CN114320905A - 一种涡旋压缩机结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡旋压缩机结构，包括：静涡盘、动涡盘、隔板和耐磨板，其中，静涡盘和动涡盘相匹配，静涡盘和动涡盘之间至少形成动态的压力较高的第一压力区、以及压力较低的第二压力区；其中，动涡盘和静涡盘之间具备沿动涡盘的轴向或静涡盘的轴向的相对浮动；隔板设于静涡盘背对于动涡盘的一侧，隔板与静涡盘之间形成第一背压腔，第一压力区与第一背压腔通过第一背压通道连通；耐磨板设于动涡盘背对于静涡盘的一侧，耐磨板与动涡盘之间形成第二背压腔，第二压力区与第二背压通道连通。本发明基于目前单一结构的动涡盘柔性或者单一结构的静涡盘柔性的技术瓶颈，本发明可以在实现技术效果的同时保证结构的稳定性。

Description

一种涡旋压缩机结构

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机的技术领域，尤其涉及一种涡旋压缩机结构。

背景技术

涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，以其优越的性能得以在很多领域得到了广泛的应用，其中的压缩部件由动涡盘和静涡盘组成，两者彼此配合而形成压缩腔，从而对进入压缩腔内的工作流体进行压缩。然而，在涡旋压缩机实际工作过程中，尤其是在压缩制冷剂气体时，所产生的轴向气体力大多作用于动涡盘和静涡盘上，使得动涡盘和静涡盘沿轴向相互分离，动涡盘与静涡盘之间的的轴向间隙增大，导致顶隙泄露量变大，容积效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种涡旋压缩机结构。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种涡旋压缩机结构，其中，包括：

静涡盘和动涡盘，所述静涡盘和所述动涡盘相匹配，所述静涡盘和所述动涡盘之间至少形成动态的压力较高的第一压力区、以及压力较低的第二压力区；其中，所述动涡盘和所述静涡盘之间具备沿所述动涡盘的轴向或所述静涡盘的轴向的相对浮动；

隔板，所述隔板设于所述静涡盘背对于所述动涡盘的一侧，所述隔板与所述静涡盘之间形成第一背压腔，所述第一压力区与所述第一背压腔通过第一背压通道连通；

耐磨板，所述耐磨板设于所述动涡盘背对于所述静涡盘的一侧，所述耐磨板与所述动涡盘之间形成第二背压腔，所述第二压力区与所述第二背压通道连通。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：

驱动机构和传动机构，所述驱动机构与所述传动机构相连接，所述传动机构与所述动涡盘相连接，所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述动涡盘相对于所述静涡盘作行星运动；

固定机构，所述固定机构用于固定所述静涡盘；

壳体，所述动涡盘、所述静涡盘、所述隔板、所述耐磨板、所述驱动机构、所述传动机构以及所述固定机构均设于所述壳体的内部。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：第一密封装置和第二密封装置，所述第一密封装置和所述第二密封装置均设于所述动涡盘和所述耐磨板之间，所述第二背压腔的边界由所述第一密封装置、所述第二密封装置、所述动涡盘的表面和所述耐磨板的表面限定。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：限位机构，所述限位机构包括限位槽和限位件，所述耐磨板上开设有所述限位槽，所述动涡盘上设有所述限位件，所述限位件的至少一部分设置于所述限位槽的内部。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：限位机构，所述限位机构包括限位槽和限位件，所述动涡盘上开设有所述限位槽，所述耐磨板上设有所述限位件，所述限位件的至少一部分设于所述限位槽的内部。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述限位机构还包括：圆环，所述限位槽内设有圆环，所述限位件的侧面可操作地与所述圆环的内壁相接触。

上述的涡旋压缩机结构，其中，包括两个所述限位机构，两个所述限位机构分别设于所述动涡盘的两侧。

上述的涡旋压缩机结构，其中，包括多个所述限位机构，所述限位机构以动涡盘的轴线为中心环状阵列设置。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述第一背压通道沿一直线方向延伸，所述第一背压通道和所述动涡盘之间具有第一夹角。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述第二背压通道自所述动涡盘的一端面开设至所述动涡盘的另一端面，所述第二背压通道在所述动涡盘的内部至少具有两弯折部。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述动涡盘的齿顶和所述静涡盘的齿顶具有配合间隙，所述配合间隙值为0～30μm。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述静涡盘和所述隔板之间具有轴向的浮动量，所述浮动量为0.2～1mm。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述壳体包括：前壳体、中壳体和后壳体，所述中壳体的两端分别连接所述前壳体和所述后壳体，所述前壳体、所述中壳体和所述后壳体合围形成一容置空间，所述静涡盘、所述动涡盘、所述耐磨板和所述传动机构均设于所述容置空间内。

上述的涡旋压缩机结构，其中，所述传动机构包括：

曲轴，所述曲轴水平设置；

电机转子，所述曲轴贯穿所述电机转子；

电机定子，所述电机定子环绕所述电机转子设置；

第一轴承，所述第一轴承安装在所述中壳体的一端上，所述曲轴的一端与所述第一轴承的内圈配合；

第二轴承，所述第二轴承设于所述曲轴的中部，所述第二轴承的内圈和所述曲轴配合；

第三轴承，所述第三轴承安装在所述耐磨板上，所述曲轴的另一端和所述第三轴承的外圈配合；

其中，所述曲轴的另一端通过所述驱动机构和所述动涡盘传动连接。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：控制调速装置，所述控制调速装置安装在所述后壳体上，所述控制调速装置设于所述电机转子的一侧，所述控制调控装置调控所述转子旋转的速率。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：主支架，所述主支架设于所述容置空间内，所述主支架的侧围安装在所述壳体的内表面上，所述传动机构的另一端安装在所述主支架上，所述第二轴承的外圈固定安装在所述主支架上。

上述的涡旋压缩机结构，其中，还包括：

平衡块，所述平衡块设于所述第二轴承和所述第三轴承之间；

滑套，所述滑套设于所述第二轴承上。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本发明基于目前单一结构的动涡盘柔性或者单一结构的静涡盘柔性的的技术瓶颈，本发明可以在实现技术效果的同时保证结构的稳定性。

(2)本发明利用动涡盘和静涡盘的双柔性技术，抵消部分或全部的轴向气体力，实现动、静涡盘轴向上最小间隙，减小动、静涡盘齿顶面的摩擦损耗，降低动涡盘与耐磨板间的摩擦损耗，适应于变工况下压缩机运行能力要求。

(3)本发明非常适于用是具备大压差的CO₂压缩机设计，可最优化的保证压缩机的能效和可靠性。

附图说明

图1是本发明的涡旋压缩机结构的示意图。

图2是本发明的涡旋压缩机结构的动涡盘的一种实施例的示意图。

图3是本发明的涡旋压缩机结构的动涡盘的另一种实施例的示意图。

附图中：1、壳体；101、前壳体；102、中壳体；103、后壳体；2、静涡盘；3、动涡盘；4、隔板；5、耐磨板；6、固定机构；7、主支架；8、曲轴；9、第一轴承；10、第二轴承；11、第三轴承；12、电机转子；13、电机定子；14、控制调速装置；15、平衡块；16、滑套；17、第一背压腔；18、第二背压通道；19、第二背压腔；20、限位件；21、圆环；22、第一密封装置；23、第二密封装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定，图1是本发明的涡旋压缩机结构的示意图；图2是本发明的涡旋压缩机结构的动涡盘的一种实施例的示意图；图3是本发明的涡旋压缩机结构的动涡盘的另一种实施例的示意图，参见图1和图2或图3所示，示出较佳实施例的一种涡旋压缩机结构，包括：静涡盘2、动涡盘3、隔板4以及耐磨板5，其中，静涡盘2和动涡盘3相匹配，静涡盘2和动涡盘3之间至少形成动态的压力较高的第一压力区、以及压力较低的第二压力区；其中，动涡盘3和静涡盘2之间具备沿动涡盘3的轴向或静涡盘2的轴向的相对浮动；隔板4设于静涡盘2背对于动涡盘3的一侧，隔板4与静涡盘2之间形成第一背压腔17，第一压力区与第一背压腔17通过第一背压通道连通；耐磨板5设于动涡盘3背对于静涡盘2的一侧，耐磨板5与动涡盘3之间形成第二背压腔19，第二压力区与第二背压通道18连通。

此处，第一压力区为中高压区、第二压力区为中底压区，作为一种优选的实施例，静涡盘2和动涡盘3之间可能还存在动态的低压区、动态的高压区等。

需要特别说明的是，鉴于动涡盘3相对于静涡盘2运动，第一压力区和/或第二压力区所涵盖的范围、尺寸可能发生变化。因此上述的第一压力区、第二压力区是动态的。

还需要特别说明的是，鉴于动涡盘3相对于静涡盘2运动，各个压力区可能存在压力变化，例如低压区转变为中低压区等。

本发明中的第一压力区主要用于引入中高压，而本发明中的第二压力区主要用于引入中低压，即两者能够达到相应的压力引入即可，并非限制第一压力区内和/或第二压力区的具体压力，或者第一压力区内和/或第二压力区的具体位置。

因此，第一背压通道和/或第二背压通道18开设的具体位置应该根据该腔体历经的压力确定，以确保第一背压通道和第二背压通道18能够引入相应的中高压和中低压。

在一种优选的实施例中，还包括：

驱动机构和传动机构，驱动机构与传动机构相连接，传动机构与动涡盘3相连接，驱动机构通过传动机构驱动动涡盘3相对于静涡盘2作行星运动；

固定机构6，固定机构6用于固定静涡盘2；

壳体1，动涡盘3、静涡盘2、隔板4、耐磨板5、驱动机构、传动机构以及固定机构6均设于壳体1的内部。

需要特别说明的是，上述的行星运动均指，在动涡盘3和静涡盘2啮合的过程中，动涡盘3沿着以静涡盘2的轴心为圆心的一个圆周路径平移。

在一种优选的实施例中，动涡盘3相对静涡盘2作行星运动，静涡盘2的涡旋和动涡盘3的涡旋相啮合，使得涡旋之间形成多个密闭的腔室，并且随着上述的行星运动，多个密闭的腔室的体积发生变化，尤其发生体积减小的变化，从而使得腔室里的气体被压缩，进而在各个腔体中产生不同大小压力，静涡盘2通过第一背压通道将压力引入至第一背压腔17，进而使静涡盘2和隔板4之间产生互相远离的力，进而减小静涡盘2和隔板4之间摩擦。

在一种优选的实施例中，动涡盘3相对静涡盘2作行星运动，静涡盘2的涡旋和动涡盘3的涡旋相啮合，使得涡旋之间形成多个密闭的腔室，并且随着上述的行星运动，多个密闭的腔室的体积发生变化，尤其发生体积减小的变化，从而使得腔室里的气体被压缩，进而在各个腔体中产生不同大小压力，动涡盘3通过第二背压通道18将压力引入至第二背压腔19，进而使动涡盘3和耐磨板5之间产生互相远离的力，进而减小动涡盘3和耐磨板5之间的摩擦。

在一种优选的实施例中，还包括：第一密封装置22和第二密封装置23，第一密封装置22和第二密封装置23均设于动涡盘3和耐磨板5之间，第二背压腔19的边界由第一密封装置22、第二密封装置23、动涡盘3的表面和耐磨板5的表面限定。

优选的，第一密封装置22和第二密封装置23均为密封圈。

在一种优选的实施例中，还包括：限位机构，限位机构包括限位槽和限位件20，耐磨板5上开设有限位槽，动涡盘3上设有限位件20，限位件20的至少一部分设置于限位槽的内部。

在另一种优选的实施例中，还包括：另一种限位机构，该另一种限位机构包括限位槽和限位件20，动涡盘3上开设有限位槽，耐磨板5上设有限位件20，限位件20的至少一部分设于限位槽的内部。

换言之，限位槽开设于动涡盘3或耐磨板5的其中一个上，而限位件20则设于动涡盘3或耐磨板5的另一个上。

在一种优选的实施例中，限位机构还包括：圆环21，限位槽内设有圆环21，限位件20的侧面可操作地与圆环21的内壁相接触。

在一种优选的实施例中，包括两个限位机构，两个限位机构分别设于动涡盘3的两侧。

在一种优选的实施例中，包括多个限位机构，限位机构以动涡盘3的轴线为中心环状阵列设置。

在一种优选的实施例中，第一背压通道沿一直线方向延伸，第一背压通道和动涡盘3之间具有第一夹角。

在一种优选的实施例中，第二背压通道18自动涡盘3的一端面开设至动涡盘3的另一端面，第二背压通道18在动涡盘3的内部至少具有两弯折部。

在一种优选的实施例中，动涡盘3的齿顶和静涡盘2的齿顶具有配合间隙，配合间隙值为0～30μm。

在一种优选的实施例中，静涡盘2和隔板4之间具有轴向的浮动量，浮动量为0.2～1mm。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，壳体1包括：前壳体101、中壳体102和后壳体103，中壳体102的两端分别连接前壳体101和后壳体103，前壳体101、中壳体102和后壳体103合围形成一容置空间，静涡盘2、动涡盘3、耐磨板5和传动机构均设于容置空间内。

本发明的进一步实施例中，传动机构包括：

曲轴8，曲轴8水平设置；

电机转子12，曲轴8贯穿电机转子12；

电机定子13，电机定子13环绕电机转子12设置；

第一轴承9，第一轴承9安装在中壳体102的一端上，曲轴8的一端与第一轴承9的内圈配合；

第二轴承10，第二轴承10设于曲轴8的中部，第二轴承10的内圈和曲轴8配合；

第三轴承11，第三轴承11安装在耐磨板5上，曲轴8的另一端和第三轴承11的外圈配合；

其中，曲轴8的另一端通过驱动机构和动涡盘3传动连接。

本发明的进一步实施例中，还包括：控制调速装置14，控制调速装置14安装在后壳体103上，控制调速装置14设于电机转子12的一侧，控制调控装置调控转子旋转的速率。

本发明的进一步实施例中，还包括：主支架7，主支架7设于容置空间内，主支架7的侧围安装在壳体1的内表面上，传动机构的另一端安装在主支架7上，第二轴承10的外圈固定安装在主支架7上。

本发明的进一步实施例中，还包括：

平衡块15，平衡块15设于第二轴承10和第三轴承11之间；

滑套16，滑套16设于第二轴承10上。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种涡旋压缩机结构，其特征在于，包括：

静涡盘和动涡盘，所述静涡盘和所述动涡盘相匹配，所述静涡盘和所述动涡盘之间至少形成动态的压力较高的第一压力区、以及压力较低的第二压力区；其中，所述动涡盘和所述静涡盘之间具备沿所述动涡盘的轴向或所述静涡盘的轴向的相对浮动；

隔板，所述隔板设于所述静涡盘背对于所述动涡盘的一侧，所述隔板与所述静涡盘之间形成第一背压腔，所述第一压力区与所述第一背压腔通过第一背压通道连通；

耐磨板，所述耐磨板设于所述动涡盘背对于所述静涡盘的一侧，所述耐磨板与所述动涡盘之间形成第二背压腔，所述第二压力区与所述第二背压通道连通。

2.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：

驱动机构和传动机构，所述驱动机构与所述传动机构相连接，所述传动机构与所述动涡盘相连接，所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述动涡盘相对于所述静涡盘作行星运动；

固定机构，所述固定机构用于固定所述静涡盘；

壳体，所述动涡盘、所述静涡盘、所述隔板、所述耐磨板、所述驱动机构、所述传动机构以及所述固定机构均设于所述壳体的内部。

3.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：第一密封装置和第二密封装置，所述第一密封装置和所述第二密封装置均设于所述动涡盘和所述耐磨板之间，所述第二背压腔的边界由所述第一密封装置、所述第二密封装置、所述动涡盘的表面和所述耐磨板的表面限定。

4.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：限位机构，所述限位机构包括限位槽和限位件，所述耐磨板上开设有所述限位槽，所述动涡盘上设有所述限位件，所述限位件的至少一部分设置于所述限位槽的内部。

5.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：限位机构，所述限位机构包括限位槽和限位件，所述动涡盘上开设有所述限位槽，所述耐磨板上设有所述限位件，所述限位件的至少一部分设于所述限位槽的内部。

6.根据权利要求4或5中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述限位机构还包括：圆环，所述限位槽内设有圆环，所述限位件的侧面可操作地与所述圆环的内壁相接触。

7.根据权利要求6中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，包括两个所述限位机构，两个所述限位机构分别设于所述动涡盘的两侧。

8.根据权利要求6中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，包括多个所述限位机构，所述限位机构以动涡盘的轴线为中心环状阵列设置。

9.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述第一背压通道沿一直线方向延伸，所述第一背压通道和所述动涡盘之间具有第一夹角。

10.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述第二背压通道自所述动涡盘的一端面开设至所述动涡盘的另一端面，所述第二背压通道在所述动涡盘的内部至少具有两弯折部。

11.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述动涡盘的齿顶和所述静涡盘的齿顶具有配合间隙，所述配合间隙值为0～30μm。

12.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述静涡盘和所述隔板之间具有轴向的浮动量，所述浮动量为0.2～1mm。

13.根据权利要求2中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述壳体包括：前壳体、中壳体和后壳体，所述中壳体的两端分别连接所述前壳体和所述后壳体，所述前壳体、所述中壳体和所述后壳体合围形成一容置空间，所述静涡盘、所述动涡盘、所述耐磨板和所述传动机构均设于所述容置空间内。

14.根据权利要求13中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，所述传动机构包括：

曲轴，所述曲轴水平设置；

电机转子，所述曲轴贯穿所述电机转子；

电机定子，所述电机定子环绕所述电机转子设置；

第一轴承，所述第一轴承安装在所述中壳体的一端上，所述曲轴的一端与所述第一轴承的内圈配合；

第二轴承，所述第二轴承设于所述曲轴的中部，所述第二轴承的内圈和所述曲轴配合；

第三轴承，所述第三轴承安装在所述耐磨板上，所述曲轴的另一端和所述第三轴承的外圈配合；

其中，所述曲轴的另一端通过所述驱动机构和所述动涡盘传动连接。

15.根据权利要求14中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：控制调速装置，所述控制调速装置安装在所述后壳体上，所述控制调速装置设于所述电机转子的一侧，所述控制调控装置调控所述转子旋转的速率。

16.根据权利要求15中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：主支架，所述主支架设于所述容置空间内，所述主支架的侧围安装在所述壳体的内表面上，所述传动机构的另一端安装在所述主支架上，所述第二轴承的外圈固定安装在所述主支架上。

17.根据权利要求1中所述的涡旋压缩机结构，其特征在于，还包括：

平衡块，所述平衡块设于所述第二轴承和所述第三轴承之间；

滑套，所述滑套设于所述第二轴承上。

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