CN1090717C - 配重滞动消除器 - Google Patents

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Abstract

固定于封密式压缩机的转子上的端环和配重放置在一使它们与压缩机内部隔离的罩盖中。罩盖可以固定或它也可与转子端环和配重作为一个整体旋转。在每个实施例中对于壳体内部而言，不对称的配重不会像风扇那样作用，并且从而可避免产生易于作用于油槽上和引起制冷系统较高油循环率的压力梯度。

Description

配重滞动消除器
本发明涉及高压旋转式压缩机，更具体地涉及应用在压缩机中用于消除转子滞动的配重装置。
在一高压密封压缩机中，壳体内部的全部或大部分的都处于作用在贮油槽上方的排气压力下。由于是固定叶片或旋转柱塞式压缩机，所以除了极少的例外，暴露在压缩机内部的仅有的可动部件是曲柄轴和诸如转子和油泵等固定在曲柄轴上的部件。为了平衡压缩过程中作用在轴上的偏心力，通常转子都配有一个带配重的端环。在轴上有一孔，定子与转子间环形的间隙和/或壳体与定子间的间隙既限定了压缩冷却剂和夹带的油的排放通道，同时也是对夹带的油进行离心分离的机构。在轴上提供平衡力的配重必须是不对称的且像风扇那样作用，且伴有阻力，这样当在排气中旋转时每个配重都在壳体内产生作用在贮油槽上的压差。
本发明的一个目的是减少高压压缩机的油循环率。
本发明的另一个目的是提高冷却系统的容量和能量效率等级(EER)。
本发明的另一个目的是通过作用在转子配重罩盖上的粘滞或剪切力来消除转子的滞动损失。这些目的和其他一些目的通过本发明的实现将在下文中变得清楚明白。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，提供一种高压旋转式压缩机，它包括：具有一第一端和一第二端并且构成一内部的壳体装置；包含泵装置的气缸装置，该泵装置包括一叶片和一柱塞，它们与所述气缸装置共同作用以构成吸气和压缩室，所述气缸装置被固定地安装在所述壳体装置内靠近所述第一端的地方并与第一端形成具有一油槽的第一室；固定在所述的气缸装置上并向所述油槽延伸的第一轴承装置；固定在所述的气缸装置上并向所述第二端延伸的第二轴承装置；包括转子装置和定子装置的电动机装置，所述定子装置固定地安装在所述壳体装置中的所述气缸装置和所述第二端之间，并相对所述气缸装置和所述第二轴承装置轴向放置；由所述的第一和第二轴承装置支撑的偏心轴装置，偏心轴装置包括操作地连接于所述柱塞的偏心装置；所述转子装置固定在所述轴装置上以便构成一个整体并位于所述定子装置中以形成一圆环形间隙；固定在所述转子装置上的端环装置和配重装置；用于将空气提供到所述泵装置中的吸气装置；流通地连接于所述壳体装置的排气装置；固定于所述的第二轴承装置上并使所述端环装置和所述配重装置与所述内部相隔离的罩盖装置，从而在所述配重装置旋转时，所述罩盖装置使所述配重装置不像风扇那样运作产生作用在所述油槽上的压力分布。
本发明还提供了一种高压旋转式压缩机，它包括：具有一第一端和一第二端并且形成一内部的壳体装置；包含泵装置的气缸装置，该泵装置包括一叶片和一柱塞，它们与所述气缸装置共同作用以构成吸气和压缩室，所述气缸装置被固定地安装在所述的壳体装置内靠近所述第一端的地方并与第一端形成具有一油槽的第一室；固定在所述的气缸装置上并向所述油槽延伸的第一轴承装置；固定在所述气缸装置上并向所述第二端延伸第二轴承装置；包括转子装置和定子装置的电动机装置，所述定子装置固定地安装在所述壳体装置中的所述气缸装置和所述第二端之间，并相对所述气缸装置和所述第二轴承装置轴向放置；由所述的第一和第二轴承装置支撑的偏心轴装置，偏心轴装置包括操作地连接于所述柱塞的离心装置；所述转子装置具有一第一端和一第二端并且固定于所述轴装置上以便构成一个整体并位于所述的定子装置中以形成一圆环形间隙；分别位于并固定在所述转子装置的第一和第二端上的端环装置和配重装置；用于将空气提供到所述泵装置中的吸气装置；流通地连接于所述壳体装置的排气装置；以不接触的方式被隔离在所述端环的每一侧并使每一所述配重装置与所述内部相隔离的罩盖装置，从而在所述配重装置旋转时，所述罩盖装置使所述配重装置不像风扇那样运作产生作用在所述油槽上的压力分布。
所述罩盖装置中的其中一个罩盖罩住所述端环装置和连接于所述转子装置的所述第一端的所述配重装置，该罩盖并固定在所述第二轴承装置上，所述罩盖装置中的另一个罩盖罩住所述端环装置和连接于所述转子装置的所述第二端的所述配重装置，该罩盖并固定在所述壳体装置的所述第二端上。
本发明将一罩盖设置在一个或两个端环及其配重上，因此在壳体的内部呈现对称的轮廓。罩盖可固定在转子上并可同时旋转或可固定在诸如电动机端部轴承和壳体顶端那样的固定结构上，这样配重可在罩盖中旋转。因此，或者是一对称结构在壳体中旋转，或者是一不对称结构在罩盖中旋转，而该罩盖使其与壳体内部分离。本发明有两点主要的效果：1)转子的滞动损失减小了，和2)油循环减小。滞动损失减小是由于罩盖与配重一起旋转使配重不像风扇那样作用而起到的保护作用。油循环的减小是由于消除了因配重旋转产生在壳体内的压力分布。压力分布是这样的，在壳体内部的外侧部分易产生较高的压力，壳体内部也易于与贮油槽的返回路径相流通。因此，一较高的压力作用于贮油槽，从而产生了较低的油位和跨越由轴限定的离心油泵的较高压差。通过本发明可避免能引起更多的油被抽吸和更多的油流进系统致使容量和EER降低的较高压差。另外，使用本发明可明显降低噪音。
基本上，端环和它们转子的配重是不受壳体内部的影响的，这样对于壳体内部而言，不对称的配重不会像风扇那样作用，并可避免由于压力分布引起的抽吸过多的油，这样的罩盖可以是与转子一起旋转也可以是固定的。
图1所示为使用本发明的压缩机的局部剖视图；
图2所示为沿图1的直线2-2的剖视图；
图3所示为沿图1的直线3-3的剖视图；
图4所示为一改型实施例的部分的局部剖视图；以及
图5所示为图4所示的实施例中的一部分的分解图。
在图1和图2中，数字10总的表示一立式的高压旋转柱塞式压缩机。数字12总的表示壳体。吸气管16密封于壳体12并且提供在制冷系统中的吸气存储器14和吸气室S之间的流通。吸气室S由在气缸20中的孔20-1，柱塞22，泵端部轴承24，发动机端部轴承28和叶片30所组成。
偏心轴40包括支撑地接纳在泵端部轴承24的孔24-1内的部分40-1、接纳在柱塞22的孔22-1中的偏心装置40-2、以及支撑地接纳在电动机端部轴承28的孔28-1内的部分40-3。润滑油抽出管34从部分40-1内的一孔中延伸进入贮油槽36。定子42通过收缩配合、焊接或其他适当的方法固定在壳体12上。转子44可通过收缩配合适当地固定在轴40上，且位于转子的孔42-1内并同时共同作用形成一固定的速度感应电动机。端环46-1和46-2固定在转子44的端部。配重48-1和48-2分别与端环46-1和46-2构成一个整体(或者说配重48-1和48-2分别固定在端环46-1和46-2上)。叶片30通过弹簧偏压而与柱塞22相接触。迄今所描述的压缩机10仍是普通的压缩机。
本发明增加了罩盖101来防护端环46-1和配重48-1，并且最好再增加罩盖102来防护端环46-2和配重48-2。罩盖101通过如在操作中的紧压或其他适当的装配使罩盖101固定在电动机端部轴承28上并与电动机端部轴承28共同作用以形成一环形槽110，当端环46-1和配重48-1在环形槽内旋转时得到保护不受壳体12内部的影响。如图所示，在轴承28上设置一环形凹槽28-3以紧压配合地接纳罩盖101。因此，配重48-1的旋转就壳体12的内部而言不会像风扇那样作用，所以也不会由于配重48-1的压力而形成的流体滞动导致产生任何(压力)梯度。由于不对称的配重48-1的旋转的阻力，以及由于相对于罩盖101的旋转的端环46-1与配重48-1之间的有限间隙，旋转配重48-1确实产生阻力。罩盖102固定在壳体12-1的顶端。如图1和图3所示，罩盖102与罩盖101的不同之处在于罩盖102有用来界定腔室111的杯形的第一部分102-1和用来限定流经出口102-3的部分排气路径的第二部分102-2。端环46-2和配重48-2在室111内旋转，同时与壳体12的内部相隔离。因此，配重48-2的旋转就壳体12内部而言不会像风扇那样作用，但因为它在离开贮油槽的电动机的另一侧，缺少罩盖102对于油位来说可能作用不明显。由于不对称的配重48-2的旋转的阻力，以及由于相对于罩盖102的旋转的端环46-2与配重48-2之间的有限间隙，旋转配重48-2确实产生阻力。
在操作中，转子44和偏心轴40作为一个整体旋转，并且偏心装置40-2引起柱塞22的移动。油从贮油槽36通过吸油管34被吸进孔40-4中，孔40-4相对于旋转的轴40的轴线是不对称的并且它起到离心泵的作用。泵的作用将取决于轴40的旋转速度。如图2所示，传送到孔40-4的油可流进部分40-1，偏心装置40-2和部分40-3中的一系列径向延伸的通道中，例如偏心装置40-2中的40-5，以分别润滑轴承24，柱塞22和轴承28。剩余的油从孔40-4和其他通道向下流过转子44和定子42而回到贮油槽36中，或被从转子44和定子42间的环形间隙以及从定子42和壳体间的间隙处流过的空气带走，并且在流回贮油槽36之前撞击和聚集在罩盖12-1内侧。柱塞22与叶片30以普通的方式共同作用，通过吸气管16将空气引入吸气室S。在吸气室S内的空气被压缩并通过一排气阀(图中未示)排入消声器32的内部。压缩空气经过消声器32进入壳体12的内部并经过旋转转子44和定子42之间的环形间隙和定子42和壳体12之间的间隙，从那里流过罩盖102的102-2部分中的出口孔102-3并通过排气管60流到制冷系统(图中未示)。如以上所提及的，壳体101和102分别避免了配重48-1和48-2像风扇那样作用，风扇的作用会产生作用在贮油槽36上的压力分布，从而增加了吸运油和在制冷系统(图中未示)中的油的循环。
图4和图5示出改型的罩盖201和端环146，端环146具有适当地固定在其上的配重148。这个实施例可用于电动机的两个端环，这个实施例与图1-3中的实施例的不同之处在于罩盖201固定在端环146上，并且与端环146和不受壳体12内部影响的配重148作为一个整体一起旋转。罩盖201可通过任何适当的方式固定在端环146上，但说明中是以紧压方式通过罩盖201上的环形垫圈201-1被固定并被安装在端环146的附加的圆环形凹槽146-1中，因为罩盖201可使旋转的配重148免受壳体内部的影响，就壳体112内部而言配重148不会像风扇那样作用并且不会因剩余油的循环而产生压力梯度。由于罩盖201，配重148和端环146作为一个整体而旋转，配重的滞动将显著减小，如果没被消除，仅有一剪切流体力作用在转子部件上。
虽然本发明是按照一立式、定速的压缩机说明和描述的，但对于本领域的技术人员来说可以进行修改。例如，本发明可应用于如卧式压缩机等其他压缩机。同样，电动机可以是变速电动机，因此本发明的保护范围限于如下所附的权利要求。

Claims (3)

1.一种高压旋转式压缩机(10)，其特征在于它包括：具有一第一端和一第二端并且构成一内部的壳体装置(12)；包含泵装置的气缸装置(20)，该泵装置包括一叶片(30)和一柱塞(22)，它们与所述气缸装置共同作用以构成吸气和压缩室，所述气缸装置被固定地安装在所述壳体装置内靠近所述第一端的地方并与第一端形成具有一油槽的第一室；固定在所述的气缸装置上并向所述油槽延伸的第一轴承装置(24)；固定在所述的气缸装置上并向所述第二端延伸的第二轴承装置(28)；包括转子装置(44)和定子装置(42)的电动机装置，所述定子装置固定地安装在所述壳体装置中的所述气缸装置和所述第二端之间，并相对所述气缸装置和所述第二轴承装置轴向放置；由所述的第一和第二轴承装置支撑的偏心轴装置(40)，偏心轴装置(40)包括操作地连接于所述柱塞的偏心装置(40-2)；所述转子装置固定在所述轴装置上以便构成一个整体并位于所述定子装置中以形成一圆环形间隙；固定在所述转子装置上的端环装置(46-1，46-2)和配重装置(48-1，48-2)；用于将空气提供到所述泵装置中的吸气装置(16)；流通地连接于所述壳体装置的排气装置(60)；固定于所述的第二轴承装置上并使所述端环装置和所述配重装置与所述内部相隔离的罩盖装置(101)，从而在所述配重装置旋转时，所述罩盖装置使所述配重装置不像风扇那样运作产生作用在所述油槽上的压力分布。
2.一种高压旋转式压缩机(10)，其特征在于它包括：具有一第一端和一第二端并且形成一内部的壳体装置(12)；包含泵装置的气缸装置(20)，该泵装置包括一叶片(30)和一柱塞(22)，它们与所述气缸装置共同作用以构成吸气和压缩室，所述气缸装置被固定地安装在所述的壳体装置内靠近所述第一端的地方并与第一端形成具有一油槽的第一室；固定在所述的气缸装置上并向所述油槽延伸的第一轴承装置(24)；固定在所述气缸装置上并向所述第二端延伸第二轴承装置(28)；包括转子装置(44)和定子装置(42)的电动机装置，所述定子装置固定地安装在所述壳体装置中的所述气缸装置和所述第二端之间，并相对所述气缸装置和所述第二轴承装置轴向放置；由所述的第一和第二轴承装置支撑的偏心轴装置(40)，偏心轴装置(40)包括操作地连接于所述柱塞的离心装置(40-2)；所述转子装置具有一第一端和一第二端并且固定于所述轴装置上以便构成一个整体并位于所述的定子装置中以形成一圆环形间隙；分别位于并固定在所述转子装置的第一和第二端上的端环装置(46-1，46-2)和配重装置(48-1，48-2)；用于将空气提供到所述泵装置中的吸气装置(16)；流通地连接于所述壳体装置的排气装置(60)；以不接触的方式被隔离在所述端环的每一侧并使每一所述配重装置与所述内部相隔离的罩盖装置(201，102)，从而在所述配重装置旋转时，所述罩盖装置使所述配重装置不像风扇那样运作产生作用在所述油槽上的压力分布。
3.如权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述罩盖装置中的其中一个罩盖罩住所述端环装置和连接于所述转子装置的所述第一端的所述配重装置，该罩盖并固定在所述第二轴承装置上，所述罩盖装置中的另一个罩盖罩住所述端环装置和连接于所述转子装置的所述第二端的所述配重装置，该罩盖并固定在所述壳体装置的所述第二端上。
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