CN109185153A - 动涡盘和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动涡盘和涡旋压缩机。该动涡盘包括位于动涡盘背面的动涡盘支撑面、一次平衡孔、环形沉槽和密封面，环形沉槽位于动涡盘支撑面和密封面之间，且环形沉槽的外径小于或等于动涡盘支撑面的最小直径，环形沉槽的内径大于或等于密封面的最大直径，环形沉槽的宽度大于或等于一次平衡孔的平衡孔直径，一次平衡孔位于环形沉槽内。根据本发明的动涡盘，加工面少且无断续切削，可以分布到不同的工序和采用不同的加工方式加工，加工精度与刀具寿命可以明显提升。

Description

动涡盘和涡旋压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种动涡盘和涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机是一种效率高、噪声低以及运转平稳的容积式压缩机，近年来广泛应用于空调和制冷机组中。一般来说，涡旋压缩机由密闭壳体、动盘、静盘、曲轴、防自转机构及电机等零部件组成。它依靠一对相互啮合的动、静涡旋齿形成几对月牙形封闭的工作腔。在曲轴驱动下，动盘绕静盘中心，以固定回转半径作无自转的平动，月牙工作腔不断向中心移动，其容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔相通，高压冷媒被排出泵体，从而实现制冷剂的抽吸与压缩作用。

在现有高压腔结构中，具有动盘零件，此零件通过曲轴驱动动盘轴承孔，绕静盘中心，以固定回转半径，并在十字环的作用下，作无自转的平动。在气体力的作用下，其正面与静盘端面贴合，构成压缩腔；动盘背面外侧平面通常通过上支架支撑面或者十字环端面支撑，使其在气体力不足的情况下支撑动盘的运转；动盘内侧平面与PTFE密封圈贴合密封，隔绝排气压力与中间压力或吸气压力。因此，动盘正面与背面都参与压缩机的运转，其精度与相对位置精度要求高，属于动盘控制中的重点与难点。

现有结构中，动盘背面是整一个平面，分布有一次平衡孔系或配重凸块，PTFE密封平面，支撑面以及轴承孔，通常轴承孔在中心部，并压有滑动轴承与曲轴偏心部配合，中间侧是PTFE密封平面、最外侧是一次平衡孔系、键槽或支撑面。通常动盘背面是整面要求，保证平面度与粗糙度，并同时加工，但其上分布有键槽、一次平衡孔，均属于断续切削加工，严重影响刀具寿命与背面的加工精度，往往造成刀具寿命过短，或者是无法保证断续切削处的精度要求，进而影响压缩机的功率与可靠性。

另外，现有结构中，由于十字环位于上支架与动盘之间，在压缩机运转过程中，十字环受支撑力或键摩擦、动盘倾覆外力作用下，其上端面会与动盘背面贴合，发生磨损，影响动盘支撑面与PTFE密封面的精度，进而影响压缩机的功率与可靠性。

现有结构中，动盘通过曲轴驱动动盘轴承孔，其正面与静盘端面贴合，构成压缩腔，其型线相对轴承孔位置度要求高，且动盘正面与背面是两序加工，为保证此处精度，需要高精度的夹具与加工设备，加工过程中需要严格控制，工艺要求严格。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种动涡盘和涡旋压缩机，加工面少且无断续切削，可以分布到不同的工序和采用不同的加工方式加工，加工精度与刀具寿命可以明显提升。

为了解决上述问题，本发明提供一种动涡盘，包括位于动涡盘背面的动涡盘支撑面、一次平衡孔、环形沉槽和密封面，环形沉槽位于动涡盘支撑面和密封面之间，且环形沉槽的外径小于或等于动涡盘支撑面的最小直径，环形沉槽的内径大于或等于密封面的最大直径，环形沉槽的宽度大于或等于一次平衡孔的平衡孔直径，一次平衡孔位于环形沉槽内。

优选地，一次平衡孔的各平衡孔直径相同。

优选地，一次平衡孔的各平衡孔的圆心位于同一圆周上。

优选地，动涡盘的背面设置有键槽，键槽的周向方向的两侧与动涡盘支撑面相交处设置有支撑面凹槽，支撑面凹槽的深度小于或等于环形沉槽的深度。

优选地，键槽用于设置十字环动涡盘配合键，十字环动涡盘配合键根部设置有根部凸台，根部凸台的宽度为L2，支撑面凹槽的宽度为L1，L1＞L2。

优选地，动涡盘还包括轴承孔，动涡盘的外圆周加工有外圆槽，外圆槽的槽底为圆弧形，外圆槽的槽底与轴承孔同心。

优选地，外圆槽的槽底直径小于动涡盘的外径，外圆槽与轴承孔同序加工。

优选地，外圆槽的数量为多个，多个外圆槽的直径相等，并在动涡盘的外圆周均匀分布。

优选地，外圆槽的数量为3或4个。

优选地，动涡盘支撑面的最小直径R2与动涡盘的外径C之间的关系满足R2≤C-10mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种涡旋压缩机，包括动涡盘，该动涡盘为上述的动涡盘。

优选地，涡旋压缩机还包括上支架和十字环，十字环位于上支架和动涡盘之间，且上端面与动涡盘贴合。

优选地，十字环包括十字环动涡盘配合键，十字环朝向动涡盘背面的一侧设置有十字环上端面第一凸台和十字环上端面第二凸台，十字环上端面第一凸台中心对称分布在十字环的环面上，十字环上端面第二凸台对称分布在十字环动涡盘配合键的两侧。

优选地，十字环上端面第一凸台和十字环上端面第二凸台的滑动区域包括在环形沉槽内，且十字环上端面第一凸台和十字环上端面第二凸台与动涡盘的背面贴合摩擦。

优选地，十字环上端面第二凸台的高度小于或等于十字环上端面第一凸台的高度。

本发明提供的动涡盘，包括位于动涡盘背面的动涡盘支撑面、一次平衡孔、环形沉槽和密封面，环形沉槽位于动涡盘支撑面和密封面之间，且环形沉槽的外径小于或等于动涡盘支撑面的最小直径，环形沉槽的内径大于或等于密封面的最大直径，环形沉槽的宽度大于或等于一次平衡孔的平衡孔直径，一次平衡孔位于环形沉槽内。通过设置环形沉槽，并将一次平衡孔设置在该环形沉槽内，能够将动涡盘支撑面、密封面和一次平衡孔加工面分为单独的个体，加工面少且无断续切削，并且可以根据需要，选择不同的加工方式，加工精度与刀具寿命可以明显提升。

附图说明

图1为本发明实施例的涡旋压缩机的整体剖视图；

图2为本发明实施例的涡旋压缩机的动涡盘配合结构图；

图3为本发明实施例的涡旋压缩机的动涡盘的背面尺寸结构图；

图4为本发明实施例的涡旋压缩机的动涡盘的背面结构图；

图5为本发明实施例的涡旋压缩机的十字环的结构图；

图6为本发明实施例的涡旋压缩机的动涡盘与十字环的配合结构图；

图7为本发明实施例的涡旋压缩机的动涡盘第一外圆结构图；

图8为图7的外圆槽的放大结构图；

图9为图7的动涡盘的立体结构图；

图10为本发明实施例的涡旋压缩机的动涡盘第二外圆结构图；

图11为图10的外圆槽的放大结构图；

图12为图10的动涡盘的立体结构图。

附图标记表示为：

1、静盘；2、动涡盘；201、正面；202、背面；202a、支撑面；202b、一次平衡孔；202c、密封面；202d、环形沉槽；202e、支撑面凹槽；202f、键槽；203、动涡盘外圆；203a、第一外圆槽；203b、第二外圆槽；203c、第三外圆槽；203d、第四外圆槽；204、轴承孔；3、十字环；301、十字环动涡盘配合键；301a、十字环上端面第一凸台；301b、十字环上端面第二凸台；301c、根部凸台；4、上支架；401、上支架支撑面；4b、PTFE密封槽；4c、上支架油池；5、主平衡块；6、电机转子；7、曲轴；701、曲轴偏心部；8、下支架；9、吸油管；10、下盖；11、螺栓；12、下止推板；13、导油片；14、副轴承；15、壳体；16、主轴承；17、曲轴油孔；18、波形弹簧；19、密封圈；20、上盖；21、吸气管；A、环形沉槽内径；B、环形沉槽外径；C、动涡盘外径；R、一次平衡孔直径；R1、滑动密封区域最大直径；R2、支撑面最小直径；L1、支撑面凹槽宽度；L2、根部凸台宽度；r、外圆槽槽底直径。

具体实施方式

结合参见图1至图12所示，动涡盘包括位于动涡盘背面202的动涡盘支撑面202a、一次平衡孔202b、环形沉槽202d和密封面202c，环形沉槽202d位于动涡盘支撑面202a和密封面202c之间，且环形沉槽202d的外径小于或等于动涡盘支撑面202a的最小直径，环形沉槽202d的内径大于或等于密封面202c的最大直径，环形沉槽202d的宽度大于或等于一次平衡孔202b的平衡孔直径，一次平衡孔202b位于环形沉槽202d内。

通过设置环形沉槽，并将一次平衡孔设置在该环形沉槽内，能够将动涡盘支撑面、密封面和一次平衡孔加工面分为单独的个体，加工面少且无断续切削，并且可以根据需要，选择不同的加工方式，加工精度与刀具寿命可以明显提升。

结合参见图2所示，在高压腔结构中，动涡盘2通过曲轴偏心部701驱动动涡盘2的轴承孔204，绕静盘1的中心，以固定回转半径，并在十字环3的作用下，作无自转的平动。在气体力的作用下，动涡盘2的正面201与静盘1端面贴合,构成压缩腔；动涡盘2的背面202的径向外侧平面通常通过上支架支撑面401支撑，使其在气体力不足的情况下支撑动涡盘2的运转；动涡盘2的径向内侧平面在波形弹簧18的作用下与密封圈19的端面构成滑动密封，隔绝排气压力与中间压力或吸气压力。因此，动涡盘2的正面201与背面202精度要求高，且动涡盘2的轴承孔204相对动涡盘2的正面201型线的位置精度要求高，属于重点与难点控制内容。

另外，由于十字环3位于上支架4与动涡盘2之间，在压缩机运转过程中，十字环3受键摩擦阻力、动涡盘倾覆外力作用下，其上端面会与动涡盘背面202贴合，发生摩擦、磨损。

优选地，一次平衡孔202b为多个。结合参见图3所示，本实施例在动涡盘2背面增加了环形沉槽202d，分布在动涡盘支撑面202a与密封面202c之间，该环形沉槽202d内径A大于等于滑动密封区域的密封面最大直径R1，外径B小于等于动涡盘支撑面202a的最小直径R2，其中为保证动涡盘支撑面202a有足够的支撑宽度，动涡盘支撑面202a最小直径R2小于等于动涡盘2的外径C-10mm；一次平衡孔202b分布于环形沉槽202d内，且一次平衡孔202b的各个平衡孔直径R相等，且小于等于圆环区域宽度(R2-R1)/2，此结构下，动涡盘支撑面202a、密封面202c、一次平衡孔202b的加工面分为单独的个体，加工面少且无断续切削，并且可以根据需要，选择不同的加工方式，加工精度与刀具寿命可以明显提升。

优选地，一次平衡孔202b的各平衡孔直径相同，不仅更加方便加工各平衡孔，而且能够提高动涡盘的静平衡能力。

优选地，一次平衡孔202b的各平衡孔的圆心位于同一圆周上，能够最大程度地减小加工误差对一次平衡孔202b所造成的不利影响，使得一次平衡孔202b起到更加有效的平衡效果。

动涡盘的背面202设置有键槽202f，键槽202f的周向方向的两侧与动涡盘支撑面202a相交处设置有支撑面凹槽202e，支撑面凹槽202e的深度小于或等于环形沉槽202d的深度。由于支撑面凹槽202e的深度小于或等于环形沉槽202d的深度，因此仍然可以使得支撑面凹槽202e与环形沉槽202d分处于不同的加工面上，达到加工面少且无断续切削的目的。

键槽202f用于设置十字环动涡盘配合键301，十字环动涡盘配合键301根部设置有根部凸台301c，根部凸台301c的宽度为L2，支撑面凹槽202e的宽度为L1，L1＞L2，可避免十字环动涡盘配合键301的根部与支撑面台阶干涉摩擦，避免影响十字环键的磨损与可靠性。。

动涡盘还包括轴承孔204，动涡盘的动涡盘外圆203加工有外圆槽，外圆槽的槽底为圆弧形，外圆槽的槽底与轴承孔204同心。

外圆槽的槽底直径小于动涡盘的外径，外圆槽与轴承孔204同序加工。在加工动涡盘正面型线时，通过机床探针检测此外圆槽槽底的圆心，可以有效保证型线相对轴承孔204的位置度要求。

外圆槽的数量为多个，多个外圆槽的直径相等，并在动涡盘外圆203的圆周均匀分布。

外圆槽的数量为3或4个。

参照图7至图9所示，在本实施例中，动涡盘外圆203上精加工有两组对称分布且直径相等的第一外圆槽203a、第二外圆槽203b、第三外圆槽203c、第四外圆槽203d，其中第一外圆槽203a与第三外圆槽203c对称分布，第二外圆槽203b与第四外圆槽203d对称分布，各个外圆槽的槽底直径r略小于动涡盘2的外径C，这两组外圆槽与轴承孔204同序加工，外圆槽的槽底直径r的圆心与轴承孔204圆心一致。在加工动涡盘2的正面型线时，通过机床探针检测此外圆槽直径r的圆心，从而确定轴承孔204的圆心，进而保证型线相对轴承孔204的位置度。

参照图10至图12所示，在另一种实施方式中，动涡盘外圆203上精加工有直径相等的第一外圆槽203a、第二外圆槽203b、第三外圆槽203c，外圆槽的槽底直径r略小于或略大于动涡盘2的外径C，这三个外圆槽与轴承孔204同序加工，外圆槽的槽底直径r的圆心与轴承孔204圆心一致。在加工动涡盘2的正面型线时，通过机床探针检测此外圆槽直径r的圆心，从而确定轴承孔204的圆心，进而保证型线相对轴承孔204的位置度。

动涡盘支撑面202a的最小直径R2与动涡盘的外径C之间的关系满足R2≤C-10mm，从而保证动涡盘支撑面202a有足够的支撑宽度。

上述的密封圈例如为PTFE密封圈。

结合参见图1至图12所示，根据本发明的实施例，涡旋压缩机包括动涡盘2，动涡盘2为上述的动涡盘。

涡旋压缩机还包括上支架4和十字环3，十字环3位于上支架4和动涡盘2之间，且上端面与动涡盘2贴合。

结合参见图1所示，涡旋压缩机包括壳体15，壳体15中安装有静盘1、动涡盘2、十字环3、上支架4、曲轴7、下支架8和电机，压缩机运转时，冷媒由吸气管吸入静盘吸气口，在静盘1和动涡盘2形成的压缩腔中进行压缩，压缩终了后由静盘排气口排到壳体15形成的密闭空间中，最后从壳体排气口排出，完成吸气-压缩-排气的过程。此过程中，电机驱动曲轴7旋转，动涡盘2在曲轴偏心部701的带动下发生转动，并由于十字环3的限位作用，仅做平动而不发生自转。动涡盘2轴向由上支架支撑面401支撑。曲轴7上套有主平衡块5和电机转子6，组成涡旋压缩机的轴系，轴系在径向上由冷压在上支架4中的主轴承16和冷压在下支架8中的副轴承14固定，曲轴7中心设置有导油片13和吸油管9，在其旋转时将压缩机底部润滑油引导至曲轴油孔17，大部分润滑油润滑动涡盘轴承与主轴承后经电机进入压缩机底部，少部分润滑油经上支架4油池和密封圈19切口，进入背压腔，进而进入压缩腔内润滑泵体各摩擦面。轴系在重力的作用下会向下掉落，为承受轴系的重力，防止轴系掉落，设置有下止推板12，以螺栓11固定在下支架8下端面，起到止推轴系的作用。

十字环3包括十字环动涡盘配合键301，十字环3朝向动涡盘背面202的一侧设置有十字环上端面第一凸台301a和十字环上端面第二凸台301b，十字环上端面第一凸台301a中心对称分布在十字环的环面上，十字环上端面第二凸台301b对称分布在十字环动涡盘配合键301的两侧。

结合参见图4至6所示，本发明十字环3的上端面具有精加工的对称台阶结构，十字环上端面第一凸台301a与十字环上端面第二凸台301b，十字环上端面第一凸台301a对称分布在环部中心位置，十字环上端面第二凸台301b对称分布在十字环动涡盘配合键301的两侧，由于十字环上端面第二凸台301b距离十字环动涡盘配合键301过近，实际加工过程，其台阶高度与十字环动涡盘配合键根部凸台301c台阶高度一致，且十字环上端面第二凸台301b的台阶高度小于等于十字环上端面第一凸台301a的台阶高度。

十字环上端面第一凸台301a和十字环上端面第二凸台301b的滑动区域包括在环形沉槽202d内，且十字环上端面第一凸台301a和十字环上端面第二凸台301b与动涡盘2的背面202贴合摩擦。

十字环上端面第二凸台的高度小于或等于十字环上端面第一凸台的高度。

结合参见图4至6所示，本实施例的动涡盘2的背面202在键槽的两侧202f与动涡盘支撑面202a相交处增加了支撑面凹槽202e，支撑面凹槽202e的深度小于等于环形沉槽202d，宽度L1大于十字环动涡盘配合键301的根部凸台宽度L2。

结合参见图4至6所示，在压缩机运转过程中，当十字环3受键摩擦阻力、动涡盘倾覆外力作用下，十字环上端面第一凸台301a与十字环上端面第二凸台301b会与动涡盘2的背面202贴合摩擦，十字环上端面第一凸台301a与十字环上端面第二凸台301b的台阶面的滑动区域包括在环形沉槽202d内，与环形沉槽202d发生摩擦磨损，但不影响动涡盘支撑面202a与密封面202c的精度。当十字环动涡盘配合键301往复平动时，由于动涡盘2的支撑面凹槽202e的宽度L1大于十字环动涡盘配合键301的根部凸台宽度L2，可避免十字环动涡盘配合键301的根部与支撑面台阶干涉摩擦，避免影响十字环键的磨损与可靠性。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种动涡盘，其特征在于，包括位于所述动涡盘背面的动涡盘支撑面、一次平衡孔、环形沉槽和密封面，所述环形沉槽位于所述动涡盘支撑面和所述密封面之间，且所述环形沉槽的外径小于或等于所述动涡盘支撑面的最小直径，所述环形沉槽的内径大于或等于所述密封面的最大直径，所述环形沉槽的宽度大于或等于所述一次平衡孔的平衡孔直径，所述一次平衡孔位于所述环形沉槽内。

2.根据权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，所述一次平衡孔为多个，多个所述一次平衡孔的各平衡孔直径相同。

3.根据权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，所述一次平衡孔为多个，多个所述一次平衡孔的各平衡孔的圆心位于同一圆周上。

4.根据权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，所述动涡盘的背面设置有键槽，所述键槽的周向方向的两侧与所述动涡盘支撑面相交处设置有支撑面凹槽，所述支撑面凹槽的深度小于或等于所述环形沉槽的深度。

5.根据权利要求4所述的动涡盘，其特征在于，所述键槽用于设置十字环动涡盘配合键，所述十字环动涡盘配合键根部设置有根部凸台，所述根部凸台的宽度为L2，所述支撑面凹槽的宽度为L1，L1＞L2。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的动涡盘，其特征在于，所述动涡盘还包括轴承孔，所述动涡盘的外圆周加工有外圆槽，所述外圆槽的槽底为圆弧形，所述外圆槽的槽底与所述轴承孔同心。

7.根据权利要求6所述的动涡盘，其特征在于，所述外圆槽的槽底直径小于所述动涡盘的外径，所述外圆槽与所述轴承孔同序加工。

8.根据权利要求6所述的动涡盘，其特征在于，所述外圆槽的数量为多个，多个所述外圆槽的直径相等，并在所述动涡盘的外圆周均匀分布。

9.根据权利要求8所述的动涡盘，其特征在于，所述外圆槽的数量为3或4个。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的动涡盘，其特征在于，所述动涡盘支撑面的最小直径R2与所述动涡盘的外径C之间的关系满足R2≤C-10mm。

11.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括动涡盘，所述动涡盘为权利要求1至10中任一项所述的动涡盘。

12.根据权利要求11所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机还包括上支架和十字环，所述十字环位于所述上支架和所述动涡盘之间，且上端面与所述动涡盘贴合。

13.根据权利要求12所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述十字环包括十字环动涡盘配合键，所述十字环朝向所述动涡盘背面的一侧设置有十字环上端面第一凸台和十字环上端面第二凸台，所述十字环上端面第一凸台中心对称分布在所述十字环的环面上，所述十字环上端面第二凸台对称分布在所述十字环动涡盘配合键的两侧。

14.根据权利要求13所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述十字环上端面第一凸台和十字环上端面第二凸台的滑动区域包括在所述环形沉槽内，且所述十字环上端面第一凸台和十字环上端面第二凸台与所述动涡盘的背面贴合摩擦。

15.根据权利要求13所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述十字环上端面第二凸台的高度小于或等于所述十字环上端面第一凸台的高度。