CN106089646A - 控油结构及变频活塞压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控油结构及变频活塞压缩机。控油结构包括旋转曲轴、油泵及控油件。旋转曲轴在出油端设有出油通道及与出油通道连通的出油孔。控油件设于出油通道内且与其内壁抵持。控油件包括控油部，控油部设有从上到下逐渐减小的控油孔，控油孔的上部可使出油孔完全露出，控油孔的下部仅可使部分出油孔露出。控油件可通过润滑油提供的浮力沿轴向运动，控油孔至少与部分出油孔连通且配合形成有效流通孔。高频运行时泵油液面上升，控油件随着泵油液面的上升沿轴向向上运动，使得至少控油孔的下部与出油孔配合，从而使有效流通孔变小以使供油量不至于太大，从而解决了高频运行时吐油率高及回油率低的问题，提高了高频运行时的可靠性及整体效率。

Description

控油结构及变频活塞压缩机

技术领域

本发明涉及一种换热设备技术领域，特别是涉及一种控油结构及变频活塞压缩机。

背景技术

目前变频活塞压缩机常用的润滑油供油方式是离心式和螺旋式。这两种供油方式均在低频运行时泵油量较小，高频运行时供油量较大。人们的研究焦点主要集中在低频运行状态的供油，以保证压缩机在低频情况下稳定可靠运行。虽然出油孔的尺寸不变，但随着变频压缩机运行频率的上升，润滑油的流速增加，压缩机的供油量及泵油液面也上升，最终可能使得高频运行时供油量过大，导致压缩机吐油率偏高，更有甚者导致系统效率下降严重。同时，吐油率较高使得回油率降低，导致压缩机内部的油量减少，压缩机再次运行在低频情况时，压缩机会面临油量不足的风险，不利于整机的可靠性。

发明内容

基于此，有必要提供一种提高高频运行时的可靠性及整体效率的控油结构及变频活塞压缩机。

一种控油结构，用于变频活塞压缩机控制润滑油的供给，所述控油结构包括：

旋转曲轴，包括出油端，所述旋转曲轴在所述出油端沿轴向设有出油通道，所述出油通道的内壁沿径向设有与所述出油通道连通的出油孔，所述旋转曲轴还包括在所述出油端的端面；

油泵，包括油泵壳，所述油泵壳设于所述出油端且与所述出油通道形成泵油空间；及

控油件，设于所述出油通道内且与所述出油通道的内壁抵持，所述控油件包括控油部，所述控油部设有控油孔，所述控油孔为从上到下逐渐减小的结构，且所述控油孔的上部可使所述出油孔完全露出，所述控油孔的下部仅可使部分所述出油孔露出；所述控油件可通过所述润滑油提供的浮力沿所述旋转曲轴的轴向运动，所述控油孔至少与部分所述出油孔连通且配合形成有效流通孔。

上述控油结构，变频活塞压缩机在低频率运行时，润滑油的流速相应较低，其供油量较低，此时泵油液面处于较低水平，控油件处于控油孔的上部使出油孔完全露出的位置，使得有效流通孔即为出油孔本身，此时有效流通孔为最大；随着变频活塞压缩机的运行频率升高，润滑油的流速较高，相应的供油量增加，泵油液面上升，控油件沿轴向向上运动，使得控油孔的下部与出油孔配合，从而使控油部的控油孔与出油孔连通配合形成的有效流通孔变小，使得供油量不至于太大，从而解决了高频运行时吐油率高及回油率低的问题。如此该控油结构不仅实现了低频运行的油量控制，而且实现了高频运行时的供油稳定，提高了高频运行时的可靠性及整体效率。

此外，控油结构巧妙的将高频运行及低频运行与泵油液面的上升及下降结合起来，利用变频活塞压缩机自有的润滑油提供浮力作为动力源给控油件沿旋转曲轴的轴向运动提供动力，随着变频活塞压缩机的工作自动调节，节约了成本，又简化了结构。

在其中一个实施例中，所述出油通道的内壁沿轴向设有滑槽，所述控油件滑设于所述滑槽内。

在其中一个实施例中，所述滑槽贯穿所述端面。

在其中一个实施例中，所述油泵壳包括缩口部，所述缩口部连接于所述出油端的外侧壁且朝向所述旋转曲轴的中心轴延伸，所述缩口部与所述出油端的端面之间具有间隙。

在其中一个实施例中，所述控油结构还包括限位件，所述限位件将所述控油件限位于所述滑槽内。

在其中一个实施例中，所述限位件为固定件，所述固定件设于所述滑槽的槽壁且靠近所述端面设置。

在其中一个实施例中，所述控油件还包括与所述控油部连接的主体，所述主体相比所述控油部更靠近所述端面设置，所述控油部朝向所述出油孔的一侧及所述主体朝向所述出油孔的一侧均与所述出油通道的内壁抵持，在所述旋转曲轴的径向上所述控油部的尺寸小于所述主体的尺寸。

在其中一个实施例中，所述控油孔的孔壁从上到下依次为半径较大的第一弧形结构、直线结构及半径较小的第二弧形结构，所述直线结构连接所述第一弧形结构与所述第二弧形结构，所述第二弧形结构对应的弦长小于所述第一弧形结构的弦长。

在其中一个实施例中，所述第一弧形结构及所述第二弧形结构均为半圆弧，所述出油孔的半径介于所述第一弧形结构的半径及所述第二弧形结构的半径之间，所述第一弧形结构的圆心及所述第二弧形结构的圆心共同所在直线平行于所述旋转曲轴的轴向。

一种变频活塞压缩机，包括油池、压缩机构及上述控油结构，所述油池位于所述控油结构的下方，所述压缩机构与所述控油结构连接。

该变频活塞压缩机，采用上述控油结构，解决了高频运行时吐油率高及回油率低的问题，不仅实现了低频运行的油量控制，而且实现了高频运行时的供油稳定，提高了高频运行时的可靠性及整体效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的变频活塞压缩机的结构示意图；

图2为图1所示变频活塞压缩机的A处放大图；

图3为图2所示变频活塞压缩机中控油结构的控油件的主视图；

图4为图2所示控油件的右视图；

图5为图2所示控油件的俯视图；

图6为图1所示变频活塞压缩机处于低频运行时出油孔的左视图；

图7为图1所示变频活塞压缩机处于高频运行时出油孔的左视图；

图8为图2所示变频活塞压缩机中控油结构的旋转曲轴的结构图；

图9为图2所示变频活塞压缩机中控油结构的限位件的结构图；

图10为另一实施例的限位件的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参照图1，本较佳实施例的变频活塞压缩机10，包括控油结构100、油池200及压缩机构(图未标)。油池200位于控油结构100的下方，压缩机构与控油结构100连接。其中，控油结构100用于变频活塞压缩机10控制润滑油的供给，润滑油对压缩机构的主要摩擦副起到润滑作用。

控油结构100包括旋转曲轴110、油泵120及控油件130。油池200中的润滑油通过油泵120泵入旋转曲轴110，经过控油件130泵出旋转曲轴110。

参照图1及图2，旋转曲轴110包括出油端111。旋转曲轴110在出油端111沿轴向设有出油通道112。旋转曲轴110还包括在出油端111的端面113。具体的，端面113朝下设置。具体的，出油通道120的截面为圆形。出油通道120的内壁沿径向设有出油孔114，且出油孔114与出油通道112连通。润滑油从油池200进入出油通道112，再从出油孔114出去。

油泵120包括油泵壳121，油泵壳121设于出油端111且与出油通道112形成泵油空间(图未标)。具体的，油泵壳121上有进油口(图未示)，从而将变频活塞压缩机10中的润滑油从进油口泵入该泵油空间，润滑油在泵油空间的液面称为泵油液面。

参照图2及图3，控油件130设于出油通道112内且与出油通道112的内壁抵持，从而避免润滑油从控油件130与出油通道112的内壁之间泄漏。控油件130可通过润滑油提供的浮力沿旋转曲轴110的轴向运动。

具体的，控油件130的密度小于润滑油的密度。由于控油件130的密度小于润滑油的密度，因此控油件130可浮在润滑油的液面上随着润滑油的液面运动至不同的高度。

而在变频活塞压缩机10的工作过程中，高频运行时润滑油的流速较高，相应的供油量增加，泵油液面上升，控油件130随着泵油液面的上升沿轴向向上运动；反之低频运行时泵油液面下降，控油件130随着泵油液面的下降沿轴向向下运动。因而该控油结构100巧妙的将高频运行及低频运行与泵油液面的上升及下降结合起来，利用变频活塞压缩机10自有的润滑油提供浮力作为动力源给控油件130沿旋转曲轴110的轴向运动提供动力，随着变频活塞压缩机10的工作自动调节，节约了成本，又简化了结构。

参照图3及图4，控油件130包括控油部131，控油部131设有控油孔133。控油孔133为从上到下逐渐减小的结构。控油孔133的上部可使出油孔114完全露出，控油孔133的下部仅可使部分出油孔114露出。在控油件130通过润滑油提供的浮力沿旋转曲轴110的轴向运动中，控油孔133至少与部分出油孔114连通且配合形成有效流通孔。

继续参照图4，具体的，控油孔133的孔壁从上到下依次为半径较大的第一弧形结构1331、直线结构1332及半径较小的第二弧形结构1333，直线结构1332连接第一弧形结构1331与第二弧形结构1333，第二弧形结构1333对应的弦长小于第一弧形结构1331的弦长。

具体在本实施例中，第一弧形结构1331及第二弧形结构1333均为半圆弧。更具体的，出油孔114的半径介于第一弧形结构1331的半径及第二弧形结构1333的半径之间。更具体的，第一弧形结构1331的圆心及第二弧形结构1333的圆心共同所在直线平行于旋转曲轴110的轴向。

优选的，出油孔114完全露出于控油孔113时(即有效流通孔最大)，第一弧形结构1331的圆心及出油孔114的圆心依次位于旋转曲轴110的径向上。优选的，出油孔114露出于控油孔113的面积最小时(即有效流通孔最小)，第二弧形结构1333的圆心及出油孔114的圆心依次位于旋转曲轴110的径向上。

可以理解，控油孔133也可为其他形状，只要控油孔133的上部可使出油孔114完全露出，控油孔133的下部仅可使部分出油孔114露出即可。

如此，控油孔133呈上大下小的结构，上大的部分可使出油孔114完全露出(即有效流通孔最大)，下小的部分可用于使有效流通孔变小，使得变频活塞压缩机10频率升高时，控油件130沿轴向向上运动时有效流通孔逐渐变小。

可以理解，控油件130的控油孔133具体的尺寸大小可根据供油量的需求设置，可使变频活塞压缩机10在低频和高频供油量相当，实现稳定供油即可。

继续参照图3及图4，具体的，控油件130还包括与控油部131连接的主体132。主体132相比控油部131更靠近旋转曲轴110的端面111设置。控油部131朝向出油孔114的一侧及主体132朝向出油孔114的一侧均与出油通道112的内壁抵持。在旋转曲轴110的径向上控油部131的尺寸小于主体132的尺寸。由于润滑油从泵油空间至出油孔114供油是通过旋转曲轴110转动时产生的离心作用力往上供油，离心半径越大，离心力的作用越强，供油能力也越强。考虑到供油量随着供油高度的增加而降低，为了弥补上部供油量的不足，保证出油孔114供油量的稳定，因此采用上薄下厚的设置，使得控油部131与旋转曲轴110的中心轴的距离大于主体132与旋转曲轴110的中心轴的距离，即控油部131的离心半径大于主体132的离心半径。

参照图5，更具体的，主体132朝出油通道112的一侧为弧面，该弧面的半径与出油通道112的内壁相同。

举例说明控油结构100的工作过程。在其中一个状态，变频活塞压缩机10在低频运行时，润滑油的流速相应较低，为保证供油量，控油件130与出油孔114配合形成的有效流通孔应尽量大设置。优选的，控油件130处于控油孔133的上部使出油孔114完全露出的位置，使得有效流通孔即为出油孔114本身，此时有效流通孔为最大(如图6所示)。随着变频活塞压缩机10运行频率的升高，润滑油的流速较高，相应的供油量增加，泵油液面上升，控油件130沿旋转曲轴110的轴向向上运动，从而使控油孔113的下部与出油孔114配合，使得有效流通孔为出油孔114露出于控油孔133的面积(如图7所示)，也就是说有效流通孔变小，使得供油量不至于太大，从而解决了高频运行时吐油率高及回油率低的问题。如此该控油结构100不仅实现了低频运行的油量控制，而且实现了高频运行时的供油稳定，提高了高频运行时的可靠性及整体效率。

参照图8，具体的，在本实施例中，出油通道112的内壁沿轴向设有滑槽115。控油件13滑设于滑槽115内。如此滑槽115与出油通道112连通，即润滑油同时进入滑槽115及出油通道112，滑槽115与出油通道112的泵油液面一致，使控油件130在润滑油的浮力作用下随着泵油液面的上升和下降沿轴向向上和向下运动。

更具体的，滑槽115贯穿旋转曲轴110在出油端111的端面112。如此，润滑油可从端面112直接进入滑槽115作用于控油件130，而不需要通过出油通道112进入滑槽115，使得控油件130更直接地随泵油液面沿轴向运动。

参照图9，具体的，控油结构100还包括限位件140，限位件140将控油件130限位于滑槽115内。具体的，在本实施例中，限位件140为铆钉或螺钉等固定件，固定件设于滑槽115的槽壁且靠近旋转曲轴110在出油端111的端面112设置，使控油件130完全不会露出滑槽115。

参照图10，可以理解，在其他实施例中，油泵壳121包括缩口部1211。缩口部1211连接于旋转曲轴110在出油端111的外侧壁且朝旋转曲轴111的中心轴延伸，缩口部1211与旋转曲轴110在出油端111的端面112之间具有间隙。因此不需要另外设置用于控油件130限位的限位件。泵油液面相对较低时，控油件130受到润滑油的浮力不足以支撑控油件130时，控油件130抵持于缩口部1211，此时出油孔114完全露出，有效流通孔最大。润滑油可从该间隙作用于控油件130的底部，同时缩口部可止挡控油件130，防止控油件130脱离滑槽115。此外采用改进的油泵壳121配合控油件130安装固定，结构简单，安装方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种控油结构，用于变频活塞压缩机控制润滑油的供给，其特征在于，所述控油结构包括：

旋转曲轴(110)，包括出油端(111)，所述旋转曲轴(110)在所述出油端(111)沿轴向设有出油通道(112)，所述出油通道(112)的内壁沿径向设有与所述出油通道(112)连通的出油孔(114)，所述旋转曲轴(110)还包括在所述出油端(111)的端面(113)；

油泵(120)，包括油泵壳(121)，所述油泵壳(121)设于所述出油端(111)且与所述出油通道(112)形成泵油空间；及

控油件(130)，设于所述出油通道(112)内且与所述出油通道(112)的内壁抵持，所述控油件(130)包括控油部(131)，所述控油部(131)设有控油孔(133)，所述控油孔(133)为从上到下逐渐减小的结构，且所述控油孔(133)的上部可使所述出油孔(114)完全露出，所述控油孔(133)的下部仅可使部分所述出油孔(114)露出；所述控油件(130)可通过所述润滑油提供的浮力沿所述旋转曲轴(110)的轴向运动，所述控油孔(133)至少与部分所述出油孔(114)连通且配合形成有效流通孔。

2.根据权利要求1所述的控油结构，其特征在于，所述出油通道(112)的内壁沿轴向设有滑槽(115)，所述控油件(130)滑设于所述滑槽(115)内。

3.根据权利要求2所述的控油结构，其特征在于，所述滑槽(115)贯穿所述端面(113)。

4.根据权利要求3所述的控油结构，其特征在于，所述油泵壳(121)包括缩口部(1211)，所述缩口部(1211)连接于所述出油端(111)的外侧壁且朝向所述旋转曲轴(110)的中心轴延伸，所述缩口部(1211)与所述出油端(111)的端面(113)之间具有间隙。

5.根据权利要求3所述的控油结构，其特征在于，所述控油结构还包括限位件(140)，所述限位件(140)将所述控油件(130)限位于所述滑槽(115)内。

6.根据权利要求5所述的控油结构，其特征在于，所述限位件(140)为固定件，所述固定件设于所述滑槽(115)的槽壁且靠近所述端面(113)设置。

7.根据权利要求1所述的控油结构，其特征在于，所述控油件(130)还包括与所述控油部(131)连接的主体(132)，所述主体(132)相比所述控油部(131)更靠近所述端面(113)设置，所述控油部(131)朝向所述出油孔(114)的一侧及所述主体(132)朝向所述出油孔(114)的一侧均与所述出油通道(112)的内壁抵持，在所述旋转曲轴(110)的径向上所述控油部(131)的尺寸小于所述主体(132)的尺寸。

8.根据权利要求1～7任一项所述的控油结构，其特征在于，所述控油孔(133)的孔壁从上到下依次为半径较大的第一弧形结构(1331)、直线结构(1332)及半径较小的第二弧形结构(1333)，所述直线结构(1332)连接所述第一弧形结构(1331)与所述第二弧形结构(1333)，所述第二弧形结构(1333)对应的弦长小于所述第一弧形结构(1331)的弦长。

9.根据权利要求8所述的控油结构，其特征在于，所述第一弧形结构(1331)及所述第二弧形结构(1333)均为半圆弧，所述出油孔(114)的半径介于所述第一弧形结构(1331)的半径及所述第二弧形结构(1333)的半径之间，所述第一弧形结构(1331)的圆心及所述第二弧形结构(1333)的圆心共同所在直线平行于所述旋转曲轴(110)的轴向。

10.一种变频活塞压缩机，其特征在于，包括油池(200)、压缩机构及权利要求1～9任一项所述的控油结构，所述油池(200)位于所述控油结构的下方，所述压缩机构与所述控油结构连接。