CN108302037A - 一种新型涡旋压缩机 - Google Patents

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田青
曹彪
扈志伟
刘东杰
周蒙恩
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Abstract

本发明公开了一种新型涡旋压缩机，包括外壳、上端盖、下端盖、第一压缩机构、第二压缩机构、冷却系统；所述冷却系统包括第一圆形隔板、第二圆形隔板和若干散热鳍片，所述第一圆形隔板侧壁通过螺栓与所述上端盖内壁固定连接，所述第二圆形隔板侧壁通过螺栓与所述下端盖内壁固定连接，所述若干散热鳍片均匀分布在所述第一圆形隔板及第二圆形隔板外表面。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。同时上、下端盖内设置冷却液腔可通过冷却液有效地降低高压腔温度，从而避免压缩冷媒受热后膨胀。

Description

一种新型涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种涡旋式压缩机。
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。
涡旋压缩机在工作时，动涡盘的高速旋转会产生大量热量，使得压缩后的冷媒受热膨胀，从而影响压缩机的压缩效率。并且，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。而数码式涡旋压缩机在频繁开闭时容易造成涡盘的过度磨损，导致压缩机寿命大大缩短。直流变频式涡旋压缩机成本较高，需额外配置变频控制器。
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新型涡旋压缩机，其可根据不同工作需要而改变排量，并且具有冷却系统，可有效地避免压缩冷媒因受热而发生膨胀。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型涡旋压缩机，其特征在于：所述涡旋压缩机包括外壳、上端盖、下端盖、第一压缩机构、第二压缩机构、冷却系统；所述第一压缩机构包括第一静涡盘、第一动涡盘，所述第一动涡盘顶部开设有第一排气孔；所述第二压缩机构包括第二静涡盘、第二动涡盘，所述第二动涡盘顶部开设有第二排气孔；所述冷却系统包括第一圆形隔板、第二圆形隔板和若干散热鳍片，所述第一圆形隔板侧壁通过螺栓与所述上端盖内壁固定连接，所述第二圆形隔板侧壁通过螺栓与所述下端盖内壁固定连接，所述若干散热鳍片均匀分布在所述第一圆形隔板及第二圆形隔板外表面。
优选的，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，所述第一压缩机构还包括第一支撑架，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，另一容置腔内设有第二挡块，所述第二挡块末端设有磁铁。
优选的，所述第二压缩机构还包括第二支撑架，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，另一容置腔内设有第二挡块，所述第二挡块末端设有磁铁。
优选的，所述外壳侧壁设有控制盒，所述控制盒内设有控制器，所述第一压缩机构及第二压缩机构内的电磁铁均与所述控制器电连接。
优选的，所述第一圆形隔板外表面与所述上端盖内壁围合形成第一冷却液腔，所述第一冷却液腔内存储有冷却液；所述上端盖顶部插设有进液管、回液管，所述冷却液通过进液管进入第一冷却液腔，并从回液管流出；所述第一静涡盘、上端盖侧壁、第一圆形隔板底面围合形成第一高压腔，所述第一圆形隔板中间设有第一排气管，所述第一排气管与第一高压腔连通，并穿设于所述上端盖顶部。
优选的，所述第二圆形隔板外表面与所述下端盖内壁围合形成第二冷却液腔，所述第二冷却液腔内存储有冷却液；所述下端盖顶部插设有进液管、回液管，所述冷却液通过进液管进入第二冷却液腔，并从回液管流出；所述第二静涡盘、下端盖侧壁、第二圆形隔板底面围合形成第二高压腔，所述第二圆形隔板中间设有第二排气管，所述第二排气管与第二高压腔连通，并穿设于所述下端盖顶部。
本发明的有益效果是：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。同时上、下端盖内设置冷却液腔可通过冷却液有效地降低高压腔温度，从而避免压缩冷媒受热后膨胀。散热鳍片的设置可增加圆形隔板与冷却液的接触面积，从而提高散热效率。
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、第一静涡盘9、第一垫片10、第一通气孔11、第一支撑架12、第一轴套13、第一曲轴14、第一十字架15、第一动涡盘16、散热鳍片17、第一圆形隔板18、回液管19、第一排气孔20、第一排气管21、第一冷却液腔22、进液管23、第一高压腔24、第二静涡盘25、第二通气孔26、第二轴套27、第二曲轴28、第二十字架29、第二支撑架30、第二垫片31、第二动涡盘32、第二圆形隔板33、第二排气孔34、第二排气管35、第二冷却液腔36、第二高压腔37、电磁铁38、磁铁39、第一挡块40、容置腔41、第二挡块42。
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、第二压缩机构以及冷却系统，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，所述外壳1下端与所述下端盖3通过螺栓固定连接。
如图2所示，所述第一压缩机构包括第一静涡盘9、第一动涡盘16、第一支撑架12、第一垫片10，所述第一静涡盘9上端部通过销轴与所述上端盖2固定连接。所述第一支撑架12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9与第一支撑架12间设有第一垫片10，所述第一静涡盘9内设有第一动涡盘16，第一静涡盘9及第一动涡盘16设置于第一垫片10一侧，第一十字架15及第一支撑架12设置于第一垫片10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16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9底部表面，所述第一静涡盘9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16底部表面。
如图所4-5所示，所述第一支撑架12上开设有第一通气孔11，所述第一通气孔11两侧壁分别开设有容置腔41，所述两容置腔41底部分别设有电磁铁38，所述一容置腔41内设有第一挡块40，所述第一挡块40末端设有磁铁39，另一容置腔41内设有第二挡块42，所述第二挡块42末端设有磁铁39；所述控制盒4内设有控制器7，所述电磁铁38与控制器7电连接。
所述电磁铁38通电后产生磁力，控制器7改变电磁铁38的电流方向，从而控制电磁铁38对磁铁39产生吸引力或排斥力。当所述电磁铁38吸引磁铁39时，所述第一挡块40及第二挡块42经磁力作用滑入容置腔41内，此时第一通气孔11处于打开状态，系统冷媒可经由第一通气孔11流入所述第一静涡盘9和所述第一动涡盘16形成的压缩腔内进行压缩。
当所述电磁铁38排斥磁铁39时，所述第一挡块40及第二挡块42经磁力作用滑出容置腔41，第一挡块40端面与第二挡块42端面相互抵接，从而封闭第一通气孔11，此时系统冷媒被阻隔在第一通气孔11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。
如图3所示，所述第二压缩机构包括第二静涡盘25、第二动涡盘32、第二支撑架30、第二垫片31，所述第二静涡盘25上端部通过销轴与所述下端盖3固定连接。所述第二支撑架30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25与第二支撑架30间设有第二垫片31，所述第二静涡盘25内设有第二动涡盘32，第二静涡盘25及第二动涡盘32设置于第二垫片31一侧，第二十字架29及第二支撑架30设置于第二垫片31另一侧，垫片将动涡盘与支撑架分隔开。
所述第二动涡盘32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25底部表面，所述第二静涡盘25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32底部表面。
如图6-7所示，所述第二支撑架30上开设有第二通气孔26，所述第二通气孔26两侧壁分别开设有容置腔41，所述两容置腔41底部分别设有电磁铁38，所述一容置腔41内设有第一挡块40，所述第一挡块40末端设有磁铁39，另一容置腔41内设有第二挡块42，所述第二挡块42末端设有磁铁39，所述电磁铁38与控制器7电连接。所述第二通气孔26两侧的挡块运动方式与所述第一通气孔11两侧挡块运动方式相同。
所述第二静涡盘25涡卷轴向长度大于所述第一静涡盘9，所述第二动涡盘32涡卷轴向长度大于所述第一动涡盘16，从而使得第一静涡盘9与第一动涡盘16配合形成的压缩腔体积小于所述第二静涡盘25与第二动涡盘32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11及第二通气孔26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11的挡板打开，第二通气孔26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11的挡板闭合，第二通气孔26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12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30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14，所述第一曲轴14端部套设有第一轴套13，所述第一轴套13通过弹簧卡环固定在第一曲轴14曲轴端部。所述第一动涡盘16底部通过滚针轴承与所述第一轴套13转动套接，所述第一十字架15设置于第一支撑架12与第一动涡盘16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27，所述第二轴套27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32底部通过滚针轴承与所述第二轴套27转动套接，所述第二十字架29设置于第二支撑架30与第二动涡盘32之间。
如图1-3所示，所述冷却系统包括第一圆形隔板18、第二圆形隔板33和若干散热鳍片17，所述第一圆形隔板18侧壁通过螺栓与所述上端盖2内壁固定连接，所述第二圆形隔板33侧壁通过螺栓与所述下端盖3内壁固定连接。
所述第一圆形隔板18外表面与所述上端盖2内壁围合形成第一冷却液腔22，所述第一冷却液腔22内存储有冷却液；所述上端盖2顶部插设有进液管23、回液管19，所述冷却液通过进液管23进入第一冷却液腔22，并从回液管19流出；所述第一静涡盘9、上端盖2侧壁、第一圆形隔板18底面围合形成第一高压腔24，所述第一圆形隔板18中间设有第一排气管21，所述第一排气管21与第一高压腔24连通，并穿设于所述上端盖2顶部。
所述第二圆形隔板33外表面与所述下端盖3内壁围合形成第二冷却液腔36，所述第二冷却液腔36内存储有冷却液；所述下端盖3顶部插设有进液管23、回液管19，所述冷却液通过进液管23进入第二冷却液腔36，并从回液管19流出；所述第二静涡盘25、下端盖3侧壁、第二圆形隔板33底面围合形成第二高压腔37，所述第二圆形隔板33中间设有第二排气管35，所述第二排气管35与第二高压腔37连通，并穿设于所述下端盖3顶部。
所述第一圆形隔板18侧壁与所述上端盖2内壁间设有环形密封圈，所述第二圆形隔板33侧壁与所述下端盖3内壁间设有环形密封圈，环形密封圈的设置可有效地防止冷却液泄漏。
所述若干散热鳍片17均匀分布在所述第一圆形隔板18及第二圆形隔板33外表面。散热鳍片17与冷却液接触，从而提高了第一圆形隔板18及第二圆形隔板33的散热效率。
所述外壳1内壁与第一支撑架12、第二支撑架30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11进入第一压缩机构中，经第一动涡盘16与第一静涡盘9压缩后，高压气体进入第一高压腔24内，并经第一排气管21排出涡旋压缩机。冷却液对第一高压腔24进行冷却散热，从而避免了压缩冷媒受热后膨胀。
系统冷媒和润滑油的混合气体通过第二通气孔26进入第二压缩机构中，经第二动涡盘32与第二静涡盘25压缩后，高压气体进入第二高压腔37内，并经第二排气管35排出涡旋压缩机。冷却液对第二高压腔37进行冷却散热，从而避免了压缩冷媒受热后膨胀。
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 (7)

1.一种新型涡旋压缩机，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)、第一压缩机构、第二压缩机构、冷却系统；所述第一压缩机构包括第一静涡盘(9)、第一动涡盘(16)，所述第一动涡盘(16)顶部开设有第一排气孔(20)；所述第二压缩机构包括第二静涡盘(25)、第二动涡盘(32)，所述第二动涡盘(32)顶部开设有第二排气孔(34)；所述冷却系统包括第一圆形隔板(18)、第二圆形隔板(33)和若干散热鳍片(17)，所述第一圆形隔板(18)侧壁通过螺栓与所述上端盖(2)内壁固定连接，所述第二圆形隔板(33)侧壁通过螺栓与所述下端盖(3)内壁固定连接，所述若干散热鳍片(17)均匀分布在所述第一圆形隔板(18)及第二圆形隔板(33)外表面。
2.根据权利要求1所述新型涡旋压缩机，其特征在于：所述第二静涡盘(25)涡卷轴向长度大于所述第一静涡盘(9)，所述第二动涡盘(32)涡卷轴向长度大于所述第一动涡盘(16)。
3.根据权利要求1所述新型涡旋压缩机，其特征在于：所述第一压缩机构还包括第一支撑架(12)，所述第一支撑架(12)上开设有第一通气孔(11)，所述第一通气孔(11)两侧壁分别开设有容置腔(41)，所述两容置腔(41)底部分别设有电磁铁(38)，所述一容置腔(41)内设有第一挡块(40)，所述第一挡块(40)末端设有磁铁(39)，另一容置腔(41)内设有第二挡块(42)，所述第二挡块(42)末端设有磁铁(39)。
4.根据权利要求3所述新型涡旋压缩机，其特征在于：所述第二压缩机构还包括第二支撑架(30)，所述第二支撑架(30)上开设有第二通气孔(26)，所述第二通气孔(26)两侧壁分别开设有容置腔(41)，所述两容置腔(41)底部分别设有电磁铁(38)，所述一容置腔(41)内设有第一挡块(40)，所述第一挡块(40)末端设有磁铁(39)，另一容置腔(41)内设有第二挡块(42)，所述第二挡块(42)末端设有磁铁(39)。
5.根据权利要求4所述新型涡旋压缩机，其特征在于：所述外壳(1)侧壁设有控制盒(4)，所述控制盒(4)内设有控制器(7)，所述第一压缩机构及第二压缩机构内的电磁铁(38)均与所述控制器(7)电连接。
6.根据权利要求1所述新型涡旋压缩机，其特征在于：所述第一圆形隔板(18)外表面与所述上端盖(2)内壁围合形成第一冷却液腔(22)，所述第一冷却液腔(22)内存储有冷却液；所述上端盖(2)顶部插设有进液管(23)、回液管(19)，所述冷却液通过进液管(23)进入第一冷却液腔(22)，并从回液管(19)流出；所述第一静涡盘(9)、上端盖(2)侧壁、第一圆形隔板(18)底面围合形成第一高压腔(24)，所述第一圆形隔板(18)中间设有第一排气管(21)，所述第一排气管(21)与第一高压腔(24)连通，并穿设于所述上端盖(2)顶部。
7.根据权利要求1所述新型涡旋压缩机，其特征在于：所述第二圆形隔板(33)外表面与所述下端盖(3)内壁围合形成第二冷却液腔(36)，所述第二冷却液腔(36)内存储有冷却液；所述下端盖(3)顶部插设有进液管(23)、回液管(19)，所述冷却液通过进液管(23)进入第二冷却液腔(36)，并从回液管(19)流出；所述第二静涡盘(25)、下端盖(3)侧壁、第二圆形隔板(33)底面围合形成第二高压腔(37)，所述第二圆形隔板(33)中间设有第二排气管(35)，所述第二排气管(35)与第二高压腔(37)连通，并穿设于所述下端盖(3)顶部。
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