CN105909524A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机，包括：壳体，均位于壳体内的电机和泵体结构；其中，泵体结构的气缸与电机的转子固定相连，泵体结构的曲轴与壳体固定相连。本发明公开的压缩机，由于转子与气缸固定相连，曲轴与壳体固定相连，则在压缩过程中，转子带动气缸转动，而曲轴固定不动，通过气缸的转动实现压缩，较现有技术采用曲轴转动实现压缩相比，有效增加了转动部件的转动惯量，提高了压缩机低频运行的平稳性。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体地说，涉及一种压缩机。

背景技术

目前，压缩机通过转子带动曲轴转动实现压缩。由于曲轴的质量较小，则转动惯量较小，导致压缩机低频运行时的平稳性较差。

由于曲轴为偏心结构，则转子需要设计平衡块与曲轴校准动静平衡，以减小振动和噪音。但是，实际压缩过程中气体状态不可控，则无法保证转子与曲轴动静平衡，仍然存在较大的振动和噪声。

综上所述，如何提供一种压缩机，以提高压缩机低频运行的平稳性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩机，以提高压缩机低频运行的平稳性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压缩机，包括：壳体，均位于所述壳体内的电机和泵体结构；其中，所述泵体结构的气缸与所述电机的转子固定相连，所述泵体结构的曲轴与所述壳体固定相连。

优选地，所述电机为外转子电机。

优选地，所述外转子电机包括：所述转子、定子和磁钢，其中，所述定子外套于所述曲轴且与所述曲轴固定相连，所述转子外套于所述定子，所述磁钢固定于所述转子的内壁，且所述磁钢与所述定子之间具有间隙。

优选地，所述电机为盘式电机。

优选地，所述盘式电机为单转子电机。

优选地，所述盘式电机包括：所述转子、定子、磁钢；其中，所述定子固定于所述壳体，所述转子位于所述定子的一侧，所述磁钢设于所述转子靠近所述定子的一面，且所述磁钢与所述定子之间具有间隙，所述曲轴与所述定子固定相连。

优选地，所述盘式电机为多转子电机。

优选地，所述泵体结构包括：上法兰，气缸，中间隔板，吸气隔板，所述曲轴；

其中，所述曲轴沿其轴向依次贯穿所述上法兰、所述气缸、所述中间隔板和所述吸气隔板；所述上法兰位于所述气缸靠近所述转子的一侧，所述上法兰、所述气缸和所述中间隔板固定连接形成转动组件，所述吸气隔板固定于所述壳体。

优选地，所述转动组件为非偏心结构。

优选地，所述压缩机还包括分隔装置，所述分隔装置与所述曲轴共同作用能够将所述气缸的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室；

其中，所述吸气隔板设有第一吸气通道，所述中间隔板设有第二吸气通道，所述上法兰设有排气通道，所述壳体具有吸气口和排气口，所述吸气口、所述第一吸气通道、所述第二吸气通道、所述气缸容腔、所述排气通道和所述排气口依次连通。

优选地，所述分隔装置的一端与所述气缸固定连接，所述分隔装置的另一端与所述曲轴抵接。

优选地，所述分隔装置包括固定相连的弹性件和滑动件；所述弹性件和所述滑动件中，一者与所述气缸固定相连，另一者与所述曲轴抵接。

优选地，所述第一吸气通道呈L型，所述第二吸气通道为吸气槽，所述吸气槽的槽底具有与所述气缸容腔连通的第一吸气孔。

优选地，所述第一吸气通道的直径小于所述吸气槽的宽度。

优选地，所述转子、所述上法兰、所述气缸和所述中间隔板通过螺纹连接件固定连接。

优选地，所述转子与所述泵体结构的上法兰过盈配合。

优选地，所述吸气隔板靠近所述中间隔板的一侧具有凸台，所述凸台与所述中间隔板相连。

本发明提供的压缩机，由于转子与气缸固定相连，曲轴与壳体固定相连，则在压缩过程中，转子带动气缸转动，而曲轴固定不动，通过气缸的转动实现压缩，较现有技术采用曲轴转动实现压缩相比，有效增加了转动部件的转动惯量，提高了压缩机低频运行的平稳性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的压缩机的结构示意图；

图2为图1中转子的结构示意图；

图3为图1中磁钢的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的压缩机的结构示意图；

图5为图4中转子的结构示意图；

图6为图4中磁钢的结构示意图；

图7为本发明实施例三提供的压缩机的结构示意图；

图8为图1、图4和图7中中间隔板的结构示意图；

图9为图1、图4和图7中吸气隔板的结构示意图。

上图1-9中：

1为壳体、101为吸气口、102为排气口、2为固定支架、3为定子、4为曲轴、5为接线柱、6为转子、601为转子盘、602为转子轴、7为磁钢、8为螺钉、9为上法兰、10为气缸、11为中间隔板、1101为吸气槽、1102为第一吸气孔、12为吸气隔板、1201为第一吸气通道、1202为凸台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的压缩机，包括：壳体1，均位于壳体1内的电机和泵体结构；其中，电机包括：定子3、转子6、磁钢7，泵体结构包括上法兰9、气缸10、曲轴4等部件。

上述泵体结构的气缸10与电机的转子6固定相连，泵体结构的曲轴4与壳体1固定相连。需要说明的是，电机的转子6可转动地。

上述压缩机中，曲轴4与壳体1固定相连，具体地，曲轴4与壳体1直接固定相连、或者曲轴4与壳体1间接固定相连；其中，曲轴4与壳体1间接固定相连，即曲轴4通过壳体1内的其他部件与壳体1固定相连。对于曲轴4如何与壳体1固定相连，本发明实施例对此不做限定。

本发明实施例提供的压缩机，由于转子6与气缸10固定相连，曲轴4与壳体1固定相连，则在压缩过程中，转子6带动气缸10转动，而曲轴4固定不动，通过气缸10的转动实现压缩，较现有技术采用曲轴转动实现压缩相比，有效增加了转动部件的转动惯量，提高了压缩机低频运行的平稳性。

需要说明的是，在压缩机中，气缸10转动时，位于气缸10两侧的上法兰9、下法兰(中间隔板11)需要随气缸10一起转动，以保证气缸10吸气和排气。因此，气缸10转动时的转动惯量远远大于曲轴4转动时的转动惯量。

上述压缩机的电机存在多种结构，可根据实际需要进行设计。具体地，本发明实施例提供了两种电机结构。

如图1-3所示，本发明实施例一提供的压缩机中，电机为外转子电机。具体地，外转子电机包括：转子6、定子3和磁钢7，其中，定子3外套于曲轴4且与曲轴4固定相连，转子6外套于定子3，磁钢7固定于转子6的内壁，且磁钢7与定子3之间具有间隙。

此时，定子3通过曲轴4固定于壳体1。为了便于固定曲轴4，曲轴4远离气缸10的一端通过固定支架2固定于壳体1的内壁，即曲轴4与壳体1间接固定相连。

上述外转子电机中，优先选择定子3与曲轴4过盈配合，这样，有效保证了定子3与曲轴4的连接强度，提高了可靠性。进一步地，定子3热套在曲轴4上，固定支架2热套在壳体1内。

当然，对于外转子电机，还可选择选择定子3固定在壳体1内，曲轴4与定子3固定连接，即曲轴4通过定子3与壳体1固定相连；或者还可选择选择定子3通过第一支架固定在壳体1内，曲轴4与第一支架固定连接，即曲轴4通过第一支架与壳体1固定相连。因此，外转子电机的具体结构并不局限于上述实施例一。

如图4和图7所示，上述电机还可为盘式电机。

如图4-6所示，本发明实施例二提供的压缩机中，盘式电机为单转子电机。其中，曲轴4与壳体1固定相连，定子3要求固定在壳体1内，则定子3存在三种固定方式，一种为定子3仅固定于壳体1，一种为定子3仅固定于曲轴4，另一种为定子3固定于壳体1的同时固定于曲轴4。

可以理解的是，当定子3固定于壳体1的同时固定于曲轴4，即定子3的一部分与壳体1固定相连，定子3的另一部分与曲轴4固定相连。此时，曲轴4通过定子3与壳体1固定相连。

为了增强可靠性，优先选择定子3固定于壳体1的同时固定于曲轴4。具体地，上述盘式电机包括：转子6、定子3、磁钢7；其中，定子3固定于壳体1，转子6位于定子3的一侧，磁钢7设于转子6靠近定子3的一面，且磁钢7与定子3之间具有间隙，曲轴4与定子3固定相连。

为了提高压缩机的功率密度，可增加盘式电机的转子6，具体地，如图7所示，本发明实施例三提供的压缩机中，盘式电机为多转子电机。

具体地，上述盘式电机包括：转子6，该转子6包括：转子轴602，至少两个且设于转子轴602的转子盘601；定子3，该定子3固定于壳体1；磁钢7，该磁钢7设于转子盘601靠近定子3的一面；其中，定子3位于相邻的两个转子盘601之间，定子3具有供转子轴602转动的通孔。此时，曲轴4与壳体1直接固定相连，或者曲轴4通过除定子3以外的其他部件与壳体1固定相连。

以图7为例，盘式电机为双转子电机，转子盘601为两个。若盘式电机为三转子电机，则转子盘601为三个，定子3的数目相应地增加。

优选地，上述定子3与壳体1通过过盈配合实现固定连接，具体地，定子3热套于壳体1。进一步地，定子3可直接热套在壳体1上，也可选择定子3通过固定支架2热套于壳体1。具体地，固定支架2热套于壳体1，定子3固定于固定支架2，即定子3通过固定支架2与壳体1固定相连。

为了方便设置，上述磁钢7粘接于转子6。

上述定子3设有定子槽，定子槽内绕制有铜线线圈，铜线线圈通过引线接于壳体1上的接线柱5，如图1、图4和图7所示。

上述压缩机中，采用外转子电机或者盘式电机，使得压缩机的功率密度较高，结构更加紧凑。

本发明实施例提供的压缩机中，通过气缸10的转动实现压缩。如图1、图4和图7所示，上述泵体结构包括：上法兰9，气缸10，中间隔板11，吸气隔板12，曲轴4；其中，曲轴4沿其轴向依次贯穿上法兰9、气缸10、中间隔板11和吸气隔板12；上法兰9位于气缸10靠近转子6的一侧，上法兰9、气缸10和中间隔板11固定连接形成转动组件，吸气隔板12固定于壳体1。

需要说明的是，上法兰9位于气缸10靠近转子6的一侧，即上法兰9位于转子6和气缸10之间。上法兰9，气缸10，中间隔板11，吸气隔板12依次密封连接，以保证压缩气体。

上述压缩机中，泵体结构的装配过程由上到下为：上法兰9、气缸10、曲轴4、中间隔板11、吸气隔板12。可以理解的是，此处的上和下，只是图7中沿竖直方向的上下。曲轴4沿其轴向依次贯穿上法兰9、气缸10、中间隔板11和吸气隔板12，起到了密封和支撑作用。

上述压缩机中，吸气隔板12固定于壳体1，为了便于固定曲轴4，优先选择曲轴4通过吸气隔板12与壳体1固定相连，即曲轴4与吸气隔板12固定相连，吸气隔板12与壳体1固定相连。

为了便于安装，上述吸气隔板12与壳体1过盈配合。具体地，吸气隔板12热套于壳体1内。同理，曲轴4与吸气隔板12过盈配合。当然，曲轴4与吸气隔板12的固定连接、以及吸气隔板12与壳体1的固定连接，还可采用其他方式，并不局限于此。

进一步地，上述转动组件为非偏心结构。具体地，转动组件的转动中心与转动组件的中心重合。例如，选择转动组件为关于转动轴线对称的对称结构。

上述压缩机，由于转动组件为非偏心结构，有效地降低了动静不平衡的程度，从而有效减小了振动和噪音。

为了保证压缩机的吸气，上述压缩机还包括分隔装置，该分隔装置与曲轴4共同作用能够将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室；吸气隔板12设有第一吸气通道1201，中间隔板11设有第二吸气通道，上法兰9设有排气通道，壳体1具有吸气口101和排气口102，吸气口101、第一吸气通道1201、第二吸气通道、气缸容腔、排气通道和排气口102依次连通。

上述压缩机中，气体的进入方向如图1、图4和图7中的箭头线所示。具有地，气体自吸气口101进入第一吸气通道1201，自第一吸气通道1201进入第二吸气通道，自第二吸气通道进入吸入室，经压缩室压缩后进入排气通道，经排气通道和排气口102排出壳体1。

上述分隔装置存在多种安装结构。具体地，分隔装置的一端与气缸10固定连接，分隔装置的另一端与曲轴4抵接；或者将分隔装置固定在上法兰9或中间隔板11上，分隔装置的一端与气缸10抵接，分隔装置的另一端与曲轴4抵接，只要保证分隔装置能够与曲轴4配合，二者共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室即可。

上述压缩机中，由于转动组件会发生转动，则气缸10内壁上的任一位置到曲轴4的任一位置之间的距离会发生变化，为了保证分隔装置与曲轴4共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室，则要求分隔装置能够发生形变，即分隔装置的两端之间的距离能够发生变化。

为了便于设置，优先选择分隔装置的一端与气缸10固定连接，分隔装置的另一端与曲轴4抵接。

可以理解的是，随着转子6的转动，分隔装置随转动组件一起转动，随着转动组件的转动，吸入室的进口位置和压缩室的出口位置发生变化，曲轴4不动，分隔装置的位置发生变化，分隔装置发生形变，保持分隔装置与曲轴4抵接，改变气缸10的吸入室容积和压缩室容积，从而实现吸气和排气。

上述分隔装置存在多种结构。例如，分隔装置包括：固定相连的弹性件和滑动件；弹性件和滑动件中，一者与气缸10固定相连，另一者与曲轴4抵接。可以理解的是，弹性件的变形方向和滑动件的滑动方向相同。

上述弹性件和滑动件中，可仅滑动件与曲轴4共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室；也可弹性件、滑动件与曲轴4共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室。当弹性件为弹簧时，只能选择仅滑动件与曲轴4共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室，则滑动件与曲轴4抵接。此时，滑动件为滑片，弹性件为滑片弹簧。

上述压缩机中，还可用具有气体的压力腔来代替弹性件，具体地，气缸10设有压力腔，该压力腔内具有气体，滑动件的一端可滑动地设于压力腔内，且滑动件与压力腔密封连接。

当然，还可选择分隔装置包括：通过弹性件相连的两个滑动件；一个滑动件与气缸10固定相连，另一个滑动件与曲轴4抵接；两个滑动件、弹性件与曲轴4共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室。当弹性件为弹簧时，分隔装置还包括套设在弹簧外侧的外套，两个滑动件可滑动地设于外套中，且滑动件与外套密封连接，此时外套、两个滑动件与曲轴4共同作用将气缸10的气缸容腔分隔为吸气室和压缩室。

上述压缩机中，可根据实际需要设计分隔装置，本发明实施例对分隔装置的具体结构不做限定。

为了简化吸气结构，上述压缩机中，第一吸气通道1201呈L型，第二吸气通道为吸气槽1101，吸气槽1101的槽底具有与气缸10的气缸容腔连通的第一吸气孔1102，如图8和图9所示。当然，也可选择第一吸气通道1201为其他形状，第二吸气通道为其他结构，并不局限于上述实施例。

需要说明的是，上述中间隔板11的一侧与吸气隔板12采用滑动摩擦，起到密封作用；中间隔板11另一侧的第一吸气孔1102与气缸10的进气口位置对应保证进气顺畅。

为了减小吸气阻力，第一吸气通道1201的直径大于吸气槽1101的宽度。可以理解的是，吸气槽1101的宽度是指吸气槽1101的两个侧槽壁的间距。当然，也可选择第一吸气孔1102的孔径小于气缸10的第二吸气孔，亦能达到减小吸气阻力的目的。需要说明的是，气缸容腔通过第二吸气孔与第一吸气孔1102连通。

为了便于吸气和排气，吸气口101位于壳体1的周向侧板，排气口102位于壳体1的顶板。具体地，吸气口101的轴线垂直于壳体1的轴线，排气口102的轴线平行于壳体1的轴线。

当然也可选择吸气口101和排气口102在壳体1的其他位置，可根据实际需要进行设计，并不局限于上述实施例。

优选地，上述压缩机中，转子6、上法兰9、气缸10和中间隔板11通过螺纹连接件固定连接，如图1、图4、图7所示。这样，该螺纹连接件既实现了转子6与气缸10的固定连接，也实现了上法兰9、气缸10和中间隔板11的固定连接，有效简化了结构。

进一步地，转子6、上法兰9、气缸10和中间隔板11通过螺钉8和螺母固定连接。当然，也可选择转子6、上法兰9、气缸10和中间隔板11通过螺栓和螺母固定连接。

为了提高了可靠性，转子6与泵体结构的上法兰9过盈配合，如图4和图7所示。具体地，转子6与上法兰9热套配合。

进一步地，转子6与泵体结构的上法兰9过盈配合的同时，转子6、上法兰9、气缸10和中间隔板11通过螺钉8和螺母固定连接，如图4和图7所示。

优选地，上述压缩机中，吸气隔板12靠近中间隔板11的一侧具有凸台1202，该凸台1202与中间隔板11相连，如图9所示。可以理解的是，凸台1202与中间隔板11密封连接。

上述压缩机中，通过设置凸台1202，有效减小了吸气隔板12与中间隔板11的接触面积，则在中间隔板11与吸气隔板12相对滑动时，减小了滑动摩擦力，从而减小了因滑动摩擦而产生的能量损失；同时，要求中间隔板11与吸气隔板12密封连接，则连接面加工精度较高，通过设置凸台1202，有效减小了吸气隔板12与中间隔板11的接触面积，则有效降低了加工难度和加工成本。

需要说明的是，当转子6、上法兰9、气缸10和中间隔板11通过螺纹连接件固定连接时，中间隔板11和吸气隔板12之间具有让位间隙，以保证螺纹连接件的安装，在吸气隔板12上设置凸台1202，即可提供了让位间隙。当然，也可选择可通过在吸气隔板12上设置凹槽来提供让位间隙。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (17)

1.一种压缩机，包括：壳体(1)，均位于所述壳体(1)内的电机和泵体结构；其特征在于，所述泵体结构的气缸(10)与所述电机的转子(6)固定相连，所述泵体结构的曲轴(4)与所述壳体(1)固定相连。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述电机为外转子电机。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述外转子电机包括：所述转子(6)、定子(3)和磁钢(7)，其中，所述定子(3)外套于所述曲轴(4)且与所述曲轴(4)固定相连，所述转子(6)外套于所述定子(3)，所述磁钢(7)固定于所述转子(6)的内壁，且所述磁钢(7)与所述定子(3)之间具有间隙。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述电机为盘式电机。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述盘式电机为单转子电机。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述盘式电机包括：所述转子(6)、定子(3)、磁钢(7)；其中，所述定子(3)固定于所述壳体(1)，所述转子(6)位于所述定子(3)的一侧，所述磁钢(7)设于所述转子(6)靠近所述定子(3)的一面，且所述磁钢(7)与所述定子(3)之间具有间隙，所述曲轴(4)与所述定子(3)固定相连。

7.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述盘式电机为多转子电机。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的压缩机，其特征在于，所述泵体结构包括：上法兰(9)，气缸(10)，中间隔板(11)，吸气隔板(12)，所述曲轴(4)；

其中，所述曲轴(4)沿其轴向依次贯穿所述上法兰(9)、所述气缸(10)、所述中间隔板(11)和所述吸气隔板(12)；所述上法兰(9)位于所述气缸(10)靠近所述转子(6)的一侧，所述上法兰(9)、所述气缸(10)和所述中间隔板(11)固定连接形成转动组件，所述吸气隔板(12)固定于所述壳体(1)。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述转动组件为非偏心结构。

10.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，还包括分隔装置，所述分隔装置与所述曲轴(4)共同作用能够将所述气缸(10)的气缸容腔分为吸入室和压缩室；

其中，所述吸气隔板(12)设有第一吸气通道(1201)，所述中间隔板(11)设有第二吸气通道，所述上法兰(9)设有排气通道，所述壳体(1)具有吸气口(101)和排气口(102)，所述吸气口(101)、所述第一吸气通道(1201)、所述第二吸气通道、所述气缸容腔、所述排气通道和所述排气口(102)依次连通。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述分隔装置的一端与所述气缸(10)固定连接，所述分隔装置的另一端与所述曲轴(4)抵接。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述分隔装置包括固定相连的弹性件和滑动件；所述弹性件和所述滑动件中，一者与所述气缸(10)固定相连，另一者与所述曲轴(4)抵接。

13.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述第一吸气通道(1201)呈L型，所述第二吸气通道为吸气槽(1101)，所述吸气槽(1101)的槽底具有与所述气缸容腔连通的第一吸气孔(1102)。

14.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述第一吸气通道(1201)的直径小于所述吸气槽(1101)的宽度。

15.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述转子(6)、所述上法兰(9)、所述气缸(10)和所述中间隔板(11)通过螺纹连接件固定连接。

16.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述转子(6)与所述上法兰(9)过盈配合。

17.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述吸气隔板(12)靠近所述中间隔板(11)的一侧具有凸台(1202)，所述凸台(1202)与所述中间隔板(11)相连。