CN111386400A - 无键叶轮系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)单元的压缩机，所述压缩机包括叶轮、被构造成用于使所述叶轮旋转的轴、以及紧固件。所述叶轮包括开口，并且不包括键、花键、销或其任何组合。所述紧固件联接至所述轴的一端并延伸穿过所述叶轮的开口)，并且所述紧固件被构造成用于在所述压缩机组装期间藉由张紧器来相对于所述轴在轴向方向上伸展。

Description

无键叶轮系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月27日提交的题为“无键叶轮系统和方法(KEYLESSIMPELLER SYSTEM AND METHOD)”的美国临时申请序列号62/563,968以及于2017年12月27日提交的题为“无键叶轮系统和方法(KEYLESS IMPELLER SYSTEM AND METHOD)”的美国临时申请序列号62/610,785的优先权和权益，这两项美国临时申请的全部内容出于所有目的通过引用结合于此。

背景技术

本申请总体上涉及包含在空调和制冷应用中的蒸气压缩系统，并且更具体地涉及用于蒸气压缩系统的叶轮系统。

蒸气压缩系统用于住宅、商业及工业环境，以针对各个环境的居住者来控制诸如温度和湿度之类的环境特性。蒸气压缩系统使通常被称为制冷剂的工作流体循环，所述工作流体响应于经受与蒸气压缩系统的运行相关的不同温度和压力而在蒸气、液体及其组合之间改变相态。例如，蒸气压缩系统利用压缩机使制冷剂循环到热交换器，该热交换器可以在制冷剂与流过所述热交换器的另一种流体之间传递热量。压缩机包括轴，所述轴驱动所附接的叶轮旋转以利于制冷剂的循环。叶轮经由键、销或花键联接至轴，这可能由于制造公差而难以加工。

发明内容

在一个实施例中，一种用于加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)单元的压缩机包括叶轮、被构造成用于使所述叶轮旋转的轴、以及紧固件。所述叶轮包括开口，并且不包括键、花键、销或其任何组合。所述紧固件联接至所述轴的一端并延伸穿过所述叶轮的开口，其中所述紧固件被构造成用于在所述压缩机组装期间藉由张紧器来相对于所述轴在轴向方向上伸展。

在另一个实施例中，一种将叶轮联接至压缩机的轴的方法包括：将紧固件插入穿过所述叶轮的开口，其中所述紧固件的第一端联接至所述轴的第二端；将螺母联接至所述紧固件的第三端，使得所述螺母被布置成抵靠所述叶轮的表面；使得所述紧固件在轴向方向上远离所述轴地拉伸；并且当所述紧固件处于经拉伸位置时沿所述紧固件拧紧所述螺母。

在另一个实施例中，一种将叶轮联接至压缩机的轴的系统包括：紧固件，所述紧固件被构造成在所述紧固件的第一端联接至所述轴的一端；螺母，所述螺母被构造成在所述紧固件的第二端联接处至所述紧固件；以及张紧器，所述张紧器被构造成用于拉伸所述紧固件，其中所述张紧器被构造成抵靠所述叶轮的表面布置。所述紧固件是螺纹螺柱、系紧螺栓或其任何组合。

附图说明

图1是根据本披露的一方面的可以在商业环境中利用采暖、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统的建筑物的实施例的透视图；

图2是根据本披露的一方面的蒸气压缩系统的透视图；

图3是根据本披露的一方面的图2的蒸气压缩系统的实施例的示意图；

图4是根据本披露的一方面的图2的蒸气压缩系统的实施例的示意图；

图5是根据本披露的一方面的图2-4的蒸气压缩系统中使用的压缩机叶轮组件的实施例的截面视图；

图6是根据本披露的一方面的用于将图5的叶轮联接至压缩机的轴的张紧器的截面视图；

图7是根据本披露的一方面的用于将图5的叶轮联接至压缩机轴的过程的实施例的框图；并且

图8是根据本披露的一方面的使用图6的张紧器对图5的叶轮系统的紧固件进行拉伸的过程的实施例的框图。

具体实施方式

以下将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述，并没有在说明书中描述实际实施方式的全部特征。应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，必须作出大量实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标(诸如符合系统相关的和商业相关的约束)，所述目标从一个实施方式到另一个实施方式可能有所变化。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。

本披露的实施例涉及一种使用压缩机来使制冷剂循环通过制冷剂回路的供暖、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统。压缩机可以沿制冷剂回路联接至HVAC&R系统的冷凝器。压缩机可以压缩制冷剂以增加制冷剂的压力并将制冷剂引导至冷凝器。制冷剂可以流向HVAC&R系统的冷凝器，在那里制冷剂可以将热量传递给冷凝器中的工作流体。在一些实施例中，压缩机可以是离心式压缩机并且包括叶轮，所述叶轮以相对较高的速度旋转以使制冷剂循环和压缩。在离心式压缩机中，叶轮可以在制冷剂上施加离心力以使制冷剂能够压缩。

离心式压缩机的叶轮可以联接至轴，所述轴被电机高速旋转。通常，叶轮通过键、花键、销或其组合联接至轴，这样将扭矩从轴传递至叶轮。因此，叶轮随轴旋转而旋转。然而，对叶轮和轴进行加工以容纳键、花键或销可能是复杂的、昂贵的且耗时的。由于叶轮高速旋转，可以加工键、花键或销，使得轴的旋转不会在叶轮上产生过大的应力。例如，加工所述键、花键或销可以是足够精确的以使叶轮能够联接至轴而不与键、花键或销发生干涉。如此，加工过程中可能会出现困难而难以实现这种精确度。另外，现有系统的组装可能包括将叶轮联接至轴上同时将扭矩施加到轴上，从而由此阻止轴的旋转。这样，就可以使轴保持在位以利于联接过程，而这可能进一步提高组装的复杂性。

根据本披露的某些实施例，现在认识到将叶轮联接到轴上的新方法可以利于压缩机的组装。也就是说，不使用键、花键或销而将叶轮联接到轴上的方法可以减少压缩机的组装时间和/或制造和组装成本。

为此，本披露的实施例涉及一种轴，所述轴可以旋拧至紧固件使得紧固件的第一端联接至轴。叶轮的开口可以定位在紧固件的第二端上方，使得叶轮(例如叶轮的表面)顶接轴面。螺母可以联接至紧固件的剩余长度以便将叶轮与轴夹紧。张紧器(例如液压张紧器)可以利于将螺母固定至紧固件并在叶轮与轴之间施加预定量的力。如本文所使用的，张紧器指的是被构造成用于在限定紧固件和/或轴的轴向方向上施加拉伸紧固件的力的任何装置或机构。尽管本披露主要着重于使用液压张紧器，但是应当理解的是，可以用其他类型的装置，诸如机械张紧器、电张紧器、被构造成用于向紧固件施加轴向力的另一合适的装置、或其任何组合，来拉伸紧固件并使螺母能够进一步紧固到紧固件上。以这种方式，可以省却经加工的键、花键或销，并且在组装期间可以不再使用施加到轴上以利于将螺母固定到紧固件上的扭矩。这种方法还可以使叶轮更具空气动力学。例如，叶轮可以包括穿过叶轮中心的单个开口，其与包括键、花键和/或销的叶轮相比可以降低制冷剂流的阻力。此外，没有键、花键和/或销可以减小组件的惯性矩，以利于叶轮旋转。如此，可以实现压缩机的更高效率，这样可以降低能量成本。

现在转到附图，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的采暖、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC&R系统10可以包括供给冷液体的蒸气压缩系统14，其可以用于冷却建筑物12。HVAC&R系统10还可以包括锅炉16以供给温暖的液体，从而加热建筑物12和使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。所述空气分配系统还可以包括空气返回管道18、空气供应管道20和/或空气处理机22。在一些实施例中，空气处理机22可以包括热交换器，所述热交换器通过管道24连接至锅炉16和蒸气压缩系统14。空气处理机22中的热交换器可以接收来自锅炉16的经加热的液体或来自蒸气压缩系统14的冷液体，这取决于HVAC&R系统10的操作模式。HVAC&R系统10示出为在建筑物12的每个楼层上具有单独的空气处理机，但是在其他实施例中，HVAC&R系统10可以包括空气处理机22和/或可以在两个楼层或多个楼层之间共享的其他部件。

图2和图3是可以用于HVAC&R系统10的蒸气压缩系统14的实施例。蒸气压缩系统14可以使制冷剂循环通过以压缩机32开始的回路。所述回路还可包括冷凝器34，一个或多个膨胀阀或一个或多个装置36，以及液体冷却器或蒸发器38。蒸气压缩系统14可以进一步包括控制面板40，所述控制面板具有模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46、和/或接口板48。

可以在蒸气压缩系统14中用作制冷剂的流体的一些示例是基于氢氟烃(HFC)的制冷剂(例如R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO))、“天然”制冷剂(像氨(NH₃)、R-717、二氧化碳(CO₂)、R-744)、或烃基制冷剂、水蒸气或任何其他合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以被配置成有效地利用在一个大气压下具有约19摄氏度(66华氏度)的标准沸点的制冷剂(相对于诸如R-134a等中压制冷剂，也称为低压制冷剂)。如本文所使用的，“正常沸点”可以指在一个大气压下测量的沸点温度。

在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以使用以下各项中的一项或多项：变速驱动装置(VSD)52、电机50、压缩机32、冷凝器34、膨胀阀或膨胀装置36、和/或蒸发器38。电机50可以驱动压缩机32并且可以由变速驱动器(VSD)52供能。VSD52从交流(AC)电源接收具有特定固定线路电压和固定线路频率的AC电力，并且向电机50提供具有可变电压和频率的电力。在其他实施例中，电机50可以直接由AC电源或直流(DC)电源供电。电机50可以包括可由VSD供电或直接由AC或DC电源供电的任何类型的电动机，例如开关磁阻电机、感应电机、电子整流永磁电机、或另一合适的电机。

压缩机32压缩制冷剂蒸气并通过排放通道将蒸气输送到冷凝器34。在一些实施例中，压缩机32可以是离心式压缩机。由压缩机32输送至冷凝器34的制冷剂蒸气可以将热量传递至冷凝器34中的冷却流体(例如水或空气)。作为与冷却流体进行热传递的结果，制冷剂蒸气可以在冷凝器34中冷凝成制冷剂液体。来自冷凝器34的液体制冷剂可以流过膨胀装置36到达蒸发器38。在图3所展示的实施例中，冷凝器34是水冷式的并且包括连接到冷却塔56的管束54，所述冷却塔将冷却流体供应到冷凝器。

输送到蒸发器38的液体制冷剂可以吸收来自另一冷却流体的热量，所述冷却流体可以是或可以不是冷凝器34中使用的同一冷却流体。蒸发器38中的液体制冷剂可能经历从液体制冷剂到制冷剂蒸气的相变。如图3所展示的实施例所示，蒸发器38可以包括具有供应管线60S和连接至冷却负载62的返回管线60R的管束58。蒸发器38的冷却流体(例如水、乙二醇、氯化钙盐水、氯化钠盐水或任何其他合适的流体)经由返回管线60R进入蒸发器38并经由供应管线60S离开蒸发器38。蒸发器38可以通过与制冷剂的热传递来降低管束58中的冷却流体的温度。蒸发器38中的管束58可以包括多个管和/或多个管束。在任何情况下，蒸气制冷剂离开蒸发器38并且通过抽吸管线返回到压缩机32以完成循环。

图4是具有结合在冷凝器34与膨胀装置36之间的中间回路64的蒸气压缩系统14的示意图。中间回路64可以具有直接流体连接至冷凝器34的入口管线68。在其他实施例中，入口管线68可以间接流体连接至冷凝器34。如图4所展示的实施例所示，入口管线68包括位于中间容器70上游的第一膨胀装置66。在一些实施例中，中间容器70可以是闪蒸罐(例如闪蒸式中冷器)。在其他实施例中，中间容器70可以被构造成热交换器或“表面式节能器”。在图4所展示的实施例中，中间容器70用作闪蒸罐，并且第一膨胀装置66被构造成降低从冷凝器34接收的液体制冷剂的压力(例如膨胀)。在膨胀过程期间，一部分液体可能蒸气化，并且因此中间容器70可以用于将蒸气与从第一膨胀装置66接收的液体分离。另外，由于液体制冷剂在进入中间容器70时经历了压降(例如，由于进入中间容器70时体积快速增加)，中间容器70可以使液体制冷剂进一步膨胀。中间容器70中的蒸气可以通过压缩机32的抽吸管线74被压缩机32抽出。在其他实施例中，中间容器中的蒸气可以被吸入压缩机32的中间段(例如，不是抽吸段)。由于在膨胀装置66和/或中间容器70中膨胀，在中间容器70中收集的液体可以比离开冷凝器34的液体制冷剂具有更低的焓。来自中间容器70的液体然后可以在管线72中流过第二膨胀装置36到达蒸发器38。

如上所述，压缩机，诸如压缩机32，可以使用叶轮使制冷剂能够循环通过蒸气压缩系统14。例如，叶轮可以包含叶片，所述叶片在旋转期间使制冷剂朝向叶轮中心吸入并进入压缩机32。叶轮可以在制冷剂上施加离心力，使得制冷剂的速度和动能随着制冷剂流过压缩机外壳而增加。将高速制冷剂引导到扩散器中，所述扩散器可以将制冷剂的动能转换成压力，从而压缩制冷剂。在一些实施例中，叶轮可以联接至压缩机的旋转轴，使得所述轴驱动叶轮旋转。本披露包括将叶轮固定到轴上的改进的方法。例如，所述方法可以包括：例如经由螺纹将紧固件联接至轴的一端，将紧固件插入穿过叶轮中心的开口中，并且将螺母拧到紧固件上以使轴和叶轮彼此夹紧。所述方法还可以包括使用张紧器来旋拧紧固件上的螺母并在叶轮与轴之间施加预定量的力。

图5是叶轮组件100的实施例的截面侧视图。如图5所示的实施例中所示，叶轮组件100包括叶轮102、轴104和紧固件106。在一些实施例中，轴104和紧固件106可以各自为圆柱形，其中紧固件106与轴104相比直径更小。紧固件106可以在第一端107和第二端109上包含外螺纹或阳螺纹。在轴104的端部111上，可以存在具有内螺纹或阴螺纹的轴开口113，使得紧固件106的第一端107可以插入并拧入轴开口113中。当紧固件106完全插入或拧到轴104上时，可以露出紧固件106的一段长度的至少一部分115。也就是说，当紧固件106和轴104彼此联接时，紧固件106的第二端107可以不插入轴开口113中并保持露出。

紧固件106的第二端109可以插入延伸穿过叶轮102的中心的开口117中。在一些实施例中，叶轮102可以由铝或铝合金制成，以在保持相对较低的重量的同时增加叶轮102的强度并使叶轮102能够承受压缩机内的操作条件。叶轮102可以包含延伸穿过叶轮102的本体的开口117，使得紧固件106可以布置在叶轮102内并支撑所述叶轮。在一些实施例中，开口117可以延伸穿过叶轮102的中心。在开口117沿轴线108延伸穿过叶轮102时，开口117还可以包括具有不同直径的部分。

例如，开口117可以包括第一直径部分118，所述第一直径部分可以延伸达叶轮的第一长度119。另外，开口117可以包括开口的第二直径部分120，所述第二直径部分可以延伸达叶轮102的第二长度121。第二直径部分120可以相对于第一直径部分118具有更大的直径。紧固件106的一部分可以插入第一直径部分118中。当紧固件106插入开口117中时，轴104的表面110可以接触叶轮102。叶轮102可以包含边缘125，所述边缘用作叶轮102与表面110之间的界面。如此，轴104可以基本上与叶轮102对齐。换句话说，轴104、叶轮102和紧固件106都沿轴线108彼此同轴地对齐。

附加地或替代地，可以在表面110上布置摩擦改进剂以提高叶轮102的扭矩容量。例如，通过在表面110上布置摩擦改进剂材料，可以增加叶轮102与轴104之间的摩擦系数。在一些情况下，当表面110上存在液体(例如水、油或润滑剂)时，叶轮102与轴104之间的摩擦系数降低。当与表面110上不存在液体的条件(例如干燥条件)相比时，摩擦系数可以降低1％至50％之间、5％至30％之间、或15％至25％之间。当与干燥条件相比时，表面110上包含摩擦改进剂(例如碳化硅或金刚石颗粒)可以增加叶轮102与轴104之间的摩擦系数，而与表面110上是否存在液体无关。例如，摩擦改进剂可以用作叶轮102与轴104之间的表面110上的键，从而增加表面110处的摩擦系数。在一些实施例中，摩擦改进剂可以以液体形式和/或凝胶形式喷洒到表面110上。附加地或替代地，可以使用粘合剂将摩擦改进剂以粉末施加到表面110上。在任何情况下，摩擦改进剂在表面110处压缩，以提高叶轮102与轴104之间的表面110处的性能系数。因此，叶轮102的扭矩容量增加。

当插入时，紧固件106的一部分可以延伸穿过开口117的第二直径部分120，使得可通过开口117的第二直径部分120触及紧固件106的第二端109上的螺纹的至少一部分115。开口117的第二直径部分120可以使螺母112和垫圈114能够布置在紧固件106的第二端109上和/或联接至所述第二端。从第一直径部分118到第二直径部分120的过渡部可以形成用于使垫圈114和/或螺母112抵靠叶轮102的安装表面116。垫圈114可以压靠安装表面116，螺母112和紧固件106经由螺纹彼此固定。另外，螺母112可以夹紧到垫圈114上以抵靠叶轮102施加力并将叶轮102固定到轴104上。

在部件的初始联接之后，紧固件106可以沿轴线108在方向124上被拉伸(例如弹性变形)以将叶轮102固定至轴104并且在叶轮102与轴104之间施加预定量的力。在一些实施例中，紧固件106和螺母112可以是以特定方式设计的。例如，拉伸紧固件106还可以拉伸紧固件106的螺纹，使得沿紧固件106的相邻螺纹在拉伸时彼此间隔得更远。因此，紧固件106和螺母112上的螺纹可以各自包含非标准螺距，以在紧固件106被拉伸时使螺母112能够拧到紧固件106上。也就是说，螺母112所包含螺纹可以适应紧固件的相邻螺纹之间增加的间距并且当紧固件106处于经拉伸位置时使螺母112能够进一步拧紧到紧固件106上。

此外，紧固件106可以包括没有螺纹的本体部分126。本体部分126可以包括比带螺纹的第一端107和第二端109更小的直径，使得在对紧固件106进行拉伸期间，由拉伸产生的拉伸应力集中在本体部分126中。将应力集中在本体部分126处避免了在拉伸期间使紧固件106的第一端107和第二端109处的螺纹脱扣。

此外，紧固件106可以包含颈部部分128(例如本体部分126的一部分)，所述颈部部分具有增大的直径以保持与叶轮102的开口117内的表面接触。也就是说，紧固件106的本体部分126的大部分的直径小于叶轮102的第一直径部分118的直径。然而，颈部部分128的尺寸可以设定成与开口117的第一直径部分118的壁保持接触，如利用滑动配合界面。因此，颈部部分128确保紧固件106在拉伸期间基本上保持在叶轮102的开口117的中心。

此外，紧固件106、轴104、垫圈114和螺母112可以由诸如钢合金之类的高强度钢制成。高强度钢可以增加叶轮组件100的强度，并使叶轮组件100能够承受可能来自紧固件106的拉伸和压缩机的操作两者的力。紧固件106的本体部分126和颈部部分128；紧固件106、轴104、垫圈114和螺母112的材料；以及紧固件106和螺母112的非标准螺距可以在拉伸条件和压缩机的操作条件期间增加紧固件106、轴104、垫圈114和螺母112的寿命。

图6是可以用于对紧固件106进行拉伸的装置的实施例的截面视图。如图6所展示的实施例中所示，张紧器150联接至叶轮102和紧固件106。张紧器150可以部分地插入叶轮102的开口117(例如第二直径部分120)中。张紧器150可以包括壳体152，所述壳体在张紧器150完全插到紧固件106上时与垫圈114接触。如此，紧固件106的部分115可以完全插入张紧器150中。例如，在壳体152内，张紧器150可以包含把手154，所述把手经由螺纹固定到紧固件106的第二端109上。当张紧器150抵靠叶轮102定位时，把手154可能能够在轴向方向上移动。例如，把手154可以在方向124上移动并在方向124上使得紧固件106拉伸。在一些实施例中，张紧器150可以是液压张紧器，并且可以用流体使把手154在方向124上移动。例如，液压流体源(未示出)可以在入口151处联接至张紧器150，并且通过入口151将流体供应到张紧器150中以在方向124上引导构件155驱动把手154在方向124上移动。

此外，壳体152可以包含拧紧元件156，所述拧紧元件附接至螺母112并且可以被构造成使螺母112在圆周方向159上围绕轴线108旋转。因此，拧紧元件156用于将螺母112拧到紧固件106上。例如，在把手154在方向124上引导(例如拉伸)紧固件106时，拧紧元件156在圆周方向159上旋转，以拧紧紧固件上的螺母112并在与方向124相反的方向161上驱动垫圈114和螺母112。为了使拧紧元件156旋转，拧紧元件156可以包含孔157，所述孔可以沿着和/或穿过拧紧元件156的直径延伸。另外，壳体152还可以包含触及点158，所述触及点使得能够触及拧紧元件156的孔157。因此，可以将工具160插入孔157中并且用作杠杆以使得拧紧元件156能够旋转。当拧紧元件156在圆周方向159上围绕轴线108旋转时，拧紧元件156可以将扭矩施加到螺母112上并且同样地使螺母112旋转。虽然图6将工具160描绘为内六角扳手(Allen wrench)，但是工具160可以是可以插入拧紧元件156的孔157中的任何其他部件或装置。

图7是用于通过使用张紧器150拉伸紧固件106而将叶轮102牢固地夹紧到轴104上的方法200的实施例的流程图。例如，在框210处，将叶轮102、轴104、紧固件106、垫圈114和螺母112彼此联接。具体地，可以将紧固件106的第一端107插入并拧入轴104的开口113中。一旦插入了第一端107，紧固件106的第二端109就保持在轴104的外部。可以将紧固件106的第二端109的一部分115插入叶轮102的开口117中，直到轴104的表面110与叶轮102接触。然后可以将垫圈114和螺母112联接至紧固件106的第二端109。在一些实施例中，可以将垫圈114插入直到与安装表面116接触。然后可以将螺母112拧到紧固件106上，直到所述螺母接触并夹紧到在垫圈114上。

在框220处，经由张紧器150拉伸紧固件106。在一些实施例中，张紧器150是液压张紧器。也就是说，可以例如使用联接至张紧器150的入口151的流体源来将流体输送至张紧器150。流体源可将流体引导至张紧器150，从而产生最终使把手154在方向124上移动的压力。当把手154在方向124上移动时，把手154也在方向124上拉伸紧固件106。随着拉伸紧固件106，联接至紧固件106的垫圈114和螺母112也可以在方向124上远离轴104地移动。也就是说，垫圈114可能不再与叶轮102在安装表面116处发生接触。如此，可以通过用拧紧元件156旋紧螺母112来进一步将螺母112拧紧到紧固件106上，直到垫圈114与安装表面116接触，如框230所示。当不再拉伸紧固件106，例如当从张紧器150中释放流体以释放张紧器150内的压力时，紧固件106将在方向161上压缩并产生夹紧力以进一步将叶轮102固定到轴104上。如此，可以在叶轮102与轴104之间施加在25,000磅每平方英寸(psi)与150,000psi之间、在30,000与120,000psi之间、或在35,000与100,000psi之间的力。

图8是更详细地描述了用于使用图6的张紧器150对紧固件106进行拉伸的方法270的实施例的流程图。在框280处，将张紧器150部分地插入叶轮102的开口117(例如，第二直径部分120)中，直到张紧器150的壳体152与垫圈114相接触。当张紧器150与叶轮102相接触时，可以将把手154联接至紧固件106，并且可以将拧紧元件156联接至螺母112。在一些实施例中，张紧器150是液压张紧器，并且流体源可以例如经由入口151联接至张紧器150。因此，张紧器150和流体源彼此流体连通。

在联接了所述部件之后，张紧器150就可以拉伸紧固件106，如框290所示。例如，张紧器150的把手154可以在方向124上移动，并且因而向紧固件106施加轴向力并在相同方向124上引导紧固件106。在一些实施例中，把手154可以由于液压压力而移动。也就是说，流体可以被输送到张紧器150中。流体可以在张紧器150内施加压力以使构件155以及由此的把手154在方向124上移动。由于把手154联接至紧固件106，因此把手154将张力施加到紧固件106的端部109上，这样就使得紧固件106在方向124上拉伸。通过在方向124上拉伸紧固件106，垫圈114可能不再与叶轮102的安装点116相接触。

由于垫圈114不再与叶轮102相接触，因此可以将紧邻垫圈114的螺母112拧紧以插入叶轮102中。例如，拧紧元件156可以利于使螺母112旋转以进一步使得叶轮102拧紧而抵靠轴104。在一些实施例中，可以用工具160来使拧紧元件156在圆周方向159上围绕108轴旋转，从而也使拧紧元件156旋转。由于拧紧元件156联接至螺母112，因此拧紧元件156的旋转可以将扭矩传递至螺母112来使螺母112旋转。螺母112的旋转则可以使螺母112在与方向124相反的方向161上移动，使得垫圈114退回而与安装点116相接触。

在将螺母112和垫圈114抵靠叶轮102固定之后，可以通过移除张紧器150来松脱对紧固件106的拉伸，如框310所示。例如，当张紧器150是液压张紧器时，可以例如通过将流体朝向流体源引回来从张紧器150内部释放压力。当释放压力时，把手154可以通过在与方向124相反的方向161上移动而尝试回复到其起始位置。随着把手154移动，其在方向161上使得紧固件106压缩。这种压缩进一步在叶轮102与轴104之间施加了由垫圈114和螺母112导致的夹紧力。在释放张紧器150内的压力之后，张紧器150可以与叶轮102解除联接。在一些实施例中，在移除张紧器150之前，可以使得把手154与紧固件106解除联接和/或使得拧紧元件156可以与螺母112解除联接。在移除张紧器150之后，在叶轮102与轴104之间保持夹紧，以在压缩机操作期间将叶轮102抵靠轴104固定。

如上所述，本披露可以提供一种或多种对于HVAC&R系统的压缩机的组装有用的技术效果。本披露的实施例可以包括使用紧固件、垫圈和螺母将叶轮夹紧到轴上，并且通过使用液压张紧器来拧紧螺母以在叶轮与轴之间实现预定的力。这种用于将叶轮联接到压缩机中的轴上的方法可以利于部件的组装。例如，轴和叶轮可以并不经历可能涉及包含键、花键和/或销的轴和叶轮的精密加工。此外，叶轮可以更具空气动力学，因为其可能不再包括键、花键和/或销。组件中没有键、花键和/或销还可以减小组件的惯性矩，这样利于叶轮旋转。这种惯性矩的减小可以导致使轴和叶轮旋转所需的动力更少，这样可以降低能量成本。如此，本披露可以有益于压缩机的制造、组装和操作。本说明书中的技术效果和技术问题是实例而非限制性的。应当注意的是，在本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

尽管仅展示和描述了某些特征和实施例，但本领域技术人员可以想到许多修改和变化(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值(例如，温度、压力等)、安装安排、材料的使用、颜色、取向等的变化)而不实质上背离权利要求所述的主题的新颖性教导和优点。可以根据替代实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。因此，应该理解的是，所附权利要求书不旨在将所有这种修改和变化涵盖为落入本披露的真正精神内。此外，为了提供对示例性实施例的简要描述，可能没有描述实际的实现方式的所有特征(即与目前预期的实施本披露的最佳模式无关的那些特征或与实现所保护披露无关的那些特征)。应该理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计项目中)，必须作出大量实施方式特定的决定。这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露中受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作，而无需过多实验。

Claims (20)

1.一种用于加热、通风、空气调节和制冷(HVAC&R)单元的压缩机，包括：

叶轮，其中所述叶轮包括开口，并且其中所述叶轮不包括键、花键、销或其任何组合；

轴，所述轴被构造成用于使所述叶轮旋转；以及

紧固件，所述紧固件联接至所述轴的一端并延伸穿过所述叶轮的开口，其中所述紧固件被构造成用于在所述压缩机组装期间藉由张紧器来相对于所述轴在轴向方向上伸展。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述开口延伸穿过所述叶轮的表面的中心。

3.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述紧固件是螺纹螺柱、系紧螺栓或其任何组合。

4.如权利要求1所述的压缩机，包括垫圈，所述垫圈被构造成抵靠所述叶轮的表面布置，并且其中所述紧固件被构造成延伸穿过所述垫圈。

5.如权利要求4所述的压缩机，其中，所述螺母经由螺纹联接至所述紧固件。

6.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述螺母的螺纹所包含的螺距比所述紧固件的螺纹具有更宽松的公差，以适应所述紧固件的拉伸。

7.如权利要求6所述的压缩机，其中，当所述紧固件被拉伸时，所述螺母可以沿所述紧固件进一步拧紧。

8.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述开口包括第一直径和第二直径，其中所述第一直径小于所述第二直径，并且其中所述第一直径小于所述螺母的第三直径。

9.如权利要求1所述的压缩机，其中，摩擦改进剂布置在所述叶轮与所述轴之间的表面上。

10.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述紧固件和所述轴包括高强度钢。

11.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述紧固件包括在所述紧固件的两个端部之间的直径减小的非螺纹长度。

12.一种将叶轮联接至压缩机的轴的方法，包括：

将紧固件插入穿过所述叶轮的开口，其中，所述紧固件的第一端联接至所述轴的第二端；

将螺母联接至所述紧固件的第三端，使得所述螺母被布置成抵靠所述叶轮的表面；

使得所述紧固件在轴向方向上远离所述轴地拉伸；并且

当所述紧固件处于经拉伸位置时沿所述紧固件拧紧所述螺母。

13.如权利要求12所述的方法，其中，拉伸所述紧固件包括将张紧器插入来抵靠所述叶轮，其中所述张紧器包括被构造成联接至所述紧固件的把手、以及被构造成联接至所述螺母的拧紧元件。

14.如权利要求13所述的方法，其中，当所述紧固件处于所述经拉伸位置时沿所述紧固件拧紧所述螺母包括：旋转所述拧紧元件以进一步将所述螺母拧到所述紧固件上，直到所述螺母与所述叶轮的表面发生接触。

15.如权利要求14所述的方法，其中，拉伸所述紧固件包括：将流体引导到所述张紧器中以在轴向方向上引导所述把手远离所述轴。

16.如权利要求12所述的方法，包括：当所述紧固件处于所述经拉伸位置时，在沿所述紧固件拧紧所述螺母之后使得所述紧固件在轴向方向上朝向所述轴压缩。

17.一种将叶轮联接至压缩机的轴的系统，包括：

紧固件，所述紧固件被构造成用于在所述紧固件的第一端处联接至所述轴的一端，其中所述紧固件是螺纹螺柱、系紧螺栓或其任何组合；

螺母，所述螺母被构造成在所述紧固件的第二端处联接至所述紧固件；以及

张紧器，所述张紧器被构造成用于拉伸所述紧固件，其中所述张紧器被构造成抵靠所述叶轮的表面布置。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述张紧器包括把手，所述把手被构造成联接至所述紧固件的所述第二端，并且其中所述张紧器被构造成藉由流体压力在轴向方向上移动以拉伸所述紧固件。

19.如权利要求17所述的系统，其中，所述张紧器包括拧紧元件，所述拧紧元件被构造成联接至所述螺母、并且被构造成用于旋转。

20.如权利要求17所述的系统，其中，所述紧固件经由螺纹联接至所述轴。

Images