CN112049797A - 一种卧式压缩机的传动机构、涡旋压缩机和调温设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式压缩机的传动机构、涡旋压缩机和调温设备，包括：第一支架，设有第一轴孔；曲轴，具有主轴部和偏心部，所述主轴部沿横向穿过所述第一轴孔，并通过第一轴承支撑；第一磁铁组件，包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁与所述主轴部连接，所述第二磁铁与所述第一支架连接，所述第一磁铁和所述第二磁铁配合，以为所述曲轴提供反重力方向的作用力。根据磁铁同性相斥、异性相吸的原理，通过磁铁组件提供平衡曲轴重力的作用力，可以有效削减曲轴及依附在曲轴上的平衡块等零部件对滚柱轴承、滚珠轴承的重力作用，从而降低轴承负荷、运动部件磨损以及摩擦功耗和噪声，使压缩机在可靠性、性能、噪声多个方面得到改善。

Description

一种卧式压缩机的传动机构、涡旋压缩机和调温设备

技术领域

本发明用于领域，特别是涉及一种卧式压缩机的传动机构、涡旋压缩机和调温设备。

背景技术

卧式涡旋压缩机的传动机构主要曲轴、滑动轴承、滚柱轴承、滚珠轴承、防自转机构等零部件构成。相比于立式涡旋压缩机，卧式涡旋压缩机的滚柱轴承、滚珠轴承需要承受曲轴及依附在曲轴上的平衡块、转子部件等零部件的重力作用，由此会产生轴承底部摩擦力大、偏磨等现象，进而引发压缩机功耗大、摩擦噪声大、可靠性降低等问题。同时，过多的运动副容易因恶劣工况下运行、上油量不足等情况导致压缩机性能低、卡死等问题。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种卧式压缩机的传动机构、涡旋压缩机和调温设备，能够降低轴承负荷、运动部件磨损以及摩擦功耗和噪声，使压缩机在可靠性、性能、噪声多个方面得到改善。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种卧式压缩机的传动机构，包括：

第一支架，设有第一轴孔；

曲轴，具有主轴部和偏心部，所述主轴部沿横向穿过所述第一轴孔，并通过第一轴承支撑；

第一磁铁组件，包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁与所述主轴部连接，所述第二磁铁与所述第一支架连接，所述第一磁铁和所述第二磁铁配合，以为所述曲轴提供反重力方向的作用力。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述第一磁铁呈环形，所述第一磁铁套装于所述主轴部，所述第二磁铁呈瓦形，所述第二磁铁位于所述第一磁铁下方，所述第二磁铁内弧面的磁性与所述第一磁铁外弧面的磁性相同。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一磁铁组件还包括第三磁铁，所述第三磁铁呈瓦形，所述第三磁铁位于所述第一磁铁上方，所述第三磁铁内弧面的磁性与所述第一磁铁外弧面的磁性相异。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一支架的第一轴孔中设有多个第一安装槽，多个所述第一安装槽沿周向分布，所述第二磁铁和第三磁铁安装于对应的所述第一安装槽中，所述第二磁铁和第一磁铁的轴向长度的差值、第三磁铁和第一磁铁的轴向长度的差值均不小于所述曲轴轴向窜动长度，所述第一磁铁与第二磁铁的间隙、第一磁铁与第三磁铁的间隙均不小于第一轴承的径向窜动值。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括电机组件，所述电机组件包括转子和定子，所述转子与所述主轴部连接，所述第一磁铁组件位于所述偏心部和所述转子之间，所述第一磁铁组件与所述转子之间设有隔磁结构。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括：

第二支架，所述第二支架位于所述主轴部的尾部，所述第二支架具有第二轴孔，所述主轴部与所述第二轴孔配合，并通过第二轴承支撑；

第二磁铁组件，包括第四磁铁和第五磁铁，所述第四磁铁与所述主轴部连接，所述第五磁铁与所述第二支架连接，所述第四磁铁和所述第五磁铁配合，以为所述曲轴提供反重力方向的作用力。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第四磁铁呈环形，所述第四磁铁套装于所述主轴部，所述第五磁铁呈瓦形，所述第五磁铁位于所述第四磁铁下方，所述第五磁铁内弧面的磁性与所述第四磁铁外弧面的磁性相同，所述第二磁铁组件还包括第六磁铁，所述第六磁铁呈瓦形，所述第六磁铁位于所述第四磁铁上方，所述第六磁铁内弧面的磁性与所述第四磁铁外弧面的磁性相异，所述第二支架的第二轴孔中设有多个第二安装槽，多个所述第二安装槽沿周向分布，所述第五磁铁和第六磁铁安装于对应的所述第二安装槽中，所述第五磁铁和第四磁铁的轴向长度的差值、第六磁铁和第四磁铁的轴向长度的差值均不小于所述曲轴轴向窜动长度，所述第四磁铁与第五磁铁的间隙、第四磁铁与第六磁铁的间隙均不小于第二轴承的径向窜动值。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一支架内部形成背压室，所述第一支架的第一轴孔中于所述第一磁铁组件与所述曲轴之间设有第一环槽，所述第一环槽中设有第一密封环；所述第二支架上设有吸油组件，所述第二支架的第二轴孔中于所述第二磁铁组件与所述吸油组件之间设有第二环槽，所述第二环槽中设有第二密封环。

第二方面，一种涡旋压缩机，包括：

第一方面中任一实现方式所述的卧式压缩机的传动机构；

静涡旋盘；

动涡旋盘；

第三磁铁组件，包括第七磁铁和第八磁铁，所述第七磁铁与所述动涡旋盘连接，所述第八磁铁设置于所述偏心部的端面，所述第七磁铁和第八磁铁正对设置，所述第七磁铁和第八磁铁正对的两极磁性相同。

第三方面，一种调温设备，包括第一方面中任一实现方式所述的卧式压缩机的传动机构或第二方面所述的涡旋压缩机。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：根据磁铁同性相斥、异性相吸的原理，通过磁铁组件提供平衡曲轴重力的作用力，可以有效削减曲轴及依附在曲轴上的平衡块等零部件对滚柱轴承、滚珠轴承的重力作用，从而降低轴承负荷、运动部件磨损以及摩擦功耗和噪声，使压缩机在可靠性、性能、噪声多个方面得到改善。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明涡旋压缩机的一个实施例结构示意图；

图2是图1所示的一个实施例第一支架结构示意图；

图3是图1所示的一个实施例第一磁铁组件结构示意图；

图4是图1所示的一个实施例第二支架结构示意图；

图5是图1所示的一个实施例第二磁铁组件结构示意图；

图6是图1所示的一个实施例第三磁铁组件结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的实施例提供了一种卧式压缩机的传动机构，卧式压缩机是指汽缸中心线呈水平位置的压缩机，卧式压缩机的曲轴横向布置，参见图1，卧式压缩机的传动机构包括第一支架1、曲轴2和第一磁铁组件，第一支架1为曲轴2提供支撑和限位，使用时，安装于压缩机的机壳3内部。第一支架1设有第一轴孔11，曲轴2具有主轴部21和偏心部22，主轴部21沿横向穿过第一轴孔11，并通过第一轴承41支撑，第一轴承41可以采用滚柱轴承、滚珠轴承等中的一种或多种，第一轴承41用于降低曲轴2运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。

参见图1，第一磁铁组件包括第一磁铁51和第二磁铁52，第一磁铁51可以设置一块或多块，第一磁铁51与主轴部21连接，并随曲轴2一起转动。第二磁铁52可以设置一块或多块，第二磁铁52与第一支架1连接，第一磁铁51和第二磁铁52配合，通过相互之间的吸引力和/或排斥力来为曲轴2提供反重力方向的作用力。

本发明的实施例根据磁铁同性相斥、异性相吸的原理，通过磁铁组件提供平衡曲轴2重力的作用力，可以有效削减曲轴2及依附在曲轴2上的平衡块、电机组件等零部件对滚柱轴承、滚珠轴承的重力作用，从而降低轴承负荷、运动部件磨损以及摩擦功耗和噪声，使压缩机在可靠性、性能、噪声多个方面得到改善。

参见图3，第一磁铁51呈环形，第一磁铁51套装于主轴部21，第二磁铁52呈瓦形，第二磁铁52位于第一磁铁51下方，第一磁铁51嵌入第二磁铁52的弧形凹腔，第二磁铁52内弧面的磁性与第一磁铁51外弧面的磁性相同，即通过磁铁同性相斥的原理，在第一支架1与曲轴2不直接接触的情况下，平衡曲轴2及连接于曲轴2上其它结构的重力，降低轴承负荷。

进一步的，参见图3，第一磁铁组件还包括第三磁铁53，第三磁铁53呈瓦形，第三磁铁53位于第一磁铁51上方，第一磁铁51嵌入第三磁铁53的弧形凹腔，第三磁铁53内弧面的磁性与第一磁铁51外弧面的磁性相异。从而第二磁铁52对第一磁铁51的斥力、第三磁铁53对第一磁铁51的吸力，共同构成对曲轴2的支撑力。

瓦形的第二磁铁52、第三磁铁53将第一磁铁51限定于圆形空间中，更便于安装和制作，同时，第二磁铁52、第三磁铁53和第一磁铁51的组合能够在曲轴转动时，提供持续而不间断的作用力。

第一磁铁51与第二磁铁52的间隙、第一磁铁51与第三磁铁53的间隙均不小于第一轴承41的径向窜动值，以避免压缩机遭受冲击时，第一磁铁51和第二磁铁52、第三磁铁53产生瞬时碰撞。

参见图2，第一支架1的第一轴孔11中设有多个第一安装槽12，多个第一安装槽12沿周向分布，第二磁铁52和第三磁铁53安装于对应的第一安装槽12中，第二磁铁52和第三磁铁53通过周向限位结构分隔、限位，安装更加方便、稳固。

其中，第二磁铁52和第一磁铁51的轴向长度的差值、第三磁铁53和第一磁铁51的轴向长度的差值均不小于曲轴2轴向窜动长度，即第二磁铁52、第三磁铁53和第一磁铁51轴向方向的尺寸差值不小于曲轴2轴向窜动值，且当曲轴2窜动到极限位置时，轴向尺寸较短的第一磁铁51仍处在尺寸较长的第二磁铁52、第三磁铁53的轴向段范围内，参见图1，曲轴2处在向右的极限位置，第一磁铁51的端面在右边方向上未超出第二磁铁52的端面，以保证第一磁铁51和第二磁铁52、第三磁铁53的轴向重合段长度不发生改变，进而避免磁铁对曲轴2的支撑力不会随曲轴2窜动而发生较大的变化。

参见图1，传动机构还包括电机组件，电机组件用于驱动曲轴2旋转，电机组件包括转子61和定子62，转子61与主轴部21连接，第一磁铁组件位于偏心部22和转子61之间，第一磁铁组件与转子61之间设有隔磁结构，例如设置非刚性且不导磁的圆环垫，以减少第一磁铁51对转子61部件的磁化作用以及转子61部件套入曲轴2时对第一磁铁51的冲击作用。

曲轴2在压缩机的机壳3中一般具有多点支撑，例如在一些实施例中，参见图1，还包括第二支架7和第二磁铁组件，第二支架7位于主轴部21的尾部，以为曲轴2的尾部提供支撑。第二支架7具有第二轴孔71，主轴部21与第二轴孔71配合，并通过第二轴承42支撑，第二轴承42可以采用滚柱轴承、滚珠轴承等中的一种或多种，第一轴承41用于降低曲轴2运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。

与第一磁铁组件类似，第二磁铁组件包括第四磁铁81和第五磁铁82，第四磁铁81可以设置一块或多块，第四磁铁81与主轴部21连接，并随曲轴2一起转动。第五磁铁82可以设置一块或多块，第五磁铁82与第二支架7连接，第四磁铁81和第五磁铁82配合，通过相互之间的吸引力和/或排斥力来为曲轴2提供反重力方向的作用力。

参见图5，第四磁铁81呈环形，第四磁铁81套装于主轴部21，第五磁铁82呈瓦形，第五磁铁82位于第四磁铁81下方，第四磁铁81嵌入第五磁铁82的弧形凹腔，第五磁铁82内弧面的磁性与第四磁铁81外弧面的磁性相同，即通过磁铁同性相斥的原理，在第一支架1与曲轴2不直接接触的情况下，平衡曲轴2及连接于曲轴2上其它结构的重力，降低轴承负荷。

在一些实施例中，第二磁铁组件还包括第六磁铁83，第六磁铁83呈瓦形，第六磁铁83位于第四磁铁81上方，第四磁铁81嵌入第六磁铁83的弧形凹腔，第六磁铁83内弧面的磁性与第四磁铁81外弧面的磁性相异，从而第五磁铁82对第四磁铁81的斥力、第六磁铁83对第四磁铁81的吸力，共同构成对曲轴2的支撑力。

瓦形的第五磁铁82、第六磁铁83将第四磁铁81限定于圆形空间中，更便于安装和制作，同时，第五磁铁82、第六磁铁83和第四磁铁81的组合能够在曲轴转动时，提供持续而不间断的作用力。

第四磁铁81与第五磁铁82的间隙、第四磁铁81与第六磁铁83的间隙均不小于第二轴承42的径向窜动值，以避免压缩机遭受冲击时，第四磁铁81和第五磁铁82、第六磁铁83产生瞬时碰撞。

参见图4，第二支架7的第二轴孔71中设有多个第二安装槽72，多个第二安装槽72沿周向分布，第五磁铁82和第六磁铁83安装于对应的第二安装槽72中，第二磁铁52和第三磁铁53通过周向限位结构分隔、限位，安装更加方便、稳固。

其中，第五磁铁82和第四磁铁81的轴向长度的差值、第六磁铁83和第四磁铁81的轴向长度的差值均不小于曲轴2轴向窜动长度，且当曲轴2窜动到极限位置时，轴向尺寸较短的第四磁铁81仍处在尺寸较长的第五磁铁82、第六磁铁83的轴向段范围内，参见图1，曲轴2处在向右的极限位置，第四磁铁81的端面在右边方向上未超出第五磁铁82的端面，以保证第四磁铁81和第五磁铁82、第六磁铁83的轴向重合段长度不发生改变，进而避免磁铁对曲轴2的支撑力不会随曲轴2窜动而发生较大的变化。

上述各实施例中，可以理解的是，除优选形状的磁铁外，也可以采用在相应位置布置多个条形永磁体构成同等效果的磁场。

参见图1，本发明的实施例还提供一种涡旋压缩机，特别是一种卧式涡旋压缩机，其包括静涡旋盘91、动涡旋盘92、第三磁铁组件和以上任一实施例中的卧式压缩机的传动机构，曲轴2的偏心部22与动涡旋盘92配合，动涡旋盘92在曲轴2的驱动下，与静涡旋盘91啮合，不断将冷媒压缩后，经机壳3上的排气管排出。

参见图1，第三磁铁组件包括第七磁铁93和第八磁铁94，第七磁铁93与动涡旋盘92连接，第八磁铁94设置于偏心部22的端面，第七磁铁93和第八磁铁94正对设置，第七磁铁93和第八磁铁94正对的两极磁性相同。动涡旋盘92和曲轴2在轴向上都存在窜动，通过在曲轴2偏心部22顶端与动涡旋盘92接触面安装一对磁铁，可有效避免两个零件的紧密接触和碰撞，继而保证供油稳定性并降低压缩机噪声振动。

参见图6，在一些实施例中，在曲轴2偏心部22顶端安装有圆环形第七磁铁93，在对应的动涡旋盘92接触面上，安装有与第七磁铁93内外径相同的圆环形第八磁铁94，两个永磁体安装槽的轴线重合，以避免动涡旋盘92受力不均而倾斜。

参见图1，动涡旋盘92后侧空间于第一支架1内部形成背压室96，第二支架7上设有吸油组件95，利用压力差将机壳3内的冷冻机油经过曲轴2中心部位的油孔运送到背压室96，进一步经过动涡旋盘92上的背压孔进入到压缩腔。第一支架1的第一轴孔11中于第一磁铁组件与曲轴之间设有第一环槽13，第一环槽13中设有第一密封环97，第一密封环97的截面呈V形，压缩机正常运行时，排气腔压力大于背压室96压力，高压气体将第一密封环97压在曲轴2圆柱面上，从而达到密封效果，助于压缩机背压室96建立稳定的中间压力。

参见图1，第二支架7的第二轴孔71中于第二磁铁组件与吸油组件95之间设有第二环槽73，第二环槽73中设有第二密封环98。压缩机正常运行时，排气腔压力大于吸油室压力，高压气体将第二密封环98压在曲轴2圆柱面上，从而达到密封效果。

本发明的实施例还提供一种调温设备，包括以上任一实施例的卧式压缩机的传动机构或任一实施例的涡旋压缩机。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种卧式压缩机的传动机构，其特征在于，包括：

第一支架，设有第一轴孔；

曲轴，具有主轴部和偏心部，所述主轴部沿横向穿过所述第一轴孔，并通过第一轴承支撑；

第一磁铁组件，包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁与所述主轴部连接，所述第二磁铁与所述第一支架连接，所述第一磁铁和所述第二磁铁配合，以为所述曲轴提供反重力方向的作用力。

2.根据权利要求1所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，所述第一磁铁呈环形，所述第一磁铁套装于所述主轴部，所述第二磁铁呈瓦形，所述第二磁铁位于所述第一磁铁下方，所述第二磁铁内弧面的磁性与所述第一磁铁外弧面的磁性相同。

3.根据权利要求2所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，所述第一磁铁组件还包括第三磁铁，所述第三磁铁呈瓦形，所述第三磁铁位于所述第一磁铁上方，所述第三磁铁内弧面的磁性与所述第一磁铁外弧面的磁性相异。

4.根据权利要求3所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，所述第一支架的第一轴孔中设有多个第一安装槽，多个所述第一安装槽沿周向分布，所述第二磁铁和第三磁铁安装于对应的所述第一安装槽中，所述第二磁铁和第一磁铁的轴向长度的差值、第三磁铁和第一磁铁的轴向长度的差值均不小于所述曲轴轴向窜动长度，所述第一磁铁与第二磁铁的间隙、第一磁铁与第三磁铁的间隙均不小于第一轴承的径向窜动值。

5.根据权利要求3所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，还包括电机组件，所述电机组件包括转子和定子，所述转子与所述主轴部连接，所述第一磁铁组件位于所述偏心部和所述转子之间，所述第一磁铁组件与所述转子之间设有隔磁结构。

6.根据权利要求1所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，还包括：

第二支架，所述第二支架位于所述主轴部的尾部，所述第二支架具有第二轴孔，所述主轴部与所述第二轴孔配合，并通过第二轴承支撑；

第二磁铁组件，包括第四磁铁和第五磁铁，所述第四磁铁与所述主轴部连接，所述第五磁铁与所述第二支架连接，所述第四磁铁和所述第五磁铁配合，以为所述曲轴提供反重力方向的作用力。

7.根据权利要求6所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，所述第四磁铁呈环形，所述第四磁铁套装于所述主轴部，所述第五磁铁呈瓦形，所述第五磁铁位于所述第四磁铁下方，所述第五磁铁内弧面的磁性与所述第四磁铁外弧面的磁性相同，所述第二磁铁组件还包括第六磁铁，所述第六磁铁呈瓦形，所述第六磁铁位于所述第四磁铁上方，所述第六磁铁内弧面的磁性与所述第四磁铁外弧面的磁性相异，所述第二支架的第二轴孔中设有多个第二安装槽，多个所述第二安装槽沿周向分布，所述第五磁铁和第六磁铁安装于对应的所述第二安装槽中，所述第五磁铁和第四磁铁的轴向长度的差值、第六磁铁和第四磁铁的轴向长度的差值均不小于所述曲轴轴向窜动长度，所述第四磁铁与第五磁铁的间隙、第四磁铁与第六磁铁的间隙均不小于第二轴承的径向窜动值。

8.根据权利要求6所述的卧式压缩机的传动机构，其特征在于，所述第一支架内部形成背压室，所述第一支架的第一轴孔中于所述第一磁铁组件与所述曲轴之间设有第一环槽，所述第一环槽中设有第一密封环；所述第二支架上设有吸油组件，所述第二支架的第二轴孔中于所述第二磁铁组件与所述吸油组件之间设有第二环槽，所述第二环槽中设有第二密封环。

9.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：

权利要求1～8中任一项所述的卧式压缩机的传动机构；

静涡旋盘；

动涡旋盘；

第三磁铁组件，包括第七磁铁和第八磁铁，所述第七磁铁与所述动涡旋盘连接，所述第八磁铁设置于所述偏心部的端面，所述第七磁铁和第八磁铁正对设置，所述第七磁铁和第八磁铁正对的两极磁性相同。

10.一种调温设备，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的卧式压缩机的传动机构或权利要求9所述的涡旋压缩机。

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