CN110159529A - 一种具有防自转结构的涡旋压缩机 - Google Patents

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魏会军
单彩侠
律刚
赵玉晨
刘双来
方琪
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00

Abstract

一种具有防自转组件的空气式涡旋压缩机，所述压缩机包括支架，静涡旋盘，动涡旋盘，用于驱动涡旋盘的驱动轴，吸气口和排气口，支架和动涡旋盘之间形成有防自转组件，防自转组件包括驱动板、防自转轴和防自转轴承，动涡旋盘与驱动板固定连接，在动涡旋盘工作转动的任一状态，至少一个防自转轴与防自转轴承接触，从而防止动涡旋盘的自转。本发明的防自转组件具有结构简单，无需油脂润滑的优点。

Description

一种具有防自转结构的涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及涡旋压缩机，具体而言，涉及一种具有防自转组件的涡旋压缩机。
背景技术
随着科技的发展，涡旋式空气压缩机应用越来越广泛，无油涡旋压缩机因其能够实现无油压缩以及效率高、体积小、质量轻、运行平稳等特点被广泛运用于新能源车用领域。一般来说，涡旋压缩机由机壳、静涡旋盘、动涡旋盘、支架、曲轴、防自转机构、冷却系统和电机构成。动、静涡旋盘的型线均是螺旋形，动涡旋盘相对静涡旋盘偏心并相差180°安装，于是在动、静涡旋盘间形成了多个月牙形空间。在动涡旋盘以静涡旋盘的中心为旋转中心并以一定的旋转半径作无自转的回转平动时，外圈月牙形空间便会不断向中心移动，此时，空气被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔相通，高压空气被排出泵体，完成压缩过程。
目前无油涡旋空压机，仅能做到压缩泵体是无油润滑，其防自转结构采用注油脂方式的滚动轴承结构。
如专利号为CN102971535B的专利公布了一种防自转注油结构，在机壳上开设注油孔，在需要进行润滑油脂补给的时候，将固定涡旋盘拆除，通过注油孔88向轴承室供油，该方案的动盘组件是通过防自转小曲拐上的螺栓74轴向限位在支架上。另外专利号为CN100347449C的专利公布了一种涡旋流体机械，防转注油结构穿过位于防自转装置前面的支撑板形成，该方案的动盘组件是通过防自转小曲拐上的螺栓轴向限位在支架上。现有日本阿耐斯特岩田(RTC355)的的防自转注油结构，偏心部上下各两个角接触轴承，需要固态油脂进行润滑，其中一个轴承室开设注油孔，另外一个轴承室无注油孔，并且两个轴承室之间完全分隔。此结构的不足在于，从其中一个轴承室无法将油脂注入到另外一个轴承室，另外一个轴承室只能借助其他设备完成注油。即此防自转结构不能满足从一侧同时注油。该方案的动盘组件是通过防自转小曲拐上的螺栓轴向限位在支架上。上述防自转装置均需要油进行润滑。
如图1-2所示，其为一种无油涡旋式空气压缩机结构，其包括：静涡旋盘1＇，动涡旋盘2＇，驱动板3＇，支架4＇，壳体5＇，风扇6＇，-左端盖7＇，第一轴承室8＇，第一中间盖板9＇，第二中间盖板10＇，-第二轴承室11＇，副轴承12＇，主轴承13＇，副平衡块14＇，主平衡块15＇，吸气口16＇，排气口17＇，动涡旋盘梳齿18＇，静涡旋盘梳齿19＇，-防自转组件20＇，防自转注油嘴21＇，支撑体30＇，曲轴32＇。其中
电机(图中未示出)驱动曲轴32＇旋转，支架4＇和驱动板3＇上分别形成有支撑防自转曲轴20＇的轴承室，动涡旋盘2＇与静涡旋盘1＇形成封闭腔，空气从吸气口16＇进入，在驱动曲轴32＇的作用下，动涡旋盘2＇做平动，封闭腔逐渐向动静涡旋盘的中心推进，气体压力增加，最终从排气口17＇排出。
如图2所示，现有的防自转组件20＇由防自转曲拐，4个角接触轴承，左端盖7＇，中间端盖9＇，右端盖10＇以及注油口21＇构成。防自转组件两端分别安装在支架4＇和驱动板3＇的轴承室内，支架4＇侧轴承外圈与轴承室内圈过盈装配，防自转曲轴20＇与轴承内圈间隙配合，驱动板3＇侧轴承外圈与轴承室间隙配合，轴承内圈与防自转曲轴20＇过盈配合，左端盖7＇和中间端盖9＇固定在支架4＇上，右端盖10＇固定在驱动板3＇上，端盖均采用螺钉固定。防自转组件20＇通过螺钉紧固在轴承内圈上，实现防自转组件的轴向固定。综上所述，现有的防自转组件具有如下问题：
(1)无油涡旋压缩机防自转结构需要注脂润滑，维护成本高；
(2)注脂防自转结构复杂，零件多、密封件多、螺钉多，失效风险高；
(3)曲拐存在偏心结构，加工及装配工艺复杂，成本高昂；
(4)曲拐防自转结构螺栓参与轴向定位与锁紧，可靠性差。
发明内容
鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于为解决上述现有技术之不足，提供一种涡旋压缩机，采用全无油润滑的防自转结构，采用无油润滑轴承；无油润滑轴承包括防自转轴承与轴向止推轴承，可实现防自转和止推功能，使用防自转直轴替代曲拐结构；具体地：
一种具有防自转组件的涡旋压缩机，所述压缩机包括支架，静涡旋盘，动涡旋盘，用于驱动涡旋盘的驱动轴，支架和动涡旋盘之间形成有至少两组防自转组件，每组防自转组件包括与动涡旋盘固定连接的驱动板、防自转轴和防自转轴承，在动涡旋盘工作转动的任一状态，至少一组防自转组件的防自转轴与对应的防自转轴承接触，从而防止动涡旋盘的自转。
优选地，动涡旋盘与驱动板一体构成。
优选地，所述防自转轴固定或一体形成在所述驱动板上，所述防自转轴承对应的设置在所述支架上。
优选地，所述防自转轴固定或一体形成在所述支架上，所述防自转轴承对应的设置在所述驱动板上。
优选地，支架上具有环形槽，防自转轴承位于支架的环形槽中上。。
优选地，防自转轴与驱动板为一体构成。
优选地，支架的环形凹槽的内部设有止推轴承，止推轴承用于在压缩机运行时抵住防自转轴。
优选地，驱动板与支架之间设有止推轴承，用于在压缩机运行时，驱动板通过止推轴承抵在支架上。
优选地，支架的环形槽为阶梯形孔，具有第一槽孔和第二槽孔，第二槽孔的孔径大于第一槽孔的孔径，防自转轴承位于第一槽孔内，止推轴承位于第二槽孔内。
优选地，驱动板环设有第一凹槽，防自转轴承位于第一凹槽内。
优选地，第一凹槽里面设有止推轴承，止推轴承用于在压缩机运行时抵住防自转轴。
优选地，驱动板与支架之间设有止推轴承，用于在压缩机运行时驱动板通过止推轴承抵在支架上。
优选地，第一凹槽为阶梯形孔槽，具有第三槽孔和第四槽孔，第四槽孔的孔径大于第三槽孔的孔径，防自转轴承位于第三槽孔内，止推轴承位于第四槽孔内。
优选地，至少两组防自转组件在动涡旋盘工作转动的周向均匀分布。
优选地，至少两组防自转组件的个数为三个，其在动涡旋盘工作转动的周向均匀分布。
优选地，防自转轴承为无油润滑轴承。
优选地，驱动轴为曲轴，防自转轴为直轴。
另外，本发明还提供一种车辆，包括本发明所述的压缩机。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术的涡旋压缩机的结构示意图。
图2是现有技术的涡旋压缩机的防自转结构示意图。
图3是本发明提供的实施例1涡旋压缩机的示意图。
图4是本发明提供的实施例1涡旋压缩机的一组防自转结构的示意图。
图5是本发明提供的实施例2涡旋压缩机的一组防自转结构的示意图。
图6是本发明提供的实施例3涡旋压缩机的一组防自转结构的示意图。
图7是本发明提供的实施例4涡旋压缩机的一组防自转结构的示意图。
图8是本发明提供的实施例5涡旋压缩机的一组防自转结构的示意图。
图中：1＇-静涡旋盘；2＇-动涡旋盘；3＇-驱动板；4＇-支架；5＇-壳体；6＇-风扇；7＇-左端盖；8＇-第一轴承室；9＇-第一中间盖板；10＇-第二中间盖板；11＇-第二轴承室；12＇-副轴承；13＇-主轴承；14＇-副平衡块；15＇-主平衡块；16＇-吸气口；17＇-排气口；18＇-动涡旋盘梳齿；19＇-静涡旋盘梳齿；20＇-防自转组件；21＇-防自转注油嘴；30＇-支撑体；32＇-曲轴；
1-静涡旋盘；2-动涡旋盘；3-驱动板；4-支架；5-壳体；6-风扇；11-动盘轴承；12-副轴承；13-主轴承；14-副平衡块；15-主平衡块；16-吸气口；17-排气口；18-动涡旋盘梳齿；19-静涡旋盘梳齿；20-防自转组件；30-支撑体；32-曲轴；201-防自转轴承；202-止推轴承；203-防自转直轴；
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。
下面结合具体的实施例来对本公开中的内容进行详细描述：
实施例1
如图3，4所示：图3示出了具有本发明实施例1的防自转组件的涡旋压缩机：
如图3，4所示，一种具有防自转组件的涡旋压缩机，所述压缩机包括支架4，静涡旋盘1，动涡旋盘2，用于驱动动涡旋盘2的驱动轴32，支架4和动涡旋盘2之间形成有至少两组防自转组件20，每组防自转组件20包括与动涡旋盘2固定连接的驱动板3、防自转轴203和对应的防自转轴承201，在动涡旋盘2工作转动的任一状态，至少一组防自转组件的防自转轴203与对应的防自转轴承201接触，从而防止动涡旋盘2的自转。
优选地，动涡旋盘2与驱动板3一体构成。
优选地，防自转轴203与驱动板3固定连接，支架4上具有环形槽，防自转轴承201位于支架4的环形槽中上。
优选地，支架4的环形槽的内部设有止推轴承202，止推轴承202用于在压缩机运行时抵住防自转轴203。
优选地，防自转轴203为直轴，防自转轴203与驱动板3采用过盈配合固定。
优选地，防自转轴承201和止推轴承202采用无油润滑轴承，形成全无油润滑的防自转结构。
优选地，无油润滑轴承包括防自转轴承201与轴向止推轴承202，可实现防自转和止推功能。
优选地，如图4所示驱动板3与支架4之间设有止推轴承202，用于在压缩机运行时，驱动板3通过止推轴承202抵在支架4上。
优选地，支架4的环形槽为阶梯形孔，具有第一槽孔和第二槽孔，第二槽孔的孔径大于第一槽孔的孔径，防自转轴承201位于第一槽孔内，止推轴承202位于第二槽孔内。
优选地，至少两组防自转组件在动涡旋盘工作转动的周向均匀分布。
优选地，至少两组防自转组件的个数为三个，其在动涡旋盘工作转动的周向均匀分布。
还提供一种车辆，包括本发明所述的压缩机。
下面结合图3-4对本发明具体的工作过程作一简单描述：
如图3-4所示，本发明涡旋压缩机包括以下部件：静涡旋盘1，动涡旋盘2，驱动板3，支架4，壳体5，风扇6，动盘轴承11，副轴承12，主轴承13，副平衡块14，主平衡块15，吸气口16，排气口17，动涡旋盘梳齿18，静涡旋盘梳齿19，防自转组件20，支撑体30，曲轴32，防自转轴承201，止推轴承202，防自转直轴203。具体的工作过程如下：
驱动轴32其为曲轴，与驱动板3配合,轴段为偏心部，通过驱动轴32旋转为驱动板3和动涡旋盘2旋转提供动力，本发明的防自转组件20作为从动件，可以保证动涡盘2运动状态为公转平动。工作时，空气从吸气口16进入，在动涡旋盘2和静涡旋盘1之间形成的封闭腔逐渐向的中心推进，腔内体积逐渐变小、气体压力逐步增大，最终从排气口17排出。
涡旋泵体压缩时，将产生使得动静涡旋盘分离的轴向气体力，本发明在支架4与驱动板3的接触端面设置止推定位面，并在止推面设置无油润滑止推轴承202。在轴向气体力作用下驱动板3紧紧定位在支架4上。这种结构定位方式依靠气体力实现，无需螺钉参与定位和紧固，装配工艺简单，可靠性高。
本发明防自转结构使用至少两组相同的防自转组件20，采用两组时，要使两组在动涡旋盘在转动的周向上相差180度分布，以保证任一时刻，至少一组处于工作状态。本发明优选地采用三组相同的防自转组件20，组件周向均匀分布，每组防自转组件20包括防自转直轴203和防自转轴承201，防自转直轴203一端与驱动板3固定优选为过盈连接，另一端自由放入防自转轴承室内，防自转轴承室内布置自润滑防自转轴承201。当压缩机工作时，总有两组防自转组件20工作，即两组防自转直轴203和防自转轴承201结合，用于抑制驱动板3自转。
这种实施方式能够实现无油涡旋压缩机的防自转结构无油化设计，无需注油脂润滑，可避免由于油脂变质引起的可靠性问题，以及油脂维护结构复杂、后期成本高昂等问题，并省去了滚动轴承及其密封件的使用，提高了整机的可靠性，用防自转直轴203替代曲拐，降低了零件加工难度，工艺性更加良好。
实施例2：
图5示出本发明另一防自转组件的示意图，其与图4有类似的结构，其不同之处为：防自转轴201与驱动板3为一体构成。
实施例3：
如图6所示，示出本发明另一防自转组件的示意图，其与图4有类似的结构，其不同之处为：支架4的环形槽的内部，优选为环形槽的侧面位置处，设有止推轴承202，止推轴承202用于在压缩机运行时抵住防自转轴203。
实施例4：
如图7所示出本发明另一防自转组件的示意图，其与图4有类似的结构，其不同之处为：防自转轴201与支架4固定连接，固定于支架4的环形槽内，驱动板3环设有第一凹槽，防自转轴承201位于第一凹槽内。
优选地，第一凹槽为通孔，驱动板3与支架4之间设有止推轴承202。
优选地，第一凹槽为阶梯形孔槽，具有第三槽孔和第四槽孔，第四槽孔的孔径大于第三槽孔的孔径，防自转轴承201位于第三槽孔内，止推轴承202位于第四槽孔内。
实施例5：
如图8所示出本发明另一防自转组件的示意图，其与图7有类似的结构，其不同之处为：第一凹槽里面设有止推轴承202，止推轴承202用于在压缩机运行时抵住防自转轴203。
本发明相对于现有的防自转结构，如曲拐结构防自转原理：其相比具有如下优点：小曲拐是具有相对偏心的短轴，其一端安装与上支架上，一安装在动盘驱动板。其两端轴均与一对角向滚动轴承装配，具有周向旋转功能。因一对角接触轴承，又能限制其轴承无法移动。因此，现有曲拐防自转共需3个曲拐结构，一个曲拐结构将需要2对角接触式轴承，才能实现防自转结构。因角接触式轴承，可以注油脂，能够确保润滑。相对无油空压机，具有成本低，可靠性满足要求，但角接触式轴承仍需后续维护及保养注油。采用本发明的直轴式防自转原理：采用直轴与自润滑轴承配合，直轴与动盘驱动板刚性连接。另一端放入上支架自润滑轴承内，自润滑轴承安装与上支架内。直轴式防自转，只需要2个以上直轴及轴承，才能具备防自转功能。涡旋泵体运行时，直轴相对自润滑轴承周向旋转，无需油脂润滑，自润滑轴承自身技术，成熟可靠。以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (17)

1.一种涡旋压缩机，所述压缩机包括支架(4)，静涡旋盘(1)，动涡旋盘(2)，用于驱动动涡旋盘(2)的驱动轴(32)，其特征在于，支架(4)和动涡旋盘(2)之间形成有至少两组防自转组件(20)，每组防自转组件(20)包括与动涡旋盘(2)固定连接的驱动板(3)，防自转轴(203)和与防自转轴(203)对应设置的防自转轴承(201)，使得在动涡旋盘(2)工作转动的任一状态，至少一组防自转组件(20)的防自转轴(203)与对应的防自转轴承(201)接触，防止动涡旋盘(2)的自转。
2.根据权利要求1所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：动涡旋盘(2)与驱动板(3)固定连接的方式为一体构成。
3.根据权利要求1所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：所述防自转轴(203)固定或一体形成在所述驱动板(3)上，所述防自转轴承(201)对应的设置在所述支架上。
4.根据权利要求1所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：所述防自转轴(203)固定或一体形成在所述支架(4)上，所述防自转轴承(201)对应的设置在所述驱动板(3)上。
5.根据权利要求3所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：支架(4)上具有环形槽，防自转轴承(201)位于支架(4)的环形槽中上。
6.根据权利要求5所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：支架(4)的环形槽的内部设有止推轴承(202)，止推轴承(202)用于在压缩机运行时抵住防自转轴(203)。
7.根据权利要求5所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：驱动板(3)与支架(4)之间设有止推轴承(202)，用于在压缩机运行时，驱动板(3)通过止推轴承(202)抵在支架(4)上。
8.根据权利要求7所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：支架(4)的环形槽为阶梯形孔槽，具有第一槽孔和第二槽孔，第二槽孔的孔径大于第一槽孔的孔径，防自转轴承(201)位于第一槽孔内，止推轴承(202)位于第二槽孔内。
9.根据权利要求4所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：驱动板(3)上环设有第一凹槽，防自转轴承(201)位于第一凹槽内。
10.根据权利要求9所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：第一凹槽里面设有止推轴承(202)，止推轴承(202)用于在压缩机运行时抵住防自转轴(203)。
11.根据权利要求9所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：驱动板(3)与支架(4)之间设有止推轴承(202)，用于在压缩机运行时驱动板(3)通过止推轴承(202)抵在支架(4)上。
12.根据权利要求11所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：第一凹槽为阶梯形孔槽，具有第三槽孔和第四槽孔，第四槽孔的孔径大于第三槽孔的孔径，防自转轴承(201)位于第三槽孔内，止推轴承(202)位于第四槽孔内。
13.根据权利要求1-12任一所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：至少两组防自转组件在动涡旋盘(2)工作转动的周向均匀分布。
14.根据权利要求13所述的一种具有防自转组件的压缩机，至少两组防自转组件的个数为三个，其在动涡旋盘(2)工作转动的周向均匀分布。
15.根据权利要求1-12任一所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：防自转轴承(201)为无油润滑轴承。
16.根据权利要求1-12任一所述的一种具有防自转组件的压缩机，其特征在于：驱动轴(32)为曲轴，防自转轴(203)为直轴。
17.一种车辆，包括权利要求1-16任一项所述的压缩机。
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