CN108278206A - 一种变流量涡旋压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种变流量涡旋压缩机，包括外壳、上端盖、下端盖、控制盒、第一压缩机构、第二压缩机构；第一压缩机构包括第一静涡盘、第一动涡盘、第一支撑架、第一垫片，第一支撑架上开设有第一通气孔，第一通气孔两侧壁分别开设有容置腔，两容置腔底部分别设有电磁铁，所述一容置腔内设有第一挡块，所述第一挡块末端设有磁铁，另一容置腔内设有第二挡块，第二挡块末端设有磁铁；控制盒内设有控制器，电磁铁与控制器电连接。通过挡板的开闭可控制气体进入压缩腔，第一压缩机构和第二压缩机构的动、静涡盘尺寸不同，配合支撑架上挡板的开闭可实现三种不同制冷量的输出，可广泛应用于各种工作环境中，且结构简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及涡旋压缩机领域，具体涉及一种可变流量的涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机由于其具有节能高效、噪音较低、运行平稳等优点，被广泛应用于汽车产业中。涡旋压缩机主要由两个双函数方程涡卷的动、静涡旋相互齿合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中，静涡盘固定在机架上，动涡盘由曲轴驱动并由防自转机构制约，围绕静涡盘基圆中心做很小半径的平面转动，气体吸入静涡盘的外围，随着偏心轴的旋转，气体在动静盘啮合合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静涡盘中心部件的轴向孔连续派出。
现有技术中为改变涡旋压缩机的制冷量以适应不同工作需求，通常选用数码式涡旋压缩机或直流变频式涡旋压缩机。数码式涡旋压缩机是利用轴向“柔性”技术，由于压缩机的柔性设计，使两个涡旋盘在轴向有一个微量分离。但数码涡旋压缩机的动、静涡盘需要沿轴向脱离一定距离来实现变容量调节功能，因此涡旋盘的频繁开闭会极大地损伤数码式涡旋压缩机的使用寿命。直流变频涡旋压缩机是由电机定子产生的旋转磁场与转子的永磁场直接作用实现压缩机运转的。通过直流变频器来改变输入电压和频率，从而对电机进行调速。但直流变频压缩机需设置变频控制器，且成本较高。
发明内容
基于背景技术所述的问题和不足，本发明旨在提供一种不易损坏且成本较低的变流量涡旋压缩机。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变流量涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括外壳、上端盖、下端盖、控制盒、转轴、第一压缩机构、第二压缩机构，所述上端盖侧壁开设有第一排气口，所述下端盖侧壁开设有第二排气口；所述第一压缩机构包括第一静涡盘、第一动涡盘、第一支撑架、第一垫片，所述第一支撑架上开设有第一通气孔，所述第一通气孔两侧壁分别开设有容置腔，所述两容置腔底部分别设有电磁铁，所述一容置腔内设有第一挡块，所述第一挡块末端设有磁铁、前端开设有若干矩形槽，所述矩形槽内设有密封条，另一容置腔内设有第二挡块，所述第二挡块末端设有磁铁；所述控制盒内设有控制器，所述电磁铁与控制器电连接。
优选的，所述第二压缩机构包括第二静涡盘、第二动涡盘、第二支撑架、第二垫片，所述第二支撑架上开设有第二通气孔，所述第二通气孔两侧壁分别开设有容置腔，所述两容置腔底部分别设有电磁铁，所述一容置腔内设有第一挡块，所述第一挡块末端设有磁铁、前端开设有若干矩形槽，所述矩形槽内设有密封条，另一容置腔内设有第二挡块，所述第二挡块末端设有磁铁；所述电磁铁与控制器电连接；所述第二静涡盘涡卷轴向长度大于所述第一静涡盘，所述第二动涡盘涡卷轴向长度大于所述第一动涡盘。
优选的，所述第一静涡盘顶部端面加工有斜面，所述第一静涡盘顶部端面沿轴向开设有第一润滑油路所述第一润滑油路位于所述斜面低处；所述第一支撑架端面沿轴向开设有第一通孔，所述第一润滑油路与所述第一通孔连通设置。
优选的，所述第二静涡盘顶部端面沿轴向开设有第二润滑油路，所述第二支撑架端面沿轴向开设有第二通孔，所述第二润滑油路与所述第二通孔连通设置。
优选的，所述下端盖内壁固定连接有挡油板，所述挡油板靠近所述第二排气口侧加工有锥形斜面，所述挡油板靠近所述第二排气口侧沿轴向加工有若干毛细孔。
优选的，所述挡油板底面与所述下端盖内壁围合形成储油腔，所述储油腔内存储有润滑油。
优选的，所述储油腔内设有离心泵，所述离心泵一端连接第一输油管，另一端连接第二输油管；所述第一输油管一端与所述离心泵连接，另一端位于储油腔内润滑油液面之下；所述第二输油管一端与所述离心泵连接，另一端与所述第二润滑油路连通。
优选的，所述下端盖侧壁设有液位传感器，所述液位传感器位置略高于所述第一输油管另一端，所述液位传感器与所述控制器电连接。
本发明的有益效果是：
1、第一支撑架和第二支撑架的通气孔处设置有挡板，通过挡板的开闭可控制气体进入压缩腔，第一压缩机构和第二压缩机构的动、静涡盘尺寸不同，配合支撑架上挡板的开闭可实现三种不同制冷量的输出，可广泛应用于各种工作环境中，且结构简单，成本低。
2、下端盖内的液位传感器可检测润滑油量，当润滑油液位低于传感器时，液位传感器提示油量不足。液位传感器的设置便于操作人员掌握涡旋压缩机内润滑油量，无需对压缩机进行拆卸即可知道油量情况，便于涡旋压缩机的日常维护。
3、静涡盘以及挡油板上斜面的设置有利于润滑油的流动，可有效的回收压缩机内的润滑油，结构简单，成本低。挡块上设有密封条，可保证挡块抵靠时的密封性能。
附图说明
图1是本发明涡旋压缩机结构示意图；
图2是本发明第一压缩机构示意图；
图3是本发明第二压缩机构示意图；
图4是本发明第一支撑架局部示意图；
图5是本发明第一支撑架局部示意图；
图6是本发明第二支撑架局部示意图；
图7是本发明第二支撑架局部示意图。
附图标记说明：外壳1、上端盖2、下端盖3、控制盒4、转轴5、进气口6、控制器7、低压腔8、第一排气口9、油分离器10、第一静涡盘11、第一十字架12、第一垫片13、第一排气孔14、第一支撑架15、容置槽16、第一通气孔17、第一轴套18、第一曲轴19、第一动涡盘20、第一高压腔21、斜面22、滤网23、第一润滑油路24、第一圆孔25、第一通孔26、第二静涡盘27、第二曲轴28、第二轴套29、第二通气孔30、第二十字架31、第二支撑架32、第二通孔33、第二圆孔34、第二垫片35、第二动涡盘36、第二润滑油路37、第二输油管38、储油腔39、液位传感器40、离心泵41、第一输油管42、第二排气孔43、挡油板44、毛细孔45、锥形斜面46、第二排气口47、第二高压腔48、电磁铁49、磁铁50、第一挡块51、第二挡块52、容置腔53、密封条54。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，但是本实施方式并不限定于以下的内容，在无损本发明的主旨的范围内可任意地进行变更并实施。
如图1-3所示，本发明涡旋压缩机包括外壳1、上端盖2、下端盖3、控制盒4、转轴5、第一压缩机构、第二压缩机构，所述外壳1侧壁开设有进气口6，所述控制盒4与所述外壳1侧壁连接，控制盒4内容置有控制器7。所述外壳1上端与所述上端盖2通过螺栓固定连接，外壳1上端端面与上端盖2端面之间设有环形密封圈，所述外壳1下端与所述下端盖3通过螺栓固定连接，外壳1下端端面与下端盖3端面之间设有环形密封圈。所述上端盖2侧壁开设有第一排气口9，所述第一排气口9处设有油分离器10，上述下端盖3侧壁开设有第二排气口47，所述第二排气口47处设有油分离器10。
如图2所示，所述第一压缩机构包括第一静涡盘11、第一动涡盘20、第一支撑架15、第一垫片13，所述第一静涡盘11上端部通过销轴与所述上端盖2固定连接，第一静涡盘11上端部与上端盖2端面之间设有环形密封圈。所述第一支撑架15下端部通过销轴与所述外壳1内壁固定连接。所述第一静涡盘11与第一支撑架15间设有第一垫片13，所述第一静涡盘11内设有第一动涡盘20，第一静涡盘11及第一动涡盘20设置于第一垫片13一侧，第一十字架12及第一支撑架15设置于第一垫片13另一侧。垫片将动涡盘与支撑架分隔开，涡旋压缩机工作时，动涡盘在垫片表面运动，从而有效地避免了动涡盘与支撑架的接触磨损。
所述第一动涡盘20的卷顶端面开设有凹槽，所述凹槽内间隙设有密封圈，密封圈抵接所述第一静涡盘11底部表面，所述第一静涡盘11的涡卷顶端面开设有凹槽，所述凹槽内间隙设有密封圈，密封圈抵接第一动涡盘20底部表面。
如图所4-5所示，所述第一支撑架15上开设有第一通气孔17，所述第一通气孔17两侧壁分别开设有容置腔53，所述两容置腔53底部分别设有电磁铁49，所述一容置腔53内设有第一挡块51，所述第一挡块51末端设有磁铁50、前端开设有若干矩形槽，所述矩形槽内设有密封条54，另一容置腔53内设有第二挡块52，所述第二挡块52末端设有磁铁50；所述控制盒4内设有控制器7，所述电磁铁49与控制器7电连接。
所述电磁铁49通电后产生磁力，控制器7改变电磁铁49的电流方向，从而控制电磁铁49对磁铁50产生吸引力或排斥力。当所述电磁铁49吸引磁铁50时，所述第一挡块51及第二挡块52经磁力作用滑入容置腔53内，此时第一通气孔17处于打开状态，系统冷媒可经由第一通气孔17流入所述第一静涡盘11和所述第一动涡盘20形成的压缩腔内进行压缩。
当所述电磁铁49排斥磁铁50时，所述第一挡块51及第二挡块52经磁力作用滑出容置腔53，第一挡块51端面与第二挡块52端面相互抵接，从而封闭第一通气孔17，此时系统冷媒被阻隔在第一通气孔17外，由于系统冷媒无法进入压缩腔内，使得涡盘不进行气体的压缩。挡块前端密封条的设置可保证第一挡块51与第二挡块52相互抵接时的气密性，有效地避免了系统冷媒的泄漏。
如图3所示，所述第二压缩机构包括第二静涡盘27、第二动涡盘36、第二支撑架32、第二垫片35，所述第二静涡盘27上端部通过销轴与所述下端盖3固定连接，第二静涡盘27上端部与下端盖3端面之间设有环形密封圈。所述第二支撑架32下端部通过销轴与所述外壳1内壁固定连接。所述第二静涡盘27与第二支撑架32间设有第二垫片35，所述第二静涡盘27内设有第二动涡盘36，第二静涡盘27及第二动涡盘36设置于第二垫片35一侧，第二十字架31及第二支撑架32设置于第二垫片35另一侧，垫片将动涡盘与支撑架分隔开。
所述第二动涡盘36的卷顶端面开设有凹槽，所述凹槽内间隙设有密封圈，密封圈抵接所述第二静涡盘27底部表面，所述第二静涡盘27的涡卷顶端面开设有凹槽，所述凹槽内间隙设有密封圈，密封圈抵接第二动涡盘36底部表面。
如图所4-5所示，所述第二支撑架32上开设有第二通气孔30，所述第一通气孔30两侧壁分别开设有容置腔53，所述两容置腔53底部分别设有电磁铁49，所述一容置腔53内设有第一挡块51，所述第一挡块51末端设有磁铁50、前端开设有若干矩形槽，所述矩形槽内设有密封条54，另一容置腔53内设有第二挡块52，所述第二挡块52末端设有磁铁50，所述电磁铁49与控制器7电连接。所述第二通气孔30两侧的挡块运动方式与所述第一通气孔17两侧挡块运动方式相同。
所述第二静涡盘27涡卷轴向长度大于所述第一静涡盘11，所述第二动涡盘36涡卷轴向长度大于所述第一动涡盘20，从而使得第一静涡盘11与第一动涡盘20配合形成的压缩腔体积小于所述第二静涡盘27与第二动涡盘36配合形成的压缩腔体积，由此第一压缩机构、第二压缩机构可产生不同的制冷量。控制器7控制第一通气孔17及第二通气孔30的挡板同时打开时，系统冷媒进入第一压缩机构以及第二压缩机构，此时涡旋压缩机可输出最大制冷量。控制器7控制第一通气孔17的挡板打开，第二通气孔30的挡板闭合，系统冷媒仅进入第一压缩机构，此时涡旋压缩机输出最小制冷量。控制器7控制第一通气孔17的挡板闭合，第二通气孔30的挡板打开，系统冷媒仅进入第二压缩机构，此时涡旋压缩机输出中等制冷量，由此本发明涡旋压缩机可实现输出不同制冷量。
如图1-3所示，所述转轴5上端通过滑动轴承与所述第一支撑架15转动连接，所述转轴5下端通过滑动轴承与所述第二支撑架32转动连接。转轴5通过中空电机驱动旋转，所述中空电机的转子与所述转轴5固定连接，定子与所述外壳1内壁固定连接。
所述转轴5上端一体成型有第一曲轴19，所述第一曲轴19端部套设有第一轴套18，所述第一轴套18通过弹簧卡环固定在第一曲轴19曲轴端部。所述第一动涡盘20底部通过滚针轴承与所述第一轴套18转动套接，所述第一十字架12设置于第一支撑架15与第一动涡盘20之间。
所述转轴5下端一体成型有第二曲轴28，所述第二曲轴28端部套设有第二轴套29，所述第二轴套29通过弹簧卡环固定在第二曲轴28曲轴端部。所述第二动涡盘36底部通过滚针轴承与所述第二轴套29转动套接，所述第二十字架31设置于第二支撑架32与第二动涡盘36之间。
所述第一静涡盘11顶部开设有第一排气孔14，所述第一静涡盘11顶部端面加工有斜面22，所述第一静涡盘11顶部端面沿轴向开设有第一润滑油路24，所述第一润滑油路24位于所述斜面22低处。所述第一支撑架15端面沿轴向开设有第一通孔26，所述第一垫片13开设有第一圆孔25，,所述第一润滑油路24通过所述第一圆孔25与所述第一通孔26连通设置。
所述上端盖2与所述第一静涡盘11围合形成第一高压腔21，外壳1内壁与第一支撑架15、第二支撑架32围合形成低压腔8。系统冷媒和润滑油的混合气体通过第一通气孔17进入第一压缩机构中，
经第一动涡盘20与第一静涡盘11压缩后，高压气体进入第一高压腔21内，高压腔混合气体中的油雾经油分离器10的作用，变成油滴掉落至第一静涡盘11表面。第一静涡盘11表面的斜面22将润滑油滴汇聚流向斜面22低处的第一润滑油路24，润滑油经所述第一润滑油路24、第一圆孔25、第一通孔26回流至低压腔8内，从而有效地减少了涡旋压缩机内润滑油的损耗。
所述第一润滑油路24一端设有滤网23，所述第一静涡盘11外表面加工有容置槽16，所述滤网23设于容置槽16中。滤网23的设置可将油滴内的杂质过滤，以防止杂质堵塞第一润滑油路24。
所述第二静涡盘27顶部开设有第二排气孔43，所述第二静涡盘27顶部端面沿轴向开设有第二润滑油路37。所述第二支撑架32端面沿轴向开设有第二通孔33，所述第二垫片35开设有第二圆孔34，,所述第二润滑油路37通过所述第二圆孔34与所述第二通孔33连通设置。
所述下端盖3内壁固定连接有挡油板44，所述挡油板44靠近所述第二排气口47侧加工有锥形斜面46，所述挡油板44靠近所述第二排气口47侧沿轴向加工有若干毛细孔45。所述挡油板44底面与所述下端盖3内壁围合形成储油腔39，所述储油腔39内存储有润滑油。
所述下端盖3与所述第二静涡盘27、挡油板44顶面围合形成第二高压腔48，系统冷媒和润滑油的混合气体通过第二通气孔30进入第二压缩机构中，经第二动涡盘36与第二静涡盘27压缩后，高压气体进入第二高压腔28内，高压腔混合气体中的油雾经油分离器10的作用，变成油滴掉落至挡油板44表面。挡油板44表面的锥形斜面46将润滑油滴汇聚，并经毛细孔45流入储油腔39内，从而有效地减少了涡旋压缩机内润滑油的损耗。
所述储油腔39内设有离心泵41，离心泵41通过支架固定于下端盖3侧壁。所述离心泵一端连接第一输油管42，另一端连接第二输油管41，所述第一输油管42一端与所述离心泵41连接，另一端位于储油腔39内润滑油液面之下。所述第二输油管41通过支架固定设置在第二静涡盘27表面，第二输油管41一端与所述离心泵41连接，另一端与所述第二润滑油路37连通。离心泵41工作时将储油腔39内润滑油经第一输油管42及第二输油管41抽出流入第二润滑油路37，并从第二通孔33回流至低压腔8内。
所述下端盖3侧壁设有液位传感器40，所述液位传感器40位置略高于所述第一输油管42另一端，所述液位传感器40与所述控制器7电连接。所述液位传感器40用于检测储油腔39内润滑油量，当储油腔39内润滑油液位低于液位传感器40时，传感器将信号传输至控制器7，所述控制器7接收信号后报警提示储油腔39内润滑油量不足。所述液位传感器40略高于所述第一输油管42另一端，保证储油腔39内润滑油液位高于第一输油管42另一端，从而避免了离心泵41无油空载运行。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述涡旋压缩机包括外壳(1)、上端盖(2)、下端盖(3)、控制盒(4)、转轴(5)、第一压缩机构、第二压缩机构，所述上端盖(2)侧壁开设有第一排气口(9)，所述下端盖(3)侧壁开设有第二排气口(47)；所述第一压缩机构包括第一静涡盘(1)、第一动涡盘(20)、第一支撑架(15)、第一垫片(13)，所述第一支撑架(15)上开设有第一通气孔(17)，所述第一通气孔(17)两侧壁分别开设有容置腔(53)，所述两容置腔(53)底部分别设有电磁铁(49)，所述一容置腔(53)内设有第一挡块(51)，所述第一挡块(51)末端设有磁铁(50)、前端开设有若干矩形槽，所述矩形槽内设有密封条(54)，另一容置腔(53)内设有第二挡块(52)，所述第二挡块(52)末端设有磁铁(50)；所述控制盒(4)内设有控制器(7)，所述电磁铁(49)与控制器(7)电连接。
2.根据权利要求1所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述第二压缩机构包括第二静涡盘(27)、第二动涡盘(36)、第二支撑架(32)、第二垫片(35)，所述第二支撑架(32)上开设有第二通气孔(30)，所述第二通气孔(30)两侧壁分别开设有容置腔(53)，所述两容置腔(53)底部分别设有电磁铁(49)，所述一容置腔(53)内设有第一挡块(51)，所述第一挡块(51)末端设有磁铁(50)、前端开设有若干矩形槽，所述矩形槽内设有密封条(54)，另一容置腔(53)内设有第二挡块(52)，所述第二挡块(52)末端设有磁铁(50)；所述电磁铁(49)与控制器(7)电连接；所述第二静涡盘(27)涡卷轴向长度大于所述第一静涡盘(11)，所述第二动涡盘(36)涡卷轴向长度大于所述第一动涡盘(20)。
3.根据权利要求1所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述第一静涡盘(11)顶部端面加工有斜面(22)，所述第一静涡盘(11)顶部端面沿轴向开设有第一润滑油路(24)，所述第一润滑油路(24)位于所述斜面(22)低处；所述第一支撑架(15)端面沿轴向开设有第一通孔(26)，所述第一润滑油路(24)与所述第一通孔(26)连通设置。
4.根据权利要求2所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述第二静涡盘(27)顶部端面沿轴向开设有第二润滑油路(37)，所述第二支撑架(32)端面沿轴向开设有第二通孔(33)，所述第二润滑油路(37)与所述第二通孔(33)连通设置。
5.根据权利要求4所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述下端盖(3)内壁固定连接有挡油板(44)，所述挡油板(44)靠近所述第二排气口(47)侧加工有锥形斜面(46)，所述挡油板(44)靠近所述第二排气口(47)侧沿轴向加工有若干毛细孔(45)。
6.根据权利要求5所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述挡油板(44)底面与所述下端盖(3)内壁围合形成储油腔(39)，所述储油腔(39)内存储有润滑油。
7.根据权利要求6所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述储油腔(39)内设有离心泵(41)，所述离心泵一端连接第一输油管(42)，另一端连接第二输油管(41)；所述第一输油管(42)一端与所述离心泵(41)连接，另一端位于储油腔(39)内润滑油液面之下；所述第二输油管(41)一端与所述离心泵(41)连接，另一端与所述第二润滑油路(37)连通。
8.根据权利要求7所述变流量涡旋压缩机，其特征在于：所述下端盖(3)侧壁设有液位传感器(40)，所述液位传感器(40)位置略高于所述第一输油管(42)另一端，所述液位传感器(40)与所述控制器(7)电连接。
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