CN105952648A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机，包括：壳体、电机和压缩机构，壳体的底部具有油池；压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和曲轴，曲轴的第一端与电机相连，曲轴的第二端穿过主轴承、气缸组件和副轴承，主轴承与壳体的内周壁之间密封连接且曲轴的主轴段与主轴承之间密封以将壳体内部分隔成第一压力腔室和第二压力腔室，主轴段和主轴承之间的密封包括间隙密封和迷宫密封中的至少一个，电机位于第一压力腔室内，油池位于第二压力腔室内，第一压力腔室和第二压力腔室压力分别为压缩机的吸气压力和排气压力，油池内的润滑油在第一压力腔室和第二压力腔室的压差作用下通过压缩机构从第二压力腔室流向第一压力腔室。根据本发明的压缩机，电机的使用寿命长。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种压缩机。

背景技术

相关技术中，壳体内为低压的旋转式压缩机一般采用油池为低压的结构，采用这种结构的压缩机，滑片背压腔必须密封并提供高压(即背压)，以保证滑片的跟随性，然而，这就会造成压缩机构的结构复杂，装配困难；同时，由于不能兼顾油池和滑片腔冷冻油的粘度，例如，采用低粘度冷冻油就会造成滑片磨损加剧，而采用高粘度冷冻油就会造成压缩机构运转功率增加。另外，由于油池是低压，使得活塞内腔也是低压，从而造成排气腔的高压气体向活塞内腔的泄漏严重。此外，排气腔和滑片背压腔位于低压环境内，容易泄漏，使得排气腔的密封结构复杂。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种压缩机，所述压缩机的可靠性高。

根据本发明的压缩机，包括：壳体，所述壳体的底部具有油池；电机，所述电机设在所述壳体内；压缩机构，所述压缩机构设在所述电机的邻近所述油池的一侧，所述压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和曲轴，所述主轴承和所述副轴承设在所述气缸组件的轴向两端，且所述主轴承位于所述气缸组件的邻近所述电机的一侧，所述曲轴的第一端与所述电机相连，所述曲轴的第二端穿过所述主轴承、所述气缸组件和所述副轴承，所述曲轴具有与所述主轴承配合的主轴段，所述主轴承与所述壳体的内周壁之间密封连接且所述主轴段与所述主轴承之间密封以将所述壳体内部分隔成第一压力腔室和压力大于所述第一压力腔室压力的第二压力腔室，所述主轴段和所述主轴承之间的密封包括间隙密封和迷宫密封中的至少一个，所述电机位于所述第一压力腔室内，所述油池位于所述第二压力腔室内，所述第一压力腔室压力为所述压缩机的吸气压力，所述第二压力腔室压力为所述压缩机的排气压力，所述油池内的润滑油在所述第一压力腔室和所述第二压力腔室的压差作用下通过所述压缩机构从所述第二压力腔室流向所述第一压力腔室。

根据本发明的压缩机，通过设置第一压力腔室和压力大于第一压力腔室压力的第二压力腔室，并使电机位于第一压力腔室内，延长了电机的使用寿命。而且，利用第一压力腔室和第二压力腔室之间的压差向压缩机构供油，加强了压缩机构的润滑能力，提高了压缩机的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述主轴承与所述壳体的内周壁之间环焊连接。

根据本发明的一些实施例，所述主轴承的邻近所述电机的一侧表面上设有密封机架，所述主轴承通过所述密封机架与所述壳体的内周壁之间环焊连接。

进一步地，所述密封机架与所述主轴承之间设有密封垫。

根据本发明的一些实施例，当所述主轴段和所述主轴承之间间隙密封时，所述主轴段和所述主轴承之间的间隙为δ，其中所述δ满足：15μm≤δ≤40μm。

根据本发明的一些实施例，当所述主轴段和所述主轴承之间迷宫密封时，所述主轴段和所述主轴承之间通过迷宫结构实现迷宫密封，其中所述迷宫结构设在所述主轴段和所述主轴承的彼此相对的表面中的至少一个上，所述迷宫结构包括：迷宫槽，所述迷宫槽形成在所述主轴段和所述主轴承的彼此相对的表面中的所述至少一个上且沿所述主轴段和所述主轴承的周向环形延伸；和多个迷宫筋，所述多个迷宫筋设在所述迷宫槽的内壁上且沿所述主轴段和所述主轴承的轴向彼此间隔设置。

可选地，所述迷宫结构位于所述主轴段的邻近所述电机的一侧。

根据本发明的一些实施例，所述曲轴上形成有曲轴油孔，所述曲轴油孔为贯穿所述曲轴的所述第二端端面的盲孔，所述曲轴油孔的侧壁上形成有贯穿所述曲轴的外周壁的供油孔。

进一步地，所述曲轴油孔延伸至所述主轴段，所述曲轴具有偏心部，所述偏心部位于所述气缸组件的气缸内，其中所述供油孔贯穿所述偏心部的外周壁。

根据本发明的一些实施例，所述压缩机为立式压缩机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的压缩机的局部示意图；

图2是图1中圈示的A部的放大图；

图3是根据本发明实施例的曲轴和主轴承的局部示意图；

图4是图3中圈示的B部的放大图；

图5是根据本发明实施例的曲轴和主轴承的装配示意图；

图6是图5中圈示的C部的放大图；

图7是根据本发明另一个实施例的曲轴和主轴承的装配示意图；

图8是图7中圈示的D部的放大图。

附图标记：

100：压缩机；

1：壳体；11：第一压力腔室；12：第二压力腔室；

31：主轴承；32：气缸；33：副轴承；

34：曲轴；341：主轴段；342：偏心部；343：曲轴油孔；3431：供油孔；

35：上油结构；36：密封机架；361：密封垫；

37：活塞；371：活塞内腔；38：滑片；

61：迷宫槽；62：迷宫筋。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的压缩机100。压缩机100可以为立式压缩机。在本申请下面的描述中，以压缩机100为立式压缩机为例进行说明。当然，本领域的技术人员可以理解，压缩机100还可以为卧式压缩机。

如图1所示，根据本发明实施例的压缩机100例如立式压缩机，包括壳体1、电机(图未示出)和压缩机构。

壳体1的底部具有油池。当压缩机100工作时，油池内的润滑油例如冷冻油适于对压缩机构的各个运动副进行润滑，以保证压缩机构的正常运行，从而延长了压缩机100例如立式压缩机的使用寿命。

电机和压缩机构均设在壳体1内，压缩机构位于电机的邻近油池的一侧，如图1所示，电机位于壳体1内的上部，压缩机构位于壳体1内的下部。

压缩机构包括主轴承31、气缸组件、副轴承33和曲轴34，具体而言，主轴承31和副轴承33设在气缸组件的轴向两端(例如，图1中的上端和下端)，且主轴承31位于气缸组件的邻近电机的一侧(例如，图1中的上侧)。

气缸组件包括气缸32，气缸32具有吸气腔和排气腔，吸气腔用于吸入从待压缩冷媒(如低温低压冷媒)，排气腔用于对待压缩冷媒进行压缩并排出压缩后的冷媒(如高温高压冷媒)。气缸组件可以只包括一个气缸32，此时压缩机100例如立式压缩机为单缸压缩机，图1-图3中显示了单缸压缩机用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了下面的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到具有两个或者更多个气缸32的多缸压缩机的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。

曲轴34的第一端(例如，图1中的上端)与电机相连，曲轴34的第二端(例如，图1中的下端)穿过主轴承31、气缸组件和副轴承33。活塞37套设在曲轴34上，活塞37位于气缸32内且沿气缸32的内壁可滚动。当电机工作时，曲轴34旋转以带动套设在其上的活塞37沿气缸32的内周壁滚动以对进入到气缸32内的待压缩冷媒进行压缩。活塞37具有活塞内腔371，此时活塞37可以为两端敞开的中空圆环形结构。

曲轴34具有与主轴承31配合的主轴段341，主轴承31与壳体1的内周壁之间密封连接且主轴段341与主轴承31之间密封以将壳体1内部分隔成第一压力腔室11和压力大于第一压力腔室11压力的第二压力腔室12，由此，通过主轴承31与壳体1的内周壁之间、以及主轴段341与主轴承31之间的密封，可以很好地将两个压力不同的第一压力腔室11和第二压力腔室12隔开。电机位于第一压力腔室11内，油池位于第二压力腔室12内，第一压力腔室11压力为压缩机100的吸气压力，第二压力腔室12压力为压缩机100的排气压力。此时压缩机构将壳体1内部分隔成压力不同的低压区(即第一压力腔室11)和高压区(即第二压力腔室12)。其中，压缩机100的吸气压力大体为从压缩机100的吸气口吸入的低温低压冷媒的压力，而压缩机100的排气压力大体为经压缩机100压缩后从压缩机100的排气口排出的高温高压冷媒的压力。可以理解的是，低温低压冷媒和压缩后得到的高温高压冷媒的具体压力和温度等可以根据压缩机100的具体类型而具体设置，以更好地满足实际要求。

其中，主轴段341和主轴承31之间的密封包括间隙密封和迷宫密封中的至少一个。“间隙密封”可以理解为利用主轴段341和主轴承31之间的微小间隙以起到密封的作用。当主轴段341和主轴承31之间间隙密封时，主轴段341和主轴承31之间的间隙为δ，其中δ满足：15μm≤δ≤40μm。“迷宫密封”是在主轴段341和主轴承31之间设置若干个依次排列的环形密封结构(即下文中的“迷宫筋62”)，密封结构之间形成一系列节流间隙与膨胀空腔，被密封介质(如气流)在通过多个密封结构构成的曲折迷宫的间隙时产生节流效应达到阻漏的目的。

油池内的润滑油在第一压力腔室11和第二压力腔室12的压差作用下通过压缩机构从第二压力腔室12流向第一压力腔室11。具体而言，由于第一压力腔室11和第二压力腔室12之间具有压差，油池内的高压润滑油可以在压差的作用下通过压缩机构的各个部件之间的配合间隙(如主轴承31、副轴承33与曲轴34之间的间隙)，而流向压力较低的第一压力腔室11，加强了主轴承31、副轴承33与曲轴34之间的润滑能力，不仅提高了可靠性，也提高了主轴承31和副轴承33润滑的自适应性，润滑压力和润滑能力随着工作压力的提升而提升。在此过程中，润滑油不仅起到润滑的作用，同时起到密封的作用，保证了第一压力腔室11与第二压力腔室12之间的密封性。

由于电机位于低温低压冷媒所在的第一压力腔室11内，低温冷媒可以对电机进行冷却，从而不会出现电机温度过高造成烧毁或者使保护器经常动作的情况，有效解决了传统的高背压压缩机排气经过电机造成电机温度过高而使电机烧毁或者使保护器经常动作的问题，由于降低了电机的工作环境温度，从而提高了电机的可靠性。

根据本发明实施例的压缩机100例如立式压缩机，通过设置第一压力腔室11和压力大于第一压力腔室11压力的第二压力腔室12，并使电机位于第一压力腔室11内，延长了电机的使用寿命。而且，利用第一压力腔室11和第二压力腔室12之间的压差向压缩机构供油，加强了压缩机构的润滑能力，提高了压缩机100例如立式压缩机的可靠性。

根据本发明的一些可选实施例，主轴承31与壳体1的内周壁之间环焊连接，具体地，主轴承31与壳体1的内周壁之间可以通过环焊一圈实现紧固和密封。当然，根据本发明的另一些可选实施例，如图1所示，主轴承31的邻近电机的一侧表面(例如，图1中的上表面)上还可以设有密封机架36，主轴承31通过密封机架36与壳体1密封连接。可选地，密封机架36与壳体1的内周壁之间环焊连接。

进一步地，密封机架36与主轴承31之间设有密封垫361，以进一步保证第一压力腔室11和第二压力腔室12之间的密封性。其中，主轴承31、密封机架36和密封垫361之间可以采用螺钉进行紧固和密封。

根据本发明的一些实施例，当主轴段341和主轴承31之间迷宫密封时，主轴段341和主轴承31之间通过迷宫结构实现迷宫密封，其中迷宫结构设在主轴段341和主轴承31的彼此相对的表面中的至少一个上。具体而言，迷宫结构包括：迷宫槽61和多个迷宫筋62，迷宫槽61形成在主轴段341和主轴承31的彼此相对的表面中的上述至少一个上，且迷宫槽61沿主轴段341和主轴承31的周向环形延伸，多个迷宫筋62设在迷宫槽61的内壁上，且多个迷宫筋62沿主轴段341和主轴承31的轴向彼此间隔设置。由此，气流在流经迷宫结构时，可以产生节流效应，从而达到阻漏的目的，结构简单，且具有较好的密封效果。

例如，参照图5并结合图6，迷宫槽61形成在主轴承31内孔的内壁上，迷宫槽61为沿主轴承31内孔的内壁的周向延伸的环形槽，多个迷宫筋62在迷宫槽61内均匀间隔分布，且每个迷宫筋62从迷宫槽61的内壁朝向曲轴34的中心轴线的方向延伸。其中，每个迷宫筋62的自由端与主轴承31内孔的侧壁平齐。

参照图7并结合图8，迷宫槽61形成在主轴段341的外周壁上，迷宫槽61为沿主轴段341的外周壁的周向延伸的环形槽，多个迷宫筋62在迷宫槽61内均匀间隔分布，且每个迷宫筋62从迷宫槽61的内壁朝向远离曲轴34的中心轴线的方向延伸。其中，每个迷宫筋62的自由端与主轴段341的外周壁平齐。

可选地，如图5-图8所示，迷宫结构位于主轴段341的邻近电机的一侧(例如，图5-图8中的上侧)。由此，可以更好地密封主轴段341和主轴承31之间的间隙，保证了密封效果。

根据本发明的一些实施例，曲轴34上形成有曲轴油孔343，曲轴油孔343为贯穿曲轴34的上述第二端端面的盲孔，以避免与压力较低的第一压力腔室11直接连通，曲轴油孔343的侧壁上形成有贯穿曲轴34的外周壁的供油孔3431。例如，如图1、图5和图7所示，曲轴油孔343延伸至主轴段341，曲轴34具有偏心部342，偏心部342位于气缸32内，活塞37套设在偏心部342外，供油孔3431贯穿偏心部342的外周壁，油池内的高温高压的冷冻油可以在第一压力腔室11和第二压力腔室12压差的作用下进入曲轴油孔343并通过供油孔3431进入活塞内腔371，从而对压缩机构的各个摩擦副(例如，主轴承31、副轴承33与曲轴34之间的配合间隙)进行润滑，并起到密封第一压力腔室11和第二压力腔室12的作用。在此过程中，冷冻油可以从油池所在的高压侧(即第二压力腔室12)流向电机所在的低压侧(即第一压力腔室11)。进一步地，曲轴油孔343内可以设有上油结构35(图未示出)，以使油池内的润滑油在上油结构35的作用下进入曲轴油孔343，这样可以保证润滑效果。

如图1所示，活塞内腔371与第二压力腔室12相通，活塞37位于第二压力腔室12内，活塞内腔371内的压力为排气压力(即高压)，此时活塞内腔371内的压力与气缸32的排气腔内的压力大致相同，从而气体排气腔内的高压冷媒不易向活塞内腔371泄漏，解决了传统的低背压压缩机活塞内腔371低压造成的泄漏问题。另外，活塞37通过其与主轴承31和副轴承33之间的高度间隙、以及润滑油密封活塞37和气缸32的吸气腔之间的间隙来防止活塞内腔371内的压力向吸气腔泄漏。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，气缸32上形成有用于容纳滑片38的滑片槽，滑片38的内端适于与活塞37的外周壁止抵以将气缸32内部分隔成吸气腔和排气腔。其中，滑片槽的位于滑片38外端的部分为滑片38背压腔，滑片38背压腔与第二压力腔室12直接相通，滑片38背压腔位于第二压力腔室12的高压环境内，滑片38背压腔与第二压力腔室12内的压力相同，第二压力腔室12内的高压可以直接进入滑片38背压腔作用在滑片38的外端，此时滑片38背压腔不存在泄漏问题，且无需密封就可以保证滑片38的跟随性，从而简化了压缩机构的结构，使得装配简便。同时，由于油池和滑片38背压腔均位于第二压力腔室12内，且滑片38背压腔与第二压力腔室12连通，从而可以兼顾油池和滑片38背压腔内润滑油如冷冻油的粘度，不会出现低粘度冷冻油造成滑片38磨损加剧、高粘度冷冻油造成压缩机构运转功率增加的情况，即延长了滑片38的使用寿命，并使得压缩机构的运转功率不会过高。这里，需要说明的是，方向“内”可以理解为邻近气缸32中心的方向，其相反方向被定义为“外”，即远离气缸32中心的方向。

根据本发明实施例的压缩机100例如立式压缩机，降低了电机的工作环境温度，提高了电机的可靠性，可以使压缩机构运行在高压的环境，避免了传统的低背压压缩机的滑片跟随性不好和滑片润滑性不良、以及活塞端面泄漏和排气腔泄漏等问题，采用本发明的压缩机100的第一压力腔室11和第二压力腔室12的分隔结构简单，装配工艺性好，使用压差供油加强了主轴承31、副轴承33与曲轴34之间的润滑能力，不仅提高了可靠性，也提高了主轴承31和副轴承33润滑的自适应性，润滑压力和润滑能力随着工作压力的提升而提升。

根据本发明实施例的压缩机100例如立式压缩机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的底部具有油池；

电机，所述电机设在所述壳体内；

压缩机构，所述压缩机构设在所述电机的邻近所述油池的一侧，所述压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和曲轴，所述主轴承和所述副轴承设在所述气缸组件的轴向两端，且所述主轴承位于所述气缸组件的邻近所述电机的一侧，所述曲轴的第一端与所述电机相连，所述曲轴的第二端穿过所述主轴承、所述气缸组件和所述副轴承，所述曲轴具有与所述主轴承配合的主轴段，所述主轴承与所述壳体的内周壁之间密封连接且所述主轴段与所述主轴承之间密封以将所述壳体内部分隔成第一压力腔室和压力大于所述第一压力腔室压力的第二压力腔室，所述主轴段和所述主轴承之间的密封包括间隙密封和迷宫密封中的至少一个，所述电机位于所述第一压力腔室内，所述油池位于所述第二压力腔室内，所述第一压力腔室压力为所述压缩机的吸气压力，所述第二压力腔室压力为所述压缩机的排气压力，所述油池内的润滑油在所述第一压力腔室和所述第二压力腔室的压差作用下通过所述压缩机构从所述第二压力腔室流向所述第一压力腔室。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述主轴承与所述壳体的内周壁之间环焊连接。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述主轴承的邻近所述电机的一侧表面上设有密封机架，所述主轴承通过所述密封机架与所述壳体的内周壁之间环焊连接。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述密封机架与所述主轴承之间设有密封垫。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的压缩机，其特征在于，当所述主轴段和所述主轴承之间间隙密封时，所述主轴段和所述主轴承之间的间隙为δ，其中所述δ满足：15μm≤δ≤40μm。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的压缩机，其特征在于，当所述主轴段和所述主轴承之间迷宫密封时，所述主轴段和所述主轴承之间通过迷宫结构实现迷宫密封，其中所述迷宫结构设在所述主轴段和所述主轴承的彼此相对的表面中的至少一个上，所述迷宫结构包括：

迷宫槽，所述迷宫槽形成在所述主轴段和所述主轴承的彼此相对的表面中的所述至少一个上且沿所述主轴段和所述主轴承的周向环形延伸；和

多个迷宫筋，所述多个迷宫筋设在所述迷宫槽的内壁上且沿所述主轴段和所述主轴承的轴向彼此间隔设置。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述迷宫结构位于所述主轴段的邻近所述电机的一侧。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述曲轴上形成有曲轴油孔，所述曲轴油孔为贯穿所述曲轴的所述第二端端面的盲孔，所述曲轴油孔的侧壁上形成有贯穿所述曲轴的外周壁的供油孔。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述曲轴油孔延伸至所述主轴段，所述曲轴具有偏心部，所述偏心部位于所述气缸组件的气缸内，其中所述供油孔贯穿所述偏心部的外周壁。

10.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为立式压缩机。