CN116816682A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机，其包括适于对流体进行压缩的压缩机构和用于将所述压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的消音隔板，所述消音隔板包括安装孔和安装在所述安装孔中的插入件，经过所述压缩机构压缩的流体经由所述插入件的通道而排出至所述高压侧进而排出至所述压缩机的外部，所述插入件与所述安装孔过盈配合而具有过盈配合部，并且，在所述消音隔板的与所述过盈配合部相邻的部分处设置有相对于所述消音隔板的其余部分朝向高压侧方向突出的凸起部段。本发明提供了在消音构造和安全可靠性方面改进的压缩机。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机，特别地，本发明还涉及在消音构造和安全可靠性方面改进的压缩机。

背景技术

本部分的内容仅提供了与本发明相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

在压缩机领域中，例如涡旋压缩机属于容积式压缩的压缩机械。涡旋压缩机的压缩机构通常包括定涡旋部件和动涡旋部件。定涡旋部件和动涡旋部件的叶片彼此啮合从而对工作流体(例如，制冷剂)进行压缩。通常，工作流体从吸气口引入压缩机构以后，通过定涡旋部件和动涡旋部件的运动来实现对工作流体的压缩，并且压缩后的高压气体通过排放口排出。

压缩机还包括用于将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板，通常在隔板的通孔中设置有插入件，经过压缩机构压缩的流体经由该插入件的通道排出至高压侧(排放空间)进而排出至压缩机的外部。在该消音构造中，插入件与隔板的通孔过盈配合安装，以产生用于克服关闭力(即，插入件所承受的基于高压侧与低压侧之间的压差的气体力)的保持力。高压侧与低压侧之间的压差对插入件有向下施力的趋势，使得隔板的与插入件过盈配合的通孔部分扩大，导致对插入件的保持力随着压差的增大而减小，隔板的保持安全系数(保持力/关闭力)和压缩机的运行可靠性降低。现有技术中的压缩机的消音构造的消音隔板保持安全系数是较低的并且通常低于生产安全消音隔板保持安全系数1.8。

此外，相关技术的压缩机的消音构造意图通过增大插入件与隔板之间的过盈配合以增加保持力，然而这受到隔板的屈服强度的限制，同时也增大了压缩机失效的风险。

因此，现有技术的压缩机存在对消音构造和安全可靠性进一步改进的需求。

发明内容

本发明通过在消音隔板的插入件与安装孔过盈配合的过盈配合部的相邻部分处设置凸起部段以提供一种具有改进的消音构造和安全可靠性的压缩机。

本发明提供了一种压缩机，所述压缩机包括适于对流体进行压缩的压缩机构和用于将所述压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的消音隔板，所述消音隔板包括安装孔和安装在所述安装孔中的插入件，经过所述压缩机构压缩的流体经由所述插入件的通道而排出至所述高压侧进而排出至所述压缩机的外部，所述插入件与所述安装孔过盈配合而具有过盈配合部，并且，在所述消音隔板的与所述过盈配合部相邻的部分处设置有相对于所述消音隔板的其余部分朝向高压侧方向突出的凸起部段。

有利地，所述安装孔设置在所述凸起部段处。

有利地，所述消音隔板呈大致截头圆锥筒形，所述安装孔设置在所述消音隔板的中央处，并且所述消音隔板还包括主倾斜部段。

有利地，所述主倾斜部段的锥度角ɑ大于10°并且小于60°。

有利地，所述消音隔板还包括所述主倾斜部段与所述凸起部段之间的过渡圆弧部，所述凸起部段相对于所述过渡圆弧部朝向高压侧方向突起，从而具有始于所述过渡圆弧部的切线的突出高度H。

有利地，所述凸起部段与所述主倾斜部段相连，所述凸起部段包括与所述主倾斜部段相连的以更大锥度角倾斜的凸起倾斜部以及从所述凸起倾斜部大致水平延伸的凸起水平部，从而具有始于所述凸起部段与所述主倾斜部段的相连点的突出高度H。

有利地，所述突出高度H大于1mm，并且/或者，所述突出高度H小于所述消音隔板的厚度T的5倍。

有利地，所述凸起部段构造为相连的多个从而成呈多台阶状。

有利地，所述安装孔呈圆孔，所述圆孔的直径D大于50mm。

有利地，所述插入件呈筒形并且具有底壁，所述底壁具有通孔以允许流体经由所述插入件排出至所述高压侧，并且，在所述插入件处设置有用于选择性地打开和关闭所述通孔的止回阀。

有利地，所述消音隔板和所述插入件构造和配合成使得所述插入件相对于所述消音隔板的保持安全系数大于2.0。

有利地，所述压缩机为变频涡旋压缩机。

由此，与现有技术相比，本发明提供了一种在消音构造和安全可靠性方面改进的压缩机。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1示出了相关技术的涡旋压缩机的纵向截面图，其中示出了过盈配合的插入件和消音隔板。

图2示出了根据本发明的第一实施方式的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，消音隔板在消音隔板与插入件的过盈配合部的附近设置有凸起部段，并且消音隔板还具有主倾斜部段和过渡圆弧部。

图3示出了根据本发明的第二实施方式的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，消音隔板在消音隔板与插入件的过盈配合部的附近设置有凸起部段，并且消音隔板还具有主倾斜部段但是不具有过渡圆弧部。

图4示出了根据本发明的第一实施方式的变型的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，凸起部段实施为多个从而呈多台阶状。

图5示出了根据本发明的第二实施方式的变型的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，凸起部段实施为多个从而呈多台阶状。

具体实施方式

下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同或类似的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。

下面将参照图1来描述涡旋压缩机10的基本构造和原理，应当可以理解的是，根据本发明的消音构造对于其他形式的压缩机也是适用的。

如图1所示，涡旋压缩机10包括大致圆筒形的壳体12、设置在壳体12一端的顶盖14以及设置在壳体12另一端的底盖16。圆筒形的壳体12、顶盖14和底盖16形成涡旋压缩机10的外壳。应理解的是，涡旋压缩机10的外壳可以根据具体应用情况而变化，例如，可以是封闭式的或者可以是半封闭式的(例如，省去底盖16)。

在涡旋压缩机(也可简称为“压缩机”)10的外壳内，特别地在顶盖14和壳体12之间可以设置有用于将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板15。隔板15和顶盖14之间构成高压侧，而隔板15、壳体12和底盖16之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入工作流体(例如，制冷剂)的进气接头(未示出)，在高压侧设置有用于排出压缩后的工作流体的排气接头。在压缩机运行时，低温、低压工作流体经由进气接头进入压缩机10的低压侧，经过压缩变为高温、高压工作流体并被排出至高压侧，然后经由排气接头而排出压缩机10。

在压缩机10的外壳内设置有电机20、旋转轴30和压缩机构。电机20由定子和转子构成并且构造成用于驱动旋转轴30旋转。旋转轴30与电机20的转子固定连接。压缩机构包括定涡旋部件80和动涡旋部件70。旋转轴30构造成用于驱动动涡旋部件70相对于定涡旋部件80运动。

压缩机10还包括主轴承座40。主轴承座40固定连接至圆筒形的壳体12并位于壳体12内。主轴承座40构造成(例如可以通过止推板)用于支撑压缩机构，具体地支撑动涡旋部件70。旋转轴30由设置在主轴承座40中的主轴承可转动地支撑。旋转轴30中设置有润滑油通道以便将底盖16处的润滑油供给至各个轴承和压缩机10的其他可动部件。

动涡旋部件70包括端板72、形成在端板一侧的毂部74和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片76。定涡旋部件80包括端板82、形成在端板一侧的螺旋状的叶片86和形成在端板的大致中央位置处的排放口88。其中，该排放口88与向上开口的凹部89连通，而该凹部89又与由顶盖14和隔板15所限定的排放空间(高压侧)90流体连通。在定涡旋部件80中形成有环形凹部92。在该凹部92内布置有浮动密封组件。凹部89、92与浮动密封组件协同限定轴向压力偏压室，该轴向压力偏压室接收通过叶片76、86被压缩的加压流体，以施加轴向偏压力到定涡旋部件80上，从而迫使各叶片76、86的尖端分别与端板72、82的相对的端板表面形成密封接合。

在定涡旋部件80的螺旋叶片86和动涡旋部件70的螺旋叶片76之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。径向最外侧的压缩腔处于吸气压力，径向最内侧的压缩腔处于排气压力。中间的压缩腔处于吸气压力和排气压力之间，从而也被称之为中压腔。

旋转轴30的一端设置有偏心曲柄销36。偏心曲柄销36配装在动涡旋部件70的毂部74内。在偏心曲柄销36和动涡旋部件70的毂部74之间可以设置有卸载衬套。当电机20启动时，旋转轴30的偏心曲柄销36驱动动涡旋部件70的毂部74，使得动涡旋部件70能够相对于定涡旋部件80平动转动(即，动涡旋部件70的中心轴线绕定涡旋部件80的中心轴线运动，但是动涡旋部件70本身不会绕自身的中心轴线旋转)以实现在一系列压缩腔中对工作流体的压缩。上述平动转动通过定涡旋部件70和动涡旋部件80之间设置的十字滑环(未示出)来实现。

接下来仍然结合图1对压缩机的消音构造进行描述。压缩机的消音构造可以包括隔板15和安装在隔板中的插入件200，经过压缩机构(定涡旋部件和动涡旋部件)压缩的流体经由该插入件200的通道排出至高压侧90进而排出至压缩机的外部。插入件200安装在隔板15的通孔中并且与该通孔过盈配合安装，以产生保持力以克服插入件所承受的基于高压侧与低压侧之间的压差的向下气体力。该消音构造的缺点在于：由于高压侧与低压侧之间的压差对于插入件(和插入件上设置的阀构件)有向下施力的趋势，使得隔板15的与插入件200过盈配合的通孔部分扩大，导致对插入件200的保持力随着压差的增大而减小，使得消音隔板保持安全系数和压缩机的运行可靠性降低。

现在结合图2对根据本发明的实施方式的涡旋压缩机的消音构造进行描述，除消音构造外，其他具有相同标记的部件指示相同的部件。

图2示出了根据本发明的第一实施方式的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，消音隔板在消音隔板与插入件的过盈配合部的附近设置有凸起部，并且消音隔板还具有主倾斜部段和过渡圆弧部。在图2中，根据本发明的涡旋压缩机的消音隔板150用于将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧，并且消音隔板150包括安装孔151和安装在安装孔中的插入件152，经过压缩机构压缩的流体经由插入件152的通道而排出至高压侧进而排出至压缩机的外部，插入件152与安装孔151过盈配合而具有过盈配合部，并且，在消音隔板150的与过盈配合部相邻的部分处设置有相对于消音隔板的其余部分朝向高压侧方向突出的凸起部段153。安装孔151可以设置在凸起部段153处。

根据本发明的在上述消音隔板的插入件与安装孔过盈配合部分的相邻的部分处设置相对于其余部分朝向高压侧方向突出的凸起部段，使得随着压差增大，安装孔部分收缩，进而使得对插入件的保持力随着压差的增大而增大，提高消音隔板保持安全系数和压缩机的运行安全可靠性。

再参见图2对消音隔板的具体构造进行描述，消音隔板150可以呈大致截头圆锥筒形，安装孔151可以设置在消音隔板的中央处，并且消音隔板还包括主倾斜部段154和在主倾斜部段154与凸起部段153之间的过渡圆弧部155，凸起部段153相对于过渡圆弧部155朝向高压侧方向突起，从而具有始于过渡圆弧部的切线的突出高度H。

在该实施方式的一个方面中，该突出高度H可以大于1mm，并且/或者，该突出高度H可以小于消音隔板的厚度T的5倍，有利地，该厚度T可以选择过渡圆弧部处的厚度，或者消音隔板的平均厚度。

其中，安装孔151可以呈圆孔，通常来说，例如，在压缩机处于大排量时，更大的圆孔直径可以有利于降低排气压差以满足压缩系统稳定和安全要求。然而，较大的圆孔直径可能导致消音构造安全系数的降低，因为在较大的圆孔直径的情况下，高低压差作用的面积差较大，使得对例如插入件的向下的气体力更大，导致插入件松动。对此，本发明的包括“凸起”特征的技术方案，可以实现这两者的平衡，即，在保证规定的消音构造安全系数的情况下以更大的圆孔直径范围实现降低排气压差满足系统稳定和安全要求。在实施方式的一个方面中，该圆孔的直径D可以大于66mm，在实施方式的另一个方面中，该圆孔的直径D可以大于50mm。

在该实施方式的一个方面中，主倾斜部段154的锥度角ɑ可以大于10°并且小于60°。

在根据本发明的第一实施方式的有利方面，凸起部段可以构造为相连的多个从而成呈多台阶状。图4示出了根据本发明的第一实施方式的变型的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，消音隔板150”的凸起部段153可以构造为相连的多个从而成呈多台阶状。

对于空间设计方面来说，将消音隔板的起始角度设计的大一点，可以减少消音隔板与顶盖或壳体的焊接应力，但角度太大，会导致消音隔板与压缩机构(动涡旋和静涡旋)之间的间隙太大而浪费空间，然而，根据本发明的呈多台阶状的凸起部段，在实现消音隔板相对于壳体的大的起始角度的同时不会导致消音隔板与压缩机构之间大的间隙。

接下来结合图3对根据本发明的另一实施方式的涡旋压缩机的消音构造进行描述，图3示出了根据本发明的第二实施方式的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，消音隔板150’在消音隔板与插入件的过盈配合部的附近设置有凸起部段，并且消音隔板还具有主倾斜部段，但是与第一实施方式不同的是，第二实施方式的消音隔板不具有过渡圆弧部。从压缩机的纵向剖视截面来看，凸起部段153与主倾斜部段154相连，凸起部段153包括与主倾斜部段154相连的以更大锥度角倾斜的凸起倾斜部153a以及从凸起倾斜部大致水平延伸的凸起水平部153b，从而具有始于凸起部段153与主倾斜部段154的相连点的突出高度H。在一个方面中，该突出高度H可以大于1mm，并且/或者，突出高度H小于消音隔板的厚度T的5倍。

在根据本发明的第二实施方式的有利方面，凸起部段可以构造为相连的多个从而成呈多台阶状。图5示出了根据本发明的第二实施方式的变型的涡旋压缩机的消音隔板及其相关部件的纵向截面图，其中，消音隔板150”’的凸起部段153可以构造为相连的多个从而成呈多台阶状。与上述实施方式类似地，根据本发明的呈多台阶状的凸起部段，在实现消音隔板相对于壳体的大的起始角度的同时不会导致消音隔板与压缩机构之间大的间隙。

根据本发明的实施方式的一个方面，参见图2和图3，插入件152可以呈筒形并且具有底壁，底壁具有通孔以允许流体经由插入件排出至高压侧，并且，在插入件152处设置有用于选择性地打开和关闭通孔的止回阀160。一般而言，在插入件设置有止回阀的情况下，特别是在止回阀关闭的时候，可能会导致消音构造安全系数的降低，因为止回阀关闭时使得高低压差作用的面积差较大，使得对例如插入件的向下的气体力更大，导致插入件松动。对此，本发明的包括“凸起”特征的技术方案可以在保证规定的消音构造安全系数的情况下适用实现通断功能的止回阀。此时的关闭力可以为插入件和止回阀作为整体所承受的基于高压侧与低压侧之间的压差的气体力。也就是说，消音隔板的保持安全系数可以为保持力与插入件和止回阀作为整体所承受的基于高压侧与低压侧之间的压差的气体力的比值。

有利地，相对于现有技术的消音隔板保持安全系数通常为1.1，根据本发明的消音隔板和插入件可以构造和配合成(例如在低压腔压力与高压腔压力之间的最大的压差工况下，并且，消音隔板应力在屈服强度314MPa以下)使得插入件相对于消音隔板的保持安全系数大于2.0。在一个实施方式中，该保持安全系数可以为2.2。

在根据本发明的实施方式的又一个有利方面中，压缩机可以为变频涡旋压缩机。

尽管在此已详细描述了本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于在此详细描述和示出的具体结构，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明要求保护的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种压缩机(10)，所述压缩机包括适于对流体进行压缩的压缩机构和用于将所述压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的消音隔板(150，150’，150”，150”’)，所述消音隔板包括安装孔(151)和安装在所述安装孔中的插入件(152)，经过所述压缩机构压缩的流体经由所述插入件的通道而排出至所述高压侧进而排出至所述压缩机的外部，

其特征在于，所述插入件与所述安装孔过盈配合而具有过盈配合部，并且，在所述消音隔板的与所述过盈配合部相邻的部分处设置有相对于所述消音隔板的其余部分朝向高压侧方向突出的凸起部段(153)。

2.根据权利要求1所述的压缩机(10)，其中，所述安装孔(151)设置在所述凸起部段(153)处。

3.根据权利要求1所述的压缩机(10)，其中，所述消音隔板(150，150’)呈大致截头圆锥筒形，所述安装孔设置在所述消音隔板的中央处，并且所述消音隔板还包括主倾斜部段(154)。

4.根据权利要求3所述的压缩机(10)，其中，所述主倾斜部段的锥度角ɑ大于10°并且小于60°。

5.根据权利要求3所述的压缩机(10)，其中，所述消音隔板还包括所述主倾斜部段(154)与所述凸起部段(153)之间的过渡圆弧部(155)，所述凸起部段相对于所述过渡圆弧部朝向高压侧方向突起，从而具有始于所述过渡圆弧部的切线的突出高度H。

6.根据权利要求3所述的压缩机(10)，其中，所述凸起部段(153)与所述主倾斜部段(154)相连，所述凸起部段(153)包括与所述主倾斜部段相连的以更大锥度角倾斜的凸起倾斜部(153a)以及从所述凸起倾斜部大致水平延伸的凸起水平部(153b)，从而具有始于所述凸起部段与所述主倾斜部段的相连点的突出高度H。

7.根据权利要求5或6所述的压缩机(10)，其中，所述突出高度H大于1mm，并且/或者，所述突出高度H小于所述消音隔板的厚度T的5倍。

8.根据权利要求5或6所述的压缩机(10)，其中，所述凸起部段(153)构造为相连的多个从而成呈多台阶状。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机(10)，其中，所述安装孔呈圆孔，所述圆孔的直径D大于50mm。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机(10)，其中，所述插入件呈筒形并且具有底壁，所述底壁具有通孔以允许流体经由所述插入件排出至所述高压侧，并且，在所述插入件处设置有用于选择性地打开和关闭所述通孔的止回阀(160)。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机(10)，其中，所述消音隔板和所述插入件构造和配合成使得所述插入件相对于所述消音隔板的保持安全系数大于2.0。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机(10)，其中，所述压缩机为变频涡旋压缩机。