CN112761943B - 包括具有上凹部的曲柄销的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

涡旋压缩机包括：静涡旋盘，该静涡旋盘具有静端板和从静端板延伸出的静螺旋涡卷；动涡旋盘(9)，该动涡旋盘(9)具有动端板和从动端板延伸出的动螺旋涡卷，静螺旋涡卷和动螺旋涡卷彼此接合以形成压缩室；竖直驱动轴(19)，该竖直驱动轴(19)具有位于竖直驱动轴(19)的上端部处的曲柄销(21)，该曲柄销(21)包括与动涡旋支承件(24)协作的外周表面(23)。曲柄销(21)包括形成在曲柄销(21)的轴向端面(26)中的凹部(25)，该凹部(25)和外周表面(23)的上部(27)之间限定出周向壁(28)，该周向壁(28)沿着曲柄销(21)的周边的至少一部分延伸，周向壁(28)能够在涡旋压缩机的运行期间沿径向方向变形。

Description

包括具有上凹部的曲柄销的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机，特别涉及一种涡旋制冷压缩机。

背景技术

众所周知，涡旋压缩机包括：

-静涡旋盘，该静涡旋盘具有静端板和从静端板延伸出的静螺旋涡卷(wrap)；

-动涡旋盘，该动涡旋盘具有动端板和从动端板延伸出的动螺旋涡卷，静螺旋涡卷和动螺旋涡卷彼此接合以形成压缩室；

-竖直驱动轴，该竖直驱动轴具有位于竖直驱动轴的上端部处的曲柄销，曲柄销包括与设置在动涡旋盘上的动涡旋支承件协作的外周表面。

通常，在涡旋压缩机的运行期间，动涡旋盘具有执行倾斜或摆动运动的趋势。这种倾斜运动是由于在不同的轴向和/或径向位置处作用在动涡旋盘上的不同的力引起的，所述不同的力例如压缩室中的气体力、在竖直驱动轴支承件中产生的摩擦力或惯性力。

这种摆动运动可能会由于竖直驱动轴自身的变形而在驱动轴支承件上产生不期望的载荷，该驱动轴支承件安装在静态压缩机部件中(特别是在下部支承件支撑和上部主支承件支撑中)。

此外，在安装在动涡旋盘的连接套筒部(也被称为毂部)中的动涡旋支承件与竖直驱动轴的曲柄销之间观测到相当大的边缘载荷效应，这可能会损坏动涡旋支承件的完整性。

US5076772公开了一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括动涡旋盘，该动涡旋盘具有容纳在滑块的孔中的凸台，该滑块容纳在设置在竖直驱动轴的轴向端面中的细长凹部中。特别地，滑块包括周向地布置在动涡旋盘的凸台与滑块之间的接触表面中的可变形垫。可变形垫共同限定偏转支承件，该偏转支承件在竖直驱动轴绕其转动轴线转动时允许动涡旋盘与竖直驱动轴之间发生相对倾斜，而不会产生边缘载荷。

但是，这种滑块的制造成本相对较高，这显著增加了涡旋压缩机的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的涡旋压缩机，该涡旋压缩机可以克服在常规涡旋压缩机中遇到的缺点。

本发明的另一目的是提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机具有简单且经济的结构，同时动涡旋支承件具有增加的寿命。

根据本发明，这种涡旋压缩机包括：

-静涡旋盘，该静涡旋盘具有静端板和从静端板延伸出的静螺旋涡卷；

-动涡旋盘，该动涡旋盘具有动端板和从动端板延伸出的动螺旋涡卷，静螺旋涡卷和动螺旋涡卷彼此接合以形成压缩室；

-竖直驱动轴，该竖直驱动轴具有位于竖直驱动轴的上端部处的曲柄销，曲柄销包括与动涡旋支承件协作的外周表面；

其中，曲柄销包括形成在曲柄销的轴向端面中的凹部，该凹部和外周表面的上部之间限定出周向壁，该周向壁沿着曲柄销的周边的至少一部分延伸，在涡旋压缩机的运行期间、并且特别是在动涡旋盘执行倾斜或摆动运动并在周向壁上施加接触压力时，周向壁能够相对于曲柄销的曲柄销轴线沿径向方向变形。

这种限定了具有降低的刚度并且在动涡旋盘执行倾斜或摆动运动时沿径向方向可变形的曲柄销部分的周向壁显著减小了动涡旋支承件与曲柄销的外周表面之间的接触压力，并因此增加了动涡旋支承件的使用寿命而无需使用复杂的驱动轴支承件。

涡旋压缩机还可以单独地或以组合的形式包括以下特征中的一个或更多个。

根据本发明的实施例，周向壁具有弯曲的形状，并且例如基本上弓形的形状或环形的形状。

根据本发明的实施例，周向壁沿其周边具有基本不变的厚度。

根据本发明的实施例，周向壁包括内周向壁表面和外周向壁表面，该外周向壁表面由曲柄销的外周表面限定。

根据本发明的实施例，内周向壁表面和外周向壁表面相对于彼此基本平行。

有利地，内周向壁表面和外周向壁表面以曲柄销的曲柄销轴线为中心。

根据本发明的实施例，内周向壁表面是圆柱形的。

根据本发明的实施例，曲柄销的外周表面是圆柱形的。

根据本发明的实施例，内周向壁表面从凹部的底表面朝向曲柄销的轴向端面发散。

根据本发明的实施例，凹部相对于曲柄销的外周表面径向地偏移。凹部的这种构造确保了曲柄销的与动涡旋支承件协作的外周表面被保持。

根据本发明的实施例，周向壁至少在施加在曲柄销的外周表面上的支承载荷为最大的区域中延伸。

根据本发明的实施例，周向壁在第一预定周向位置和第二预定周向位置之间以曲柄销的曲柄销轴线为中心延伸至少120°的角度，并且例如约180°的角度。

根据本发明的实施例，第一预定周向位置位于由包括曲柄销轴线和竖直驱动轴的转动轴线的参考平面限定的第一半空间中，并且第二预定周向位置位于由参考平面限定的第二半空间中。

根据本发明的实施例，第一预定周向位置在正交于曲柄销轴线和正交于竖直驱动轴的转动轴线的投影平面中的第一正交投影以及参考半线限定了第一角度，该参考半线包括与曲柄销轴线在投影平面中的正交投影相对应的初始点，并且参考半线通过与竖直驱动轴的转动轴线在投影平面中的正交投影相对应的参考点，该第一角度以所述初始点为中心并且在0°和180°之间，例如在0°和60°之间，该第一角度从参考半线沿第一测量方向被测量。

根据本发明的实施例，第一角度在30°和60°之间，例如约为45°。

根据本发明的实施例，参考半线和第二预定周向位置在投影平面中的第二正交投影限定了第二角度，该第二角度以所述初始点为中心并且在90°和180°之间，例如在90°和150°之间，该第二角度从参考半线沿与第一测量方向相反的第二测量方向被测量。

根据本发明的实施例，第二角度在110°和150°之间，例如约为120°或约为135°。

根据本发明的另一实施例，第一角度约为0°，第二角度约为120°。

根据本发明的另一实施例，第一角度约为45°，第二角度约为135°。

根据本发明的实施例，第一预定周向位置和第二预定周向位置相对于彼此有角度地偏移。

根据本发明的实施例，第一预定周向位置和第二预定周向位置基本相同，使得周向壁延伸约360°的角度。

根据本发明的实施例，周向壁具有被构造成确保周向壁在涡旋压缩机的运行期间的纯弹性变形的厚度和高度。

根据本发明的实施例，凹部具有被构造成使得周向壁与动涡旋支承件的至少一部分轴向地重叠的深度。

根据本发明的实施例，凹部由凹槽形成，例如由环形凹槽或半圆形凹槽形成。

根据本发明的实施例，凹部具有基本上半圆盘的形状。

根据本发明的实施例，周向壁具有上边缘，该上边缘具有渐缩形状或圆化形状。

根据本发明的实施例，竖直驱动轴包括供油通道，该供油通道被构造成与涡旋压缩机的油箱流体地连通，该供油通道在竖直驱动轴的长度的至少一部分上延伸，并且其上端延伸到曲柄销的轴向端面中。

根据本发明的实施例，动涡旋支承件设置在动涡旋盘的连接套筒部内，曲柄销21插入在动涡旋盘的连接套筒部中。有利地，连接套筒部从动端板延伸出。

本发明还涉及一种用于涡旋压缩机的竖直驱动轴，该竖直驱动轴具有位于竖直驱动轴的上端部处的曲柄销，该曲柄销包括外周表面，该外周表面被构造成与动涡旋支承件协作，其中，曲柄销包括形成在曲柄销的轴向端面中的凹部，凹部和外周表面的上部之间限定出周向壁，该周向壁沿着曲柄销的周边的至少一部分延伸。

通过阅读以下结合所附附图进行的描述，这些优点和其他优点将变得显而易见，其中附图示出了根据本发明的作为非限制性示例的涡旋压缩机的实施例。

附图说明

在结合附图进行阅读时将更好地理解本发明的若干实施例的以下详细描述，但是，本发明不限于所公开的具体实施例。

图1是根据本发明的第一实施例的涡旋压缩机的纵向截面图。

图2为图1的细节的放大图。

图3是图1的涡旋压缩机的竖直驱动轴的俯视图。

图4是沿着图3的线IV-IV截取的横截面图。

图5是根据本发明的第二实施例的涡旋压缩机的竖直驱动轴的俯视图。

图6是沿着图5的线VI-VI截取的横截面图。

图7是根据本发明的第三实施例的涡旋压缩机的竖直驱动轴的俯视图。

图8是沿着图7的线VIII-VIII截取的横截面图。

具体实施方式

图1示出了涡旋压缩机2，该涡旋压缩机2包括密闭壳体3，该密闭壳体3设置有被构造成向涡旋压缩机2供应待压缩的制冷剂的吸入口4，以及设置有被构造成排出压缩后的制冷剂的排出口5。

涡旋压缩机2还包括支撑架6和压缩单元7，支撑架6布置在密闭壳体3内并固定到密闭壳体3，并且压缩单元7也布置在密闭壳体3内并设置在支撑架6的上方。压缩单元7被构造成压缩由吸入口4供应的制冷剂，并且压缩单元7包括彼此互相适配的静涡旋盘8和动涡旋盘9。特别地，动涡旋盘9由支撑架6的上表面支撑并与支撑架6的上表面滑动地接触，并且静涡旋盘8相对于密闭壳体3固定。

静涡旋盘8具有静端板11、从静端板11朝向动涡旋盘9突出的静螺旋涡卷12。动涡旋盘9具有动端板13和从动端板13的第一面朝向静涡旋盘8突出的动螺旋涡卷14。动涡旋盘9的动螺旋涡卷14与静涡旋盘8的静螺旋涡卷12接合，以在动螺旋涡卷14与静螺旋涡卷12之间形成多个压缩室15。压缩室15具有可变容积，当动涡旋盘9相对于静涡旋盘8绕轨道运动时，该可变容积从外向内减小。

涡旋压缩机2还包括设置在支撑架6下方的电动机16。电动机16具有转子17和围绕转子17设置的定子18。

此外，涡旋压缩机2包括竖直驱动轴19，该竖直驱动轴19连接到电动机16的转子17并且被构造成驱动动涡旋盘9绕轨道运动(orbital movement)。

竖直驱动轴19包括在竖直驱动轴19的上端部处的曲柄销21，该曲柄销21相对于竖直驱动轴19的转动轴线A是偏心的并且插入到动涡旋盘9的连接套筒部22中，以使得动涡旋盘9在电动机16运行时被驱动相对于静涡旋盘8绕轨道运动。连接套筒部22特别地从动端板13的第二面突出。

曲柄销21包括外周表面23，该外周表面23与安装在动涡旋盘9的连接套筒部22内的动涡旋支承件24协作。

曲柄销21还包括凹部25，该凹部25形成在曲柄销21的轴向端面26中并且相对于曲柄销21的外周表面23径向地偏移。换句话说，凹部25不出现在外周表面23中。凹部25的这种构造确保了曲柄销21的与动涡旋支承件24协作的外周表面23被保持。根据图1至图4所示的本发明的第一实施例，凹部25由环形周向凹槽形成。

有利地，凹部25和外周表面23的上部27之间限定出周向壁28，该周向壁28具有弯曲形状并且沿着曲柄销21的周边的至少一部分延伸。根据图1至图4所示的本发明的第一实施例，周向壁28具有环形形状并且沿着曲柄销21的整个周边延伸。有利地，周向壁28沿其周边具有不变的厚度。

周向壁28包括由曲柄销21的外周表面23限定的外周向壁表面28.1和与外周向壁表面28.1平行的内周向壁表面28.2。根据图1至图4所示的本发明的第一实施例，外周向壁表面28.1和内周向壁表面28.2以曲柄销轴线B为中心并且是圆柱形的。但是，根据本发明的另一实施例，内周向壁表面可以从凹部25的底表面25.1朝向曲柄销21的轴向端面26发散。

周向壁28具有上边缘29，该上边缘29可以具有渐缩或圆化形状。

尤其地，周向壁28特别地在区域30中延伸，在该区域30中施加在曲柄销21的外周表面23上的支承载荷F为最大。有利地，周向壁28具有被构造成确保周向壁28在涡旋压缩机2的运行期间的纯弹性变形的厚度和高度，并且凹部25具有被构造成使得周向壁28与动涡旋支承件24的至少一部分轴向地重叠的深度。

由于周向壁28的这种构造，当动涡旋盘9执行倾斜或摆动运动时，特别是在施加到曲柄销21的外周表面23上的支承载荷F为最大的区域30中，周向壁28可以在径向方向上变形。

因此，在涡旋压缩机2的运行期间，动涡旋支承件24与曲柄销21的外周表面23之间的接触压力显著降低，这增加了动涡旋支承件24的寿命。

竖直驱动轴19还包括供油通道31，该供油通道31被构造成与涡旋压缩机2的油箱32流体地连通。特别地，供油通道31在竖直驱动轴19的整个长度上延伸，并且其上端延伸到曲柄销21的轴向端面26中。

图5和图6表示根据本发明的第二实施例的涡旋压缩机2的竖直驱动轴19，所述涡旋压缩机与图1至图4的涡旋压缩机2的不同之处主要在于凹部25由半圆形凹槽形成，并且周向壁28具有弓形形状并仅沿着曲柄销21的周边的一部分延伸。

特别地，周向壁28在施加到曲柄销21的外周表面23上的支承载荷F为最大的区域30中并且在第一预定周向位置P1和第二预定周向位置P2之间以曲柄销轴线为中心延伸大约180°的角度。

根据本发明的第二实施例，第一预定周向位置P1位于由包括曲柄销轴线B和竖直驱动轴19的转动轴线A的参考平面P限定的第一半空间中，并且第二预定周向位置P2位于由参考平面P限定的第二半空间中。

第一预定周向位置P1在正交于曲柄销轴线B和正交于竖直驱动轴19的转动轴线A的投影平面中的第一正交投影以及参考半线限定了第一角度α，该参考半线包括与曲柄销轴线B在投影平面中的正交投影相对应的初始点并且通过与竖直驱动轴19的转动轴线A在投影平面中的正交投影相对应的参考点，该第一角度α以所述初始点为中心并且约为45°，该第一角度α从参考半线沿第一测量方向被测量。

有利地，参考半线和第二预定周向位置P2在投影平面中的第二正交投影限定了第二角度β，该第二角度β以所述初始点为中心并且约为135°，该第二角度β从参考半线沿与第一测量方向相反的第二测量方向被测量。根据本发明的另一实施例，第一角度α可以约为0°，第二角度β可以约为120°。

图7和图8表示根据本发明的第三实施例的涡旋压缩机2的竖直驱动轴19，所述涡旋压缩机与图5和图6的涡旋压缩机2的不同之处主要在于凹部25具有半圆盘形状。

当然，本发明不限于以上通过非限制性示例描述的实施例，相反，本发明涵盖所有实施例。

Claims (16)

1.一种涡旋压缩机(2)，包括：

-静涡旋盘(8)，所述静涡旋盘(8)具有静端板(11)和从所述静端板(11)延伸出的静螺旋涡卷(12)；

-动涡旋盘(9)，所述动涡旋盘(9)具有动端板(13)和从所述动端板(13)延伸出的动螺旋涡卷(14)，所述静螺旋涡卷(12)和所述动螺旋涡卷(14)彼此接合以形成压缩室(15)；

-竖直驱动轴(19)，所述竖直驱动轴(19)具有位于所述竖直驱动轴(19)的上端部处的曲柄销(21)，所述曲柄销(21)包括与动涡旋支承件(24)协作的外周表面(23)；

其中，所述曲柄销(21)包括形成在所述曲柄销(21)的轴向端面(26)中的凹部(25)，所述凹部(25)和所述外周表面(23)的上部(27)之间限定出周向壁(28)，所述周向壁(28)沿着所述曲柄销(21)的周边的至少一部分延伸，所述周向壁(28)限定具有降低的刚度的曲柄销部分并且能够在所述涡旋压缩机(2)的运行期间沿径向方向变形，并且

其中所述周向壁(28)至少在其中施加在所述曲柄销(21)的所述外周表面(23)上的支承载荷(F)为最大的区域(30)中以所述曲柄销(21)的曲柄销轴线(B)为中心延伸至少90°且不超过180°的角度。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述周向壁(28)具有弯曲的形状。

3.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述周向壁(28)沿其周边具有基本不变的厚度。

4.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述凹部(25)从所述曲柄销(21)的所述外周表面(23)径向地偏移。

5.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述周向壁(28)在第一预定周向位置(P1)和第二预定周向位置(P2)之间以所述曲柄销(21)的曲柄销轴线(B)为中心延伸至少120°且不超过180°的角度。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述第一预定周向位置(P1)位于由参考平面(P)限定的第一半空间中，所述参考平面(P)包括所述曲柄销轴线(B)和所述竖直驱动轴(19)的转动轴线(A)，并且所述第二预定周向位置(P2)位于由所述参考平面(P)限定的第二半空间中。

7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述第一预定周向位置(P1)在正交于所述曲柄销轴线(B)和正交于所述竖直驱动轴(19)的所述转动轴线(A)的投影平面中的第一正交投影以及参考半线限定了第一角度(α)，所述参考半线包括与所述曲柄销轴线(B)在所述投影平面中的正交投影相对应的初始点，并且所述参考半线通过与所述竖直驱动轴(19)的所述转动轴线(A)在所述投影平面中的正交投影相对应的参考点，所述第一角度(α)以所述初始点为中心并且在0°和180°之间，所述第一角度(α)从所述参考半线沿第一测量方向被测量。

8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述第一角度(α)在0°和60°之间。

9.根据权利要求7所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述参考半线和所述第二预定周向位置(P2)在所述投影平面中的第二正交投影限定了第二角度(β)，所述第二角度(β)以所述初始点为中心并且在90°和180°之间，所述第二角度(β)从所述参考半线沿与所述第一测量方向相反的第二测量方向被测量。

10.根据权利要求9所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述第二角度(β)在90°和150°之间。

11.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述周向壁(28)具有被构造成确保所述周向壁(28)在所述涡旋压缩机(2)的运行期间的纯弹性变形的厚度和高度。

12.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述凹部(25)具有被构造成使得所述周向壁(28)与所述动涡旋支承件(24)的至少一部分轴向地重叠的深度。

13.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述凹部(25)由凹槽形成。

14.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述凹部(25)具有基本半圆盘的形状。

15.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述周向壁(28)具有上边缘(29)，所述上边缘(29)具有渐缩形状或圆化形状。

16.一种用于涡旋压缩机(2)的竖直驱动轴(19)，所述竖直驱动轴(19)具有位于所述竖直驱动轴(19)的上端部处的曲柄销(21)，所述曲柄销(21)包括外周表面(23)，所述外周表面(23)被构造成与动涡旋支承件(24)协作，其中，所述曲柄销(21)包括形成在所述曲柄销(21)的轴向端面(26)中的凹部(25)，所述凹部(25)和所述外周表面(23)的上部(27)之间限定出周向壁(28)，所述周向壁(28)沿着所述曲柄销(21)的周边的至少一部分延伸，所述周向壁(28)限定具有降低的刚度的曲柄销部分并且能够在所述涡旋压缩机(2)的运行期间沿径向方向变形，并且

其中所述周向壁(28)至少在其中施加在所述曲柄销(21)的所述外周表面(23)上的支承载荷(F)为最大的区域(30)中以所述曲柄销(21)的曲柄销轴线(B)为中心延伸至少90°且不超过180°的角度。

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