CN117249081A - 旋转驱动组件以及旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于旋转式压缩机的旋转驱动组件，旋转驱动组件包括转子和由转子带动而旋转的驱动轴，旋转驱动组件还包括安装在转子的轴向端部处的平衡块组件，平衡块组件包括平衡块和平衡块罩，其中，平衡块罩的至少一部分在轴向上位于转子与平衡块之间。本发明还提供了一种旋转式压缩机。根据本发明的旋转驱动组件和旋转式压缩机，不仅结构简单，而且易于生产和安装、成本低廉。

Description

旋转驱动组件以及旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及旋转式压缩机领域，更具体地，涉及一种用于旋转式压缩机的旋转驱动组件。

背景技术

本部分提供了与本发明相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。

旋转式压缩机、例如涡旋压缩机通常通过转子带动驱动轴旋转，并通过驱动轴带动偏心部件以驱动压缩构件，由此对工作流体进行压缩。由于偏心部件转动而产生的离心力或离心力矩会引发压缩机的振动、噪音等问题，通常在旋转部件上、例如在转子上设置平衡块组件以提供反向离心力或离心力矩来平衡偏心部件所产生的不平衡量。平衡块组件可以设置在转子的上方和/或下方，包括平衡块和平衡块罩，平衡块与转子铝柱固定连接，而平衡块罩则需要通过固定构件、例如卡簧固定至驱动轴。

因此，存在平衡块罩固定方式复杂且成本较高的问题。另外，随着大匹数涡旋压缩机的开发，需要更大更重的平衡块来调节压缩机的动平衡，因此还存在平衡块与转子铝锭之间的连接强度不足、容易失效等问题。

发明内容

在本部分中提供本发明的总体概要，而不是本发明完全范围或本发明所有特征的全面公开。

本发明的目的之一是提供一种用于旋转式压缩机的旋转驱动组件，该旋转驱动组件包括转子、驱动轴和平衡块组件，平衡块组件包括平衡块和平衡块罩，通过将平衡块罩设置成于轴向方向上位于转子和平衡块之间，实现了平衡块罩的固定安装而无需额外的固定构件，使得旋转驱动组件的生产和安装更加简单且成本更加低廉。

本发明的另一目的是提供一种用于旋转式压缩机的旋转驱动组件，该旋转驱动组件包括转子、驱动轴和平衡块组件，平衡块组件包括平衡块和平衡块罩，其中平衡块的配重部沿轴向朝向转子的轴向端部凸出，不仅使得平衡块的压装操作更加方便、使得平衡块组件的结构更加紧凑，而还有利于平衡块与平衡块罩共同形成大致圆柱形的外轮廓，从而减少对周边流体(例如油)的搅动并避免由此引起的效率降低。

本发明的又一目的是提供一种用于旋转式压缩机的旋转驱动组件，该旋转驱动组件包括转子、驱动轴和平衡块组件，平衡块组件包括平衡块和平衡块罩，特别针对设置在转子下方的平衡块组件而言，平衡块(特别是设置在转子下方的下平衡块)与旋转轴过盈连接，不仅增大了平衡块的固定连接强度、提高了可靠性，而且压装操作更加方便，特别适用于大匹数涡旋压缩机。

本发明的又一目的是提供一种具有上述旋转驱动组件的旋转式压缩机，不仅结构简单，生产和安装更加方便，而且成本低廉、性能可靠。

根据本发明的一方面，提供了一种用于旋转式压缩机的旋转驱动组件，旋转驱动组件包括转子和由转子带动而旋转的驱动轴，旋转驱动组件还包括安装在转子的轴向端部处的平衡块组件，平衡块组件包括平衡块和平衡块罩，其中，平衡块罩的至少一部分在轴向上位于转子与平衡块之间。

可选地，平衡块罩通过其至少一部分在轴向上被夹置在转子与平衡块之间而固定就位。

可选地，平衡块罩包括固定部和外壳部，固定部包括第一表面和相反的第二表面，固定部的第一表面与转子的轴向端面接触，固定部的第二表面与平衡块接触，外壳部从固定部的第二表面沿轴向朝向远离转子的方向凸出。

可选地，平衡块罩包括从固定部的第一表面朝向远离转子的方向凹入的凹部。

可选地，平衡块包括安装部和配重部，配重部从安装部的面向转子的第一表面沿轴向朝向转子的方向凸出。

可选地，安装部包括用于驱动轴穿过的通孔，并且安装部与驱动轴过盈配合。

可选地，平衡块与平衡块罩具有互补的结构，从而使得平衡块组件具有大致圆柱形的外轮廓。

可选地，平衡块包括第一弧形区段、形成有配重部的第二弧形区段以及形成在平衡块的第一弧形区段与第二弧形区段的交接处的沿轴向延伸的切削部，平衡块罩包括第一弧形区段、形成有外壳部的第二弧形区段以及形成在平衡块罩的第一弧形区段与第二弧形区段的交接处的沿轴向延伸的嵌置部，嵌置部构造为凹槽形式以容纳切削部。

可选地，平衡块组件安装在转子的下方。

根据本发明的另一方面，提供了一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机包括根据前文描述的旋转驱动组件。

总体上，根据本发明的旋转驱动组件以及旋转式压缩机至少带来以下有益效果之一：平衡块罩无需额外的固定构件进行固定，容易生产和安装，从而降低了成本；平衡块与平衡块罩共同构成大致圆柱形的外轮廓，减少了对周边流体的搅动、避免了对压缩机效率的影响；平衡块的压装更加容易、固定连接更加可靠，特别适用于大匹数涡旋压缩机。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解。这里所提供的附图仅是出于说明目的而并非意图以任何方式限制本发明的范围。附图并非按比例绘制，而是可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中：

图1是根据本发明的旋转式压缩机的纵剖视图；

图2是根据本发明的旋转驱动组件的纵剖视图；

图3是根据本发明的平衡块的立体示意图；

图4是根据本发明的平衡块罩的立体示意图；

图5是根据本发明的平衡块组件的立体示意图；

图6是根据本发明的平衡块组件的俯视图；

图7是根据对比示例的转子及平衡块的立体示意图；以及

图8是根据对比示例的旋转驱动组件的纵剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述，该描述仅仅是示例性的，而不构成对本发明及其应用的限制。

首先将参照图1描述根据本发明的旋转式压缩机的总体构造和运行原理。本文中以涡旋压缩机为例进行说明，但应理解的是，本发明不局限于涡旋压缩机。如图1所示，涡轮压缩机100包括壳体10、由定涡旋部件20和动涡旋部件30构成的压缩机构、用于驱动压缩机构的驱动轴60、马达80以及分别位于驱动轴60两端的主轴承座50和副轴承座70等。动涡旋部件30包括端板31、形成在端板31一侧的毂部33和形成在端板31另一侧的涡卷叶片32。定涡旋部件20包括端板21和形成在端板21一侧的涡卷叶片22。在定涡旋部件20的涡卷叶片22和动涡旋部件30的涡卷叶片32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，以对工作流体进行压缩。

在压缩腔内的工作流体的压缩通过马达80带动驱动轴60旋转而实现。具体地，马达80包括定子81和转子82，定子81与壳体10固定连接，而转子82与驱动轴60固定连接。当马达80启动时，转子82旋转，从而带动驱动轴60旋转。驱动轴60的一端(在图1中示出为驱动轴60的上端)由设置在主轴承座50中的主轴承支承。驱动轴60的上端部设置有偏心曲柄销61，在偏心曲柄销61和动涡旋部件30的毂部33之间设置有卸载衬套62。通过马达80带动驱动轴60旋转从而驱动动涡旋部件30，动涡旋部件30将相对于定涡旋部件20平动转动(即，动涡旋部件30的中心轴线绕定涡旋部件20的中心轴线旋转，但是动涡旋部件30本身不会绕自身的中心轴线旋转)以实现流体的压缩。

在涡旋压缩机100运行期间，偏心部件转动而产生的离心力或离心力矩会导致压缩机的振动。通常，在旋转部件上设置有平衡块组件以提供反向离心力或离心力矩来平衡偏心部件所产生的不平衡量。平衡块组件的形状、结构和位置可以根据具体应用需求而变化。如图1所示，平衡块组件可以包括设置在转子82上方的主轴承座50的凹部内的上平衡块组件(包括上平衡块42)和设置在转子82下方的下平衡块组件(包括下平衡块41和下平衡块罩43。但本领域技术人员可以理解的是，压缩机也可以仅包括上平衡块组件或下平衡块组件或者包括除了上平衡块组件和下平衡块组件以外的其它平衡块组件。

下面以下平衡组件为优选示例对根据本发明的旋转驱动组件进行说明。在本文中，根据本发明的旋转驱动组件定义为由转子、驱动轴和平衡块组件构成的组件。如图2所示，转子82呈大致圆筒形，驱动轴60穿过转子82的中心孔而与转子82固定连接。下平衡块组件安装在转子82的一个轴向端部(轴向下端部)处并与转子82的一个轴向端面(轴向下端面)相对。

图3至图6示出了下平衡块组件的具体结构。下平衡块组件41包括下平衡块41和下平衡块罩43。如图3所示，下平衡块41包括大致呈弧形的配重部412以及用于将下平衡块41安装至驱动轴60的大致呈环形的安装部411。换句话说，在周向方向上，下平衡块41可以包括由安装部411的一部分构成的第一弧形区段414以及由安装部411的另一部分与配重部412共同构成的第二弧形区段416。该第二弧形区段416的比第一弧形区段414的曲率半径大。安装部411包括面向转子82的第一表面417和与该第一表面417相反的第二表面418，配重部412从安装部411的第一表面417沿轴向朝向转子82的方向凸出。安装部411的中心还形成有供驱动轴60穿过的安装孔413。

如图4所示，下平衡块罩43包括大致呈弧形的外壳部432以及用于使下平衡块罩43相对于驱动轴60固定就位的大致呈环形的固定部431。换句话说，在周向方向上，下平衡块罩43可以包括由固定部431的一部分构成的第一弧形区段434以及由固定部431的另一部分与外壳部432共同构成的第二弧形区段436。该第二弧形区段436的比第一弧形区段434的曲率半径大。固定部431包括面向转子82的第一表面437和与该第一表面437相反的第二表面438，外壳部432从固定部431的第二表面438朝向远离转子82的方向凸出。固定部431的中心形成有供驱动轴60穿过的通孔433。固定部431还包括从固定部431的第一表面437朝向远离转子82的方向凹入的凹部430，从而减轻下平衡块罩43的整体重量，以与下平衡块41之间形成不平衡量。

优选地，下平衡块41与下平衡块罩43构造为具有完全互补的外轮廓形状，使得当下平衡块41与下平衡块罩43组装在一起形成下平衡块组件时，下平衡块组件具有大致圆柱形的外轮廓，从而减少平衡块组件对周边流体(例如位于压缩机底部的油池中的油)的搅动并避免由此引起的例如油循环率的增大以及系统效率的降低。具体地，如图5和图6所示，下平衡块41的第一弧形区段414与下平衡块罩43的第一弧形区段434的曲率半径大致相同，并且下平衡块41的第二弧形区段416与下平衡块罩43的第二弧形区段436的曲率半径大致相同。当下平衡块41与下平衡块罩43组装在一起时，下平衡块41的安装孔413与下平衡块罩43的通孔433对准，下平衡块41的第一表面417与下平衡块罩43的第二表面438抵接，下平衡块41的第一弧形区段414位于下平衡块罩43的第一弧形区段434的下方并且与下平衡块罩43的第一弧形区段434几乎完全重叠，使得下平衡块罩43的外壳部432覆盖下平衡块41的第一弧形区段414的径向外侧面，而下平衡块41的配重部412则覆盖下平衡块罩43的第一弧形区段434的径向外侧面，从而下平衡块41的第二弧形区段416径向外侧面与下平衡块罩43的径向外侧面共同形成平衡块组件的大致圆柱形的外周面。

优选地，下平衡块41在其第一弧形区段414与第二弧形区段416的交接处形成有从安装部411的第二表面418沿轴向延伸至配重部412的顶端面的切削部415，而下平衡块罩43在其第一弧形区段434与第二弧形区段436的交接处形成有从固定部431的第一表面417延伸至外壳部432的底端面的嵌置部435，嵌置部435构造为沿轴向延伸的凹槽形式，以用于在下平衡块41与下平衡块罩43组装在一起时容纳切削部415甚至与切削部415相互抵接，从而使得下平衡块41与下平衡块罩43之间的组装更加稳定并且有利于下平衡块41的径向外侧面与下平衡块罩43的径向外侧面的接合处形成平滑的过渡，以进一步减少下平衡块组件对周边流体的影响。

当将平衡块组件安装至转子82和驱动轴60以形成旋转驱动组件时，参见图2，下平衡块41固定至驱动轴60，优选地，下平衡块罩43的固定部431被夹置在下平衡块41(安装部411)与转子82之间(即固定部431的第一表面437与转子82的轴向下端面接触，而固定部431的第二表面437与下平衡块41的安装部411的第一表面417接触)，从而使得下平衡块罩43也相对于驱动轴60固定。当然，本领域技术人员可以理解的是，即使下平衡块罩43的固定部431不与转子82和/或下平衡块41接触，由于下平衡块罩43的固定部431在轴向上位于转子82与下平衡块41之间，并且由于下平衡块罩43与下平衡块41之间的结构性限位，在压缩机的运行过程中下平衡块罩43仍能够基本上相对于驱动轴固定。

优选地，下平衡块41的安装部411与驱动轴60之间形成过盈配合。由于安装部411中心的安装孔413的整个环形内表面均能够与驱动轴60接触并形成过盈配合，接触面积较大，因此下平衡块41与驱动轴60之间的连接更加稳固。

下面将结合图7、图8示出的对比示例对根据本发明的旋转驱动组件的优点和效果进行说明。参见图8，根据对比示例的旋转驱动组件由转子82'、驱动轴60和下平衡块组件构成。转子82'呈大致圆筒形，驱动轴60穿过转子82'的中心孔而与转子82'固定连接。下平衡块组件安装在转子82的一个轴向端部(轴向下端部)处并与转子82'的一个轴向端面(轴向下端面)相对。

图7示出了下平衡块与转子组装在一起的立体示意图。在转子82'的轴向下端面821'上设置有用于安装下平衡块41'的铝柱822'，即，铝柱822'从转子82'的轴向下端面821’沿轴向向下延伸。下平衡块41'包括大致呈圆弧形的配重部412'以及用于将下平衡块41'安装至转子82'的大致呈圆弧形的安装部411'。安装部411'包括面向转子82'的第一表面417'和与该第一表面417'相反的第二表面418'，配重部412'从安装部411'的第二表面418'沿轴向朝向远离转子82'的方向凸出，配重部412'形成在安装部411'的沿周向方向的中间区段中。也就是说，如图7所示，下平衡块41'的安装部411'包括从配重部412'沿周向方向凸出的两个安装端部，并且每个安装端部均包括供铝柱822'穿过的安装孔。通过使铝柱822'分别插入两个安装端部各自的安装孔中而将下平衡块41'铆接或螺钉连接在转子82'上。然而，对于大匹数涡旋压缩机而言，通常需要更大更重的下平衡块，对比示例中的这种下平衡块与铝柱连接的方式连接强度不足，存在断裂失效的风险。与该对比示例相比，在根据本发明的旋转驱动组件中，下平衡块41通过与驱动轴60过盈配合而相对于驱动轴60固定，连接强度更大，不易断裂失效，特别适用于大匹数的涡旋压缩机。另外，在根据本发明的旋转驱动组件中，由于下平衡块41的配重部412朝向转子的方向凸出，下平衡块41的第二表面418构造为平整的且面积较大的压装表面，因此使得将下平衡块41压装至驱动轴60的操作更加方便。

另外，参见图8，在根据对比示例的旋转驱动组件中，下平衡块罩43'包括大致呈圆弧形的外壳部432'以及用于使下平衡块罩43'相对于驱动轴60固定就位的大致呈环形的固定部431'。固定部431'包括面向转子82'的第一表面和与该第一表面相反的第二表面，外壳部432'从固定部431'的第一表面朝向转子82'的方向凸出。固定部431'的中心形成有供驱动轴60穿过的通孔，在该通孔的位置处，固定部431'的第二表面上还设有卡簧45'，以用于将下平衡块罩43'相对于驱动轴60固定就位。与该对比示例相比，在根据本发明的旋转驱动组件中，下平衡块罩43无需通过额外的固定构件(例如卡簧45)就能够相对于驱动轴60固定就位，结构更加简单、组装更加方便且成本更加低廉。

另外，在根据对比示例的下平衡块组装完成后，下平衡块41'的安装部411'的第一表面417'与转子82'的轴向下端面821'接触，下平衡块41'的安装部411'的第二表面418'与下平衡块罩43'的固定部431'的第一表面相对，下平衡块罩43'的外壳部432'的顶端面可以与转子82'的轴向下端面821'接触并且基本上覆盖转子82'的轴向下端面821'中未被下平衡块41'的安装部411'的第一表面417'覆盖的部分。然而，由于下平衡块41'与转子铝柱822'的连接结构更加复杂，下平衡块罩43'难以构造成与下平衡块41'完全互补的结构，也就难以与下平衡块41'共同形成完整的大致圆柱形外轮廓，因此下平衡块组件对周边流体搅动作用可能较大，从而产生不利影响。与该对比示例相比，在根据本发明的旋转驱动组件中，下平衡块41与下平衡块罩43构造为具有完全互补的外轮廓形状，使得下平衡块组件具有完整的大致圆柱形的外轮廓，从而减少平衡块组件对周边流体的搅动并避免由此引起的例如油循环率的增大以及压缩机系统效率的降低。

另外，需要说明的是，虽然在本文中旋转驱动组件优选地包括下平衡块组件，但本领域技术人员可以理解的是，在旋转式压缩机中，上平衡块组件也可以采用类似的构造并获得相应的效果。

尽管在此已详细描述本发明的各种实施方式，但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，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的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。

Claims (10)

1.一种用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，所述旋转驱动组件包括转子(82)和由所述转子带动而旋转的驱动轴(60)，

所述旋转驱动组件还包括安装在所述转子的轴向端部处的平衡块组件，所述平衡块组件包括平衡块(41)和平衡块罩(43)，其特征在于，所述平衡块罩的至少一部分在轴向上位于所述转子与所述平衡块之间。

2.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块罩通过其至少一部分在轴向上被夹置在所述转子与所述平衡块之间而固定就位。

3.根据权利要求1所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块罩包括固定部(431)和外壳部(432)，所述固定部包括第一表面(437)和相反的第二表面(438)，所述固定部的第一表面(431)与所述转子的轴向端面接触，所述固定部的第二表面(438)与所述平衡块(41)接触，所述外壳部从所述固定部的第二表面(438)沿轴向朝向远离所述转子的方向凸出。

4.根据权利要求3所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块罩包括从所述固定部的第一表面(437)朝向远离所述转子的方向凹入的凹部(430)。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块包括安装部(411)和配重部(412)，所述配重部从所述安装部的面向所述转子的第一表面(417)沿轴向朝向所述转子的方向凸出。

6.根据权利要求5所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述安装部包括用于所述驱动轴穿过的通孔(413)，并且所述安装部与所述驱动轴过盈配合。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块与所述平衡块罩具有互补的结构，从而使得所述平衡块组件具有大致圆柱形的外轮廓。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块包括第一弧形区段(414)、形成有配重部(412)的第二弧形区段(416)以及形成在所述平衡块的第一弧形区段(414)与第二弧形区段(416)的交接处的沿轴向延伸的切削部(415)，

所述平衡块罩包括第一弧形区段(434)、形成有外壳部(432)的第二弧形区段(436)以及形成在所述平衡块罩的第一弧形区段(434)与第二弧形区段(436)的交接处的沿轴向延伸的嵌置部(435)，

所述嵌置部(435)构造为凹槽形式以容纳所述切削部(415)。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于旋转式压缩机(100)的旋转驱动组件，其中，所述平衡块组件安装在所述转子的下方。

10.一种旋转式压缩机(100)，其特征在于，所述旋转式压缩机包括根据权利要求1至9中的任一项所述的旋转驱动组件。