CN108547769B - 泵体及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵体及压缩机。泵体包括曲轴，设置有偏心部，偏心部的外周套设有滚子；气缸组件，套设在滚子的外周；上法兰，套设在曲轴上并位于气缸组件的顶部；下法兰，套设在曲轴上并位于气缸组件的底部；盖板，设置在下法兰底部，曲轴的底端贴合在盖板的上端面上，盖板上设置有与曲轴的底端对应的通孔，通孔的内径小于曲轴底端的外径；盖板的顶部和曲轴的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构。本发明通过在盖板的顶部和曲轴的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构，在压缩机工作的过程中，通过薄壁状止推面的变形和缓冲功能，可有效降低曲轴止推面撞击盖板端面产生的撞击噪声问题。

Description

泵体及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩装置技术领域，具体而言，涉及一种泵体及压缩机。

背景技术

目前转子压缩机的应用越来越广泛，排量不断加大，气缸数量增多，会采用双缸、三缸及多缸结构，因曲轴转子组件质量的增加，需采用下盖板来支撑曲轴的短轴端面。压缩机高转速运行时，压缩机气缸排出的高压冷媒量加大，而压缩机电机下腔的空腔有限，因压缩机排气的间隙性特点，电机下腔空间的压力脉动加大，尤其是高速运转时，压力脉动尤其明显。而电机的转子主要承受上下端面因压差导致的气体力、轴向电磁力和重力。压差脉动的加大就容易导致电机转子轴向方向上下窜动。因此压缩机在高速运转时，曲轴的短轴轴向止推面容易出现上下窜动撞击下盖板端面，从而会产生严重的噪声问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泵体及压缩机，以解决现有技术中压缩机的噪声大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种泵体，包括：曲轴，所述曲轴上设置有偏心部，所述偏心部的外周套设有滚子；气缸组件，所述气缸组件套设在所述滚子的外周；上法兰，所述上法兰套设在所述曲轴上并位于所述气缸组件的顶部；下法兰，所述下法兰套设在所述曲轴上并位于所述气缸组件的底部；盖板，所述盖板设置在所述下法兰底部，所述曲轴的底端贴合在所述盖板的上端面上，所述盖板上设置有与所述曲轴的底端对应的通孔，所述通孔的内径小于所述曲轴底端的外径；所述盖板的顶部和所述曲轴的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构。

进一步地，所述曲轴的底端设置有圆环凹槽，所述圆环凹槽与所述曲轴同轴设置，所述圆环凹槽靠近所述曲轴底端的侧壁至所述曲轴底端之间的薄壁形成所述薄壁状止推结构。

进一步地，所述圆环凹槽靠近所述曲轴底端的侧壁为斜侧壁，所述斜侧壁靠近所述圆环凹槽凹底一端的高度高于所述斜侧壁远离所述圆环凹槽槽口一端的高度。

进一步地，所述斜侧壁的倾斜角为θ，其中，5°≤θ≤15°。

进一步地，所述薄壁状止推结构的最小厚度为H1，其中，1mm≤H1≤3mm。

进一步地，所述圆环凹槽靠近所述曲轴底端的侧壁呈阶梯状结构。

进一步地，所述阶梯状结构包括两个台阶，靠近所述曲轴底端的台阶为第一台阶，远离所述曲轴底端的台阶为第二台阶，所述第一台阶的高度为H2，所述第二台阶的高度为H3，其中，0.3mm≤H2/H3≤0.6mm。

进一步地，所述薄壁状止推结构的厚度为H4，所述薄壁状止推结构的外径为ΦD3，所述圆环凹槽的内直径为ΦD1，所述通孔的内径为ΦD2，所述曲轴底端的外径为ΦD4，其中，ΦD1＜ΦD2＜ΦD3＜ΦD4，0.1≤2*H4/(ΦD3-ΦD1) ≤0.3。

进一步地，所述薄壁状止推结构的底面垂直于所述曲轴的轴线。

进一步地，所述盖板远离所述曲轴的端面上设置有沉孔，所述沉孔与所述通孔同轴设置，所述沉孔的直径大于所述通孔的直径，所述沉孔的底部侧壁与所述盖板的上端面之间的薄壁形成所述薄壁状止推结构。

进一步地，所述薄壁状止推结构的厚度为H5，所述通孔的内径为ΦD7，所述薄壁状止推结构的外径为ΦD6，所述曲轴底端的外径为ΦD4，其中，ΦD7＜ΦD4＜ΦD6，0.1≤2*H5/(ΦD6-ΦD7) ≤0.3。

进一步地，所述偏心部包括上偏心部和下偏心部，所述上偏心部设置在所述下偏心部上；滚子包括下滚子和上滚子，所述上滚子套设在所述上偏心部上，所述下滚子套设在所述下偏心部上；气缸组件包括上气缸和下气缸，所述上气缸套设在所述上滚子的外周，所述下气缸套设在所述下滚子的外周；隔板，所述隔板设置在所述上气缸和所述下气缸之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括泵体，所述泵体为上述的泵体。

进一步地，所述压缩机为多缸压缩机或多级压缩机或立式压缩机或卧式压缩机。

应用本发明的技术方案，本发明中的盖板的顶部和曲轴的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构。本发明通过在盖板的顶部和曲轴的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构，在压缩机工作的过程中，通过薄壁状止推面的变形和缓冲功能，可有效降低曲轴止推面撞击盖板端面产生的撞击噪声问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明的压缩机的剖视图；

图2示意性示出了本发明的曲轴的立体图；

图3示意性示出了本发明的泵体的第一实施例的剖视图；

图4示意性示出了图3中的泵体工作时的A区域的放大图；

图5示意性示出了图3中的泵体未工作时的A区域的放大图；

图6示意性示出了本发明的泵体的第二实施例的局部放大图；

图7示意性示出了本发明的泵体的第三实施例的局部放大图；

图8示意性示出了本发明的泵体的第四实施例的剖视图；

图9示意性示出了图8中B区域的放大图；

图10示意性示出了本发明的泵体的第五实施例的剖视图；

图11示意性示出了本发明的压缩机和常规压缩机的噪声频谱比较图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、排气管；2、上盖组件；3、壳体组件；4、分液器部件；5、定子；6、转子； 7、曲轴；71、上偏心部；72、下偏心部；73、曲轴薄壁状止推结构；74、短轴；75、长轴；76、圆环凹槽；77、过油孔；8、上法兰；9、上气缸； 10、隔板；11、下气缸； 12、下法兰；13、下盖；14、盖板；141、盖板薄壁状止推结构；142、沉孔；143、通孔；15、下滚子；16、下滑片；17、上滚子；18、上滑片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图1至图10所示，根据本发明的实施例，提供了一种压缩机，本实施例中的压缩机尤其指旋转式压缩机，该压缩机包括壳体组件3、电机定子5、电机转子6和泵体，壳体组件3的上盖组件2上设置有排气管1，电机定子5固定于壳体组件3内，电机定子5固定于壳体组件3内壁，电机转子6固定于泵体的曲轴7上，并置于电机定子5内孔中。泵体焊接固定于壳体组件3上。

泵体包括上法兰8、气缸组件、下法兰12、曲轴7以及盖板14，曲轴7上设置有偏心部，偏心部的外周套设有滚子，曲轴7上设置有过油孔77，该过油孔77从曲轴7的底端向上延伸；气缸组件套设在滚子的外周；上法兰8套设在曲轴7上并位于气缸组件的顶部；下法兰12套设在曲轴7上并位于气缸组件的底部；盖板14设置在下法兰12底部，曲轴7的底端贴合在盖板14对上端面上，盖板14上设置有与曲轴7的底端对应的通孔143，该通孔143的内径小于曲轴7底端的外径，便于对曲轴7形成轴向止推结构，通孔143与过油孔77连通，便于与位于压缩机底部的油池内的油泵连接对泵体进行润滑。组装时，上法兰8、气缸组件、下法兰12、以及盖板14通过螺栓固定在一起，结构简单，便于实现。

具体而言，本实施例中的气缸组件包括上气缸9和下气缸11，安装时，在上法兰8与下法兰12之间设置上述的上气缸9和下气缸11，上气缸9和下气缸11中间采用隔板10分隔开。滚子包括上滚子17和下滚子15，偏心部包括上偏心部71和下偏心部72，上偏心部71设置在下偏心部72上；下滚子15套设在上偏心部71上，下滚子套设在下偏心部72上。上气缸9和下气缸11内分别套设在上滚子17和下滚子15的外周，上气缸9内设置有上滑片18，下气缸11内设置有下滑片16。

下法兰12的底部安装有盖板14，盖板14的上端面对曲轴7的短轴74端面进行轴向支撑，起到止推的作用。在壳体组件3外部设置有分液器部件4，分液器部件4两弯管与上气缸9和下气缸11的吸气口相连。在壳体组件3底部安装有下盖13，上部安装有上盖组件2，这样形成一个密闭腔体。压缩机运行时，从分液器部件4吸入制冷剂，制冷剂进入气缸内进行压缩，压缩后的高压制冷剂进入壳体腔内，并通过电机定子5和电机转子6间流通孔及转子流通孔进入电机上部空腔，制冷剂最终从上盖排气管1排出压缩机，进入空调系统。

本实施例中的盖板14的顶部和曲轴7的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构。本发明通过在盖板14的顶部和曲轴7的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构，在压缩机工作的过程中，通过薄壁状止推面的变形和缓冲功能，可有效降低曲轴7止推面撞击盖板14端面产生的撞击噪声问题。

结合图1至图5所示，泵体内的曲轴7包含长轴75、短轴74、上偏心部71和下偏心部72，曲轴7的底端设置有圆环凹槽76，该圆环凹槽76与曲轴7同轴设置，该圆环凹槽76的靠近曲轴7底端的侧壁至曲轴7底端之间的薄壁形成上述薄壁状止推结构，由此可在曲轴7的底端面形成具有柔性的曲轴薄壁状止推结构73。该曲轴薄壁状止推结构73的底面为垂直于曲轴7的轴线的平面。如图1所示，曲轴7上的曲轴薄壁状止推结构73底端与盖板14的上端面相贴合，盖板14的上端面对曲轴转子组件起到轴向支撑的作用，形成轴向止推盖板。

下面对本实施例中的曲轴薄壁状止推结构73的效果进行描述。如图3至图5所示，压缩机的旋转驱动部件为曲轴7和转子6，曲轴7径向别受上法兰8、下法兰12约束。而轴向只靠盖板14的上端面支撑曲轴7下端的止推面。压缩机高转速运行时，压缩机气缸组件排出的高压冷媒量加大，且因压缩机排气的间隙性特点，电机下腔空间的压力脉动加大，尤其是高速运转时，压力脉动尤其明显。而电机的转子6主要承受上下端面因压差导致的气体力、轴向电磁力和重力。压差脉动的加大就容易导致电机转子6轴向方向上下窜动。曲轴7的底端会不断撞击盖板14的端面，从而会产生严重的噪声问题。采用本发明结构的在曲轴7的短轴74的底端处设置圆环凹槽76，使得短轴74的止推结构为具有柔性的曲轴薄壁状止推结构73。在曲轴转子组件上下窜动时，该柔性曲轴薄壁状止推结构73可以实现适当柔性变形弯曲变形，起到弹性缓冲的作用，可有效降低曲轴7止推面撞击盖板14端面产生的撞击噪声问题。

为了更好地实现上述效果，使曲轴薄壁状止推结构73具有较好的柔性变形，同时又能保证加工的工艺性，如图5所示，盖板14的上端面紧密安装贴紧于下法兰12的下端面。盖板14的中间对应下法兰12内孔的位置设置有尺寸为ΦD2的中心通孔143。泵体中的曲轴7的短轴74安装在下法兰12的直径为ΦD4的内孔中，此时，短轴74的外径为ΦD4。曲轴薄壁状止推结构73的厚度为H4，外径为ΦD3，圆环凹槽76的内直径为ΦD1。该柔性曲轴薄壁状止推结构73需具有适当的尺寸，以保证具有一定的柔性，同时有不会产生疲劳断裂，还需保证加工的工艺性。因此，本实施例中的相关尺寸关系为：ΦD1＜ΦD2＜ΦD3＜ΦD4，0.1≤2*H4/(ΦD3-ΦD1) ≤0.3。

同样地，为了进一步地提升曲轴薄壁状止推结构73缓解轴向振动的效果，如图6所示，在本发明的第二实施例中，将曲轴薄壁状止推结构73设置成厚度渐变型结构，即在连接短轴74部位处曲轴薄壁状止推结构73的厚度大于远离短轴74部位处悬臂最外端的厚度H1。本实施例中的曲轴薄壁状止推结构73下端面为垂直于曲轴7轴线的平面，圆环凹槽76的靠近曲轴7底端的侧壁斜侧壁，斜侧壁靠近圆环凹槽76凹底一端的高度高于斜侧壁远离圆环凹槽76槽口一端的高度。其中，斜侧壁的倾斜角为θ，其中，5°≤θ≤15°。曲轴薄壁状止推结构73的最小厚度为H1，其中，1mm≤H1≤3mm。通过此结构的优化设置，可以使曲轴薄壁状止推结构73的变形量趋于平缓，止推面接触面积较大，接触应力小，减振效果较好。

如图7所示，在本发明的第三种实施例中，还可以使得圆环凹槽76的靠近曲轴7底部的侧壁呈阶梯状结构。既便于加工，同时又能提升曲轴薄壁状止推结构73缓解轴向振动的效果。

优选地，阶梯状结构包括两个台阶，靠近曲轴7底端的台阶为第一台阶，远离曲轴7底端的台阶为第二台阶，第一台阶的高度为H2，第二台阶的高度为H3，其中，0.3mm≤H2/H3≤0.6mm。将曲轴薄壁状止推结构73设置成台阶状不等厚度的结构，即在连接短轴74部位处薄壁状止推面的厚度H3，远离曲短轴74部位处厚度为H2，且曲轴薄壁状止推结构73下端面为垂直于曲轴7轴线的平面，曲轴薄壁状止推结构73上端面为台阶面，结构简单，便于加工。

当然，在本发明的其他实施例中，阶梯状结构的台阶个数还可以是三个或三个以上，只要是在本发明的构思下的其他变形方式，均在本发明的保护范围之内。

在上述的实施例中，通过短轴74底端设置曲轴薄壁状止推结构73，使曲轴7的下端止推轴承具有柔性变形作用，在压缩机进行试验验证，其结果为如图11所示，采用本发明技术后，压缩机频谱可以看出，在2500HZ以内，尤其上1000HZ附近的噪声峰值有明显下降。

本实施例不仅使用于双转子压缩机，同样也适用于单转子或多转子压缩机，以及多缸双级、多缸多级等各种形式的滚动转子式压缩机。

如图8和图9所示，在本发明的第四实施例中，为了形成薄壁状止推结构，本实施例中的盖板14的远离曲轴7的一侧上设置有沉孔142，该沉孔142与通孔143同轴设置，且沉孔142的直径大于通孔143的直径，沉孔142的底部侧壁与盖板14的上端面之间的薄壁形成上述的薄壁状止推结构。

曲轴7的短轴74底端与盖板14的上端面贴紧，盖板14的上端面形成对曲轴7轴向支撑的止推盖板。沉孔142的底部侧壁与盖板14的上端面之间的薄壁形成上述的薄壁状止推结构，即盖板薄壁状止推结构141。在盖板14的中间对应下法兰12内孔的位置设置有一通孔143，通孔143的内壁面与过油孔77的内壁面平齐，薄壁状止推结构的厚度为H5，通孔143的内径为ΦD7，薄壁状止推结构的外径为ΦD6，曲轴7底端的外径为ΦD4，其中，ΦD7＜ΦD4＜ΦD6，0.1≤2*H5/(ΦD6-ΦD7) ≤0.3。

上述四种实施例各项措施可以自由组合叠加。同时本发明不局限于立式压缩机，还可以上卧式压缩机，不仅限于双缸压缩机，还可以是多缸压缩机等。

如图10所示，在本发明的第五实施例中，泵体的结构与第四实施例的基本相同，所不同的是，本实施例中的泵体同时在曲轴7的短轴74的底端设置有曲轴薄壁状止推结构73，且在盖板14上都设置有盖板薄壁状止推结构141。通过两个柔性薄壁状止推结构的两个端面支撑，减振效果更好，更能起到对曲轴7轴向窜动的缓冲作用。

上述五种实施例各项措施可以自由组合叠加。同时本发明不局限于立式压缩机，还可以上卧式压缩机，不仅限于双缸压缩机，还可以是多缸压缩机等。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明泵体在曲轴转子组件上下窜动时，薄壁状止推结构可以发生适当的变形，使得曲轴的轴向撞击得到缓解，可以大幅降低压缩机的曲轴轴向撞击噪声问题。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种泵体，包括：

曲轴（7），所述曲轴（7）上设置有偏心部，所述偏心部的外周套设有滚子；

气缸组件，所述气缸组件套设在所述滚子的外周；

上法兰（8），所述上法兰（8）套设在所述曲轴（7）上并位于所述气缸组件的顶部；

下法兰（12），所述下法兰（12）套设在所述曲轴（7）上并位于所述气缸组件的底部；

盖板（14），所述盖板（14）设置在所述下法兰（12）底部，所述曲轴（7）的底端贴合在所述盖板（14）的上端面上，所述盖板（14）上设置有与所述曲轴（7）的底端对应的通孔（143），所述通孔（143）的内径小于所述曲轴（7）底端的外径；

其特征在于，

所述盖板（14）的顶部和所述曲轴（7）的底端两者至少之一上设置有薄壁状止推结构；所述曲轴（7）的底端设置有圆环凹槽（76），所述圆环凹槽（76）与所述曲轴（7）同轴设置，所述圆环凹槽（76）靠近所述曲轴（7）底端的侧壁至所述曲轴（7）底端之间的薄壁形成所述薄壁状止推结构；所述圆环凹槽（76）靠近所述曲轴（7）底端的侧壁呈阶梯状结构，以使所述薄壁状止推结构为台阶状不等厚度的结构。

2.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于，所述阶梯状结构包括两个台阶，靠近所述曲轴（7）底端的台阶为第一台阶，远离所述曲轴（7）底端的台阶为第二台阶，所述第一台阶的高度为H2，所述第二台阶的高度为H3，其中，0.3mm≤H2/H3≤0.6mm。

3.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于，所述薄壁状止推结构的厚度为H4，所述薄壁状止推结构的外径为ΦD3，所述圆环凹槽（76）的内直径为ΦD1，所述通孔（143）的内径为ΦD2，所述曲轴（7）底端的外径为ΦD4，其中，ΦD1＜ΦD2＜ΦD3＜ΦD4，0.1≤2*H4/(ΦD3-ΦD1) ≤0.3。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的泵体，其特征在于，所述薄壁状止推结构的底面垂直于所述曲轴（7）的轴线。

5.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于，所述盖板（14）远离所述曲轴（7）的端面上设置有沉孔（142），所述沉孔（142）与所述通孔（143）同轴设置，所述沉孔（142）的直径大于所述通孔（143）的直径，所述沉孔（142）的底部侧壁与所述盖板（14）的上端面之间的薄壁形成所述薄壁状止推结构。

6.根据权利要求5所述的泵体，其特征在于，所述薄壁状止推结构的厚度为H5，所述通孔（143）的内径为ΦD7，所述薄壁状止推结构的外径为ΦD6，所述曲轴（7）底端的外径为ΦD4，其中，ΦD7＜ΦD4＜ΦD6，0.1≤2*H5/(ΦD6-ΦD7) ≤0.3。

7.根据权利要求1所述的泵体，其特征在于，所述偏心部包括上偏心部（71）和下偏心部（72），所述上偏心部（71）设置在所述下偏心部（72）上；

滚子包括下滚子（15）和上滚子（17），所述上滚子（17）套设在所述上偏心部（71）上，所述下滚子（15）套设在所述下偏心部（72）上；

气缸组件包括上气缸（9）和下气缸（11），所述上气缸（9）套设在所述上滚子（17）的外周，所述下气缸（11）套设在所述下滚子（15）的外周；

隔板（10），所述隔板（10）设置在所述上气缸（9）和所述下气缸（11）之间。

8.一种压缩机，包括泵体，其特征在于，所述泵体为权利要求1至7中任一项所述的泵体。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为多缸压缩机或多级压缩机或立式压缩机或卧式压缩机。