开彼此。
如在图2中所示，第二平坦表面108可以相对于轴线A3以角度B定向。轴线A3可以为垂直于轴线A1、A2并与轴线A1、A2相交的轴线。如以上所描述的，轴线A1为驱动轴48的主体90的纵向轴线。轴线A2为驱动轴48的曲柄销50的纵向轴线。尽管凹部100的角部C在图2中示出为沿着轴线A3布置，但在一些实施方式中，凹部100和卸载器86可以定向成使得角部C偏离轴线A3(如图5中所示)。
在压缩机10的操作期间——其中驱动轴48可以绕轴线A1沿方向R(图2)旋转，因压缩机构16中的工作流体的压缩而引起的径向气体力FGR(沿着轴线A3发生)和切向气体力FGT(沿着垂直于轴线A3的轴线A4发生)传递至驱动轴48和轴承84。气体力FGR、FGT使反作用力FR施加至驱动轴48的主体90。反作用力FR传递至第二平坦表面108。第二平坦表面108的角度B可以选择为使得：反作用力FR的第一分量FR1平衡气体力FGR，并且力FR的第二分量FR2与气体力FGT之间的差产生用以克服弹簧120的偏置力并闭合或减小驱动轴48与卸载器86的相应的平坦表面106、116之间的间隙的足够的力。在一些实施方式中，角度B例如可以介于近似二十度与三十度之间。在一些实施方式中，角度B可以例如介于近似二十与四十五度之间。
尽管以上驱动轴48与卸载器86被描述为结合在立式的密闭的压缩机中，将理解的是，本公开的原理可以例如应用于卧式的和/或开放驱动式的压缩机中、或者任何其他类型的高压侧或低压侧的压缩机或泵中。将理解的是驱动轴48和卸载器86可以结合在具有浮动式定涡旋(例如，轴向柔性定涡旋)的压缩机中或具有固定式定涡旋的压缩机中。
尽管压缩机构16在以上被描述为涡旋型压缩机构，将理解的是本公开的原理可以应用于旋转式压缩机。即，驱动轴48和第一支承组件18(带有卸载器86)可以构造成驱动旋转型压缩机构的转子。
已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。该描述并非意在穷尽或限制本公开。特定实施方式的各单个元件或特征一般不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可互换并且可被用在即使未具体地示出或描述的选定实施方式中。特定实施方式的各单个元件或特征也可以以多种方式变化。这种变化不应被认为背离了本公开，并且意在将这种修改包括在本公开的范围内。

Claims (22)

1.一种压缩机，包括：
驱动轴，所述驱动轴包括主体和从所述主体延伸的曲柄销；
压缩机构，所述压缩机构包括第一构件和第二构件，所述曲柄销驱动地接合所述第二构件并且使所述第二构件相对于所述第一构件运动；
轴承，所述轴承以可旋转方式支撑所述驱动轴的所述主体；以及
卸载器，所述卸载器以可旋转方式接合所述轴承并且以可滑动方式接合所述主体。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述主体包括与所述主体的纵向轴线大致平行的平坦表面，并且所述卸载器包括以可滑动方式接合所述主体的所述平坦表面的平坦表面。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述主体包括凹部，所述凹部具有与所述主体的纵向轴线大致平行的第一平坦表面和第二平坦表面。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其中，所述卸载器至少部分地接纳在所述凹部中、并且包括分别地接合所述主体的所述第一平坦表面和所述第二平坦表面的第一平坦表面和第二平坦表面。
5.根据权利要求4所述的压缩机，其中，所述卸载器的所述第一平坦表面和所述第二平坦表面彼此大致垂直。
6.根据权利要求4所述的压缩机，还包括布置在所述主体的所述第一平坦表面与所述卸载器的所述第一平坦表面之间的偏置构件，所述偏置构件沿与所述主体的所述纵向轴线大致垂直的方向将所述主体的所述第一平坦表面与所述卸载器的所述第一平坦表面以离开彼此的方式偏置。
7.根据权利要求4所述的压缩机，其中，所述卸载器包括从所述卸载器的所述第一平坦表面延伸至所述卸载器的所述第二平坦表面的径向表面，所述径向表面以可旋转方式接合所述轴承。
8.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述驱动轴绕所述主体的纵向轴线旋转。
9.根据权利要求8所述的压缩机，其中，所述主体包括第一轴向端部和第二轴向端部，所述轴承以可旋转方式支撑所述第一轴向端部，所述曲柄销位于所述第一轴向端部处。
10.根据权利要求9所述的压缩机，还包括以可旋转方式支撑所述第二轴向端部的另一轴承。
11.根据权利要求1所述的压缩机，还包括具有与所述曲柄销接合的内表面和与所述第二构件的毂的环形表面接合的外表面的构件。
12.根据权利要求1所述的压缩机，还包括所述驱动轴与所述卸载器之间的径向柔性接合。
13.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述曲柄销与所述第二构件之间的接合为大致径向非柔性。
14.根据权利要求1所述的压缩机，还包括对所述驱动轴进行驱动的变速马达。
15.一种压缩机，包括驱动轴和卸载器，所述驱动轴具有主体和曲柄销，所述曲柄销驱动地接合压缩机构的第二构件并且使所述第二构件相对于所述压缩机构的第一构件进行绕动运动，所述主体由轴承支撑并且所述主体在所述轴承处为径向柔性，所述卸载器以可旋转方式接合所述轴承并且以可滑动方式接合所述主体。
16.根据权利要求15所述的压缩机，还包括所述曲柄销与所述第二构件之间的径向非柔性接合。
17.根据权利要求15所述的压缩机，其中，所述主体包括凹部，所述凹部具有与所述主体的纵向轴线大致平行的第一平坦表面和第二平坦表面。
18.根据权利要求17所述的压缩机，其中，所述卸载器至少部分地接纳在所述凹部中、并且包括接合所述主体的所述第一平坦表面和所述第二平坦表面的第一平坦表面和第二平坦表面。
19.根据权利要求18所述的压缩机，还包括布置在所述主体的所述第一平坦表面与所述卸载器的所述第一平坦表面之间的偏置构件，所述偏置构件沿与所述主体的所述纵向轴线大致垂直的方向将所述主体的所述第一平坦表面与所述卸载器的所述第一平坦表面以离开彼此的方式偏置。
20.根据权利要求15所述的压缩机，其中，所述驱动轴绕所述主体的纵向轴线旋转，并且所述曲柄销相对于所述主体偏心。
21.根据权利要求20所述的压缩机，其中，所述主体包括第一轴向端部和第二轴向端部，所述轴承以可旋转方式支撑所述第一轴向端部，所述曲柄销位于所述第一轴向端部处。
22.根据权利要求15所述的压缩机，还包括对所述驱动轴进行驱动的变速马达。
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