CN116123093A - 动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机 - Google Patents

动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机，其中的动涡盘组件，包括动涡盘，动涡盘包括基板以及分别连接在基板两侧的涡旋齿和安装座，涡旋齿围合的空间形成压缩腔室，安装座具有安装腔室，基板内构造有滑槽，滑槽内设置有滑动件，基板上还构造有入口和出口，入口的一端与压缩腔室或者安装腔室连通，另一端与滑槽连通，在动涡盘组件组装于压缩机内后，出口与背压腔连通，滑动件具有封堵出口的封堵位置和连通出口与滑槽的连通位置。根据本发明，相比现有技术在压缩机内部设置相关调节结构或者阀结构来调节动涡盘的背压力，本申请通过对动涡盘的基板进行简单改造，只在增加少量简单部件的前提下，即可实现对动涡盘背压力的有效调节。

Description

动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机
技术领域
本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机高转速运行时，由于离心力的存在，泵体倾覆力矩会大幅度增大，带来泄漏风险的同时增加压缩机磨损风险，对压缩机性能造成不利影响。为了解决此问题，需要在压缩机运行过程中对动涡盘的背压力进行调节。目前，动涡盘背压力的调节有多种方法，第一种方法是通过排出腔与吸入腔之间的压差动态地调节从排出腔到背压腔的流体流量，使得涡旋压缩机以较低的排出压力和较高的排出压力工作时均能获得期望背压，可有效提高涡旋压缩机性能；第二种方法是通过在动涡盘及静涡盘上均固定磁路铁芯，同时设置多组励磁结构，借助电磁力抵消动、静涡盘间气体力，进而使得泵体背压均保持在较小波动范围，提升高频工况下涡旋压缩机性能；第三种方法是在涡旋压缩机内部设置容量自动控制结构以及相关阀结构，以使涡旋压缩机的背压控制在合理范围，提升涡旋压缩机高频运行工况下性能。以上三种方法均需在涡旋压缩机内部设置相关调节结构或者阀结构，使得压缩机的设计变得复杂，且压缩机成本显著提高。
发明内容
因此，本发明提供一种动涡盘组件，能够克服在涡旋压缩机的运行过程中，为了调节动涡盘的背压力，需要在压缩机内部设置相关调节结构或者阀结构，使得压缩机的设计比较复杂的不足。
为了解决上述问题，本发明提供一种动涡盘组件，包括：动涡盘，所述动涡盘包括基板以及分别连接在所述基板两侧的涡旋齿和安装座，所述涡旋齿围合的空间形成压缩腔室，所述安装座具有安装腔室，所述基板内构造有滑槽，所述滑槽内设置有可滑动的滑动件，所述基板上还构造有入口和出口，所述入口的一端与所述压缩腔室或者安装腔室连通，所述入口的另一端与所述滑槽连通，所述出口对应所述滑槽设置且背向所述涡旋齿，在所述动涡盘组件组装于压缩机内后，所述出口与背压腔连通，所述滑动件具有封堵所述出口的封堵位置和连通所述出口与滑槽的连通位置，且所述滑动件在离心力的作用下能够由所述封堵位置切换至所述连通位置。
在一些实施方式中，所述滑槽具有处于所述基板外圆周面上的开口，所述滑动件与所述滑槽相匹配，所述滑槽内还设置有弹性部件，所述弹性部件被配置为向所述滑动件施加弹性力，所述滑动件在所述离心力和弹性力的共同作用下实现在所述封堵位置和连通位置之间的切换。
在一些实施方式中，所述滑槽内还安装有封堵所述开口的封堵件，沿所述基板的径向，所述封堵件处于所述滑动件的外侧，所述弹性部件连接在所述封堵件上，且所述弹性部件被夹持于所述封堵件和滑动件之间。
在一些实施方式中，所述弹性部件的一端与所述滑动件连接，所述弹性部件的另一端与所述滑槽的侧壁连接，且所述弹性部件处于所述滑动件与所述入口之间。
在一些实施方式中，所述滑动件上套设有用于防止气体泄漏的密封件。
在一些实施方式中，所述滑动件上构造有凹槽，所述密封件限位在所述凹槽内。
在一些实施方式中，所述入口与所述滑槽之间通过操作孔连通，且所述操作孔的横截面积小于所述滑槽的横截面积。
在一些实施方式中，所述基板上构造有贯穿所述基板轴向的通孔，所述通孔与所述背压腔连通，且所述通孔处于所述涡旋齿的外侧。
本发明还提供一种涡旋压缩机，包括上述的动涡盘组件。
本发明提供一种动涡盘组件及具有其的涡旋压缩机，在压缩机低转速运行时，泵体倾覆力矩较小，动涡盘不需要较大的背压力，此时滑动件所受到的离心力较小，滑动件处于封堵位置，压缩腔室或者安装腔室内的高压气体不会进入背压腔内；当压缩机高转速运行时，在较大的离心力的作用下，滑动件被甩至连通位置，则出口与滑槽连通，压缩腔室或者安装腔室内的高压气体依次通过入口、滑槽和出口进入背压腔内，此时动涡盘的背压力增大，泵体倾覆程度大幅降低，密封性能改善，磨损风险降低，压缩机高速运行性能提高。相比现有技术在压缩机内部设置相关调节结构或者阀结构来调节动涡盘的背压力，本申请通过对动涡盘的基板进行简单改造，只在增加少量简单部件的前提下，即可实现对动涡盘背压力的有效调节。
附图说明
图1为本发明实施例一的动涡盘组件处于状态一的剖示图；
图2为本发明实施例一的动涡盘组件处于状态二的剖示图；
图3为本发明实施例二的动涡盘组件处于状态一的剖示图；
图4为本发明实施例的动涡盘组件的动涡盘的剖示图；
图5为本发明实施例的动涡盘组件的动涡盘的剖示图；
图6为本发明实施例的动涡盘组件的动涡盘的结构示意图；
图7为本发明实施例的动涡盘组件的滑动件的结构示意图；
图8为本发明实施例的动涡盘组件的密封件的结构示意图；
图9为本发明实施例的动涡盘组件的封堵件和弹性部件的结构示意图；
图10为本发明实施例的涡旋压缩机的剖示图。
附图标记表示为：
1、压缩腔室；2、安装腔室；3、动涡盘；31、基板；32、涡旋齿；33、安装座；4、滑槽；5、滑动件；6、入口；7、出口；8、弹性部件；9、封堵件；10、密封件；11、凹槽；12、操作孔；13、通孔；14、壳体；15、静涡盘；16、上支架；17、主轴承；18、定子；19、曲轴；20、副轴承；21、下盖；22、十字滑环；23、上盖；24、背压腔。
具体实施方式
结合参见图1至图10所示，根据本发明的实施例，提供一种动涡盘组件，包括：动涡盘3，动涡盘3包括基板31以及分别连接在基板31两侧的涡旋齿32和安装座33，涡旋齿32围合的空间形成压缩腔室1，安装座33具有安装腔室2，基板31内构造有滑槽4，滑槽4内设置有可滑动的滑动件5，基板31上还构造有入口6和出口7，入口6的一端与压缩腔室1或者安装腔室2连通，入口6的另一端与滑槽4连通，出口7对应滑槽4设置且背向涡旋齿32，在动涡盘组件组装于压缩机内后，出口7与背压腔24连通，滑动件5具有封堵出口7的封堵位置和连通出口7与滑槽4的连通位置，且滑动件5在离心力的作用下能够由封堵位置切换至连通位置。该技术方案中，涡旋压缩机的泵体主要由静涡盘15和动涡盘3组成，静涡盘15和动涡盘3相位角相差180度对置安装在上支架16上，动涡盘3在曲轴19的驱动作用下，与静涡盘15相互啮合形成一系列相互隔离且容积逐渐变化的月牙形压缩腔室1，动涡盘3的涡旋齿32围合的空间只是压缩腔室1的一部分。同时，动涡盘3具有轴向柔性即在动涡盘3和上支架16之间有介于吸气压力和排气压力间的中间压力的背压腔24，如图10所示。基板31上的入口6靠近压缩腔室1或者安装腔室2的高压区，基板31上的出口7在曲轴19的转速达到预设值后会连通背压腔24与滑槽4。在压缩机的运行过程中，背压腔24内的气压用来保证动涡盘3浮动贴合静涡盘15，从而保证动、静涡盘间的轴向密封并防止倾覆。在涡旋压缩机低转速运行时，泵体倾覆力矩较小，动涡盘3不需要较大的背压力，此时滑动件5所受到的离心力较小，滑动件5处于封堵位置，压缩腔室1或者安装腔室2内的高压气体不会进入背压腔24内；当涡旋压缩机高转速运行时，在较大的离心力的作用下，滑动件5被甩至连通位置，则出口7与滑槽4连通，压缩腔室1或者安装腔室2内的高压气体依次通过入口6、滑槽4和出口7进入背压腔24内，此时动涡盘3的背压力增大，泵体倾覆程度大幅降低，密封性能改善，磨损风险降低，压缩机高速运行性能提高。相比现有技术在压缩机内部设置相关调节结构或者阀结构来调节动涡盘3的背压力，本申请通过对动涡盘3的基板31进行简单改造，只在增加少量简单部件的前提下，即可实现对动涡盘3背压力的有效调节。其中，泵体压缩后的高压冷媒气体充满整个压缩机的壳体14内，曲轴19的一端虽然安装在安装腔室2内，但曲轴19并没有填满安装腔室2，安装腔室2内仍剩余少量空间，安装腔室2的剩余空间内也充满了压缩后的高压冷媒气体，因此由安装腔室2引入到背压腔24内的气体也为高压气体，且此时的背压力基本等同排气压力，压缩机高速泵体密封及防倾覆效果更加明显。
在本实施例中，由基板31的外圆周面向内开槽从而形成滑槽4，在基板31外圆周面上留下开口，滑动件5自开口处安装进滑槽4内，滑动件5与滑槽4相匹配，这样可以保证滑动件5在滑槽4内滑动的同时，还对滑槽4形成密封，避免气体泄露。滑槽4内还设置有弹性部件8，弹性部件8被配置为向滑动件5施加弹性力，滑动件5在离心力和弹性力的共同作用下实现在封堵位置和连通位置之间的切换，弹性部件8的增设使得滑动件5能够自动复位。
作为实施例一，滑槽4内还安装有封堵开口的封堵件9，沿基板31的径向，封堵件9处于滑动件5的外侧，弹性部件8连接在封堵件9上，且弹性部件8被夹持于封堵件9和滑动件5之间。当压缩机高转速运行时，滑动件5所受的离心力大于弹性部件8的弹力，弹性部件8被压缩，滑动件5移动至连通出口7与滑槽4的连通位置，如图2所示；当压缩机低转速运行时，滑动件5所受的离心力小于弹性部件8的弹力，弹性部件8在自身弹性力的作用下回弹，并将滑动件5推回至封堵出口7的封堵位置，如图1所示。
作为实施例二，弹性部件8的一端与滑动件5连接，弹性部件8的另一端与滑槽4的侧壁连接，且弹性部件8处于滑动件5与入口6之间。当压缩机高转速运行时，滑动件5所受的离心力大于弹性部件8的弹力，弹性部件8被拉伸，滑动件5被甩至连通出口7与滑槽4的连通位置；当压缩机低转速运行时，滑动件5所受的离心力小于弹性部件8的弹力，弹性部件8在自身弹性力的作用下收缩，并将滑动件5拉回至封堵出口7的封堵位置，如图3所示。
结合参见图1至图3所示，滑动件5上套设有用于防止气体泄漏的密封件10，密封件10可以进一步提升滑动件5的密封效果。
结合参见图7和图8所示，滑动件5上构造有凹槽11，密封件10为密封圈，密封圈限位在凹槽11内，这样可以防止密封圈从滑动件5上脱落。
具体的，入口6与滑槽4之间通过操作孔12连通，且操作孔12的横截面积小于滑槽4的横截面积。由于入口6需要和压缩腔室1的高压区或者安装腔室2连通，因此入口6的位置较深，而出口7只是用来的通气的，其横截面积较小，滑动件5只需较短的长度就可以完成对出口7的封堵和使出口7与滑槽4连通。当采用横截面积较小的操作孔12使入口6与滑槽4连通时，可以避免为了使入口6与滑槽4连通，将横截面积较大的滑槽4构造得太长，以免对基板31的结构强度影响较大。
结合参见图6所示，基板31上构造有贯穿基板31轴向的通孔13，通孔13与背压腔24连通，通孔13处于涡旋齿32的外侧，但位于压缩腔室1的低压区内，因此当滑动件5处于封堵位置时，背压腔24内引入的气体为压缩腔室1内的低压冷媒气体，也即背压腔24内的背压力略大于吸气压力。在涡旋压缩机低转速运行时，泵体倾覆力矩较小，此时背压腔24内的低背压力就能防止泵体倾覆。
本发明还提供一种涡旋压缩机，包括上述的动涡盘组件。涡旋压缩机还包括主轴承17、定子18、副轴承20、下盖21、十字滑环22和上盖23等部件，如图10所示。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种动涡盘组件，其特征在于，包括动涡盘(3)，所述动涡盘(3)包括基板(31)以及分别连接在所述基板(31)两侧的涡旋齿(32)和安装座(33)，所述涡旋齿(32)围合的空间形成压缩腔室(1)，所述安装座(33)具有安装腔室(2)，所述基板(31)内构造有滑槽(4)，所述滑槽(4)内设置有可滑动的滑动件(5)，所述基板(31)上还构造有入口(6)和出口(7)，所述入口(6)的一端与所述压缩腔室(1)或者安装腔室(2)连通，所述入口(6)的另一端与所述滑槽(4)连通，所述出口(7)对应所述滑槽(4)设置且背向所述涡旋齿(32)，在所述动涡盘组件组装于压缩机内后，所述出口(7)与背压腔(24)连通，所述滑动件(5)具有封堵所述出口(7)的封堵位置和连通所述出口(7)与滑槽(4)的连通位置，且所述滑动件(5)在离心力的作用下能够由所述封堵位置切换至所述连通位置。
2.根据权利要求1所述的动涡盘组件，其特征在于，所述滑槽(4)具有处于所述基板(31)外圆周面上的开口，所述滑动件(5)与所述滑槽(4)相匹配，所述滑槽(4)内还设置有弹性部件(8)，所述弹性部件(8)被配置为向所述滑动件(5)施加弹性力，所述滑动件(5)在所述离心力和弹性力的共同作用下实现在所述封堵位置和连通位置之间的切换。
3.根据权利要求2所述的动涡盘组件，其特征在于，所述滑槽(4)内还安装有封堵所述开口的封堵件(9)，沿所述基板(31)的径向，所述封堵件(9)处于所述滑动件(5)的外侧，所述弹性部件(8)连接在所述封堵件(9)上，且所述弹性部件(8)被夹持于所述封堵件(9)和滑动件(5)之间。
4.根据权利要求2所述的动涡盘组件，其特征在于，所述弹性部件(8)的一端与所述滑动件(5)连接，所述弹性部件(8)的另一端与所述滑槽(4)的侧壁连接，且所述弹性部件(8)处于所述滑动件(5)与所述入口(6)之间。
5.根据权利要求1所述的动涡盘组件，其特征在于，所述滑动件(5)上套设有用于防止气体泄漏的密封件(10)。
6.根据权利要求5所述的动涡盘组件，其特征在于，所述滑动件(5)上构造有凹槽(11)，所述密封件(10)限位在所述凹槽(11)内。
7.根据权利要求1所述的动涡盘组件，其特征在于，所述入口(6)与所述滑槽(4)之间通过操作孔(12)连通，且所述操作孔(12)的横截面积小于所述滑槽(4)的横截面积。
8.根据权利要求1所述的动涡盘组件，其特征在于，所述基板(31)上构造有贯穿所述基板(31)轴向的通孔(13)，所述通孔(13)与所述背压腔(24)连通，且所述通孔(13)处于所述涡旋齿(32)的外侧。
9.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的动涡盘组件。
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