CN113790156B - 一种动涡盘、涡旋压缩机和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动涡盘、涡旋压缩机和空调器，动涡盘包括具有基座的动涡盘本体和减振组件，动涡盘本体位于基座上，减振组件设置在基座内；当动涡盘本体产生振动时，位于基座内的减振组件通过能量的转化对该振动进行消耗。动涡盘在运转过程中，基座随动涡盘本体一起运动，基座内的减振组件也一起做圆周运动，此时在离心力的作用下，减振组件沿径向方向与基座的沉孔(基座上用于设置减振组件的孔)壁面贴合；当动涡盘不产生振动时，减振组件和动涡盘本体之间无相对运动，两者共同做圆周运动；而当动涡盘产生振动时，减振组件沿轴向方向与沉孔产生摩擦力，根据能量守恒的原理，该摩擦力会消耗掉部分振动能量，因此动涡盘的振动会得到有效地衰减。

Description

一种动涡盘、涡旋压缩机和空调器

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种动涡盘、涡旋压缩机和空调器。

背景技术

涡旋压缩机主要由动涡盘、静涡盘、曲轴等部件组成，当压缩机工作时，曲轴带动动涡盘做圆周运动，在这个过程中，动涡盘受到压缩腔内气体的压力作用，容易产生振动，该振动会影响动涡盘的性能，甚至导致动涡盘与静涡盘发生碰转。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种动涡盘、涡旋压缩机和空调器，通过减振组件的设置将振动产生的能量进行转移和消耗，达到了降低动涡盘振动的目的。

为了解决上述问题，根据本申请的一个方面，本发明的实施例提供了一种动涡盘，动涡盘包括：

具有基座的动涡盘本体，动涡盘本体位于基座上；

减振组件，减振组件设置在基座内；

基座随动涡盘本体转动，当动涡盘本体产生振动时，位于基座内的减振组件通过力的转化对该振动进行消耗。

进一步地，减振组件包括减振块，基座上开设有槽孔，减振块位于槽孔内，且减振块与槽孔沿径向留有间隙。

进一步地，槽孔的内壁为第一锯齿结构，减振块的外壁为第二锯齿结构，且第一锯齿结构和第二锯齿结构匹配。

进一步地，第一锯齿结构和第二锯齿结构的下倾角a的取值范围满足：10°≤a≤40°；其中，所述第一锯齿结构的下倾角a为：在第一锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体中心的倾斜面的倾角；所述第二锯齿结构的下倾角a为：在第二锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体中心的倾斜面的倾角。

进一步地，第一锯齿结构和第二锯齿结构的上倾角β的取值范围满足：10°≤β≤40°；其中，所述第一锯齿结构的上倾角β为：在第一锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体中心的倾斜面的倾角；所述第二锯齿结构的上倾角β为：在第二锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体中心的倾斜面的倾角。

进一步地，槽孔的楔形角φ的取值范围满足：5°≤φ≤25°；其中，楔形角φ为槽孔的中心线与槽孔侧面的夹角。

进一步地，第一锯齿结构和第二锯齿结构的齿厚S满足：

其中，D₁为其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构接触时的贴合长度；b为其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构接触时，接触点的齿部厚度；φ为槽孔的中心线与槽孔侧面的夹角；

当所述齿厚S为第一锯齿结构的齿厚时，a为在第一锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体中心的倾斜面的倾角，β为在第一锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体中心的倾斜面的倾角；

当所述齿厚S为第二锯齿结构的齿厚时，a为在第二锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体中心的倾斜面的倾角，β为在第二锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体中心的倾斜面的倾角。

进一步地，其中一个第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构贴合边长度D2满足：1.1D₁≤D₂≤1.3D₁。

进一步地，第一锯齿结构和第二锯齿结构的头部和根部均通过圆弧结构进行过渡连接。

进一步地，头部的圆弧结构包括第一面和第二面，第一面和第二面均为圆弧状且两者连接，第一面和第二面的圆弧半径满足：0.1R2≤R1≤0.2R2，其中，R1为第一面的圆弧半径，R2为第二面的圆弧半径。

进一步地，根部的圆弧结构包括第三面和第四面，第三面和第四面均为圆弧状且两者连接，第三面和第四面的圆弧半径满足：0.06R4≤R3≤0.1R4，其中，R3为和R4分别为第三面的圆弧半径和第四面的圆弧半径。

进一步地，头部的圆弧结构和根部的圆弧结构满足：0.3R3≤R1≤0.5R3。

进一步地，减振块的四周和槽孔之间均留有间隙。

进一步地，减振块底部与槽孔底部之间的间隙e和减振块内壁与槽孔外壁贴合状态下的法向间隙f满足：0.07e≤f≤0.15e。

进一步地，动涡盘还包括限位组件，限位组件位于槽孔开口的端面处用于防止减振块脱离槽孔。

进一步地，限位组件包括卡簧，动涡盘本体的外周面开设有限位槽，卡簧固定在限位槽中且覆盖槽孔。

进一步地，减振块为阻尼材料。

进一步地，减振组件至少设置两个且沿基座的圆周方向均匀分布。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种涡旋压缩机，包括上述任一项的动涡盘。

根据本申请的另一个方面，本发明的实施例提供了一种空调器，包括上述的涡旋压缩机。

与现有技术相比，一方面，本发明提供的动涡盘至少具有下列有益效果：

动涡盘在运转过程中，基座随动涡盘本体一起运动，基座内的减振组件也一起做圆周运动，此时在离心力的作用下，减振组件沿径向方向与基座的沉孔(基座上用于设置减振组件的孔)壁面贴合；当动涡盘不产生振动时，减振组件和动涡盘本体之间无相对运动，两者共同做圆周运动；而当动涡盘产生振动时，减振组件沿轴向方向与沉孔产生摩擦力，根据能量守恒的原理，该摩擦力会消耗掉部分振动能量，因此动涡盘的振动会得到有效地衰减。

另一方面，本发明提供的涡旋压缩机是基于上述动涡盘而设计的，其有益效果参见上述动涡盘的有益效果，在此，不一一赘述。

另一方面，本发明提供的空调器是基于上述涡旋压缩机而设计的，其有益效果参见上述涡旋压缩机的有益效果，在此，不一一赘述。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例提供的一种动涡盘的俯视图；

图2是本发明的实施例提供的一种动涡盘设置限位组件时的俯视图；

图3是本发明的实施例提供的一种动涡盘未振动时减振组件的状态图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本发明的实施例提供的一种动涡盘振动时减振组件的状态图；

图6是本发明的实施例提供的一种动涡盘中第一锯齿结构或第二锯齿结构的结构示意图。

其中：

100、动涡盘本体；200、基座；300、减振组件；400、限位组件；201、槽孔。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

在本发明的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明，而不是意味着所指的装置或元件必须具有特有的方位或位置，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种动涡盘，如图1所示，动涡盘包括具有基座200的动涡盘本体100和减振组件300；其中，动涡盘本体100和基座200一体成型且动涡盘本体100位于基座200上，减振组件300设置在基座200内。

这样，采用上述结构，基座200随动涡盘本体100运动，当动涡盘本体100产生振动时，位于基座200内的减振组件300通过能量的转化对该振动进行消耗。

具体为：动涡盘在运转过程中，基座200随动涡盘本体100一起转动，基座200内的减振组件300也一起做圆周运动，此时在离心力的作用下，减振组件300沿径向方向与基座200的沉孔(基座200上用于设置减振组件300的孔)壁面贴合；当动涡盘不产生振动时，减振组件300和动涡盘本体100之间无相对运动，两者共同做圆周运动；而当动涡盘产生振动时，减振组件300沿轴向方向与沉孔产生摩擦力，根据能量守恒的原理，该摩擦力会消耗掉部分振动能量，因此动涡盘的振动会得到有效地衰减。

在具体实施例中：

如图3所示，减振组件300包括减振块，基座200上开设有槽孔201，减振块位于槽孔201内且两者沿径向留有间隙。

具体地，该实施例中的槽孔201即为上述沉孔，将减振块设置在槽孔201中，动涡盘在运动过程中，减振块在离心力的作用下，与槽孔201靠向外圈的壁面贴合；当动涡盘振动时，减振块在贴合面上上下移动，产生摩擦力，使得动涡盘振动的能量转换为摩擦热能，则此时动涡盘的振动因能量的转化而得到衰减。

在具体实施例中：

为了增大摩擦力，槽孔201的内壁为第一锯齿结构，减振块的外壁为第二锯齿结构，且第一锯齿结构和第二锯齿结构匹配。

这样，当动涡盘发生振动时，第一锯齿结构和第二锯齿结构配合产生摩擦力。

在具体实施例中：

如图3所示，第一锯齿结构和第二锯齿结构的下倾角a的取值范围均满足：10°≤a≤40°；其中，第一锯齿结构的下倾角a为：在第一锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角；所述第二锯齿结构的下倾角a为：在第二锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角。

第一锯齿结构和第二锯齿结构的上倾角β的取值范围均满足：10°≤β≤40°；其中，所述第一锯齿结构的上倾角β为：在第一锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角；所述第二锯齿结构的上倾角β为：在第二锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角。

对第一锯齿和第二锯齿结构中其中一个齿的倾斜面进行具体解释如下：

如图2所示，第一倾斜面为靠近动涡盘本体100中心的倾斜面，第二倾斜面为远离动涡盘本体100中心的倾斜面。

对倾斜面的倾角进行如下解释：

倾角即为：直线或平面与水平线或水平面所成的角，或者一直线与其在平面上的射影所成的角等，都叫倾角；很明显，在本发明中，倾角指的是平面与水平面所形成的角。如图3所示，第二锯齿结构的下倾角a即为第一倾斜面与水平面的夹角，而水平面即为齿的中心线。

槽孔201的楔形角φ的取值范围满足：5°≤φ≤25；其中，楔形角φ为槽孔201的中心线与槽孔201侧面的夹角。

这样，采用上述范围内的下倾角a、上倾角β和楔形角φ，可以最大限度地降低减振块与槽孔201接触区域的最大等效应力，进而降低第一锯齿结构和第二锯齿结构对低减振块与槽孔201的影响。

在其中一个实施例中：

如图3和图6所示，第一锯齿结构和第二锯齿结构的齿厚S满足：

其中，D₁为其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构接触时的贴合长度；b为其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构接触时，接触点齿部的厚度；φ为槽孔201的中心线与槽孔201侧面的夹角；

当所述齿厚S为第一锯齿结构的齿厚时，a为在第一锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角，β为在第一锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角；

当所述齿厚S为第二锯齿结构的齿厚时，a为在第二锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角，β为在第二锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体100中心的倾斜面的倾角。

其中一个第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构贴合边长度D2满足：1.1D₁≤D₂≤1.3D₁。

这样，通过对D₁和D₂的限定，避免了减振块302在贴合面上上下移动时，第一锯齿结构和与之贴合的第二锯齿结构因贴合边长度设计不合理而发生干涉，造成锯齿结构受损甚至断裂。

在其中一个实施例中：

第一锯齿结构和第二锯齿结构的头部和根部均通过圆弧结构进行过渡连接。

并且，具体地，如图4所示，头部的圆弧结构包括第一面和第二面，第一面和第二面均为圆弧状且两者连接，第一面和第二面的圆弧半径满足：0.1R2≤R1≤0.2R2，其中，R1为第一面的圆弧半径，R2为第二面的圆弧半径。

根部的圆弧结构包括第三面和第四面，第三面和第四面均为圆弧状且两者连接，第三面和第四面的圆弧半径满足：0.06R4≤R3≤0.1R4，其中，R3为和R4分别为第三面的圆弧半径和第四面的圆弧半径。

头部的圆弧结构和根部的圆弧结构满足：0.3R3≤R1≤0.5R3。

这样，在同时满足第一面的圆弧半径、第二面的圆弧半径、第三面的圆弧半径和第四面的圆弧半径的条件下，可以最大限度的改善减振块302与槽孔201齿间接触边的应力，避免应力过度集中。

应力集中是弹性力学中的一类问题，指物体中应力局部增高的现象，一般出现在物体形状急剧变化的地方，如缺口、孔洞、沟槽以及有刚性约束处。应力集中能使物体产生疲劳裂纹，也能使脆性材料制成的零件发生静载断裂。

在本申请中，为了避免第一锯齿结构和第二锯齿结构在根部和头部因应力集中而产生裂纹，对根部和头部的圆弧结构的半径进行了限制，避免因尺寸突然变化而产生应力集中。

在其中一个实施例中：

为了保证减振块有足够的空间在槽孔201中上下移动而产生摩擦力，减振块的四周和槽孔201之间均留有间隙。

具体地，如图5所示，减振块底部与槽孔201底部之间的间隙e和减振块内壁与槽孔201外壁贴合状态下的法向间隙f满足：0.07e≤f≤0.15e。

这样，在减振块底部与槽孔201底部之间的间隙e与减振块302内壁与槽孔201外壁贴合状态下的法向间隙f满足上述条件后，保证了减振块在离心力的作用下可以与槽孔201的壁面贴合。

在其中一个实施例中：

如图2所示，动涡盘还包括限位组件400，限位组件400位于槽孔201开口的端面处用于防止减振块脱离槽孔201。

由于槽孔201开设在基座200的表面上，当动涡盘振动时，减振块在与槽孔201接触的贴合面上上下移动，假如振动幅度够大，则减振块有可能会弹出槽孔201，因此，本实施例通过限位组件400的设置对减振块进行了限位，防止其弹出槽孔201。

具体地，限位组件400包括卡簧，动涡盘本体100的外周面开设有限位槽，限位槽为沿动涡盘本体100外周面开设的凹槽，卡簧固定在凹槽中且覆盖槽孔201。

卡簧，也叫挡圈或扣环，属于紧固件的一种，供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的零件轴向运动的作用，其有C型、U型、E型和圆环结构等多种形式，本实施例中的卡簧采用C型结构，卡簧通过螺钉固定在基座200上，且其开口小于槽孔201的宽度。

更具体地，减振块302为阻尼材料。

阻尼是指材料在振动中由于内部原因引起机械振动能消耗的现象，因此通过阻尼材料能更多的消耗机械振动。

在其中一个实施例中：

减振组件300至少设置两个且沿基座200的圆周方向均匀分布。

这样，通过均匀布设在沿基座200圆周方向上的减振组件300，使得动涡盘原有质心不发生偏移，保持了原有的动态平衡；并且，多个减振组件300可以实现更好的减振效果。

本实施例1提供的动涡盘的工作过程为：

动涡盘在运转过程中，基座200随动涡盘本体100一起运动，动涡盘在运转过程中，如图5所示，减振块在离心力F1的作用下，与槽孔201靠向外圈的壁面贴合，即第一锯齿结构和第二锯齿结构配合，形成接触对，产生垂直贴合面的正压力F2，但不发生上下的位移；当动涡盘振动时，在一个配合的锯齿结构中，减振块在贴合面上上下移动，产生摩擦力F3，使得动涡盘振动的能量转换为摩擦热能，则此时动涡盘的振动因能量的转化而得到衰减。

实施例2

本发明实施例2提供一种涡旋压缩机，包括实施例1的动涡盘。

本实施例的涡旋压缩机，采用了实施例1中的动涡盘，因减振组件的设置，衰减了动涡盘的振动，使得涡旋压缩机的工作更加稳定。

实施例3

本发明实施例3提供一种空调器，包括实施例2的涡旋压缩机。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利技术特征可以自由地组合、叠加。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (19)

1.一种动涡盘，其特征在于，所述动涡盘包括：

具有基座（200）的动涡盘本体（100），所述动涡盘本体（100）位于基座（200）上；

减振组件（300），所述减振组件（300）设置在基座（200）内；

所述基座（200）随动涡盘本体（100）运动，当所述动涡盘本体（100）产生振动时，位于所述基座（200）内的减振组件（300）通过能量的转化对该振动进行消耗；

所述减振组件（300）包括减振块，所述基座（200）上开设有槽孔（201），所述减振块位于所述槽孔（201）内，且所述减振块与槽孔（201）沿所述动涡盘本体（100）的径向留有间隙以使所述减振块能够在所述动涡盘本体（100）的轴线方向上相对所述槽孔滑动。

2.根据权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，所述槽孔（201）的内壁为第一锯齿结构，所述减振块的外壁为第二锯齿结构，且所述第一锯齿结构和第二锯齿结构匹配。

3.根据权利要求2所述的动涡盘，其特征在于，所述第一锯齿结构和第二锯齿结构的下倾角α的取值范围均满足：10°≤α≤40°；其中，所述第一锯齿结构的下倾角α为：在第一锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角；所述第二锯齿结构的下倾角α为：在第二锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角。

4.根据权利要求3所述的动涡盘，其特征在于，所述第一锯齿结构和第二锯齿结构的上倾角β的取值范围均满足：10°≤β≤40°；其中，所述第一锯齿结构的上倾角β为：在第一锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角；所述第二锯齿结构的上倾角β为：在第二锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角。

5.根据权利要求4所述的动涡盘，其特征在于，所述槽孔（201）的楔形角φ的取值范围满足：5°≤φ≤25°；其中，所述楔形角φ为槽孔（201）的中心线与一侧所述第一锯齿结构的底端所在平面之间的夹角。

6.根据权利要求2所述的动涡盘，其特征在于，所述第一锯齿结构和第二锯齿结构的齿厚

满足：

其中，D₁为其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构接触时的贴合段长度；b为其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构接触时，接触位置的最大齿厚；φ为槽孔（201）的中心线与一侧所述第一锯齿结构的底端所在平面之间的夹角；

当所述齿厚

为第一锯齿结构的齿厚时，α为在第一锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角，β为在第一锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角；

当所述齿厚

为第二锯齿结构的齿厚时，α为在第二锯齿结构的一个齿中，靠近动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角，β为在第二锯齿结构的一个齿中，远离动涡盘本体（100）中心的倾斜面的倾角。

7.根据权利要求6所述的动涡盘，其特征在于，其中一个所述第一锯齿结构和与之对应的第二锯齿结构相贴合的边长度D₂满足：1.1D₁≤D₂≤1.3D₁。

8.根据权利要求2-7任一项所述的动涡盘，其特征在于，所述第一锯齿结构和第二锯齿结构的头部和根部均通过圆弧结构进行过渡连接。

9.根据权利要求8所述的动涡盘，其特征在于，头部的所述圆弧结构包括第一面和第二面，所述第一面和第二面均为圆弧状且两者连接，所述第一面和第二面的圆弧半径满足：0.1R2≤R1≤0.2R2，其中，所述R1为第一面的圆弧半径，所述R2为第二面的圆弧半径。

10.根据权利要求9所述的动涡盘，其特征在于，根部的所述圆弧结构包括第三面和第四面，所述第三面和第四面均为圆弧状且两者连接，所述第三面和第四面的圆弧半径满足：0.06R4≤R3≤0.1R4，其中，所述R3为和R4分别为第三面的圆弧半径和第四面的圆弧半径。

11.根据权利要求10所述的动涡盘，其特征在于，头部的所述圆弧结构和根部的所述圆弧结构满足：0.3R3≤R1≤0.5R3。

12.根据权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，所述减振块的四周和槽孔（201）之间均留有间隙。

13.根据权利要求12所述的动涡盘，其特征在于，所述减振块底部与槽孔（201）底部之间的间隙为e，减振块外壁与槽孔（201）内壁贴合状态下的法向间隙为f，则：0.07e≤f≤0.15e。

14.根据权利要求1所述的动涡盘，其特征在于，所述动涡盘还包括限位组件（400），所述限位组件（400）位于槽孔（201）开口的端面处用于防止减振块脱离槽孔（201）。

15.根据权利要求14所述的动涡盘，其特征在于，所述限位组件（400）包括卡簧，所述动涡盘本体（100）的外周面开设有限位槽，所述卡簧固定在限位槽中且覆盖槽孔（201）。

16.根据权利要求1-7、12-15任一项所述的动涡盘，其特征在于，所述减振块为阻尼材料。

17.根据权利要求1-7任一项所述的动涡盘，其特征在于，所述减振组件（300）至少设置两个且沿基座（200）的圆周方向均匀分布。

18.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括权利要求1-17任一项所述的动涡盘。

19.一种空调器，其特征在于，包括权利要求18所述的涡旋压缩机。

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