CN113417830B - 一种泵油系统及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵油系统及具有其的压缩机。泵油系统，用于设置在曲轴上，包括：离心泵组件，设置在曲轴的下端能够与曲轴同步转动，离心泵组件用于将油液泵入曲轴的中心油孔内；增压泵组件，设置在曲轴的中心油孔内并随曲轴同步转动，增压泵组件用于使中心油孔内的油液加压后从中心油孔流出。本发明通过在曲轴下端设置增压泵组件和离心泵组件一起组成泵油系统，增压泵组件与离心泵组件一起随曲轴旋转，不会产生螺旋泵与曲轴摩擦的问题，因此对于解决油泵与曲轴磨损问题有明显改善。

Description

一种泵油系统及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机相关技术领域，尤其涉及一种泵油系统及具有其的压缩机。

背景技术

现有的活塞压缩机的油泵结构通常为螺旋油泵，此种螺旋油泵由结构复杂，且油泵通过保持架固定在曲轴轴心上，但由于油泵并非完全固定，油泵在曲轴中心会晃动，并与曲轴壁发生摩擦磨损，导致压缩机性能下降，且装配工艺较差，同时现有的油泵结构在低频工况下，泵油压力较小，容易导致润滑油供应不足的问题发生。

以上问题的存在会导致压缩机在运行的过程以及装配过程发生一系列不可预知的问题，从而导致压缩机性能下降甚至失效。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种泵油系统及具有其的压缩机，至少用于解决现有技术中存在的低频工况下，泵油压力较小，容易导致润滑油供应不足的问题，具体地：

第一方面，本发明提供一种泵油系统，用于设置在曲轴上，包括：

离心泵组件，设置在所述曲轴的下端能够与所述曲轴同步转动，所述离心泵组件用于将油液泵入所述曲轴的中心油孔内；

增压泵组件，设置在所述曲轴的中心油孔内并随所述曲轴同步转动，所述增压泵组件用于使所述中心油孔内的油液加压后从所述中心油孔流出。

进一步可选地，所述增压泵组件包括增压泵，所述增压泵包括增压泵体和增压叶片，所述增压泵体为筒状结构，所述增压叶片设置在所述增压泵体内。

进一步可选地，所述增压叶片沿所述增压泵体内周分布有多个，相邻两个所述增压叶片之间形成流通孔。

进一步可选地，所述增压叶片朝向所述曲轴下端的第一面为平面，所述增压叶片沿逆时针方向厚度逐渐增大，使所述增压叶片背离所述曲轴下端的第二面为倾斜弧面。

进一步可选地，所述增压叶片的第一面为扇形面，所述扇形面对应的圆心角θ为60°～80°。

进一步可选地，多个所述增压叶片之间形成有叶片连接部，所述叶片连接部为圆形块，

所述叶片连接部轴线与所述增压泵体的轴线共线，所述叶片连接部的半径为r1，所述增压本体的内径为r2，其中，r1取值为1mm～3mm，r2取值为5mm～6.5mm。

进一步可选地，所述增压泵组件还包括套筒，所述增压泵嵌设在所述套筒内，所述增压泵体与所述套筒过盈配合，

所述套筒嵌套在所述中心油孔内，所述套筒与所述中心油孔过盈配合。

进一步可选地，所述套筒的两端分别为头端和尾端，

所述头端外壁延周向形成有导向面，所述导向面为具有锥度的弧面；如/或，

所述头端设置有内凸缘，所述内凸缘向所述套筒的内侧形成凸起，用于在轴向上对所述增压泵进行限位。

进一步可选地，所述离心泵组件包括离心泵体和导油片，所述离心泵体为筒形结构，包括内径不同的连接段和吸油段，其中所述连接段内径大于所述吸油段内的径，

所述连接段用于套装到所述曲轴的下端，所述导油片设置在所述吸油段内，所述吸油段的端部形成有吸油口。

进一步可选地，所述导油片为矩形结构，固定设置在所述吸油段的内部，所述导油片沿着所述吸油段的轴向或与所述吸油段的轴向平行的方向将所述吸油段内部分隔成两部分。

进一步可选地，所述导油片上用于与所述吸油段接触的两个边上分别形成有凹槽。

第二方面，本发明提供一种压缩机，包括上述泵油系统。

本发明通过在曲轴下端设置增压泵组件和离心泵组件一起组成泵油系统，增压泵组件与离心泵组件一起随曲轴旋转，不会产生螺旋泵与曲轴摩擦的问题，因此对于解决油泵与曲轴磨损问题有明显改善。同时，本发明通过增压泵组件对曲轴中心油孔输出端油液进行加压，可明显提升压缩机900r/min～1200r/min低频泵油能力，且结构简单，装配工艺也容易实现，在解决变频压缩机低频泵油的同时也解决螺旋油泵磨损的问题。

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示出本发明实施例泵油系统爆炸图(包括曲轴)；

图2示出本发明实施例泵油系统剖视示意图(包括曲轴)；

图3示出本发明实施例曲轴的结构示意图；

图4示出本发明实施例增压泵的结构示意图；

图5示出本发明实施例增压泵的俯视示意图；

图6示出本发明实施例增压泵的剖视示意图；

图7示出本发明实施例套筒的剖视示意图；

图8示出本发明实施例离心泵组件的结构示意图；

图9示出本发明实施例离心泵组件的剖视示意图；

图10示出本发明实施例导油片的结构示意图。

图中：

100、曲轴；101、出油孔；102、装配段；103、中心油孔；104、螺旋油槽；105、进油孔；106、连通孔；107、偏心轴；108、主轴；

200、套筒；201、内凸缘；202、导向面；

300、增压泵；301、增压叶片；302、增压泵体；303、叶片连接部；

400、导油片；401、凹槽；

500、离心泵体；510、连接段；520、吸油段；521、吸油口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明通过在曲轴下端设置增压泵组件和离心泵组件一起组成泵油系统，增压泵组件与离心泵组件一起随曲轴旋转，不会产生螺旋泵与曲轴摩擦的问题，因此对于解决油泵与曲轴磨损问题有明显改善。同时，本发明通过增压泵组件对曲轴中心油孔输出端油液进行加压，可明显提升压缩机900r/min～1200r/min低频泵油能力，且结构简单，装配工艺也容易实现，在解决变频压缩机低频泵油的同时也解决螺旋油泵磨损的问题。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：

如图1、图2所示，本发明提供一种泵油系统，用于设置在曲轴100上，如图3所示，曲轴100上形成有润滑油的流通通道，包括位于曲轴100的主轴108下端的中心油孔103，中心油孔103的上端形成有出油孔101，主轴108的侧壁上形成有螺旋油槽104，螺旋油槽104通过出油孔101与中心油孔103连通。主轴108上还设置有偏心轴107，主轴108与偏心轴107之间通过中空连通孔106连通，润滑油进入至进油孔105后，通过输油管路输送至偏心轴107。

如图1所示，泵油系统包括：

离心泵组件，设置在曲轴100的下端能够与曲轴100同步转动，离心泵组件用于将油液泵入中心油孔103内；

增压泵组件，设置在曲轴100的中心油孔103内并随曲轴100同步转动，增压泵组件用于使中心油孔103内的油液加压后从中心油孔103流出。

曲轴100转动时带动离心泵组件和增压泵组件同步转动，处于曲轴100下端油池内的润滑油在油泵的带动下输送至曲轴100下端中心轴孔，润滑油经增压泵组件加压后，通过曲轴100下端出油孔101输送至螺旋油槽104，螺旋油槽104将润滑油导引至上端进油孔105，润滑油进入至进油孔105后，通过输油管路输送至偏心轴107，在偏心轴107离心力作用下，润滑油通过偏心轴107顶部开口、侧面孔的飞溅作用，对润滑曲轴100短轴以及往连杆、活塞、气缸、活塞销等压缩机润滑系统输送润滑油。

优选地，增压泵组件包括套筒200和增压泵300，增压泵300嵌设在套筒200内并与套筒200过盈配合，套筒200嵌设到曲轴100的中心油孔103内，并与中心油孔103过盈配合，使增压泵组件能够随着曲轴100同步转动。

如图4、图5、图6所示，增压泵300包括增压泵体302和增压叶片301，增压泵体302为筒状结构，增压叶片301设置在增压泵体302内。增压叶片301沿增压泵体302内周分布有多个，相邻两个增压叶片301之间形成流通孔。

优选地，增压叶片301朝向曲轴100下端的第一面为平面，所述增压叶片301沿逆时针方向厚度逐渐增大，使所述增压叶片301背离所述曲轴100下端的第二面为倾斜弧面。进一步地，增压叶片301厚度t2由0mm到3.8mm逐渐增大，使增压叶片301的第二面呈倾斜弧面设置。当曲轴100在电机带动下发生旋转运动，并带动增压泵300旋转，通过增压叶片301旋转做功，将叶片的旋转机械能转化为润滑油的压力能，润滑油经过二次加压，动能提升，扬程增大，以此弥补低频时由于离心力不够导致的泵油高度下降，达到在900r/min～1200r/min的低转速范围也能正常泵油。

增压叶片301的第一面为扇形面，在本实施例中，增压叶片301设置两个，两个增压叶片301关于增压泵体302的轴线呈中心对称设置，扇形面对应的圆心角θ为60°～80°。优选地，在其他实施例中，还可以设置其他数量的增压叶片301，例如，还可以设置三个增压叶片301，当设置三个增压叶片301时，每个增压叶片301的第一面对应的圆心角θ为40°～50°。通过对增压叶片301的第一面的圆心角限定，可以保证增压泵300能够有足够的上油量，避免增压叶片301面积过大影响上油量。容易想到的，增压叶片301的数量还可以是四个或更多，相应的减小单个增压叶片301的面积即可。

多个增压叶片301之间形成有叶片连接部303，叶片连接部303为圆形块，叶片连接部303轴线与增压泵体302的轴线共线，叶片连接部303的半径为r1，增压本体的内径为r2。

在增压叶片301入口与出口流动截面上形成有绝对速度V1、V2，牵连速度U1、U2，相对速度Vr1、Vr2，通过理论公式增压泵300所能提供的扬程H＝(U2^2-U1^2)/2g+(Vr1～2-Vr2^2)/2g+(V2^2-V1^2)/2g；其中，U1＝ω*r1，U2＝ω*r2，上式的前两项之和表示静压水头的增量，第三项表示速度水头是增量，因此增压泵300对单位重量的润滑油所做的功体现为润滑油静压水头和速度水头增量之和。

如上述公式所示，为使静压水头以及速度水头增量足够大，达到提升压缩机低频泵油能力的目的，本专利将半径r1设置为1mm～3mm，而半径r2设置为5mm～6.5mm。

当增压叶片301的第二面推动润滑油运动时，作用在第二面上的压力也相应要升高，大于其第一面上的压力，在同一半径上压力梯度不再等于零；而靠近增压叶片301第一面的相对速度大于靠近增压叶片301正面的相对速度，造成出口处速度分布不均，即会产生涡流，造成能量损失，因此在设计时需尽量减少各种损失。

如上，由于增压泵组件与曲轴100是过盈配合，其与曲轴100之间不存在相对运动，因此可以从根本上解决螺旋油泵与曲轴100之间的摩擦问题，降低压缩机摩擦功耗，提升压缩机性能。

如图7所示，套筒200嵌套在中心油孔103内，套筒200与中心油孔103过盈配合，套筒200的两端分别为头端和尾端，头端外壁延周向形成有导向面202，导向面202为具有锥度的弧面。头端设置有内凸缘201，内凸缘201向套筒200的内侧形成凸起，用于在轴向上对增压泵300进行限位。

优选地，内凸缘201为环形凸起，内凸缘201直径D1小于套筒200内壁直径D2，且突出增压泵体302内壁直径约0.5mm～1mm即可，厚度t1设为1mm～2mm即可。进一步地，为提升装配效率，在套筒200头端设置有安装导向面202202，安装斜面沿竖直方向成β角，其变化范围为5°～10°，套筒200整体高度H4可根据曲轴100中心油孔103实际长度进行调整，具体地，套筒200整体的高度H4小于出油孔101到主轴108下端的长度H5，避免对出油孔101造成遮挡。进一步地，出油孔101到增压叶片301中心的距离L1为5mm～12mm。

如图8、图9所示，离心泵组件包括离心泵体500和导油片400，离心泵体500为筒形结构，包括内径不同的连接段510和吸油段520，其中连接段510内径大于吸油段520内的径，连接段510用于套装到曲轴100的下端，导油片400设置在吸油段520内，吸油段520的端部形成有吸油521。

如图3所示，主轴108的下端形成有装配段102，装配段102的外径小于主轴108其他部分的外径，用于与离心泵组件进行装配，具体用于与连接段510进行装配。装配段102的长度为L2，L2取值一般为5mm～10mm，外径为D，小于主轴108的外径D3。

具体的，连接段510内径D1、吸油段520内径D2；连接段510长度H3，其与装配段102过盈配合，H3小于等于L2；吸油段520长度H2，内径D2略小于中心油孔103的内径d。吸油段520下端部形成有吸油孔，由于吸油孔的大小影响吸油量，以及泵油高度，因此控制其直径范围约为2mm～5mm，当油泵浸入至油池时，通过此吸油孔吸入润滑油。

导油片400通过过盈配合装配在离心泵的直径为D2的吸油段520内，导油片400沿着吸油段520的轴向或与吸油段520的轴向平行的方向将吸油段520内部分隔成两部分。导油片400整体为矩形，为提高油泵泵油压力，使润滑油能更大的形成向上离心力，在两端形成有凹槽401，如图10所示，优选地，凹槽401为半圆弧形槽R，导油片400高度H1略小于离心泵第二段长度H2。

本发明还提供一种压缩机，包括上述泵油系统，泵油系统设置在压缩机的曲轴100上。

本发明泵油系统工作原理如下：通过电机带动曲轴100旋转，离心油泵组件、增压泵组件均跟随曲轴100一起旋转，首先通过离心油泵组件从压缩机油池内吸油，通过离心油泵的离心力将润滑油输送进曲轴100下端的中心油孔103内，再经过增压泵300将曲轴100的旋转机械能转化为润滑油的压力能，对润滑油进行二次加压输油，油再经过曲轴100下端出油孔101输出进入整个润滑系统。

由于增压泵300与离心泵一起均随曲轴100一起旋转，不会产生螺旋泵与曲轴100摩擦的问题，因此对于解决油泵与曲轴100磨损问题有明显改善。并且通过本发明的方案，可明显提升压缩机900r/min～1200r/min低频泵油能力，且结构简单，装配工艺也容易实现，在解决变频压缩机低频泵油的同时也解决螺旋油泵磨损的问题。

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 (9)

1.一种泵油系统，用于设置在曲轴上，其特征在于，包括：

离心泵组件，设置在所述曲轴的下端能够与所述曲轴同步转动，所述离心泵组件用于将油液泵入所述曲轴的中心油孔内；

增压泵组件，设置在所述曲轴的中心油孔内并随所述曲轴同步转动，所述增压泵组件用于使所述中心油孔内的油液加压后从所述中心油孔流出；

所述增压泵组件包括增压泵，所述增压泵包括增压泵体和增压叶片，所述增压泵体为筒状结构，所述增压叶片设置在所述增压泵体内；

所述增压叶片沿所述增压泵体内周分布有多个，相邻两个所述增压叶片之间形成流通孔；

所述增压叶片朝向所述曲轴下端的第一面为平面，所述增压叶片沿逆时针方向厚度逐渐增大，所述增压叶片背离所述曲轴下端的第二面为倾斜弧面。

2.根据权利要求1所述的泵油系统，其特征在于，所述增压叶片的第一面为扇形面，所述扇形面对应的圆心角θ为60°～80°。

3.根据权利要求2所述的泵油系统，其特征在于，多个所述增压叶片之间形成有叶片连接部，所述叶片连接部为圆形块，所述叶片连接部轴线与所述增压泵体的轴线共线，所述叶片连接部的半径为r1，所述增压泵体的内径为r2，其中，r1取值为1mm～3mm，r2取值为5mm～6.5mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的泵油系统，其特征在于，所述增压泵组件还包括套筒，所述增压泵嵌设在所述套筒内，所述增压泵体与所述套筒过盈配合，

所述套筒嵌套在所述中心油孔内，所述套筒与所述中心油孔过盈配合。

5.根据权利要求4所述的泵油系统，其特征在于，所述套筒的两端分别为头端和尾端，

所述头端外壁沿 周向形成有导向面，所述导向面为具有锥度的弧面；和/或，

所述头端设置有内凸缘，所述内凸缘向所述套筒的内侧形成凸起，用于在轴向上对所述增压泵进行限位。

6.根据权利要求1所述的泵油系统，其特征在于，所述离心泵组件包括离心泵体和导油片，所述离心泵体为筒形结构，包括内径不同的连接段和吸油段，其中所述连接段内径大于所述吸油段内径，所述连接段用于套装到所述曲轴的下端，所述导油片设置在所述吸油段内，所述吸油段的端部形成有吸油口。

7.根据权利要求6所述的泵油系统，其特征在于，所述导油片为矩形结构，固定设置在所述吸油段的内部，所述导油片沿着所述吸油段的轴向或与所述吸油段的轴向平行的方向将所述吸油段内部分隔成两部分。

8.根据权利要求7所述的泵油系统，其特征在于，所述导油片上用于与所述吸油段接触的两个边上分别形成有凹槽。

9.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的泵油系统。

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