CN107923398A - 制冷压缩机配件 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机(20)包括：具有多个端口的外壳组件(22)，所述多个端口包括抽吸端口(24)和排放端口(26)；阳转子(30)，其被安装成围绕轴线(500)旋转；阴转子(32)，其与所述阳转子啮合并安装在所述外壳中，用于围绕轴线(502)旋转，以用于从所述抽吸端口汲取流、压缩所述流并通过所述排放端口排放所述压缩的流。所述外壳组件包括：马达壳体(54)；以及承载所述抽吸端口的盖(60)。所述盖包括整体件，所述整体件形成：安装部分(63)，其安装到所述马达壳体的相邻端(55)，所述相邻端足够大以使所述马达通过；以及配件部分(62)，其延伸到所述抽吸端口处的边缘(66)并且承载外部凹槽(200)。

Description

制冷压缩机配件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月27日提交且标题为“Refrigeration CompressorFittings”的美国专利申请号62/342,666，以及2015年10月2日提交且标题为“ScrewCompressor Resonator Arrays”的美国专利申请序列号62/236,206，以及2015年8月11日提交且标题为“Screw Compressor Economizer Plenum for Pulsation Reduction”的美国专利申请号62/203,858的权益，其公开内容通过引用的方式整体并入本文，如同详细阐述一样。
背景技术
本公开涉及压缩机。更具体地说，本公开涉及螺杆压缩机的外壳构造。
螺杆压缩机通常用于冷冻机系统中。在常见的压缩机配置中，马达直接驱动螺杆之一，继而驱动一个或两个其他螺杆。马达保持在压缩机外壳或壳体的马达隔室中。在示例性半封闭式压缩机中，压缩机入口向马达隔室打开，使得进入的制冷剂可以冷却马达。
在典型的冷冻机安装中，整体组件单元包括安装在水冷却式冷凝器顶上的一个或两个螺杆压缩机。冷冻机或蒸发器单元也可以是该组件的一部分。
典型地，压缩机将包括具有配件的入口盖，所述配件继而可以连接到制冷剂抽吸管路的配件。在一种情况下，压缩机配件是内部带螺纹的配件，凹槽式配件适配器配合到内部带螺纹的配件。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种压缩机，所述压缩机包括具有多个端口的外壳组件，所述多个端口包括抽吸端口和排放端口。阳转子被安装用于围绕轴线旋转。阴转子与阳转子啮合，并安装在外壳中以用于围绕轴线旋转，以用于从抽吸端口汲取流、压缩流并通过排放端口排放经压缩的流。外壳组件包括：马达壳体；以及承载抽吸端口的盖。所述盖包括整体件，所述整体件形成：安装部分，所述安装部分安装到所述马达壳体的相邻端，所述相邻端足够大以使所述马达通过；以及配件部分，所述配件部分延伸到抽吸端口处的边缘并且承载外部凹槽。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，配件部分处的外径D与盖的长度L的比率为0.9∶1至1.7∶1。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，配件部分处的外径与盖的最大横向尺寸的比率为1∶3至1∶6。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，盖包括铸件。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，盖基本上由灰口铸铁组成。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，盖经由至少8个紧固件的阵列固定到马达壳体。
本公开的另一方面涉及一种蒸气压缩系统，所述蒸气压缩系统包括压缩机并且还包括：排热热交换器；吸热热交换器；以及从排放端口顺序地通过排热热交换器和吸热热交换器并返回到抽吸端口的流动路径。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，所述蒸气压缩系统是冷冻机。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，蒸气压缩系统还包括夹具，所述夹具具有容纳在凹槽中的一个凸缘和容纳在抽吸管路的凹槽中的另一个凸缘。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，夹具包括第一段和第二段，每个段均具有弓形中心部分以及第一和第二终端耳部。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中：第一紧固件将第一段第一终端耳部连接到第二段第二终端耳部；并且第二紧固件将第一段第二终端耳部连接到第二段第一终端耳部。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，一种用于操作压缩机或蒸气压缩系统的方法包括：驱动阳转子和阴转子的旋转以从抽吸端口汲取流、压缩流并且通过排放端口排放经压缩的流。
在前述实施方案中的任一者的一个或多个实施方案中，一种用于组装或拆卸压缩机或蒸气压缩系统的方法包括使马达通过所述相邻端。
一个或多个实施方案的细节在附图和以下描述中进行阐述。其他特征、目标和优点从描述和附图以及权利要求书中将是明显的。
附图简述
图1是螺杆压缩机的侧视图。
图2是沿图1的线2-2截取的压缩机的中心水平截面图。
图2A是图2的压缩机的入口端的放大图。
图3是沿图2的线3-3截取的压缩机的纵向垂直截面图。
图4是包括压缩机的蒸气压缩系统的示意图。
图5是入口连接的截面图。
图6是入口连接的视图。
图7是空气冷却式冷冻机系统的局部、部分剖视图。
各个附图中的相似的参考数字和标号指示相似的元件。
具体实施方式
图1示出了具有外壳或壳体(壳体组件)22的螺杆压缩机20，所述外壳或壳体(外壳组件)22包括入口或抽吸端口24以及出口或排放端口26。示例性的抽吸端口24和排放端口26是轴向端口(平行于转子轴线面向相反方向)。壳体组件包括可由铸造或机加工合金形成的几个主件。
图2示出了作为螺杆压缩机的示例性压缩机，更具体地示出了双转子直接驱动式半封闭螺杆压缩机。示例性螺杆是相应的阳转子30和阴转子32。阳转子具有叶状工作部分34。阴转子具有与阳转子工作部分34啮合的叶状工作部分36。在示例性实施方案中，通过具有定子42和转子44的马达40来驱动阳转子以围绕轴线500旋转。示例性驱动装置借助安装在转子44中的阳转子的上游轴46直接驱动。阳转子的驱动引起叶片之间的协作，继而驱动阴转子围绕其轴线502旋转。
示例性转子被支撑用于通过沿着从每个这样的转子工作部分的相对端突出的轴部分的一个或多个轴承(例如，滚动元件轴承)围绕它们相应的轴线旋转。在示例性实施方案中，上游端轴承50和52分别安装在壳体组件的主铸件(主壳体构件)54中的相关联隔室中，壳体组件形成转子壳体和马达壳体的主体。转子壳体部分限定了容纳叶状工作部分的相应的孔56和58。在马达壳体部分的上游端处，马达壳体盖或端板60包围马达壳体并且例如经由整体配件62提供入口端口。示例性的盖60(图2A)经由螺纹紧固件(螺杆/螺栓)64圈(例如，至少8个紧固件，更具体地，15至40个或20至35个)固定到主壳体构件54的上游端，所述螺纹紧固件(螺杆/螺栓)64圈延伸穿过盖的凸缘并延伸到主壳体构件的螺纹孔中。图2A示出了与壳体构件54的入口/抽吸端面55配合的盖的安装部分63的安装面61。网状物65从安装部分63向内和向外/向上游延伸至配件62。图2A还示出了盖和壳体构件54之间的配合平面520。沿着配合平面可存在垫圈(未示出)。端面55处的壳体开口足够大以使马达通过。
图2A还示出了紧固(例如，上紧)到盖的内侧面的入口过滤器69。
图2A还示出了配件的边缘表面或端部66的平面522。如下面进一步讨论，配件是凹槽式配件，所述凹槽式配件用于接纳将配件联接到抽吸管路的类似凹槽端部分的相关联联接件。
在主壳体构件54的下游端处，壳体组件包括具有轴承隔室的单独的轴承外壳构件(排放端轴承壳体)70，阳转子和阴转子的相应的排放端轴承72和74被安装在所述轴承隔室中。排出壳体(盖或端板)80可以覆盖轴承壳体70，并且可以例如经由配件82(图3)提供排放端口。排放盖80可以例如经由螺纹紧固件圈来固定。在一个示例性实施中，紧固件延伸穿过轴承壳体到达主壳体构件54的下游端。
在操作中，穿过压缩机的示例性流动路径510从抽吸端口24通过马达壳体(围绕和/或通过马达)进入到转子壳体的抽吸室100(图3)中，并且然后穿过其中流被压缩的啮合的转子。流动路径进入到转子壳体的排放室102部分，并且然后通过形成排放室的延伸部的轴承壳体的排放通道104。排放阀106(例如，弹簧加载挡板阀)可以控制流通过排放室以防止回流。在示例性实施方案中，通道104从入口端108径向地偏离到出口端110，使得出口端位于轴承壳体70中的相对外侧位置处。该位置从排放端口26大幅度偏移(例如，关于轴承壳体和排放盖的示例性标称圆形平面，近似直径地偏移)。在示例性实施方案中，端部110位于往上游看的十二点钟位置，而排放端口26位于六点钟位置。该偏移导致流动路径需要从端部110和阀106横向向下行进到排放端口。该偏移打破了在排放室和排放端口之间的视线，以帮助消除由打开压缩袋至排放室产生的脉动。图3还示出了Vi活塞190。
图4示出了包括压缩机20的蒸气压缩系统300。示例性蒸气压缩系统300是基本的冷冻机，其中来自压缩机的制冷剂流动路径510在返回到压缩机之前顺序地经过冷凝器302和冷却器304。示例性冷却器可用作蒸发器以出于各种加热通风和空调(HVAC)目的而从水或其他传热液体的流322中吸收热量并对其进行冷却。类似地，冷凝器将热量排出到空气或水的流320。图4还示出了诸如电子膨胀阀的膨胀装置306。可以实施更复杂的蒸气压缩系统。另外，可以使用各种不同的压缩机配置，包括具有节能器端口的压缩机、三转子压缩机等。尽管示出了具有Vi活塞190(图3)的示例性压缩机，但是也可以存在其他卸载装置，或者根本不存在。
图4示出了排放管路330和抽吸管路332。图5和图6示出了通过联接件340联接到配件62的抽吸管路332。
示例性联接件340属于诸如由宾夕法尼亚州伊斯顿的唯特利公司(VictaulicCompany of Easton，Pennsylvania)生产的凹槽式耦接系统。一种特殊的联接件是唯特利公司生产的Style 177 Quick VicTM柔性联接件。凹槽式联接系统的特征是在入口配件上的凹槽200、336(图5)和通过具有OD表面205、339的终端部分204、338从相应的边缘66、334凹入的抽吸管路。图1以与终端部分相同的直径示出了在凹槽的相对侧上的配件的部分202。
这种联接件包括具有金属主体350的夹具，所述金属主体具有一对构件352，每个构件围绕管道周边的大约一半延伸。所述构件在中央弓形部分356的端部处具有一对终端耳部354、355(图6)，从而接纳相关联的螺杆、螺栓或其他紧固件358以安装到另一个构件的相关联耳部。紧固件可以被拧紧以使夹具接合到被联结的构件。
构件中的每一个均具有U形通道式横截面，其具有周向腹板/带364部分和一对径向向内延伸以被捕获在相应的相关联凹槽中的端部凸缘366、368。密封件380被捕获在通道内并且具有相应的唇部382、383，所述唇部被径向压缩成分别与配件和管道的相关联的终端部分OD表面205、339接合。
在组装时，垫圈可以滑过配件和抽吸管路中的一个，并且然后使另一个密切靠近。然后，可以使垫圈轴向滑动(如果需要的话)，使得其唇部沿着其外径表面接合相应的终端部分。夹具主体构件352然后可以被组装在接头上，使得它们的凸缘被接纳在相关联的凹槽中。紧固件358可以被安装和拧紧以将夹具拧紧成与经联结的构件接合。图2A示出了作为OD表面205的直径的特性配合直径D。图5示出了低于该直径的凹槽深度DG和凹槽长度LG。凹槽自边缘66凹槽长度LR凹入。盖长度L(图2A)是面61与边缘66之间的距离。
配件部分处的外径D与盖的长度L的比率为0.9∶1至1.7∶1，更具体地为0.9∶1至1.5∶1。作为有效地允许配合壳体部分通过马达的大的横向尺寸的另外的特性，D与盖的最大横向尺寸的比率为1∶3或更大，更具体地为1∶3至1∶6或1∶3.5至1∶5。
在来自基线压缩机的示例性重新设计中，基线压缩机可具有缺少凹槽式配件但具有小配件(例如，在入口开口的相对侧处可存在用于紧固互补连接器的内螺纹孔)的入口盖。在一些实施中，该互补连接器可以是增加额外长度的凹槽式连接器。在这种情况下，使用整体的凹槽式配件可能会降低整个压缩机的长度。盖可以通过铸造(例如，用灰口铸铁)然后机加工来制造。示例性的机加工涉及铣削配合面、对紧固件孔进行钻孔/扩孔以及围绕抽吸端口进行精加工。否则，构造细节和技术可能类似于基线压缩机的细节和技术。
可使用其他常规的或尚在开发的材料和技术来制造压缩机和冷冻机系统。
在各种实施中，整体配件的使用可以有助于包装效率。而且，相对于在没有凹槽式联接配件的情况下进行装运的压缩机来说，可以减少将压缩机安装到相关联冷冻机的劳动。作为包装效率的示例，整个压缩机的长度通常是一个问题。在水冷却式冷冻机系统的示例中，压缩机被安装在蒸发器容器的顶上，所述蒸发器容器被安装在冷凝器容器的顶上或部分在旁边。蒸发器的有效操作指定了蒸发器制冷剂出口的最佳纵向定位。如果该出口(径向地在容器上)以最简单的方式(90°弯头抽吸管路)连接到压缩机，则压缩机可能的纵向位置范围的一端被指定。通过减小整个压缩机的长度(在联接件处开始)，减少排放端(或其他下游部件)的超过蒸发器的相关联端部的任何突出部。在使两个压缩机端对端地处于蒸发器顶上的系统中，这也可能是特别重要的。
图7示出了空气冷却式冷冻机系统301的示例。蒸发器304和一对压缩机20-1和20-2被安装到基座310(在右侧剖视示出)。冷凝器(未示出)是安装在蒸发器和压缩机上方的框架中的空气冷却式盘管(例如，具有电风扇的V形单元)。每个压缩机均排放到相关联的分离器312(仅示出与压缩机20-2相关联的分离器)。可以看到，压缩机20-1的排放端及其相关联的分离器(未示出)将突出远远超过蒸发器的相邻端。因此，压缩机的长度可能要求整个长度大于蒸发器单独指定的长度。
描述中和以下权利要求书中的“第一”、“第二”以及类似词语的使用仅仅是为了在权利要求内进行区别，而不一定指示相对或绝对的重要性或时间顺序。类似地，权利要求中将一个元件标识为“第一”(或类似表述)不排除此类“第一”元件标识在另一权利要求或描述中被称为“第二”(或类似表述)的元件。
已描述了一个或多个实施方案。然而，应理解，可做出各种修改。例如，当应用于现有的基本系统时，此类配置或其相关联使用的细节可能影响特定实施的细节。因此，其他实施方案均处于所附权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种压缩机(20)，其包括：
具有多个端口的外壳组件(22)，所述多个端口包括抽吸端口(24)和排放端口(26)；
在所述外壳组件内的马达(40)；
阳转子(30)，其被安装成围绕轴线(500)旋转；以及
阴转子(32)，其与所述阳转子啮合，并且安装在所述外壳中，用于围绕轴线(502)旋转，以用于从所述抽吸端口汲取流、压缩所述流并通过所述排放端口排放所述压缩的流，
其中：
所述外壳组件包括：
马达壳体(54)；以及
承载所述抽吸端口的盖(60)；以及
所述盖包括整体件，所述整体件形成：
安装到所述马达壳体的相邻端(55)的安装部分(63)，所述相邻端足够大以使所述马达通过；以及
延伸到所述抽吸端口处的边缘(66)并且承载外部凹槽(200)的配件部分(62)。
2.根据权利要求0所述的压缩机，其中：
所述配件部分处的外径D与所述盖的长度L的比率为0.9∶1至1.7∶1。
3.根据权利要求0或权利要求2所述的压缩机，其中：
所述配件部分处的外径与所述盖的最大横向尺寸的比率为1∶3至1∶6。
4.根据任何前述权利要求所述的压缩机，其中：
所述盖包括铸件。
5.根据任何前述权利要求所述的压缩机，其中：
所述盖基本上由灰口铸铁组成。
6.根据任何前述权利要求所述的压缩机，其中：
所述盖经由至少8个紧固件的阵列固定到所述马达壳体。
7.一种蒸气压缩系统(300；301)，其包括根据任何前述权利要求所述的压缩机，并且还包括：
排热热交换器(302)；
吸热热交换器(304)；以及
从所述排放端口顺序地通过所述排热热交换器和所述吸热热交换器并返回到所述抽吸端口的流动路径。
8.根据权利要求0所述的蒸气压缩系统是冷冻机。
9.根据权利要求0或权利要求0所述的蒸气压缩系统，其还包括：
夹具(350)，其具有容纳在所述凹槽中的一个凸缘(366)和容纳在抽吸管路(332；332-1、332-2)的凹槽(336)中的另一个凸缘(368)。
10.根据权利要求0至权利要求0中的任一项所述的蒸气压缩系统，其中：
所述夹具包括第一段和第二段，每个段均具有弓形中心部分以及第一终端耳部(354)和第二终端耳部(355)。
11.根据权利要求0至权利要求0中的任一项所述的蒸气压缩系统，其中。
第一紧固件(358)将所述第一段第一终端耳部连接到所述第二段第二终端耳部；以及
第二紧固件(358)将所述第一段第二终端耳部连接到所述第二段第一终端耳部。
12.一种用于操作根据任何前述权利要求所述的压缩机或蒸气压缩系统的方法，所述方法包括：
驱动所述阳转子和所述阴转子的旋转以从所述抽吸端口汲取所述流、压缩所述流并通过所述排放端口排放所述压缩的流。
13.一种用于组装或拆卸根据任何前述权利要求所述的压缩机或蒸气压缩系统的方法，所述方法包括：
使所述马达通过所述相邻端(55)。
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