CN115066555A - 用于在压缩机中输送润滑油的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在压缩机中输送润滑油的系统，其中：旋转轴(3)具有至少一个凹部(35)和至少一个限流孔(34)，所述凹部(35)在与转子(1)的内表面(11)接触的部分旋转表面(33)上延伸，所述限流孔(34)与旋转轴(3)的内部区域和凹部(35)连通；转子(1)包括周向通道(12)和至少一个径向通道(13)，所述径向通道(13)延伸穿过转子(1)的内壁(11)；径向通道(13)围绕周向通道(12)布置；所述周向通道(12)和径向通道(13)与凹部(35)连通；周向通道(12)、径向通道(13)和凹部(35)输送用于冷却转子(1)和定子(2)的上部的油。

Description

用于在压缩机中输送润滑油的系统

技术领域

本发明涉及一种压缩机润滑油输送系统，所述系统使用应用于旋转轴和电动机转子的配置来提供油输送，以达到润滑所述旋转轴的轴承的目的和冷却所述电动机的线圈的上部区域的目的。

背景技术

如本领域技术人员所知，封闭式压缩机(通常是往复式的)提供使用润滑油来减少移动部件之间的摩擦和磨损，特别是集成封闭式压缩机的功能性压缩单元的移动部件，如例如偏心轴、中心旋转轴、支撑轴承等。润滑油通常储存在密封壳体下方内部的储存器中。

从这个意义上说，必须将储存在封闭式压缩机壳体下部的润滑油输送到集成封闭式压缩机的压缩功能单元(运动部件)的移动元件。因此，通常利用压缩机自身旋转轴的移动将这种润滑油输送或泵送到需要油的区域。

如图1所示，所述压缩机包括壳体8和电动机，所述壳体通常是密封的，所述电动机由转子1和定子2形成。另外，旋转轴3与电动机的转子1联动运转；转子1包括至少一个面向旋转轴3的内壁11。值得一提的是，在转子1和旋转轴3之间通常具有干涉组件，以能够将电动机产生的扭矩传递给压缩机构。

另外，设置了压缩机机体4以部分地容纳旋转轴3。油泵6联接到轴-转子组并部分地浸入设置在压缩机的壳体8下部的油箱7中。

为了压缩机的机械系统的正常运行，旋转轴3设置有径向轴承，诸如，例如径向轴承5a和5b，它们相对于所述旋转轴3布置在不同的位置。所述径向轴承5a和5b必须得到来自油箱7的润滑油的润滑。

为了理解封闭式压缩机中常用的润滑系统，正如能够在图2中更详细地看到，可以将旋转轴3分为下部区域31、上部区域32和旋转区域33。所述下部区域31具有通过干涉而容纳设置在油箱7中的油泵6的作用；所述旋转区域33，由机体4中的轴的壳体和干涉转子1的部分界定，包括管道36、开口37和外部螺旋通道38，它们一起向分别位于旋转区域33的末端和旋转轴3的上部区域32的径向轴承5a和5b供给润滑油。

现有技术中常见的润滑油输送通过润滑油泵来进行，所述润滑油泵与借助机械阻力来输送油的压缩机的旋转轴协同作用。为了让润滑油进入旋转轴3，油泵6在下部区域设置有孔39，并通过离心力将油提升直到找到管道36，这进一步使流体加速。位于旋转区域33外部的螺旋通道38通过拖动压缩机机体4中的轴的壳体而具有机械泵送功能。

润滑油执行的次要功能是从机电组件中带走热量并帮助热量穿过密封壳体传递到压缩机外部的环境中。在大多数压缩机中，这种油流是由于润滑油过量泵送至轴承而自然返回密封壳体底部的结果。但是，也可以将部分油流引导至电机的特定点，促进额外的冷却，从而降低这些部件的温度，由此延长压缩机的整体寿命。

例如，2012年10月18日公布的题为“COMPRESSOR HAVING DRIVE SHAFT WITHFLUID PASSAGES”的文献US9217434提出了一种包括旋转轴的压缩机，所述旋转轴具有多个位于所述轴内部的油输送通道。在该文献中介绍的通道可以将润滑油从位于压缩机壳体底部的油箱输送到电动机顶部，该流专门用于电机线圈的冷却。值得注意的是，流经这些内部通道的相同油流应用于支撑压缩机运动部件的轴承的润滑。

然而，观察到，使用通过旋转轴内部通道的油流来用于冷却目的和润滑目的会导致供油故障，这将导致轴承的润滑出现问题。此外，泵送压力可能会降低，因为内部通道中的油流是扩散的，沿旋转轴分流。

此外，2005年10月24日发表的题为“A COOLING STRUCTURE OF END-COIL FORHERMETIC COMPRESSOR”的文献KR547434描述了一种配备有转子、轴和通道的压缩机，该通道携带来自泵送元件的润滑油。设置了凹部元件，该凹部元件包括一系列径向开口，其目的是在定子的下部中分配润滑油的流。润滑油流的目的是降低从线圈中带走的温度/热量。

然而，在该文献中提出的解决方案不允许冷却线圈的上部，这种情况将在没有额外油流的情况下继续。电绝缘体的耐用性将继续由顶部线圈的最热点来决定。

此外，2013年10月31日公开的题为“HERMETIC RECIPROCATING COMPRESSOR”的文献US9617985描述了一种包括轴的压缩机，所述轴设置有允许润滑油上升到轴顶部的螺旋通道。此外，在轴的上部设置孔口，所述孔口与偏心部连通。该文献的基本特征是外部螺旋通道直接与安装在轴底部的油泵连通，其唯一目的是为密封压缩机轴承提供润滑油。

然而，该文献没有描述这样一种系统：所述系统中的轴的外部通道与转子的通道系统协作以确保油流到轴承，而不损害由泵送系统供应到轴承的油量。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免现有技术的问题的润滑油输送系统。

这个目的通过用于在压缩机中输送润滑油的系统而实现，所述系统包括：

壳体；

包括转子和定子的电动机，

转子包括至少一个内壁；

布置在壳体内的油泵和油箱；

作为电动机的组成部分的旋转轴；

能够至少部分地容纳旋转轴的压缩机机体；

旋转轴由至少一个径向轴承支撑；

旋转轴包括下部区域、上部区域和旋转表面；

其中，所述旋转轴具有至少一个凹部和至少一个限流孔，所述凹部在与所述转子的内表面接触的部分旋转表面上延伸，所述限流孔与所述旋转轴的内部区域和所述凹部连通；

所述转子包括周向通道和至少一个径向通道，所述径向通道延伸穿过转子的内壁；

径向通道围绕周向通道布置；

所述周向通道和径向通道与所述凹部连通；

周向通道、径向通道和凹部输送用于冷却转子和定子的上部的油。

合宜地，根据本发明的系统包括以下事实：凹部具有螺旋形状。

此外，根据本发明的系统包括以下事实：周向通道的外径小于容纳在压缩机机体中的旋转轴的外径。

此外，根据本发明的系统包括以下事实：径向通道出口内接一圆，该圆的直径大于容纳在压缩机机体中放热旋转轴的外径。

此外，根据本发明的系统包括以下事实：凹部具有环形形状并且转子不需要周向通道，径向通道直接与所述环形形状的凹部连通。

此外，根据本发明的系统包括以下事实：旋转轴不需要凹部，将限流孔直接连通到周向通道。

本发明还提供一种用于在压缩机中输送润滑油的系统，所述系统包括：

壳体；

包括转子和定子的电动机，

转子包括至少一个内壁；

布置在壳体内的油泵和油箱；

作为电动机的组成部分的旋转轴；

能够至少部分地容纳旋转轴的压缩机机体；

旋转轴由至少一个径向轴承支撑；

旋转轴包括下部区域、上部区域和旋转表面；

其中，所述转子具有至少一个围绕周向通道布置的径向通道；

其中，周向通道在转子的至少部分内壁上延伸；

其中，周向通道位于油泵上部与旋转轴下部之间的中间位置；并且

其中，周向通道和径向通道携载用于冷却转子和定子的上部的油。

合宜地，根据本发明的系统包括以下事实：径向通道出口内接一圆，该圆的直径大于容纳在压缩机机体中的旋转轴的外径。

此外，根据本发明的系统包括以下事实：在径向通道的入口和周向通道的外径之间存在部分并置。

因此，本发明的主要目的是公开一种封闭式压缩机中的润滑油输送系统，该系统使用应用于旋转轴和应用于电动机的转子的配置。

此外，本发明还旨在公开一种封闭式压缩机中的润滑油输送系统，该系统允许提供油输送以用于润滑支撑轴承的目的和用于冷却电动机线圈的上部区域的目的。

最后，本发明的目的是提供一种封闭式压缩机中的润滑油输送系统，该系统不会出现润滑油流动故障或润滑油泵送压力下降。

附图说明

下面结合附图对本发明的优选实施方案进行详细说明。

图1示出了现有技术的压缩机的剖视图，具有专门用于压缩机轴承的常规油泵送系统。

图2示出了现有技术的旋转轴的透视图，具有专门用于压缩机轴承的油泵送系统。

图3示出了压缩机的第一实施方案的剖视图，显示了包括用于通过喷油孔冷却发动机线圈的布置的润滑油输送系统。

图4示出了根据本发明的转子-旋转轴组(其中转子处于截面中)的第一实施方案的透视图，显示了轴外部的螺旋凹部以及它们如何与置于转子顶部的通道协作。

图5是根据本发明的轴-转子组(其中转子处于水平截面中)的第一实施方案的另一个透视图，显示了周向通道和径向通道以及它们如何与轴的外螺旋凹部的末端协作。

图6示出了根据本发明的旋转轴的第一实施方案的透视图，显示了旋转表面上的凹部。

图7示出了旋转轴的第一实施方案的前视图，在底部具有用于冷却电机的螺旋凹部，在轴的旋转区域的顶部具有用于润滑轴承的螺旋凹部。根据本发明，还可以在轴的下部区域处的螺旋腔的开始处看到用于冷却电机的限流孔。

图8示出了根据本发明的旋转轴的第一实施方案的右侧视图，显示了用于润滑轴的旋转区域顶部的轴承的螺旋凹部的供油孔。

图9示出了旋转轴的第一实施方案的后视图，在底部具有用于冷却电机的螺旋凹部，在轴的旋转区域的顶部具有用于润滑轴承的螺旋凹部。根据本发明，还可以在轴的下部区域处的第二螺旋腔的开始处看到用于冷却电机的第二限流孔。

图10示出了根据本发明的旋转轴的第一实施方案的左侧视图，显示了用于润滑轴区域的末端与转子接口处的轴承的油脱气孔。

图11示出了根据本发明的转子的第一实施方案的俯视图以及转子的竖直截面图，所述俯视图显示了顶部的径向通道和周向通道，所述竖直截面图显示了转子的径向通道和周向通道的内部构造。

图12示出了根据本发明的轴-转子组的第二实施方案的透视图，其无需用于电机冷却的在旋转轴上的向上螺旋凹部，而是具有限流孔和与转子周向连通的凹部。

图13示出了根据本发明的旋转轴的第二实施方案的透视图，其中在旋转轴的外表面上具有周向通道的构造。

图14示出了旋转轴的第二实施方案的前视图，在底部具有用于冷却电机的周向通道，在轴的旋转区域的顶部具有用于润滑轴承的螺旋凹部。根据本发明，还可以在轴的下部区域处的周向通道的中部处看到用于冷却电机的限流孔。

图15示出了根据本发明的旋转轴的第二实施方案的右侧视图，显示了用于润滑轴的旋转区域顶部的轴承的螺旋凹部的供油孔。

图16示出了旋转轴的第二实施方案的后视图，在底部具有用于冷却电机的周向通道，在轴的旋转区域的顶部具有用于润滑轴承的螺旋凹部。根据本发明，还可以在轴的下部区域处的周向通道的中部处看到用于冷却电机的第二限流孔。

图17示出了根据本发明的旋转轴的第二实施方案的左侧视图，显示了用于润滑轴区域的末端与转子接口处的轴承的油脱气孔。

图18示出了根据本发明的转子的第二实施方案的俯视图和剖视图，所述俯视图具有向上的径向通道，所述剖视图显示了这些通道的内部布置。

图19示出了根据本发明的轴-转子组的第三实施方案的透视图，在轴中没有用于冷却电机的腔体，仅具有用于油道的限流孔。

图20示出了根据本发明的旋转轴的第三实施方案的透视图，仅具有用于油道的限流孔。

图21示出了根据本发明的旋转轴的第三实施方案的前视图，在底部具有限流孔，在轴的旋转区域的顶部具有用于将油输送到轴承的螺旋凹部。

图22示出了根据本发明的旋转轴的第三实施方案的右侧视图，显示了用于润滑轴的旋转区域顶部的轴承的螺旋凹部的供油孔。

图23示出了根据本发明的旋转轴的第三实施方案的后视图，在底部具有用于冷却电机的第二限流孔，在轴的旋转区域的顶部具有用于润滑轴承的螺旋凹部。

图24示出了根据本发明的旋转轴的第三实施方案的左侧视图，显示了用于润滑轴区域的末端与转子接口处的轴承的油脱气孔。

图25示出了转子的第三实施方案的俯视图，其中周向通道位于相对于旋转轴的限流孔的中间高度，向上的径向通道负责允许用于冷却电机的油通过直到转子的顶部。为了便于理解根据本发明的转子的内部构造，还呈现了横截面图。

图26示出了根据第四实施方案的通过喷油孔的电机冷却系统的压缩机的剖视图，此时油泵联接到根据本发明的转子。

图27示出了根据本发明的轴-转子-油泵组的第四实施方案的透视图，其中部分切口应用于转子并示出了其内部构造以及周向通道和上升径向通道相对于旋转轴和油泵的相对位置。

图28示出了轴-转子-油泵组的第四实施方案的前视图，其中部分切口应用于转子并示出了其内部构造以及周向通道和上升径向通道相对于旋转轴和油泵的相对位置。提供了指示周向通道的高度“h”的细节，现在还负责限定用于冷却根据本发明的电机线圈的油流。

图29示出了根据本发明的轴-转子油泵组的第四实施方案的水平截面，该组位于转子周向通道的正上方，详细示出了用于周向通道和上升径向通道之间过渡的替代配置，可以添加该配置以适应用于冷却电机线圈的油流。

具体实施方式

本发明的详细描述

根据本发明的总体目标，除了用于轴承和运动部件的普通润滑油输送系统之外，在封闭式压缩机中还设置了用于冷却电动机的上部线圈的润滑油输送系统，如图3所示。

根据图4，本发明的润滑油输送系统通过以下事实限定：旋转轴3包括至少一个凹部35和限流孔34，所述凹部35在部分旋转表面33上延伸，所述孔34将凹部35与旋转轴3的内部区域连通。凹部35和限流孔34负责将来自油泵6的一部分润滑油从旋转轴3的内部区域转移。

所述凹部35通常限定形成在旋转轴3的旋转表面33中的一种凹槽，这种凹部35被转子1的内壁11部分地封闭。因此，为了输送润滑油，旋转表面33与转子1的内壁11相互作用，根据压缩机的运行形成一种通过离心力运行的泵送机制。

根据图4和图5，转子1进一步包括周向通道12和至少一个径向通道13，所述径向通道13延伸穿过转子1的内壁11。所述周向通道12与径向通道13协作，均等地分配由凹部35提供的润滑油流，而不管转子1相对于旋转轴3的角位置以及因此相对于凹部35的角位置。根据图11，周向通道12的最大直径必须小于容纳在压缩机机体4中的旋转轴3的最小外径，以限制旋转轴3-转子1组相对于压缩机机体4的竖直位移。另一方面，径向通道13的长度必须以这样的方式确定尺寸，即其出口的内接直径大于容纳在压缩机机体4中的旋转轴3的同一外径，以确保油不受限制地流过转子1的铝环14和压缩机机体4之间形成的空间41，即使是在转子1和容纳在压缩机机体4中的旋转轴3之间的竖直间隙太小的情况下。

在第一优选的实施方案中，凹部35具有螺旋形状，在部分旋转表面33上以螺旋状延伸。凹槽必须朝向周向通道12开口。该周向通道12还与至少一个径向通道13连通。

凹部35和限流孔34的数量取决于定子2的冷却需要，在所述定子2中容纳电动机线圈。图6至图10示出了旋转轴3的几个视图。同样，转子中的径向通道13的数量必须允许油自由流入空间41并在某种程度上提供转子的对称性，以使其保持平衡，如图11所示。

在第二可能的实施方案中，如图12至图17所示，凹部35具有环形形状，围绕旋转表面33延伸。在这种构造中，至少一个向上的径向通道13设置在转子1的内壁11中并且与旋转轴3的凹部35连通。在这种情况下，转子1在其内壁上可以具有或不具有周向通道12。图12示出了仅设置有径向通道13的转子1。限流孔34负责将泵6泵送的部分油转移至环形凹部35，所述凹部35使该油流分布直到它找到向上的径向通道13，离开空间41并最终被抛向电动机顶部的定子1的线圈。此外，图18示出了用于实施该第二实施方案的转子1的构造。

在第三替代实施方案中，如图19至图25所示，在旋转表面33上没有凹部35，仅保留限流孔34用于与旋转轴3的内部连通。在该实施方案中，转子1的内壁11上设置有至少一个径向通道13，所述径向通道13与位于转子1的与限流孔34同一高度处的周向通道12连通。设置在转子1的内壁上的所述周向通道12确保转子1与旋转轴3的特定角度定位对于将限流孔34与径向通道13对准不是必须的。图26示出了该第三实施方案中的转子1。

在转子1的任何构造情况下，优选将两个或更多个径向通道13应用于内壁11，所述通道13的设置是为了保证转子1的对称性并避免不平衡的问题。这些径向通道13可以并且应该跟随转子1笼架的铝条的旋转角度并且直接从转子1叶片的冲压中获得。

前述实施方案可应用于以下压缩机：其油泵6通过内部或外部干涉安装到旋转轴3的下部区域31，或者甚至通过相对于转子1的内壁11干涉而安装，通过设置在旋转轴3上的限流孔34进行用于冷却线圈的油的偏移。

第四实施方案示于图26中。该实施方案仅用于其中油泵6通过相对于转子1的内壁11干涉而安装的封闭式压缩机。在该实施方案中，旋转轴3不需要限流孔34，可以保留原有的油泵送系统。这样，用于冷却电机线圈的油分流通过周向通道12在油泵6的上部和旋转轴3的下部区域31之间的内壁11的部段中进行。周向通道具有高度h，如图28所示。该周向通道12与至少一个向上的径向通道13连通，该径向通道13将油流带入空间41，然后到达位于电动机的定子1顶部的线圈，如图27所示。

可以通过堆叠电工钢片直接获得周向通道12。然而，这将导致高度h为电动转子钢的叶片厚度的整数倍。例如，如果该高度h导致用于冷却电动机线圈的油流偏离，从而影响润滑径向轴承5a和5b所需的流量，则例如可以通过周向通道12的外径与向上的径向通道13的直径的部分并置来提供额外的限制，如图29细节中的尺寸dr所示。

重要的是要注意，以上描述的唯一目的是描述本发明的特定示例性实施方案。因此，很明显，以基本相同的方式执行相同功能以实现相同结果的元件的修改、变化和构造组合仍然在所附权利要求限定的保护范围内。

Claims (9)

1.用于在压缩机中输送润滑油的系统，包括：

壳体(8)；

包括转子(1)和定子(2)的电动机，

转子(1)包括至少一个内壁(11)；

布置在壳体(8)内的油泵(6)和油箱(7)；

作为电动机的组成部分的旋转轴(3)；

能够至少部分地容纳旋转轴(3)的压缩机机体(4)；

所述旋转轴(3)由至少一个径向轴承(5a、5b)支撑；

所述旋转轴(3)包括下部区域(31)、上部区域(32)和旋转表面(33)；

其特征在于，所述旋转轴(3)具有至少一个凹部(35)和至少一个限流孔(34)，所述凹部(35)在与所述转子(1)的内表面(11)接触的部分旋转表面(33)上延伸，所述限流孔(34)与所述旋转轴(3)的内部区域和所述凹部(35)连通；

所述转子(1)包括周向通道(12)和至少一个径向通道(13)，所述径向通道(13)延伸穿过转子(1)的内壁(11)；

径向通道(13)围绕周向通道(12)布置；

所述周向通道(12)和径向通道(13)与所述凹部(35)连通；

周向通道(12)、径向通道(13)和凹部(35)输送用于冷却转子(1)和定子(2)的上部的油。

2.根据权利要求1所述的用于在压缩机中输送润滑油的系统，其特征在于，所述凹部(35)具有螺旋形状。

3.根据权利要求1所述的用于在压缩机中输送润滑油的系统，其特征在于，所述周向通道(12)的外径小于容纳在所述压缩机机体(4)中的旋转轴(3)的外径。

4.根据权利要求1所述的用于在压缩机中输送润滑油的系统，其特征在于，所述径向通道(13)出口内接一圆，所述圆的直径大于容纳在所述压缩机机体(4)中的旋转轴(3)的外径。

5.根据权利要求1所述的用于在压缩机中输送润滑油的系统，其特征在于，所述凹部(35)具有环形形状并且所述转子(1)不需要周向通道(12)，径向通道(13)直接与环形形状的所述凹部(35)连通。

6.根据权利要求1所述的用于在压缩机中输送润滑油的系统，其特征在于，所述旋转轴(3)不需要凹部(35)，将限流孔(34)直接连通到周向通道(12)。

7.用于在压缩机中输送润滑油的系统，包括：

壳体(8)；

包括转子(1)和定子(2)的电动机，

转子(1)包括至少一个内壁(11)；

布置在壳体(8)内的油泵(6)和油箱(7)；

作为电动机的组成部分的旋转轴(3)；

能够至少部分地容纳旋转轴(3)的压缩机机体(4)；

所述旋转轴(3)由至少一个径向轴承(5a、5b)支撑；

所述旋转轴(3)包括下部区域(31)、上部区域(32)和旋转表面(33)；

其特征在于，所述转子(1)具有至少一个围绕周向通道(12)布置的径向通道(13)；

其中，所述周向通道(12)在转子(1)的至少部分内壁(11)上延伸；

其中，所述周向通道(12)位于油泵(6)上部与旋转轴(3)下部区域(31)之间的中间位置；并且

其中，所述周向通道(12)和径向通道(13)携载用于冷却转子(1)和定子(2)的上部的油。

8.根据权利要求7所述的用于输送润滑油的系统，其特征在于，所述径向通道(13)出口内接一圆，所述圆的直径大于容纳在所述压缩机机体(4)中的旋转轴(13)的外径。

9.根据权利要求7所述的用于输送润滑油的系统，其特征在于，在所述径向通道(13)的入口和所述周向通道(12)的外径之间存在部分并置。

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