CN111173749A - 立式旋转压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种立式旋转压缩机，包括壳体，容置于壳体内的曲轴，曲轴具有从上至下顺次相连的长轴部、偏心部和短轴部；转子，套设于曲轴的长轴部上端；上缸盖，包括轴承部和法兰部，轴承部套设于曲轴的长轴部下端，法兰部以轴承部为圆心向外延展；转子的铁芯的下端面固定有第一磁极，上缸盖的轴承部的上端面固定有第二磁极，第一磁极和第二磁极同极相对，产生相互作用的排斥力，抵消电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力，减小止推面与下缸盖之间的压力，从而减小磨耗，提高泵体机械效率，提升压缩机性能系数。

Description

立式旋转压缩机
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体地说，涉及一种立式旋转压缩机。
背景技术
在旋转式压缩机中，由于电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力通过曲轴的下止推面压在下缸盖上，该合力越大，曲轴的下止推面与下缸盖接触面磨耗就越大。长时间的磨耗导致泵体机械效率下降，压缩机COP(coefficient ofperformance，性能系数)降低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种立式旋转压缩机，解决下止推面与下缸盖磨耗导致泵体机械效率下降的问题。
根据本发明的一个方面，提供一种立式旋转压缩机，包括：壳体；曲轴，容置于所述壳体内，所述曲轴具有从上至下顺次相连的长轴部、偏心部和短轴部；转子，套设于所述曲轴的长轴部上端；上缸盖，包括轴承部和法兰部，所述轴承部套设于所述曲轴的长轴部下端，所述法兰部以所述轴承部为圆心向外延展；所述转子的铁芯的下端面固定有第一磁极，所述上缸盖的轴承部的上端面固定有第二磁极，所述第一磁极和所述第二磁极同极相对，所述第一磁极和所述第二磁极之间具有相互作用的排斥力。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述转子的下端面设有端环，所述第一磁极设于铁芯未被所述端环遮盖的下端面；所述轴承部的上端插入所述端环与所述曲轴之间的环形空间中，所述第一磁极和所述第二磁极均容置于所述环形空间中。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极之间的间距为0.5mm～3mm。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极均为永磁铁。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极为钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁或钐钴磁铁中的任一种。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极均为电磁线圈。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极之一为永磁铁，另一为电磁线圈。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极通过胶水粘贴于所述铁芯的下端面，所述第二磁极通过胶水粘贴于所述轴承部的上端面。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极均为整块的环形磁极。
优选地，上述的立式旋转压缩机中，所述第一磁极和所述第二磁极均包括多块弧形磁极，所述第一磁极和所述第二磁极形成多对弧形磁极对。
优选地，上述的立式旋转压缩机还包括：气缸，套设于所述曲轴的偏心部；下缸盖，套设于所述曲轴的短轴部；所述上缸盖和所述下缸盖封闭所述气缸的气缸室。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
本发明在转子的铁芯的下端面设置第一磁极，在上缸盖的轴承部的上端面设置第二磁极，通过第一磁极和第二磁极同极相对设置，产生相互作用的排斥力，抵消下止推面与下缸盖之间的压力，从而减小止推面与下缸盖之间的磨耗，提高泵体机械效率，提升压缩机性能系数。
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和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是实施例中的立式旋转压缩机的示意图；
图2是实施例中立式旋转压缩机中泵体结构的示意图；
图3是图2中虚线圈部分的局部放大图；
图4是实施例中电机磁芯高低差轴向力的示意图；
图5是实施例中斜槽力轴向力的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式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方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式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结构，因而将省略对它们的重复描述。
参照图1和图2所示，在本发明的一个实施例中立式旋转压缩机包括：
壳体1；具体包括中间壳体、位于压缩机顶部的顶盖和位于压缩机底部的底盖(图中未具体标示)，中间壳体、顶盖、底盖形成密封的壳体1。
曲轴2，容置于壳体内1，曲轴2具有从上至下顺次相连的长轴部21、偏心部22和短轴部23。
转子31，套设于曲轴2的长轴部21上端。
上缸盖41，包括轴承部411和法兰部412，轴承部411套设于曲轴2的长轴部21下端，法兰部412以轴承部411为圆心向外延展，法兰部412的外沿可以固定于壳体1。
转子31的铁芯的下端面固定有第一磁极51，上缸盖41的轴承部411的上端面固定有第二磁极52，第一磁极51和第二磁极52同极相对，形成相互作用的排斥力F排斥力。
进一步的，立式旋转压缩机还包括气缸42，套设于曲轴2的偏心部22。图中给出的为双缸压缩机，包括两个气缸42，则相应的曲轴2具有两节偏心部22与两个气缸42配合。对于单缸或多缸压缩机同样适用，此处不再重复举例。下缸盖43，套设于曲轴2的短轴部23。上缸盖41和下缸盖43封闭气缸42的气缸室。旋转式压缩机还包括定子32，固定于壳体1，且套设于转子31的外周。以及储液器6等结构，为常规设计，因此不再展开论述。
由于第一磁极51和第二磁极52之间具有相互作用的排斥力F排斥力，抵消了曲轴2的偏心部22的下止推面与下缸盖43之间的压力，使得压缩机运转时下止推面与下缸盖43之间不再产生磨耗，提升了泵体机械效率。
具体来说，压缩机中电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力原本通过曲轴2的偏心部22的下止推面压在下缸盖43上，在压缩机运转时下止推面和下缸盖43之间产生磨耗，降低泵体机械效率。当在转子31的下端面设置第一磁极51、在上缸盖41的轴承部411的上端面设置第二磁极52，第一磁极51和第二磁极52之间的排斥作用力抵消了电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力，使下止推面与下缸盖43之间的压力减小或为零，从而减小下止推面与下缸盖43间的磨耗，提高泵体机械效率，提升压缩机COP。
并且，由于上缸盖41的法兰部412固定于壳体1，使第一磁极51和第二磁极52间产生的排斥力F排斥力更加稳定，始终沿压缩机的轴向(如图示的双向箭头F)。上缸盖41的法兰部412固定于壳体1同样使得电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力通过第一磁极51和第二磁极52间的排斥力F排斥力转至法兰部412与壳体1的固定连接处，使整个压缩机系统更加稳定。
进一步的，参照图4所示，由于装备工艺，电机定子32和转子31的端面在装备时会出现一定的高低差，如图示的L，当电机运转时定子32和转子31之间的高低差L会产生一个向下的拉力，称为电机磁芯高低差轴向力。在一个具体的实施例中，电机磁芯高低差轴向力例如为4.11kg。
参照图5所示，在立式旋转压缩机的鼠笼式转子中，出于设计需要，铝导条313并不是竖直，而是有一定的斜角。当电机通电时铝导条313受到安培力F安培力。安培力F安培力在水平方向上产生旋转方向分力F1，在竖直方向，即压缩机轴向上产生轴向分力F2，该轴向分力F2即斜槽力轴向力。在一个具体的实施例中，斜槽力轴向力例如为3.23kg。
另外，在一个具体的实施例中，转子自重例如为4.52kg，曲轴子洲例如为0.97kg。则F排斥力＝电机磁芯高低差轴向力+斜槽力轴向力+转子自重+曲轴自重＝4.11kg+3.23kg+4.52kg+0.97kg＝12.83kg，从而抵消电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力，使下止推面与下缸盖43之间的压力减小为零，在压缩机运转时下止推面与下缸盖43间不再产生磨耗。
进一步的，在优选的实施方式中，参照图2和图3所示，转子31的下端面设有端环312，第一磁极51设于铁芯未被端环312遮盖的下端面311。轴承部411的上端插入端环312与曲轴2之间的环形空间中，第一磁极51和第二磁极52均容置于环形空间中。
采用轴承部411的上端插入端环312与曲轴2之间的环形空间，且第一磁极51和第二磁极52均容置于环形空间中的方式，使压缩机的高度减小，整体结构更加紧凑，适于微型压缩机生产。
第一磁极51和第二磁极52之间的间距根据装备工艺装备能力确定，避免太小产生擦碰或太大导致排斥力不够。在优选的实施方式中，第一磁极51和第二磁极52之间的间距为0.5mm～3mm。更优选的，第一磁极51和第二磁极52之间的间距可以设置为1.5mm～3mm。当然，具体应用时可根据实际生产需求设置，只要使第一磁极51和第二磁极52之间的间距满足排斥力要求，且避免擦碰即可。
进一步的，第一磁极51和第二磁极52均可为永磁铁，例如钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁等。当然，第一磁极51和第二磁极52也可以是其他的永磁铁材料，上述列举的是性能较好的永磁铁，作为优选的实施方式，但不能视为对本发明保护范围的限制。
当第一磁极51和第二磁极52均为永磁铁时，通过将第一磁极51固定于转子31的铁芯的下端面，第二磁极52固定于上缸盖41的轴承部411的上端面，第一磁极51和第二磁极52同极相对，且距离合适的间距，使第一磁极51和第二磁极52之间产生相互作用的排斥力F排斥力，抵消电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力。
随着压缩机运转，第一磁极51和第二磁极52之间始终保持相互作用的排斥力F排斥力，使下止推面与下缸盖43之间不再产生磨耗，提升了泵体机械效率。
在另一些实施方式中，第一磁极51和第二磁极52也可为电磁线圈，通过调整线圈匝数，改变电流强度等方式，调整第一磁极51和第二磁极52的磁场强度，使其通电时产生排斥力F排斥力。具体来说，当第一磁极51和第二磁极52为电磁线圈时，随压缩机运转，固定于转子31的铁芯下端面的第一磁极51和固定于上缸盖41的轴承部411上端面的第二磁极52分别通电产生磁性，且第一磁极51和第二磁极52的磁场方向相对，从而产生相互作用的排斥力F排斥力。在压缩机运转过程中，第一磁极51和第二磁极52之间始终保持相互作用的排斥力F排斥力，从而消除下止推面与下缸盖43之间的磨耗；当压缩机结束运转，第一磁极51和第二磁极52断电，其磁性消失。
在其他实施例中，第一磁极51和第二磁极52可以之一为永磁铁，另一为电磁线圈。例如第一磁极51为永磁铁，第二磁极52为电磁线圈；当第二磁极52通电后与第一磁极51之间产生排斥力F排斥力。或者第一磁极51为电磁线圈，第二磁极52为永磁铁；当第一磁极51通电后与第二磁极52之间产生排斥力F排斥力。具体的原理与上述实施例一致，不再重述。
第一磁极51可通过胶水粘贴于转子31的铁芯的下端面，第二磁极52可通过胶水粘贴于上缸盖41的轴承部411的上端面。在其他实施例中，也可采用其他方式固定第一磁极51和第二磁极52。
进一步的，第一磁极51和第二磁极52均可为整块的环形磁极。或者第一磁极51和第二磁极52均包括多块弧形磁极，且第一磁极51和第二磁极52形成多对弧形磁极对。
综上，本发明在转子31的铁芯的下端面设置第一磁极51，在上缸盖41的轴承部411的上端面设置第二磁极52，通过第一磁极51和第二磁极52同极相对设置，产生相互作用的排斥力，抵消电机磁芯高低差轴向力、斜槽力轴向力、转子自重和曲轴自重的合力，从而减小下止推面与下缸盖43之间的压力，减小压缩机运转时止推面与下缸盖43之间的磨耗，提高泵体机械效率，提升压缩机性能系数。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种立式旋转压缩机，其特征在于，包括：
壳体；
曲轴，容置于所述壳体内，所述曲轴具有从上至下顺次相连的长轴部、偏心部和短轴部；
转子，套设于所述曲轴的长轴部上端；
上缸盖，包括轴承部和法兰部，所述轴承部套设于所述曲轴的长轴部下端，所述法兰部以所述轴承部为圆心向外延展；
所述转子的铁芯的下端面固定有第一磁极，所述上缸盖的轴承部的上端面固定有第二磁极，所述第一磁极和所述第二磁极同极相对，所述第一磁极和所述第二磁极之间具有相互作用的排斥力。
2.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述转子的下端面设有端环，所述第一磁极设于铁芯未被所述端环遮盖的下端面；
所述轴承部的上端插入所述端环与所述曲轴之间的环形空间中，所述第一磁极和所述第二磁极均容置于所述环形空间中。
3.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极之间的间距为0.5mm～3mm。
4.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极均为永磁铁。
5.如权利要求4所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极为钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁或钐钴磁铁中的任一种。
6.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极均为电磁线圈。
7.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极之一为永磁铁，另一为电磁线圈。
8.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极通过胶水粘贴于所述铁芯的下端面，所述第二磁极通过胶水粘贴于所述轴承部的上端面。
9.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极均为整块的环形磁极。
10.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述第一磁极和所述第二磁极均包括多块弧形磁极，所述第一磁极和所述第二磁极形成多对弧形磁极对。
11.如权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，还包括：
气缸，套设于所述曲轴的偏心部；
下缸盖，套设于所述曲轴的短轴部；
所述上缸盖和所述下缸盖封闭所述气缸的气缸室。
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