CN107461334B - 具有套筒引导组件的压缩机 - Google Patents

Abstract

提供了一种压缩机，其可以包括壳体、轴承座、动涡旋和定涡旋。轴承座支承在壳体内并且轴承座包括中央本体和多个臂部。每个臂部从中央本体径向向外延伸并且具有第一孔口。动涡旋支承在轴承座上。定涡旋与动涡旋啮合地接合并且定涡旋包括多个第二孔口。每个第二孔口接纳多个衬套以及紧固件。紧固件延伸穿过衬套并延伸到轴承座中的第一孔口中对应的一者中，以在旋转上将定涡旋相对于轴承座紧固，同时允许定涡旋与轴承座之间相对的轴向运动。

Description

具有套筒引导组件的压缩机

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年6月6日提交的美国临时申请No.62/346,134的权益。上述申请的公开内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种具有套筒引导组件的压缩机。

背景技术

本部分提供了与本公开相关的背景信息，但该背景信息不一定是现有技术。

压缩机可以包括紧固件和套筒引导件，从而允许定涡旋相对于安装有定涡旋的轴承座的轴向运动或轴向柔性。套筒引导件与定涡旋之间的间隙以及套筒引导件与紧固件之间的间隙允许在压缩机的操作期间定涡旋与套筒引导件之间的相对运动(例如，振动)。这种振动产生不期望的噪声。本公开提供了可以减小或限制定涡旋相对于套筒引导组件的运动和振动的套筒引导组件，从而显著地降低了在压缩机的操作期间产生的噪声。

发明内容

本部分提供了对本公开的总体综述，而不是本公开的全部范围或所有特征的全面公开。

在一种形式中，一种压缩机可以包括壳体、轴承座、动涡旋和定涡旋。轴承座支承在壳体内并且包括中央本体和多个臂部。每个臂部从中央本体径向地向外延伸并且具有第一孔口。动涡旋支承在轴承座上。定涡旋与动涡旋啮合地接合并且定涡旋包括多个第二孔口。每个第二孔口接纳多个衬套以及紧固件。紧固件延伸穿过衬套并延伸到轴承座中的第一孔口中对应的一者中，以在旋转上将定涡旋相对于轴承座紧固，同时允许定涡旋与轴承座之间的相对轴向运动。

在一些构型中，每个第二孔口内的多个衬套中的一个衬套轴向地延伸出第二孔口并且抵接轴承座的对应的臂部。

在一些构型中，每个第二孔口内的多个衬套中的另一衬套轴向地延伸出凸缘孔口并且将紧固件的头部与定涡旋的凸缘轴向地分离。

在一些构型中，所述多个衬套中的一个衬套在轴向上比所述多个衬套中的另一衬套长。

在一些构型中，所述多个衬套中的第一衬套与所述多个衬套中的第二衬套在径向上未对准、并与对应的第二孔口在径向上未对准。

在一些构型中，第二孔口中的每一者接纳两个衬套。

在一些构型中，紧固件螺纹接合第一孔口。

在一些构型中，压缩机包括浮动密封组件，该浮动密封组件与定涡旋配合以限定容纳使定涡旋朝向动涡旋轴向地偏压的中压流体的偏压室。

在一些构型中，定涡旋包括凸缘，第二孔口中的至少一者延伸穿过凸缘。

在一些构型中，定涡旋包括多个径向向外延伸的部分，并且其中，第二孔口中的每一者延伸穿过径向向外延伸的部分中的相应的一个径向地向外延伸的部分。

在另一种形式中，一种压缩机可以包括壳体、轴承座、定涡旋、动涡旋、多个衬套以及多个紧固件。轴承座固定在壳体内并且包括中央本体和多个臂部。臂部从中央本体径向向外延伸并具有第一孔口。定涡旋包括多个第二孔口。动涡旋支承在轴承座上并且与定涡旋啮合地接合。每个衬套具有第三孔口。定涡旋中的每个第二孔口接纳衬套中的至少两个衬套。紧固件在旋转上将定涡旋相对于轴承座紧固。每个紧固件延伸穿过衬套中的至少两个衬套的第三孔口，并且每个紧固件接纳在轴承座中的第一孔口中的对应的一个第一孔口中。

在一些构型中，在每个第二孔口内的所述衬套中的所述至少两个衬套中的一个衬套轴向地延伸出第二孔口并且抵接轴承座的对应的臂部。

在一些构型中，在每个第二孔口内的所述衬套中的所述至少两个衬套中的另一衬套轴向地延伸出第二孔口并且将紧固件的头部与定涡旋的凸缘轴向地分离。

在一些构型中，所述衬套中的所述至少两个衬套中的一个衬套在轴向上比所述衬套中的所述至少两个衬套中的另一衬套长。

在一些构型中，所述多个衬套中的第一衬套与所述多个衬套中的第二衬套在径向上未对准、并与对应的第二孔口在径向上未对准。

在一些构型中，第二孔口中的每一者仅接纳两个衬套。

在一些构型中，其中，紧固件螺纹接合接合第一孔口。

在一些构型中，压缩机包括浮动密封组件，该浮动密封组件与定涡旋配合以限定偏压室，所述偏压室中容纳有将定涡旋朝向动涡旋轴向地偏置的中压流体。

在一些构型中，定涡旋包括凸缘，第二孔口中的至少一者延伸穿过所述凸缘。

在一些构型中，定涡旋包括多个径向向外延伸的部分，并且其中，第二孔口中的每一者延伸穿过所述径向向外延伸的部分中的相应的一个径向向外延伸的部分。

通过本文提供的描述将使其他适用范围变得明显。本概述中的描述和具体示例仅意在说明的目的并且不意在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅用于所选择的实施方式而非所有可能的实施方式的说明目的，并且不意在限制本公开的范围。

图1是具有根据本公开的原理的套筒引导组件的压缩机的截面图；

图2是图1中的压缩机的指示为区域2的部分的截面图；

图3是压缩机的轴承座、套筒引导组件和压缩机构的分解立体图；以及

图4是压缩机的沿着图2的线4-4截取的部分的截面图，并且该图包括接纳在定涡旋内的套筒引导组件中的一者的不按比例放大的图示。

在附图中的这些视图中，对应的附图标记指示对应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图对示例实施方式进行更全面地描述。

提供示例实施方式以使得本公开将是彻底的，并且将向本领域技术人员完整地传达其范围。阐述了诸如具体部件、装置以及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彻底理解。对本领域技术人员而言将明显的是，不必采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且具体细节和示例实施方式都不应该解释成限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，对已知的过程、已知的装置结构以及已知的技术没有进行详细描述。

当元件或层被描述为“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”或者“联接至另一元件或层”时，该元件或层可直接在另一元件或层上、直接地接合、直接连接或联接至另一元件或层，或者可以存在中间的元件或层。与此相反，当元件被描述为“直接在另一元件或层上”、“直接接合至另一元件或层”、“直接连接至另一元件或层”或者“直接联接至另一元件或层”时，可以不存在中间的元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应该以相同的方式理解(例如，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻于”与“直接相邻于”等)。如文中所使用的，术语“和/或”包括关联列举的项中的一个或更多个项的任意及所有组合。

尽管术语第一、第二、第三等在文中可以被用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部段，但这些元件、部件、区域、层和/或部段不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用来使一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文清楚地表明，否则诸如“第一”、“第二”及其他数字性术语的术语在文中使用时并不意味着顺序或次序。因此，下面讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部段在不背离示例实施方式的教示的情况下可称作第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部段。

本公开的原理适于结合在许多不同类型的涡旋压缩机和旋转压缩机中，包括密封式机器、开放式驱动机器和非密封式机器。出于例示的目的，压缩机10被示出为低压侧型密封式涡旋制冷压缩机，即，其中，马达以及压缩机构的至少一部分设置在压缩机的吸入压力区域中，如图1中所示。应当理解的是，本公开的原理还适用于高压侧压缩机(即，马达和压缩机构设置在压缩机的排放压力区域中的压缩机)。

参照图1至图4，压缩机10可以包括壳体组件12、轴承座组件14、马达组件16、压缩机构18、密封组件20、多个衬套或套筒引导组件22以及排放阀组件26。壳体组件12可以容置轴承座组件14、马达组件16、压缩机构18、密封组件20、多个衬套组件22以及排放阀组件26。

壳体组件12通常可以形成压缩机外壳，并且可以包括筒形壳体28、位于筒形壳体28的上端处的端盖32、横向延伸的分隔件34以及位于筒形壳体28的下端处的底座36。端盖32和分隔件34通常可以限定排放室38(即，排放压力区域)。排放室38通常可以形成用于压缩机10的排放消声器。尽管被示出为包括排放室38，但应当理解的是，本公开同样适用于直接排放构型。壳体组件12可以在端盖32中限定形成排放口的开口40。壳体组件12还可以限定与吸入室39(即，吸入压力区域)连通的吸入口(未示出)。分隔件34可以包括排放通道44，通过该排放通道44提供压缩机构18与排放室38之间的连通。

轴承座组件14可以包括主轴承座46、轴承48和驱动衬套50。例如，主轴承座46可以在多个点处以任何期望的方式比如铆接固定至壳体28。主轴承座46可以包括带有臂部56的中央本体54，该臂部56从中央本体54径向向外延伸。中央本体54可以包括由容置轴承48的圆周壁58限定的孔。臂部56可以与壳体28接合以将主轴承座46固定地支承在壳体28内。臂部56中的每一者可以包括延伸穿过相应臂部的第一孔口(或臂部孔口)66。

如图1中所示，马达组件16可以包括马达定子72、转子74和驱动轴76。马达定子72可以压配合到壳体28中。转子74可以压配合在驱动轴76上并且驱动轴76可以由转子74以旋转的方式驱动。驱动轴76可以延伸穿过由圆周壁58限定的孔，并且可以通过轴承48以旋转的方式支承在主轴承座46内。

驱动轴76可以包括偏心曲柄销78，偏心曲柄销78上具有平面80。驱动衬套50可以位于偏心曲柄销78上并且可以与压缩机构18接合。主轴承座46可以限定支承压缩机构18的推力支承表面82。

压缩机构18可以包括彼此啮合地接合的动涡旋84和定涡旋86。动涡旋84可以包括端板88，端板88在其上表面上具有螺旋形叶片或涡卷90并且在下表面上具有环形平坦推力表面92。推力表面92可以与主轴承座46上的环形平坦推力支承表面82配合。可以从推力表面92向下突出有筒形毂94，并且该筒形毂94可以具有以可旋转的方式设置在其中的驱动衬套50。驱动衬套50可以包括接纳曲柄销78的内孔。曲柄销平面80可以与在驱动衬套50的内孔的部分中的平坦表面驱动地接合，以提供径向柔性驱动布置。十字滑块联轴器96可以与动涡旋84和定涡旋86(或与动涡旋84和主轴承座46)接合，以防止动涡旋84与定涡旋86之间的相对旋转。

定涡旋86可以包括：端板98，端板98限定排放通道100并且具有从端板98的第一侧部延伸的螺旋形涡卷102；环形凹部104，环形凹部104限定在端板98的与第一侧部相反的第二侧部中；以及多个径向地向外延伸的凸缘部106，所述凸缘部106与所述多个衬套组件22接合。端板98还可以包括与环形凹部104流体连通的偏压通道(未示出)以及由动涡旋84和定涡旋86限定的中间压缩腔。密封组件20可以形成浮动密封组件并且可以与定涡旋86密封地接合以限定容纳使定涡旋86朝向动涡旋84轴向地(即，沿与驱动轴76的旋转轴线平行的方向)偏压的中压工作流体的轴向偏压室110。定涡旋86的凸缘部106中的每一者均可以包括第二孔口(或凸缘孔口)114。

所述多个衬套组件22可以相对于主轴承座46在旋转上固定定涡旋86，同时允许定涡旋86相对于主轴承座46的轴向移位。每个衬套组件22可以包括多个衬套(例如，第一衬套116a和第二衬套116b)以及紧固件120。衬套116a、116b中的每一者可以包括第三孔口(或衬套孔口)118。每个衬套组件22可以接纳在定涡旋86的凸缘孔口114中的对应的一者内。也就是说，每个凸缘孔口114接纳紧固件120中的一者、第一衬套116a中的一者以及第二衬套116b中的一者。如图2中所示，每个衬套组件22的第一衬套116a可以轴向地延伸伸出对应的凸缘孔口114并且抵接紧固件120的头部121(或垫圈)，使得头部121(或垫圈)与主轴承座46的臂部56略微轴向地间隔开，从而允许定涡旋86相对于主轴承座46的轴向运动。如图2中所示，每个衬套组件22的第二衬套116b轴向地延伸伸出对应的凸缘孔口114并抵靠轴承座46的对应的臂部56。每个紧固件120可以延伸穿过对应的多个衬套116a、116b的衬套孔口118，并且每个紧固件120可以与轴承座46中对应的臂部孔口66螺纹接合，从而在旋转上将定涡旋86相对于轴承座46紧固。

图4是接纳在凸缘孔口114中的对应的一个凸缘孔口中的衬套组件22中的一者的不按比例放大的图示。也就是说，图4示出了衬套116a、116b的外直径表面122与凸缘孔口114的内直径表面124之间的放大的间隙间距以及衬套116a、116b相对于彼此的放大的径向未对准。在一些实施方式中，实际的间隙间距和径向未对准可能仅为几微米或千分之几英寸宽。图4中放大了间隙间距和径向未对准，以更清楚地说明下面描述的概念。

在任何给定的压缩机10的任何给定的衬套组件22中，衬套116a、116b与直径表面124、128之间可能存在一定量的间隙间距；衬套116a、116b相对于彼此可能存在一定量的径向未对准；并且衬套116a、116b相对于接纳有衬套116a、116b的凸缘孔口114的中央之间可能存在一定量的径向未对准。间隙间距的位置和尺寸以及径向未对准的方向和数量可能因组件不同而变化。

在图4中所示的示例中，第一衬套116a可以在一个方向上相对于凸缘孔口114的中心点在径向上未对准，同时第二衬套116b可以在不同的方向上相对于凸缘孔口114的中心点在径向上未对准。应当理解的是，尽管图4示出了第二衬套116b在与第一衬套116a相反的方向上相对于凸缘孔口114的中心点在径向上未对准，但第二衬套116b相对于凸缘孔口114的中心点的在径向上的未对准可以是随意的。第一衬套116a和凸缘孔口114可以限定第一间隙间距125(即，凸缘孔口114的内直径表面124与第一衬套116a的外直径表面122之间的距离)。第二衬套116b和凸缘孔口114可以限定第二间距138(即，凸缘孔口114的内直径表面124与第二衬套116b的外直径表面122之间的距离)。

每个凸缘孔口114中具有多个衬套116a、116b的益处在于衬套116a、116b相对于彼此的径向未对准减小了有效间距，通过该有效间距，定涡旋86与衬套组件22之间可能存在相对运动(与仅带有单个衬套的衬套组件的间距相比)。也就是说，尽管第二衬套116b与凸缘孔口114的内直径表面124之间在X方向上存在第二间距138，但第一衬套116a与凸缘孔口114的内直径表面124之间的第一间距125(小于第二间距138)减小了衬套组件22与凸缘孔口114的内直径表面124之间的总体有效间距。以这种方式，每个衬套组件22的衬套116a、116b之间的径向偏离或未对准减小了定涡旋86与衬套组件22之间可能的相对运动的量，从而降低了压缩机10的操作期间的噪声和振动。

尽管间距125、138在图4中示出为位于凸缘孔口114的中心点的一侧(左侧)，但是类似的间距和有效间距还可以以类似的方式限定在凸缘孔口114的中心点的相对侧(或在除了X方向之外的方向上或在代替X方向的方向上)，从而如上所述的具有限制或减小多个衬套116相对于定涡旋86的相对运动的相同效果。

具有带有上述布置(即，接纳在每个凸缘孔口114中的多个衬套116)的三个衬套组件22的压缩机被测试并与仅具有接纳在每个凸缘孔口中的单个衬套(即，接纳在每个凸缘孔口中的一个衬套)的压缩机进行比较以测量X方向上的间距差。在每个凸缘孔口中仅接纳有一个衬套的压缩机在X方向上具有32微米(即，32μm)的平均间距，其中，最大间距测量值为55微米，并且最小间距测量值为4.8微米。在每个凸缘孔口114中接纳有多个衬套116a、116b的压缩机在X方向上具有20微米的平均有效间距，其中，最大有效间距测量值为44微米，并且最小有效间距测量值为4.0微米。因此，平均来说，每个凸缘孔口114中具有多个衬套116a、116b的压缩机的有效间距显著减小(例如，在测试样品尺寸中减小了37.5％)。这种有效间距的减小将显著降低在压缩机的操作期间的平均振动和噪声水平。

尽管上述测试结果是针对在X方向上的间距差而进行的，但是上述布置也减小了其他方向(例如，Y方向)上的(平均)间距。

应当理解的是，上述的在每个凸缘孔口114中接纳有具有多个衬套116a、116b以及紧固件120的衬套组件22的布置(即，每个压缩机10具有三个衬套组件22)可以应用于具有任何数量的臂部56、凸缘106和衬套组件22的压缩机。

提供了实施方式的前述描述以用于说明和描述的目的。前述描述不意在穷举或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，在适用的情况下，即使没有特别地示出或描述，各个元件或特征也是可互换的并且可以用于选择的实施方式中。特定实施方式的各个元件或特征也可以以许多方式改变。这种改型不应认为是背离了本公开，并且所有这种变型意在包括在本公开的范围内。

Claims (21)

1.一种压缩机，包括：

壳体；

轴承座，所述轴承座支承在所述壳体内，所述轴承座包括中央本体以及从所述中央本体径向地向外延伸的多个臂部，所述臂部中的每一者具有第一孔口；

动涡旋，所述动涡旋支承在所述轴承座上；以及

定涡旋，所述定涡旋与所述动涡旋啮合地接合，并且所述定涡旋包括多个第二孔口，每个第二孔口接纳紧固件以及多个衬套，所述紧固件延伸穿过所述衬套并延伸到所述轴承座中的所述第一孔口中的对应一个第一孔口中，以在旋转上将所述定涡旋相对于所述轴承座紧固同时允许所述定涡旋与所述轴承座之间的相对轴向运动，

其中，位于每个所述第二孔口中的至少两个所述衬套中的第一个衬套的轴向端部与位于该第二孔口中的所述至少两个所述衬套中的第二个衬套的轴向端部邻接成使得所述至少两个所述衬套中的第一个衬套叠置在所述至少两个所述衬套中的第二个衬套的上方，

其中，位于每个所述第二孔口中的至少两个所述衬套中的一个衬套与位于该第二孔口中的所述至少两个所述衬套中的另一个衬套在径向上未对准，并且位于各所述第二孔口中的至少两个所述衬套中的一个衬套与对应的一个所述第二孔口在径向上未对准。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，每个第二孔口内的所述多个衬套中的一者轴向地延伸出所述第二孔口并抵接所述轴承座的对应的臂部。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，每个第二孔口内的所述多个衬套中的另一者轴向地延伸出所述第二孔口并且使所述紧固件的头部与所述定涡旋的凸缘轴向地分离。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其中，所述多个衬套中的一者在轴向上比所述多个衬套中的另一者长。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述第二孔口中的每一者接纳两个衬套。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述紧固件螺纹接合所述第一孔口。

7.根据权利要求1所述的压缩机，还包括浮动密封组件，所述浮动密封组件与所述定涡旋配合以限定偏压室，所述偏压室容纳将所述定涡旋朝向所述动涡旋轴向地偏压的中压流体。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述定涡旋包括凸缘，所述第二孔口中的至少一个第二孔口延伸穿过所述凸缘。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述定涡旋包括多个径向向外延伸的部分，并且其中，所述第二孔口中的每一者延伸穿过所述径向向外延伸的部分中相应的一个径向向外延伸的部分。

10.根据权利要求1所述的压缩机，其中，在所述定涡旋与至少两个所述衬套的至少部分之间限定有间隙。

11.根据权利要求1所述的压缩机，其中，由至少两个所述衬套的至少部分和被接纳在所述至少两个所述衬套的第三孔口中的紧固件的至少部分限定有间隙。

12.一种压缩机，包括：

壳体；

轴承座，所述轴承座固定在所述壳体内，所述轴承座包括中央本体以及从所述中央本体径向地向外延伸的多个臂部，所述臂部中的每一者具有第一孔口；

定涡旋，所述定涡旋包括多个第二孔口；

动涡旋，所述动涡旋支承在所述轴承座上并且与所述定涡旋啮合地接合；

多个衬套，所述多个衬套各自具有第三孔口，所述定涡旋中的所述第二孔口中的每一者接纳所述衬套中的至少两个衬套；以及

多个紧固件，所述多个紧固件在旋转上将所述定涡旋相对于所述轴承座紧固，其中，所述紧固件中的每一者延伸穿过所述多个衬套中的对应的一个衬套的所述第三孔口，并且，所述紧固件中的每一者被接纳在所述轴承座中的所述第一孔口中对应的一个第一孔口中，

其中，位于每个所述第二孔口中的至少两个所述衬套中的第一个衬套的轴向端部与位于该第二孔口中的所述至少两个所述衬套中的第二个衬套的轴向端部邻接成使得所述至少两个所述衬套中的第一个衬套叠置在所述至少两个所述衬套中的第二个衬套的上方，

其中，位于每个所述第二孔口中的至少两个所述衬套中的一个衬套与位于该第二孔口中的所述至少两个所述衬套中的另一个衬套在径向上未对准，并且位于各所述第二孔口中的至少两个所述衬套中的一个衬套与对应的一个所述第二孔口在径向上未对准。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其中，每个第二孔口内的所述衬套中的所述至少两个衬套中的一个衬套轴向地延伸出所述第二孔口并抵接所述轴承座的对应的臂部。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其中，每个第二孔口内的所述两个衬套中的所述至少两个衬套中的另一衬套轴向地延伸出所述第二孔口并且将所述紧固件的头部与所述定涡旋的凸缘轴向地分离。

15.根据权利要求14所述的压缩机，其中，所述衬套中的所述至少两个衬套中的一个衬套在轴向上比所述多个衬套中的所述至少两个衬套中的另一衬套长。

16.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述第二孔口中的每一者接纳两个衬套。

17.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述紧固件螺纹接合所述第一孔口。

18.根据权利要求12所述的压缩机，还包括浮动密封组件，所述浮动密封组件与所述定涡旋配合以限定偏压室，所述偏压室容纳将所述定涡旋朝向所述动涡旋轴向地偏压的中压流体。

19.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述定涡旋包括凸缘，所述第二孔口中的至少一者延伸穿过所述凸缘。

20.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述定涡旋包括多个径向向外延伸的部分，并且其中，所述第二孔口中的每一者延伸穿过所述径向向外延伸的部分中的相应的一个径向向外延伸的部分。

21.根据权利要求12所述的压缩机，其中，在所述定涡旋与至少两个所述衬套的至少部分之间限定有间隙，并且其中，由至少两个所述衬套的至少部分和被接纳在所述至少两个所述衬套的第三孔口中的紧固件的至少部分限定有间隙。