CN113623202A - 压缩组件及涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩组件及涡旋压缩机，涉及压缩机技术领域，其中压缩组件包括动涡盘、静涡盘和背压件，静涡盘与动涡盘配合形成压缩室，静涡盘包括静盘体和静涡齿，静盘体内设有背压通道，背压件连接于静盘体远离静涡齿的一端，背压件形成有背压室，背压室通过吸入孔与背压通道连通；背压通道的一端与压缩室连通，另一端设有多个分别与背压室连通的端口，多个端口之间间隔设置。本发明通过设置形成多个气流通道的背压通道，多个气流通道内的气流相互作用，能够消除气体压力波动的峰值，使背压室的压力波动水平降低，从而减弱了动涡盘与静涡盘之间的磨损，减弱了动涡盘与主机架之间磨损，提升了压缩机的可靠性。

Description

压缩组件及涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩组件及涡旋压缩机。

背景技术

相关技术中，涡旋压缩机具有结构简单、体积小、质量轻、噪声低、机械效率高且运转平稳等优点。对于静涡盘可轴向浮动的涡旋压缩机，即具有轴向柔性的涡旋压缩机，压缩机在工作时静涡盘在背压室的压力作用下与动涡盘压紧。但是，背压室的压力是随着与其相连通的压缩室的压力波动的，因此动涡盘在某转角区间内可能存在倾覆问题，从而引发泵体泄漏；而且背压力波动也会导致动涡盘受力不均，从而加剧动涡盘与主机架之间的磨损，影响压缩机的可靠性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压缩组件，能够有效降低背压室的压力波动，提高涡旋压缩机的可靠性。

本发明还提出一种具有上述压缩组件的涡旋压缩机。

根据本发明第一方面实施例的压缩组件，包括：动涡盘；静涡盘，与所述动涡盘配合形成压缩室，所述静涡盘包括静盘体和静涡齿，所述静盘体内设有背压通道；背压件，连接于所述静盘体远离所述静涡齿的一端，所述背压件形成有背压室，所述背压室通过多个吸入孔与所述背压通道连通；其中，所述背压通道的一端与所述压缩室连通，另一端设有多个与所述背压室连通的端口，多个所述端口之间间隔设置。

根据本发明实施例的压缩组件，至少具有如下有益效果：

通过设置连通压缩室和背压室的背压通道，背压通道的一端连通压缩室，另一端设有多个端口分别通过对应的吸入孔连通背压室，从而形成多个气流通道，多个气流通道内的气流相互作用，能够消除气体压力波动的峰值，使背压室的压力波动水平降低，从而减弱了动涡盘与静涡盘之间的磨损，使压缩组件的运行更加平稳，提升了涡旋压缩机的能效，而且减弱了动涡盘与主机架之间磨损，提升了压缩机的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述背压通道包括分支通道以及相连通的第一孔段和第二孔段，所述分支通道的一端连通所述第一孔段，另一端通过第一吸入孔连通所述背压室；所述第一孔段与所述压缩室连通，所述第二孔段通过第二吸入孔连通所述背压室。

根据本发明的一些实施例，所述第一孔段的孔径为D1，所述第二孔段的孔径为D2，所述D1和所述D2满足：1.0mm≤D1≤2.5mm，0.3≤D1/D2≤0.7。

根据本发明的一些实施例，所述第一孔段的轴线和所述第二孔段的轴线重合。

根据本发明的一些实施例，所述分支通道包括相连通的第三孔段和第四孔段，所述第三孔段与所述第一孔段连通，所述第四孔段通过所述第一吸入孔与所述背压室连通。

根据本发明的一些实施例，所述背压通道包括第一孔段和至少两个分支通道，所述第一孔段的一端与所述压缩室连通，另一端分别与至少两个所述分支通道连通，所述分支通道包括相连通的第三孔段和第四孔段，所述第三孔段与所述第一孔段连通，所述第四孔段通过所述吸入孔与所述背压室连通。

根据本发明的一些实施例，所述分支通道设有两个，两个所述分支通道的所述第三孔段水平设置，且两个所述第三孔段的轴线之间的夹角θ满足：θ≥60°。

根据本发明的一些实施例，所述第二孔段的孔径为D2，所述第三孔段的孔径为D3，所述第四孔段的孔径为D4，所述D2、所述D3和所述D4满足：0.5≤D3/D2≤2.0，0.5≤D4/D2≤2.0。

根据本发明的一些实施例，所述D3和所述D4满足：0.5≤D4/D3≤1.5。

根据本发明第二方面实施例的涡旋压缩机，包括以上实施例所述的压缩组件。

根据本发明实施例的涡旋压缩机，至少具有如下有益效果：

采用第一方面实施例的压缩组件，压缩组件通过设置连通压缩室和背压室的背压通道，背压通道的一端连通压缩室，另一端设有多个端口分别通过对应的吸入孔连通背压室，从而形成多个气流通道，多个气流通道内的气流相互作用，能够消除气体压力波动的峰值，使背压室的压力波动水平降低，从而减弱了动涡盘与静涡盘之间的磨损，使压缩组件的运行更加平稳，提升了涡旋压缩机的能效，而且减弱了动涡盘与主机架之间磨损，提升了压缩机的可靠性。

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

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的涡旋压缩机的结构示意图；

图2为图1中静涡盘和背压件的结构示意图；

图3为图1中静涡盘的剖视示意图；

图4为图1中静涡盘的仰视示意图；

图5为图1中静涡盘的俯视示意图；

图6为本发明另一种实施例的涡旋压缩机的静涡盘的剖视图；

图7为本发明另一种实施例的涡旋压缩机的静涡盘的剖视图。

附图标号：

壳体100；

主机架200；

定子300；

压缩组件400；动涡盘410；静涡盘420；静盘体421；静涡齿422；背压槽423；背压通道430；第一端口431；第二端口432；第一孔段433；第二孔段434；分支通道435；第三孔段436；第四孔段437；压缩室440；

曲轴500；

转子600；

背压件700；背压板710；吸入孔711；浮板720；背压室730。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是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。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，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。

参照图1所示，本发明一种实施例的涡旋压缩机，包括壳体100，以及固定于壳体100内部的主机架200和定子300。壳体100内部还设有压缩组件400、曲轴500和转子600。转子600与曲轴500固定连接，转子600与定子300配合驱动曲轴500转动。本发明实施例的压缩组件400包括动涡盘410和静涡盘420，静涡盘420与主机架200连接，动涡盘410与曲轴500连接，曲轴500带动动涡盘410相对于静涡盘420转动，动涡盘410与静涡盘420之间形成压缩室440，对工质进行压缩。

参照图2和图3所示，可以理解的是，静涡盘420包括静盘体421和静涡齿422，静盘体421与主机架200连接，静涡齿422固定连接于静盘体421朝向动涡盘410的一侧。静盘体421远离静涡齿422的一端设有背压槽423，静盘体421内设有背压通道430，背压通道430连通压缩室440和背压槽423。需要说明的是，本发明实施例的“连通”应当理解为直接连通，或者直接连接。参照图2所示，本发明实施例的压缩组件400还包括背压件700。背压件700包括背压板710和浮板720，背压板710安装于背压槽423内，背压板710可以通过紧固件(图中未示出)与静涡盘420固定连接。浮板720活动连接于背压板710。

需要说明的是，参照图2所示，本发明实施例的压缩组件400，背压槽423、背压板710和浮板720之间形成背压室730，背压板710设有吸入孔711，吸入孔711贯穿背压板710设置，吸入孔711与背压通道430位于背压槽423一端的端口的相对设置，从而使背压室730与压缩室440连通。可以理解的是，当背压通道430位于背压槽423的一端设有一个端口时，背压板710对应设有一个吸入孔711；当背压通道430位于背压槽423的一端设有两个端口时，背压板710对应每个端口分别设有一个吸入孔711。

作为另一种实施例，背压板710可以与静涡盘420远离静涡齿422的一端固定连接，而且背压板710设有凹槽，浮板720可活动连接于凹槽，背压槽423和浮板720之间形成背压室730，该实施例不需要在静涡盘420设置背压槽423的结构。

参照图2、图3和图4所示，可以理解的是，背压室730的背压力波动会增加动涡盘410与静涡盘420之间的磨损，而且导致动涡盘410受力不均，从而加速动涡盘410与主机架200之间的磨损，影响压缩机的可靠性。

为了解决上述问题，本发明实施例通过设计背压通道430，使背压通道430的一端与压缩室440连通，背压通道430的另一端通过吸入孔711与背压室730连通。背压通道430的一端设有一个与压缩室440连通的第一端口431，背压通道430的另一端设有两个第二端口432，背压通道430的另一端通过两个第二端口432连接对应的两个吸入孔711，并且两个吸入孔711分别通过两个吸入孔711与背压室730连通。两个第二端口432之间间隔设置于背压槽423，两个第二端口432之间不重合。需要说明的是，第一端口431与每个第二端口432之间均设有连通孔，两个连通孔之间可以是相互独立的，两个连通孔之间也可以是部分重合的。可以理解的是，第二端口432还可以设置有更多个，例如三个、四个等等，多个第二端口432之间间隔设置，对应的，吸入孔711也对应设置有多个。多个连通孔可以为直通孔、弯折孔等结构，在此不再具体限定。

本发明实施例的压缩组件400，通过设置连通压缩室440和背压室730的背压通道430。背压通道430的一端通过第一端口431连通压缩室440，背压通道430的另一端设有多个第二端口分别连通背压槽423并形成多个连通孔，多个连接孔与多个吸入孔711对应连接，从而形成多个气流通道，用于连通压缩室440和背压室730。多个气流通道内的气流的流速、方向不同，多股气流之间产生的波动可以相互叠加并抵消，产生的相互作用能够消除气流压力波动的峰值，使背压室730的压力波动水平降低，从而减弱了动涡盘410与静涡盘420之间的磨损，使压缩组件400的运行更加平稳，提升了涡旋压缩机的能效，而且减弱了动涡盘410与主机架200之间磨损，提升了压缩机的可靠性。

参照图3所示，可以理解的是，背压通道430包括相连通的第一孔段433和第二孔段434，第一孔段433和第二孔段434沿远离动涡盘410的方向依次连接。背压通道430还包括分支通道435，分支通道435可以为多段式连通孔的结构，也可以为直线式连通孔的结构，分支通道435的两端分别与第一孔段433，以及通过吸入孔711与背压室730连通。第一孔段433与压缩室440连通，第二孔段434通过吸入孔711与背压室730连通。第一孔段433和第二孔段434均为圆孔，定义第一孔段433的孔径为D1，第二孔段434的孔径为D2。可以理解的是，限定D2大于D1，从而使气流沿压缩室440向背压室730的方向能够顺畅地进入，气流沿背压室730向压缩室440的方向产生流动阻力，从而减小背压室730内压力波动的幅度。

参照图3所示，可以理解的是，D1限定在1.0mm至2.5mm的范围内，而且D1/D2限定在0.3至0.7的范围内，气流从压缩室440向背压室730排气顺畅，而气流从背压室730向压缩室440排气则具有一定的阻碍，从而使背压室730内的压力能够实现动态平衡。具体而言，D1还可以设置在1.4mm至1.8mm的范围内，而且D1/D2设置在0.4至0.6的范围内。

参照图3所示，可以理解的是，第一孔段433的轴线和第二孔段434的轴线重合，使得压缩室440和背压室730之间的流体损失更小，而且使得第一孔段433和第二孔段434的加工更加方便，加工效率更高。

参照图3和图6所示，可以理解的是，分支通道435包括相连通的第三孔段436和第四孔段437，第三孔段436和第四孔段437之间形成折弯的孔段结构。第三孔段436与第一孔段433连通，第四孔段437通过吸入孔711与背压室730连通，从而实现更便利的加工。可以理解的是，第三孔段436和第四孔段437可以设置为相互垂直，从而能够更方便地加工出分支通道435的结构。

可以理解的是，作为另一种实施方式，背压通道430还可以包括第一孔段433和至少两个分支通道435，至少两个分支通道435的一端均与第一孔段433连通，另一端均通过吸入孔711与背压室730连通，而且第一孔段433与压缩室440连通。至少两个分支通道435均包括第三孔段436和第四孔段437，第三孔段436和第四孔段437连通，至少两个第三孔段436均与第一孔段433连通，至少两个第四孔段437均通过吸入孔711与背压室730连通，同样能够实现多个分支通道435和第一孔段433形成的气流通道内的气流之间产生的波动可以相互叠加并抵消，产生的相互作用能够消除气流压力波动的峰值，使背压室730的压力波动水平降低的效果。

参照图3和图5所示，可以理解的是，第三孔段436和第四孔段437均为圆孔，第三孔段436的孔径为D3，第四孔段437的孔径为D4。D3/D2的范围在0.5至2.0之间，D4/D2之间的范围在0.5至2.0之间，能够保证第三孔段436的孔径D3和第四孔段437的孔径D4与第二孔段434的孔径D2的尺寸相差较小，便于加工制造。

参照图3所示，可以理解的是，第三孔段436的孔径为D3和第四孔段437的孔径为D4满足关系式0.5≤D4/D3≤1.5。D4/D3在上述范围内，能够保证第三孔段436的孔径D3和第四孔段437的孔径D4的尺寸相差较小，便于加工制造。具体而言，D4/D3还可以设置在0.75至1.25的范围内。

参照图6所示，可以理解的是，背压通道430的横截面设置为圆形，即第一孔段433、第二孔段434、第三孔段436和第四孔段437均可采用横截面为圆形的结构，从而便于背压通道430的加工成型，提高背压通道430的加工精度，并提高静涡盘420的结构强度。可以理解的是，第一孔段433、第二孔段434、第三孔段436和第四孔段437还可以设置为多边形，例如三角形、正方形、五边形等等，在此不再具体限定。

参照表1所示，为本发明实施例的涡旋压缩机与现有技术的涡旋压缩机在DOE-B工况下测得的背压压力波动幅度的对比表。现有技术的方案采用的是由第一孔段433和第二孔段434组成的背压孔结构，本发明实施例采用的是第一孔段433、第二孔段434、第三孔段436和第四孔段437组成的背压通道430结构。从表格中的数据可以看出，本发明实施例的涡旋压缩机在DOE-B工况下背压压力波动幅度由9.55KPa降低到7.95KPa，降幅为16.75％。因此可以理解的是，本发明实施例的涡旋压缩机能够有效降低背压压力的波动幅度，达到了减弱了动涡盘410与静涡盘420之间的磨损，使压缩组件400的运行更加平稳，提升了涡旋压缩机的能效，而且减弱了动涡盘410与主机架200之间磨损，提升了压缩机的可靠性的目的。

表1：DOE-B工况下现有技术与本实施例的涡旋压缩机的技术方案的背压压力波动幅度的对比表

参照图7所示，本发明另一种实施例的压缩组件400，背压通道430包括相连通的第一孔段433和第二孔段434，背压通道430还包括与第一孔段433和背压槽423连通的多个分支通道435。分支通道435可以设置两个、三个或更多个。本发明实施例的分支通道435设有两个，两个分支通道435均包括第三孔段436和第四孔段437。两个第三孔段436呈水平设置，便于加工。而且两个第三孔段436的轴线之间的夹角θ大于或等于60°。通过上述参数范围的设置，能够使两个第三孔段436的气流具有差异较大的速度方向，使得在径向方向上两个第三孔段436的气流的速度分量形成有正负的相位差，两个第三孔段436的气流与第二孔段434的气流能够相互叠加而抵消，从而减少气流压力波动，进而降低背压室730的压力波动。

继续参照图7所示，本发明另一种实施例的压缩组件400，背压通道430包括第一孔段433和与第一孔段433和背压槽423连通的多个分支通道435。本发明实施例的分支通道435设有两个，两个分支通道435均包括第三孔段436和第四孔段437。两个第三孔段436呈水平设置，便于加工。而且两个第三孔段436的轴线之间的夹角θ大于或等于60°。通过上述参数范围的设置，能够使两个第三孔段436的气流具有差异较大的速度方向，使得在径向方向上两个第三孔段436的气流的速度分量形成有正负的相位差，更能够使不同气流之间相互叠加而抵消，从而减少气流压力波动，进而降低背压室730的压力波动。

参照图1所示，本发明一种实施例的涡旋压缩机，包括以上实施例的压缩组件400。本发明实施例的涡旋压缩机，压缩组件400通过设置连通压缩室440和背压室730的背压通道430，背压通道430的一端连通压缩室440，背压通道430的另一端设有多个端口分别通过对应的吸入孔711连通背压室730，从而形成多个气流通道，多个气流通道内的气流相互作用，能够消除气体压力波动的峰值，使背压室730的压力波动水平降低，从而减弱了动涡盘410与静涡盘420之间的磨损，使压缩组件400的运行更加平稳，提升了涡旋压缩机的能效，而且减弱了动涡盘410与主机架200之间磨损，提升了压缩机的可靠性。

由于涡旋压缩机采用了上述实施例的压缩组件400的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.压缩组件，其特征在于，包括：

动涡盘；

静涡盘，与所述动涡盘配合形成压缩室，所述静涡盘包括静盘体和静涡齿，所述静盘体内设有背压通道；

背压件，连接于所述静盘体远离所述静涡齿的一端，所述背压件形成有背压室，所述背压室通过多个吸入孔与所述背压通道连通；

其中，所述背压通道的一端与所述压缩室连通，另一端设有多个与所述背压室连通的端口，多个所述端口之间间隔设置。

2.根据权利要求1所述的压缩组件，其特征在于：所述背压通道包括分支通道以及相连通的第一孔段和第二孔段，所述分支通道的一端连通所述第一孔段，另一端通过第一吸入孔连通所述背压室；所述第一孔段与所述压缩室连通，所述第二孔段通过第二吸入孔连通所述背压室。

3.根据权利要求2所述的压缩组件，其特征在于：所述第一孔段的孔径为D1，所述第二孔段的孔径为D2，所述D1和所述D2满足：1.0mm≤D1≤2.5mm，0.3≤D1/D2≤0.7。

4.根据权利要求2所述的压缩组件，其特征在于：所述第一孔段的轴线和所述第二孔段的轴线重合。

5.根据权利要求2所述的压缩组件，其特征在于：所述分支通道包括相连通的第三孔段和第四孔段，所述第三孔段与所述第一孔段连通，所述第四孔段通过所述第一吸入孔与所述背压室连通。

6.根据权利要求1所述的压缩组件，其特征在于：所述背压通道包括第一孔段和至少两个分支通道，所述第一孔段的一端与所述压缩室连通，另一端分别与至少两个所述分支通道连通，所述分支通道包括相连通的第三孔段和第四孔段，所述第三孔段与所述第一孔段连通，所述第四孔段通过所述吸入孔与所述背压室连通。

7.根据权利要求5或6所述的压缩组件，其特征在于：所述分支通道设有两个，两个所述分支通道的所述第三孔段水平设置，且两个所述第三孔段的轴线之间的夹角θ满足：θ≥60°。

8.根据权利要求5所述的压缩组件，其特征在于：所述第二孔段的孔径为D2，所述第三孔段的孔径为D3，所述第四孔段的孔径为D4，所述D2、所述D3和所述D4满足：0.5≤D3/D2≤2.0，0.5≤D4/D2≤2.0。

9.根据权利要求8所述的压缩组件，其特征在于：所述D3和所述D4满足：0.5≤D4/D3≤1.5。

10.涡旋压缩机，其特征在于：包括权利要求1至9任一项所述的压缩组件。

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