CN105782050B - 用于压缩机的平衡结构和旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于压缩机的平衡结构和旋转压缩机。平衡结构包括：环形主体，环形主体具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面均垂直于环形主体的轴向；第一平衡部，第一平衡部设置在环形主体的第一表面上；第二平衡部，第二平衡部设置在环形主体的第二表面上，第一平衡部和第二平衡部位于环形主体的中心平面的两侧，中心平面为环形主体的第一轴向平面。由于使用一个上述平衡结构即可满足压缩机的动静平衡要求，因而有效降低了平衡结构的装配复杂度、减少装配时间、提高了生产效率，并有助于降低压缩机的重心，从而提高了压缩机的工作稳定性和工作可靠性。

Description

用于压缩机的平衡结构和旋转压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体地，涉及一种用于压缩机的平衡结构和旋转压缩机。

背景技术

目前，为了减少旋转压缩机工作时的振动和噪声，提高旋转压缩机的可靠性，一般需要在转子的上端和下端各安装一个平衡结构，使旋转压缩机在工作时其旋转部件能够满足一定的力平衡和力矩平衡要求，从而减少旋转压缩机工作时的振动和噪声，提高其可靠性。

由于需要在转子的上部和下部均安装平衡结构，因而增加了装配复杂度、并容易导致因两个平衡结构配合不到位而无法起到平衡作用的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种用于压缩机的平衡结构和旋转压缩机，以解决现有技术中平衡结构装配复杂度高、易因配合不到位而失效的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于压缩机的平衡结构，包括：环形主体，环形主体具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面均垂直于环形主体的轴向；第一平衡部，第一平衡部设置在环形主体的第一表面上；第二平衡部，第二平衡部设置在环形主体的第二表面上，第一平衡部和第二平衡部位于环形主体的中心平面的两侧，中心平面为环形主体的第一轴向平面。

进一步地，平衡结构包括支撑部，支撑部设置在第一表面上，且第一平衡部和支撑部位于中心平面的两侧。

进一步地，支撑部包括支撑凸台，支撑凸台设置在第一表面上，支撑凸台和第一平衡部的高度平齐。

进一步地，平衡结构还包括第一安装孔，第一安装孔贯通支撑部、环形主体和第二平衡部设置。

进一步地，支撑部沿第一平衡部的对称平面对称设置，对称平面为环形主体的第二轴向平面，且第二平衡部沿对称平面对称设置，第二轴向平面与第一轴向平面垂直。

进一步地，第一平衡部和第二平衡部一体成型。

进一步地，第一平衡部包括第一平衡块，第一平衡块设置在第一表面上，第一平衡块为弧形凸块，第一平衡块具有：内弧面，内弧面与环形主体的内环面平齐设置；外弧面，外弧面与环形主体的外环面平齐设置。

进一步地，第一平衡块的两个端面呈平面形或弧面形。

进一步地，平衡结构还包括第二安装孔，第二安装孔贯通第一平衡块和环形主体设置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种旋转压缩机，包括平衡结构和转子结构，平衡结构是上述的平衡结构，平衡结构设置在转子结构的下部。

本发明中的环形主体具有相对设置的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面均垂直于环形主体的轴向，第一平衡部设置在环形主体的第一表面上，第二平衡部设置在环形主体的第二表面上，第一平衡部和第二平衡部位于环形主体的中心平面的两侧，中心平面为环形主体的第一轴向平面。由于环形主体的两个表面上分别对应设置有第一平衡部和第二平衡部，因而使平衡结构本身具有自平衡的功能，能够同时提供两个方向的旋转离心力，且两个旋转离心力具有一定的高差，从而使应用该平衡结构的压缩机在工作时能够满足使用要求。由于使用一个上述平衡结构即可满足压缩机的动静平衡要求，因而有效降低了平衡结构的装配复杂度、减少装配时间、提高了生产效率，并有助于降低压缩机的重心，从而提高了压缩机的工作稳定性和工作可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的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示意性示出了本发明中的一个优选实施方式中的平衡结构的示意图；

图2示意性示出了图1的主视图；

图3示意性示出了本发明中的另一个优选实施方式中的平衡结构的示意图；

图4示意性示出了本发明中的转子与平衡结构的装配关系示意图；以及

图5示意性示出了旋转部件的力平衡和力矩平衡的分析简图。

图中附图标记：10、环形主体；11、第一表面；12、第二表面；20、第一平衡部；21、内弧面；22、外弧面；23、端面；30、第二平衡部；40、支撑部；50、第一安装孔；60、第二安装孔；70、曲轴偏心部；80、滚子；90、转子结构；91、铆钉；92、上挡板；93、下挡板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

作为本发明的第一个方面，提供了一种用于压缩机的平衡结构。如图1至图5所示，平衡结构包括环形主体10、第一平衡部20和第二平衡部30，环形主体10具有相对设置的第一表面11和第二表面12，第一表面11和第二表面12均垂直于环形主体10的轴向；第一平衡部20设置在环形主体10的第一表面11上；第二平衡部30设置在环形主体10的第二表面12上，第一平衡部20和第二平衡部30位于环形主体10的中心平面的两侧，中心平面为环形主体10的第一轴向平面。由于环形主体10的两个表面上分别对应设置有第一平衡部20和第二平衡部30，因而使平衡结构本身具有自平衡的功能，能够同时提供两个方向的旋转离心力，且两个旋转离心力具有一定的高差，从而使应用该平衡结构的压缩机在工作时能够满足使用要求。由于使用一个上述平衡结构即可满足压缩机的动静平衡要求，因而有效降低了平衡结构的装配复杂度、减少装配时间、提高了生产效率，并有助于降低压缩机的重心，从而提高了压缩机的工作稳定性和工作可靠性。

如图1至图3所示的优选实施方式中，第一表面11为环形主体10的上表面，第一平衡部20为上平衡部，第二表面12为环形主体10的下表面，第二平衡部30为下平衡部。由于第一平衡部20和第二平衡部30沿环形主体10的轴向分布，因而使平衡结构绕环形主体10的轴向旋转时具有自平衡的功能，从而保证了平衡结构的使用可靠性。

优选地，平衡结构包括支撑部40，支撑部40设置在第一表面11上，且第一平衡部20和支撑部40位于中心平面的两侧。由于支撑部40设置在第一表面上，因而当平衡结构与转子装配时，能够有效增加转子与平衡结构的连接面积和连接点，从而保证了平衡结构的工作稳定性。由于第一平衡部20和支撑部40位于中心平面的两侧，因而使平衡结构与转子的连接位置分布更加均匀，从而保证了转子的转动可靠性。

本发明中的支撑部40包括支撑凸台，支撑凸台设置在第一表面11上，支撑凸台和第一平衡部20的高度平齐。由于支撑凸台和第一平衡部20的高度平齐，因而保证了平衡结构与转子的装配可靠性，避免因支撑凸台与第一平衡部20存在高度差而导致装配不稳、重心偏斜等问题，从而提高了平衡结构的使用可靠性。

如图1所示的优选实施方式中，支撑凸台呈圆台形。如图3所示的优选实施方式中，支撑凸台呈弧形凸台。当然，支撑凸台也可以是四方形凸台、三角形凸台等。

优选地，平衡结构还包括第一安装孔50，第一安装孔50贯通支撑部40、环形主体10和第二平衡部30设置。由于设置有第一安装孔50，因而便于平衡结构与转子装配，从而提高了平衡结构的装配可靠性。

如图1至图3所示的优选实施方式中，支撑部40沿第一平衡部20的对称平面对称设置，对称平面为环形主体10的第二轴向平面，且第二平衡部30沿对称平面对称设置，第一轴向平面与第二轴向平面垂直。由于支撑部40、第一平衡部20、第二平衡部30均沿对称平面对称设置，因而平衡结构具有质量分布合理、平衡可靠性好的特点。

本发明中的第一平衡部20和第二平衡部30一体成型。由于第一平衡部20和第二平衡部30一体成型，因而简化了平衡结构的制造工艺、提高了生产效率，同时还避免了三者独立装配时可能产生的装配误差、或因装配问题导致的平衡失效等情况，从而保证了平衡结构的使用可靠性。

如图1至图3所示的优选实施方式中，第一平衡部20包括第一平衡块，第一平衡块设置在第一表面11上，第一平衡块为弧形凸块，第一平衡块具有内弧面21和外弧面22，内弧面21与环形主体10的内环面平齐设置，外弧面22与环形主体10的外环面平齐设置。由于第一平衡块的内弧面21和外弧面22分别与环形主体10的内外环面平齐设置，因而使第一平衡块与环形主体10连接后具有连接缝隙小、连接处光滑过渡的特点，从而有效避免平衡结构转动时可能造成的空气紊流等问题，从而保证了平衡结构的工作稳定性。

优选地，第一平衡块的两个端面23呈平面形或弧面形。

如图1和图2所示的优选实施方式中，第一平衡块的两个端面23均呈平面形。由于第一平衡块的两个端面23均呈平面形，因而使平衡结构具有易加工的特点。

如图3所示的优选实施方式中，第一平衡块的两个端面23均呈弧面形。由于第一平衡块的两个端面23均呈弧面形，因而使第一平衡块具有表面过渡性好的特点，从而有效避免平衡结构转动时可能造成的空气紊流等问题，从而保证了平衡结构的工作稳定性。

优选地，第二平衡部30与第一平衡部20的结构相同。

本发明中的平衡结构还包括第二安装孔60，第二安装孔60贯通第一平衡块和环形主体10设置。由于设置有第二安装孔60，因而提高了转子与平衡结构的安装可靠性，从而提高了平衡结构的装配可靠性。如图1至图3所示的优选实施方式中，第二安装孔60为两个，两个第二安装孔60分别设置在第一平衡块的两端。由于采用多点定位连接的方法将平衡结构与转子安装在一起，从而保证了平衡结构的装配可靠性。

作为本发明的第二个方面，提供了一种旋转压缩机。旋转压缩机包括平衡结构和转子结构90，平衡结构是上述的平衡结构，平衡结构设置在转子结构90的下部。由于本发明中的平衡结构本身具有自平衡的功能，能够同时提供两个方向的旋转离心力，且两个旋转离心力具有一定的高差，因而使应用该平衡结构的旋转压缩机在工作时能够满足使用要求。同时还能够有效降低转子与平衡结构的装配复杂度、减少装配时间、提高了生产效率，并有助于降低旋转压缩机的重心，从而提高了旋转压缩机的工作稳定性和工作可靠性。

如图4所示的优选实施方式中，压缩机还包括铆钉91、上挡板92和下挡板93，下挡板93夹设在转子结构90和平衡结构之间，上挡板92设置在转子结构90的上端，铆钉91将上挡板92、转子结构90、下挡板93和平衡结构整体固定连接。

如图5所示的优选实施方式中，平衡结构、曲轴偏心部70和滚子80组成旋转部件。

本发明中的旋转压缩机使用上述平衡结构后，旋转部件力平衡和力矩平衡分析简图如图5所示，其中，平衡结构的第一平衡部20质量为m1，偏心量为e1；第二平衡部30质量为m2，偏心量为e2；支撑部40质量为m3，偏心量为e3；曲轴偏心部70和滚子80的总质量为m4，偏心量为e4。

当旋转压缩机工作时，平衡结构产生3个旋转离心力分别为：F1＝m1×e1×ω²①；F2＝m2×e2×ω²②；F3＝m3×e3×ω²③；曲轴偏心部70和滚子80产生的离心力为F4＝m4×e4×ω²④；其中ω为曲轴的转速。调节m1、e1、m2、e2的大小和L1、L2的距离使其满足以下要求：

m1×e1+m4×e4＝m2×e2+m3×e3⑤

m1×e1×L1＝m2×e2×L2⑥

通过式①、②、③、④、⑤可得出力平衡：F1+F4＝F2+F3；

通过式①、②、③、④、⑥可得出力矩平衡：F1×L1＝F2×L2+F3×L1。

本发明中的旋转压缩机仅需在转子下端安装一个上述平衡结构即可满足旋转压缩机工作时的力平衡和力矩平衡要求，从而减少了转子与平衡结构的组装时间、降低了旋转压缩机泵体的重心、并提高了旋转压缩机的工作可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于压缩机的平衡结构，其特征在于，包括：

环形主体(10)，所述环形主体(10)具有相对设置的第一表面(11)和第二表面(12)，所述第一表面(11)和所述第二表面(12)均垂直于所述环形主体(10)的轴向；

第一平衡部(20)，所述第一平衡部(20)设置在所述环形主体(10)的所述第一表面(11)上；

第二平衡部(30)，所述第二平衡部(30)设置在所述环形主体(10)的所述第二表面(12)上，所述第一平衡部(20)和所述第二平衡部(30)位于所述环形主体(10)的中心平面的两侧，所述中心平面为所述环形主体(10)的第一轴向平面，所述第一平衡部(20)和所述第二平衡部(30)沿所述环形主体(10)的轴向分布。

2.根据权利要求1所述的平衡结构，其特征在于，所述平衡结构包括支撑部(40)，所述支撑部(40)设置在所述第一表面(11)上，且所述第一平衡部(20)和所述支撑部(40)位于所述中心平面的两侧。

3.根据权利要求2所述的平衡结构，其特征在于，所述支撑部(40)包括支撑凸台，所述支撑凸台设置在所述第一表面(11)上，所述支撑凸台和所述第一平衡部(20)的高度平齐。

4.根据权利要求2所述的平衡结构，其特征在于，所述平衡结构还包括第一安装孔(50)，所述第一安装孔(50)贯通所述支撑部(40)、所述环形主体(10)和所述第二平衡部(30)设置。

5.根据权利要求2所述的平衡结构，其特征在于，所述支撑部(40)沿所述第一平衡部(20)的对称平面对称设置，所述对称平面为所述环形主体(10)的第二轴向平面，且所述第二平衡部(30)沿所述对称平面对称设置，所述第二轴向平面与所述第一轴向平面垂直。

6.根据权利要求1所述的平衡结构，其特征在于，所述第一平衡部(20)和所述第二平衡部(30)一体成型。

7.根据权利要求1所述的平衡结构，其特征在于，所述第一平衡部(20)包括第一平衡块，所述第一平衡块设置在所述第一表面(11)上，所述第一平衡块为弧形凸块，所述第一平衡块具有：

内弧面(21)，所述内弧面(21)与所述环形主体(10)的内环面平齐设置；

外弧面(22)，所述外弧面(22)与所述环形主体(10)的外环面平齐设置。

8.根据权利要求7所述的平衡结构，其特征在于，所述第一平衡块的两个端面(23)呈平面形或弧面形。

9.根据权利要求7所述的平衡结构，其特征在于，所述平衡结构还包括第二安装孔(60)，所述第二安装孔(60)贯通所述第一平衡块和所述环形主体(10)设置。

10.一种旋转压缩机，包括平衡结构和转子结构(90)，其特征在于，所述平衡结构是权利要求1至9中任一项所述的平衡结构，所述平衡结构设置在所述转子结构(90)的下部。