CN115479026A - 泵体组件和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种泵体组件和涡旋压缩机。该泵体组件包括经导气通道连通的压缩腔和背压腔，所述压缩腔至少包括第一压缩腔和第二压缩腔，所述第一压缩腔的气体压力大于所述第二压缩腔的气体压力；所述泵体组件还包括有设在所述背压腔中的分隔件，所述分隔件将所述背压腔分隔为至少两个气压不同的低压腔和高压腔；所述第一压缩腔与所述高压腔位置对应且连通，所述第二压缩腔与所述低压腔位置对应且连通。本申请在背压腔中设置分隔件，使得背压腔存在相对独立具有不同气压的两个腔室，实现背压腔里出现不同的轴向作用力，达到与不同压缩腔的轴向平衡，降低动涡旋盘的倾覆力矩，优化动定两个涡盘的端面磨损，提高高速化可靠性。

Description

泵体组件和涡旋压缩机

技术领域

本申请属于涡旋压缩机技术领域，具体涉及一种泵体组件和涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，压缩部件由动涡旋盘和定涡旋盘组成，压缩过程中利用动、定涡旋盘的相对公转运动形成封闭容积的连续变化，实现压缩气体的目的。因动定涡旋盘啮合时形成的封闭腔具有一定的气体压力，故在压缩时动涡旋盘会承受一个与定涡旋盘方向相反的轴向气体力。为了增加轴承寿命，减少轴向力对高速运转中的轴承的损害，并减少因轴向力不平衡导致的涡旋盘磨损和压缩室内泄露问题，采用一种能平衡动涡旋盘轴向气体力的结构设计显得尤为必要。

现有涡旋压缩机设计大多数采用背压室结构，通过在动涡旋盘的背面，设置上支架、轴封等零部件，在动涡旋盘的背面形成一个密闭腔室，将处于吸气压力和排气之间的中间压力制冷剂引入至此密闭腔室内，因气体压力的存在，对动涡旋盘产生一个朝向定涡旋盘的轴向推力，以此来平衡由压缩腔产生的轴向气体力。

常规的背压室结构，密闭腔室产生的作用力为360°方向均相同，但是由于两个涡旋盘形成压缩腔产生的压力在周向上是不均等，具体为吸气端的压缩腔压力较小，压缩端的压缩腔压力较大；这种受力的不均等，会对动涡旋盘产生了倾覆力矩，导致涡旋压缩机工作时两个涡旋盘产生偏磨，超高速运转时尤其严重。

现有技术中有分体式静涡盘结构，通过降低吸气口处悬空面积，通过面积差产生的推力差达到倾覆力矩平衡，消除动定两个涡盘的偏磨现象。但此结构降低吸气腔面积，在压缩机超高速运转时吸气量不足，会导致性能下降。

发明内容

因此，本申请提供一种泵体组件和涡旋压缩机，能够解决现有技术中分体式静涡盘结构会降低吸气腔面积，在压缩机超高速运转时吸气量不足，会导致性能下降的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种泵体组件，包括经导气通道连通的压缩腔和背压腔，

所述压缩腔至少包括第一压缩腔和第二压缩腔，所述第一压缩腔的气体压力大于所述第二压缩腔的气体压力；

所述泵体组件还包括有设在所述背压腔中的分隔件，所述分隔件将所述背压腔分隔为至少两个气压不同的低压腔和高压腔；

所述第一压缩腔与所述高压腔位置对应且连通，所述第二压缩腔与所述低压腔位置对应且连通。

可选地，所述泵体组件包括依次设置的定涡旋盘、动涡旋盘和上支架，所述定涡旋盘和所述动涡旋盘围成所述第一压缩腔和所述第二压缩腔；所述动涡旋盘和所述上支架围成所述背压腔；所述分隔件的两侧均为密封抵接于所述动涡旋盘和所述上支架，所述分隔件部分外壁与所述背压腔的内壁密封接触，对所述背压腔形成分隔。

可选地，所述分隔件包括十字滑环，所述十字滑环包括有环体；所述低压腔和所述高压腔均位于所述环体外周。

可选地，所述上支架靠近所述动涡旋盘的一侧上设有凹槽，所述动涡旋盘和所述十字滑环重叠式设于所述凹槽中；所述凹槽的侧壁上设有键槽，所述十字滑环还包括有滑键，所述滑键密封设于所述键槽中，所述低压腔和所述高压腔分设于所述滑键的两侧。

可选地，所述滑键的侧壁与所述键槽的侧壁设为密封滑动配合。

可选地，所述导气通道设有至少两条，所述第一压缩腔经部分所述导气通道与所述高压腔连通，所述第二压缩腔经另一部分所述导气通道与所述低压腔连通。

可选地，所述导气通道的一段设于所述定涡旋盘中，另一段设于所述上支架中。

根据本申请的另一方面，提供了一种涡旋压缩机，包括如上所述的泵体组件。

本申请提供的一种泵体组件，包括经导气通道连通的压缩腔和背压腔，所述压缩腔至少包括第一压缩腔和第二压缩腔，所述第一压缩腔的气体压力大于所述第二压缩腔的气体压力；所述泵体组件还包括有设在所述背压腔中的分隔件，所述分隔件将所述背压腔分隔为至少两个气压不同的低压腔和高压腔；所述第一压缩腔与所述高压腔位置对应且连通，所述第二压缩腔与所述低压腔位置对应且连通。

本申请在背压腔中设置分隔件，使得背压腔存在相对独立具有不同气压的两个腔室，实现背压腔里出现不同的轴向作用力，达到与不同压缩腔的轴向平衡，降低动涡旋盘的倾覆力矩，优化动定两个涡盘的端面磨损，提高高速化可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例的泵体组件的结构示意图；

图2为本申请实施例的压缩腔的剖视结构图；

图3为本申请实施例的第二压缩腔的导流剖视图；

图4为本申请实施例的第一压缩腔的导流剖视图；

图5为传统涡旋压缩机中动涡旋盘倾覆力矩的受力图；

图6为本申请实施例的动涡旋盘的受力图；

图7为本申请实施例的运行的原理示意图。

附图标记表示为：

1、上支架；11、键槽；2、动涡旋盘；21、第一压缩腔；22、第二压缩腔；231、高压导气道；232、低压导气道；3、十字滑环；31、滑键；4、定涡旋盘；5、壳体；6、曲轴；7、上盖；8、高压腔；9、低压腔。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合参见图1至图7所示，根据本申请的实施例，一种泵体组件，包括经导气通道23连通的压缩腔和背压腔，

所述压缩腔至少包括第一压缩腔21和第二压缩腔22，所述第一压缩腔21的气体压力大于所述第二压缩腔22的气体压力；

所述泵体组件还包括有设在所述背压腔中的分隔件，所述分隔件将所述背压腔分隔为至少两个气压不同的低压腔9和高压腔8；

所述第一压缩腔21与所述高压腔8位置对应且连通，所述第二压缩腔22与所述低压腔9位置对应且连通。

本申请在背压腔中设置分隔件，使得背压腔存在相对独立具有不同气压的两个腔室，实现背压腔里出现不同的轴向作用力，达到与不同压缩腔的轴向平衡，降低动涡旋盘2的倾覆力矩，优化动定两个涡盘的端面磨损，提高高速化可靠性。

压缩腔包括不同气体压力的第一压缩腔21和第二压缩腔22，能分别向高压腔8和低压腔9提供气压，在第一压缩腔21与高压腔8位置对应，以及第二压缩腔22与低压腔9位置对应时，使得相互平衡，不会产生倾覆力矩。

如图5所示，传统泵体组件的结构中，动涡旋盘2底部受到的背压力均等，均为F1；动涡旋盘2顶部受到的压缩腔压力受高低压腔9的影响，受力分别为低压力F3和高压力F4；上下受力不平衡对动涡旋盘2产生绕水平方向的不平衡力矩，导致动涡旋盘2倾覆，最终导致动涡旋盘2与定涡旋盘4接触受力较大的表面产生磨损，速度越高磨损加剧。

而本申请受力情况，如图6和7所示，动涡旋盘2顶部受到的压缩腔压力受高低压腔9的影响，受力分别为低压力F3和高压力F4；动涡旋盘2底部受到的背压力是不均等，与低压力F3对应的为低压腔9，提供F1作用力，而与高压力F4对应的是高压腔8，提供F2的作用力，其中F2大于F1，这样就不会出现上下受力不平衡对动涡旋盘2产生绕水平方向的不平衡力矩。

在一些实施例中，所述泵体组件包括依次设置的定涡旋盘4、动涡旋盘2和上支架1，所述定涡旋盘4和所述动涡旋盘2围成所述第一压缩腔21和所述第二压缩腔22；所述动涡旋盘2和所述上支架1围成所述背压腔；所述分隔件的两侧均为密封抵接于所述动涡旋盘2和所述上支架1，所述分隔件部分外壁与所述背压腔的内壁密封接触，对所述背压腔形成分隔。

通过定涡旋盘4、动涡旋盘2和上支架1围成设于动涡旋盘2两侧的压缩腔和背压腔，结合分隔件两侧和外壁的密封设置，使得背压腔完成低压腔9和高压腔8的分隔设置；同时定涡旋盘4和动涡旋盘2围成的压缩腔本身，存在不同的小腔室，即可构成第一压缩腔21和第二压缩腔22。

更为优选地，所述分隔件包括十字滑环3，所述十字滑环3包括有环体；所述低压腔9和所述高压腔8均位于所述环体外周。

传统十字滑环3本身是设在动涡旋盘2和上支架1之间，能够限定动涡旋盘2的转动，但常规结构中，十字滑环3只是在背压腔中滑动，没有密封作用。本申请将十字滑环3调整为轴向两端面均为密封滑动，使得十字滑环3的外周上存在两个不同压力区域：低压腔9和高压腔8，能够实现降低动涡旋盘2的倾覆力矩，优化动定两个涡盘的端面磨损。

在一些实施例中，所述上支架1靠近所述动涡旋盘2的一侧上设有凹槽，所述动涡旋盘2和所述十字滑环3重叠式设于所述凹槽中；所述凹槽的侧壁上设有键槽11，所述十字滑环3还包括有滑键31，所述滑键31密封设于所述键槽11中，所述低压腔9和所述高压腔8分设于所述滑键31的两侧。优选地，所述滑键31的侧壁与所述键槽11的侧壁设为密封滑动配合。

十字滑环3在背压腔中的具体设置结构，可采用上支架1的凹槽侧壁设置键槽11，十字滑环3的滑键31侧面与键槽11的侧面为密封滑动配合，这样滑键31的两侧即可构成低压腔9和高压腔8。

十字滑环3的一端面与上支架1上表面，十字滑环3侧面与上支架1键槽11，十字滑环3的另一端面与动涡旋盘2底面均为密封滑动配合，把背压腔分割成高压腔8、低压腔9与内腔，内腔是指环内区域，本申请仅利用高压腔8与低压腔9。十字滑环3只在水平方向进行平动的同时，时刻保持密封状态，保证背压腔各个腔体的隔断。

在一些实施例中，所述导气通道设有至少两条：高压导气道231和低压导气道232，所述第一压缩腔21经部分所述导气通道与所述高压腔8连通，所述第二压缩腔22经另一部分所述导气通道与所述低压腔9连通。可选地，所述导气通道的一段设于所述定涡旋盘4中，另一段设于所述上支架1中。

上述的第一压缩腔21是经高压导气道231与所述高压腔8连通，第二压缩腔22经低压导气道232与所述低压腔9连通。对于导气通道的具体设置，可采用分段设置，一段设于所述定涡旋盘4中，另一段设于所述上支架1中，制作简单，同时减轻设备重量和减少耗材的使用。

根据本申请的另一方面，提供了一种涡旋压缩机，包括如上所述的泵体组件。

本申请可直接采用在涡旋压缩机上的十字滑环3，作为背压腔的分离件，把上支架1和动涡旋盘2之间的背压腔分隔成高低两个腔体，再利用从动定两个涡盘的压缩腔分别引入高低压力，实现背压腔的压力与压缩腔的压力达到轴向平衡，降低动涡旋盘2的倾覆力矩，优化动定两个涡盘的端面磨损，提高高速化可靠性。

在涡旋压缩机的壳体5和上盖7围成的空腔内，泵体组件主要由上支架1、十字滑环3、动涡旋盘2、定涡旋盘4组成。十字滑环3的轴向两端面分别与上支架1背压腔表面及动涡旋盘2底面密封接触，把背压腔分割成高压腔8与低压腔9。背压腔的压力分别来自于动定两个涡盘压缩腔，动涡旋盘2与定涡旋盘4压缩形成的第一压缩腔21，即高压腔8通过上支架1上的高压导气道231把压力引入背压腔的高压腔8；动涡旋盘2与定涡旋盘4压缩形成的第二压缩腔22，即低压腔9通过上支架1上的低压导气道232把压力引入背压腔的低压腔9。其中，第一压缩腔21位置对应的动涡旋盘2底部的高压腔8，第二压缩腔22位置对应的动涡旋盘2底部的低压腔9，通过动涡旋盘2底部不同的背压对应相应的压缩腔高低压来达到动涡旋盘2内外表面的受力平衡，降低不平衡力产生的动涡旋盘2倾覆力矩。

在定涡旋盘4齿底面对应高压腔8处开孔，与定涡旋盘4上的水平高压通道连通，再向下连接定涡旋盘4高压孔、动涡旋盘2高压孔，进入动涡旋盘2底面的高压腔8，形成高背压；定涡旋盘4齿底面对应低压腔9处开孔，与定涡旋盘4上的水平低压通道连通，再向下连接定涡旋盘4低压孔、动涡旋盘2低压孔，进入动涡旋盘2底面的低压腔9，形成低背压。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种泵体组件，包括经导气通道(23)连通的压缩腔和背压腔，其特征在于，

所述压缩腔至少包括第一压缩腔(21)和第二压缩腔(22)，所述第一压缩腔(21)的气体压力大于所述第二压缩腔(22)的气体压力；

所述泵体组件还包括有设在所述背压腔中的分隔件，所述分隔件将所述背压腔分隔为至少两个气压不同的低压腔(9)和高压腔(8)；

所述第一压缩腔(21)与所述高压腔(8)位置对应且连通，所述第二压缩腔(22)与所述低压腔(9)位置对应且连通。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述泵体组件包括依次设置的定涡旋盘(4)、动涡旋盘(2)和上支架(1)，所述定涡旋盘(4)和所述动涡旋盘(2)围成所述第一压缩腔(21)和所述第二压缩腔(22)；所述动涡旋盘(2)和所述上支架(1)围成所述背压腔；所述分隔件的两侧均为密封抵接于所述动涡旋盘(2)和所述上支架(1)，所述分隔件部分外壁与所述背压腔的内壁密封接触，对所述背压腔形成分隔。

3.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述分隔件包括十字滑环(3)，所述十字滑环(3)包括有环体；所述低压腔(9)和所述高压腔(8)均位于所述环体外周。

4.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，所述上支架(1)靠近所述动涡旋盘(2)的一侧上设有凹槽，所述动涡旋盘(2)和所述十字滑环(3)重叠式设于所述凹槽中；所述凹槽的侧壁上设有键槽(11)，所述十字滑环(3)还包括有滑键(31)，所述滑键(31)密封设于所述键槽(11)中，所述低压腔(9)和所述高压腔(8)分设于所述滑键(31)的两侧。

5.根据权利要求4所述的泵体组件，其特征在于，所述滑键(31)的侧壁与所述键槽(11)的侧壁设为密封滑动配合。

6.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导气通道设有至少两条，所述第一压缩腔(21)经部分所述导气通道与所述高压腔(8)连通，所述第二压缩腔(22)经另一部分所述导气通道与所述低压腔(9)连通。

7.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述导气通道的一段设于所述定涡旋盘(4)中，另一段设于所述上支架(1)中。

8.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的泵体组件。

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