CN1740571B - 电动压缩机的润滑 - Google Patents

Abstract

一种旋转机械由驱动轴提供动力，该驱动轴具有贯穿其延伸的小孔。一片润滑剂抛油环位于小孔内，从而形成润滑剂泵。润滑剂抛油环包括位于小孔内的上板和毗邻小孔开口的垫圈。垫圈通过连接截面与上板相连，并且垫圈限定出使流体流入轴的小孔的孔。

Description

电动压缩机的润滑

技术领域

本发明涉及旋转机械内的润滑油分布。更具体地说，本发明涉及一种独特的配有驱动轴孔的抛油环(oil flinger)，这种抛油环通过驱动轴孔将油泵送到旋转机械的各个部件中。

背景技术

为了便于举例说明，本发明的独特抛油环将结合涡旋机来描述。应该理解，将本发明的独特抛油环与具有旋转轴的任何设备一起使用，是在本发明的范围之内。

在用于转移各种流体、通称为“涡旋机”的技术领域内，存在一类机器。这样的机器可构造成膨胀机、位移发动机、泵、压缩机等，本发明的这些特征可应用到这些机器的任一种上。然而，为了便于阐述，所公开的实施例是密封制冷压缩机形式。

涡旋压缩机的定义已经为人所知一段时间，并且被认为是具有显著的优点。例如，涡旋压缩机具有较高的熵效率和容积效率，并因此对于给定容量相当小和轻。它们比许多压缩机更安静且振动要小得多，因为这类机器不使用大的往复式部件(例如活塞、连接杆等)，以及所有的流体流动都在一个方向上，且在多个对置袋内同时压缩，因此几乎没有压力产生的振动。涡旋压缩机由于所采用的移动部件相当少、涡旋之间的运动速度相当低，因此还倾向于具有较高的可靠性和耐用性。具有允许流体泄漏的轴向和径向顺应性的涡旋压缩机对流体污染具有固有的宽恕性。

一般来说，涡旋压缩机包括两个结构相似的螺旋形涡旋缠绕，每个涡旋缠绕安装在一个单独的端板上，从而限定出一对涡旋部件。这两个涡旋部件互相配合在一起，其中一个涡旋缠绕从另一个涡旋缠绕旋转位移180°。压缩机的工作方式是，使一个涡旋部件(沿轨道运动的涡旋部件)相对于另一个涡旋部件(固定涡旋部件或不沿轨道运动的涡旋部件)作轨道运动，以便在各个缠绕的侧面之间造成移动线性接触，从而限定出移动分离式月牙形流体袋。这些螺旋形涡旋缠绕一般形成为圆的渐开线，而且理想的是，在工作过程中涡旋部件之间无相对旋转；即，运动是单纯的曲线位移(即，主体上的任何线都不旋转)。流体袋将待处理的流体从配有流体入口的、位于涡旋压缩机外周的吸入区域运载到配有流体出口的、位于涡旋压缩机中心的排出区域。在密封袋从吸入区域移动到排出区域时密封袋的容积改变。在任一瞬间都至少有一对密封袋，当在一个时间有几对密封袋时，每一对都有不同的容积。

两种类型的接触限定出在涡旋部件之间形成的流体袋。首先，在由径向力造成的螺旋形缠绕面或缠绕侧面之间形成轴向延伸切线接触(“侧面密封”)，其次，在每个缠绕的平面边缘表面(“顶端”)与对置端板之间形成轴向力造成的平面接触(“顶端密封”)。为了提高效率，这两种接触都必需达到良好的密封。

虽然涡旋压缩机具有相当少的移动部件，但是这些移动部件的润滑性是涡旋压缩机耐用性的必要因素。在底部压缩机中，一部分润滑是吸入的气流，该气流从压缩机的移动部件拾取润滑剂的喷射，并使润滑剂在整个压缩机内循环。吸入气体以这样一种方式在压缩机内受阻和行进：即，将吸入气体所拾取的润滑剂的量控制在额定工作条件下压缩机工作的容许水平上。由吸入气体所拾取的润滑剂主要润滑限定出流体袋的两个接触(侧面密封和顶端密封)。

供给其它移动部件的润滑剂以及由此喷射的由吸入气体所拾取的润滑剂，是由润滑剂供应系统供给的，所述供应系统采用位于壳体的下部或底部的润滑剂箱。驱动轴伸入润滑剂箱，通过贯穿驱动轴的孔将润滑剂泵送到需要润滑的压缩机的所有各个移动部件中。润滑剂一般位于驱动轴孔内，而驱动轴的底部位于推力垫圈上，所述垫圈固定在旋转地支撑驱动轴的轴承壳上。推力垫圈包括比支撑润滑剂的小孔还小的润滑剂孔。润滑剂和推力垫圈组装到一起，就构成了润滑剂泵，用于通过驱动轴孔将润滑剂泵送到需要润滑的移动部件中。

虽然以上设计的润滑剂泵在驱动轴由推力垫圈支撑时工作良好，但是当这种压缩机设计以一种不同的方式支撑驱动轴时，问题就出现了，推力垫圈并由此不能作为润滑剂泵的有用部件。虽然单单为了造就润滑剂泵，有可能提供推力垫圈及其相关的保持部件，但是这种选择增加了成本，因为需要附加部件以及用来容纳这些附加部件的附加机械加工。

涡旋压缩机总体和润滑系统的持续开发，涉及到润滑系统的润滑剂泵的设计和简化。

发明内容

本发明提供一种润滑剂泵，包括：限定出小孔的轴；以及，在所述轴的第一端部处位于所述小孔内的单件润滑剂抛油环，所述润滑剂抛油环包括上板，在第一方向上从所述上板朝向所述第一端部成角度向下延伸的第一角板，在与所述第一方向相反的第二方向上从所述上板朝向所述第一端部成角度向下延伸的第二角板，位于所述小孔的开口附近的限定出允许润滑剂从润滑剂箱流入所述小孔内的垫圈，以及在所述第一角板或者第二角板与所述垫圈之间延伸的连接件。

本发明还提供一种抛油环的制备方法，所述抛油环具有上板和垫圈，所述方法包括：用一平坦部件形成一薄金属片，限定出上板和垫圈；在第一方向上沿在所述上板中形成的折线弯曲第一角板，从而所述第一角板相对于所述上板成角度；在第二方向上沿在所述上板中形成的折线处弯曲第二角板，使得所述第二角板在与所述第一方向相反的方向上相对所述上板成角度；以及，相对上板定位垫圈。

附图说明

从下面的详细描述和附图中，将能够更加充分地理解本发明，其中：

图1是包括按照本发明的润滑剂抛油环的涡旋压缩机的垂直剖面图；

图2是图1所示压缩机的驱动轴下端的放大截面图；

图3是图1和图2所示润滑剂抛油环的透视图；

图4是图3所示润滑剂抛油环在形成润滑剂抛油环之前的展开图；

图5是图3所示润滑剂抛油环的侧视图；

图6是图3所示润滑剂抛油环的顶视图。

具体实施方式

以下对优选实施例的描述本质上仅是示意性的，而绝无限制本发明、其应用或用途的意图。

图1中示出的涡旋压缩机包括按照本发明的独特润滑剂抛油环，且总体上用附图标记10表示。

压缩机10包括通常为圆柱形的密封壳12，在该密封壳的上端焊有帽盖14，而在其下端焊有基座16，该基座具有多个与之形成一体的安装腿(未示出)。帽盖14设有其内可具有普通排出阀(未示出)的制冷剂排出管接头18。安装在所述壳体上的其它主要元件包括：在帽盖14焊接于壳体12上的相同位置焊接在壳体外围的横向延伸部分22、适当地固定在壳体12上的固定主轴承壳体24，以及也具有多个径向向外延伸腿的下轴承壳26，所述的每个延伸腿也适当地固定在壳体12上。通常为正方形截面但具有几个被倒圆的角的电机定子28，压入配合在壳体12内。定子上的圆形角之间的平面在定子与壳体之间提供通道，从而使润滑剂容易从壳体顶部流到底部。

在其上端具有偏心曲柄销32的驱动轴或曲柄轴30，可转动地轴颈支撑在主轴承壳24的轴承34和下轴承壳26的第二轴承36中。曲柄轴30在其下端具有相当大直径的同心孔38，该孔与径向向外倾斜的小直径孔40连通，该小直径孔从曲柄轴30的顶部向上延伸。位于孔38内的是润滑剂抛油环42。内壳12的下部填充有润滑油，且孔38与润滑剂抛油环42一起用作泵，此泵将润滑流体泵送到曲柄轴30的孔38并进入孔40，最终到达需要润滑的压缩机的所有各个部分。

曲柄轴30由电机可旋转地驱动，电机包括定子28、贯穿的绕组44和压入配合在曲柄轴30上且分别具有上、下配重48和50的转子46。配备配重屏蔽52，以减小在油池内的油中自旋的配重50所导致的工作损失。配重屏蔽52在受让人的题为“涡旋压缩机的配重屏蔽”的U.S.5,064,356中完全公开，该文献的公开内容作为参考引入本文。

主轴承壳体24的上表面设有扁平的推力轴承面，其上设置有沿轨道运动的涡旋部件54，该部件在其上表面具有通常的螺旋叶片或缠绕56。从沿轨道运动的涡旋部件54的下表面向下伸出的是圆柱形轮轴，该轮轴在其内部具有轴颈轴承58，且可转动地设有驱动轴瓦60，该轴瓦具有内孔62，曲柄销32驱动地置入该内孔中。曲柄销32具有一个与在孔62的一部分内形成的平面(未示出)驱动啮合的平面，从而形成径向适应的驱动配置，比如前述受让人的U.S.4,877,382中所示，该文献的公开内容作为参考引入本文。欧氏联轴节64也位于沿轨道运动的涡旋部件54和轴承壳24之间，且键合于其上，从而避免沿轨道运动的涡旋部件54的旋转运动。可取的是，欧氏联轴节64是以上引入参考的U.S.4,877,382中所公开的类型；然而，此处可以采用受让人的U.S.5,320,506中公开的联轴节，此文献的公开内容作为参考引入本文。

还设有不沿轨道运动的涡旋部件66，它具有与沿轨道运动的涡旋部件54的缠绕56啮合定位的缠绕68。不沿轨道运动的涡旋部件66具有中心设置的排出通道70，该排出通道与向上开口的凹槽72连通，开口凹槽72又与由帽盖14和隔壁22限定出的排出消声腔室74流体连通。环形凹槽76还形成于不沿轨道运动的涡旋部件66内，其内设有密封组件78。凹槽72和76以及密封组件78配合形成轴向偏压腔室，该腔室接收缠绕56和68压缩的加压流体，从而在不沿轨道运动的涡旋部件66上施加轴向偏压力，借此顶推相应缠绕56，68的顶端而分别与对置端板表面密封啮合。可取的是，密封组件78是受让人的U.S.5,156,539中更加详细描述的那种类型，该文献的公开内容作为参考引入本文。不沿轨道运动的涡旋部件66被设计成以一种合适的方式(例如上述的U.S.4,877,382或U.S.5,102,316中所公开的，这些文献的公开内容作为参考引入本文)来安装，且相对于轴承壳24具有有限的轴向运动。

现在参照图2-5，这些图更详细地示出了润滑剂抛油环42。润滑剂抛油环42包括上板90和垫圈92。上板90限定出定位板94、第一角板(angular plate)96和第二角板98。

如图4所示，润滑剂抛油环42的上板90和垫圈92是作为一个整体部件由一薄金属平板冲压而成的。上板90具有沿第一折线100安装到第一角板96上的定位板94。上板90具有沿第二折线102安装到第二角板98上的定位板94。第二角板98利用连接件104安装到垫圈92上，从而将垫圈92安装到上板90上。润滑剂抛油环42的一体式设计使得润滑剂抛油环42能够用简单的冲压工艺来制造。

润滑剂抛油环42一旦冲压成型，就形成图3、5和6所示的构造。第一角板96在第一方向上沿第一折线100弯曲，第二角板98在与第一方向相反的第二方向上沿第二折线102弯曲，而垫圈92在连接件104处弯曲到这样的位：上板90的定位板94的平面通常垂直于垫圈92的平面。

所形成的润滑剂抛油环42然后压入大直径孔38，直到垫圈92毗邻孔38的开口为止(如图2所示)。垫圈92限定出中心定位孔106，该孔使润滑剂从充有润滑油的壳体12的下部移入孔38。垫圈92与已有技术系统中的推力垫圈具有相同的功能，但是此垫圈92不支撑曲柄轴30。

曲柄轴30旋转之后，由于孔106使位于孔38内部的润滑剂被向上泵压并进入孔40，最后到达需要润滑剂抛油环42润滑的压缩机10的所有各个部分。这样，位于孔38内的润滑剂抛油环42就形成了用于润滑压缩机10的油泵。

以上对本发明的描述实质上仅仅是举例说明，因此，不脱离本发明要点的变型都在本发明的保护范围内。这些变型并不认为是脱离本发明的精髓和保护范围。

Claims (11)

1.一种润滑剂泵，包括：

限定出小孔的轴；以及

在所述轴的第一端部处位于所述小孔内的单件润滑剂抛油环，所述润滑剂抛油环包括上板，在第一方向上从所述上板朝向所述第一端部成角度向下延伸的第一角板，在与所述第一方向相反的第二方向上从所述上板朝向所述第一端部成角度向下延伸的第二角板，位于所述小孔的开口附近的限定出允许润滑剂从润滑剂箱流入所述小孔内的垫圈，以及在所述第一角板或者第二角板与所述垫圈之间延伸的连接件。

2.根据权利要求1所述的润滑剂泵，其中所述上板限定了第一平面，所述垫圈限定了第二平面，所述第二平面垂直于所述第一平面。

3.根据权利要求1所述的润滑剂泵，还包括：

限定出润滑剂箱的壳体；位于所述壳体内的旋转机械；其中，所述轴给所述旋转机械提供动力，所述轴具有与所述旋转机械啮合的第二端部和位于所述润滑剂箱内的所述第一端部；以及所述小孔从所述第一端部延伸到所述第二端部。

4.根据权利要求3所述的润滑剂泵，其中所述上板限定了第一平面，所述垫圈限定了第二平面，所述第二平面垂直于所述第一平面。

5.根据权利要求1所述的润滑剂泵，还包括：

限定出润滑剂箱的壳体；位于所述壳体内的压缩机；其中，所述轴给所述压缩机提供动力，所述轴具有与所述压缩机啮合的第二端部和位于所述润滑剂箱内的所述第一端部，以及所述小孔从所述第一端部延伸到所述第二端部。

6.根据权利要求5所述的润滑剂泵，其中，所述上板限定了第一平面，所述垫圈限定了第二平面，所述第二平面垂直于所述第一平面。

7.根据权利要求1所述的润滑剂泵，还包括：

限定出润滑剂箱的壳体；位于所述壳体内的第一涡旋部件，所述第一涡旋部件限定出第一螺旋形缠绕；以及位于所述壳体内的第二涡旋部件，所述第二涡旋部件限定出第二螺旋形缠绕，所述第二螺旋形缠绕与所述第一螺旋形缠绕互相啮合，从而在所述第一涡旋部件相对于所述第二涡旋部件沿轨道运动时，容积改变的移动袋由所述缠绕形成；其中，所述轴使所述涡旋部件相对彼此沿轨道运动，所述轴具有与所述涡旋部件之一啮合的第二端部和位于所述润滑剂箱内的所述第一端部，以及所述小孔从所述第一端部延伸到所述第二端部。

8.根据权利要求7所述的润滑剂泵，其中，所述上板限定了第一平面，所述垫圈限定了第二平面，所述第二平面垂直于所述第一平面。

9.一种抛油环的制备方法，所述抛油环具有上板和垫圈，所述方法包括：

用一平坦部件形成一薄金属片，限定出上板和垫圈；

在第一方向上沿在所述上板中形成的折线弯曲第一角板，从而所述第一角板相对于所述上板成角度；

在第二方向上沿在所述上板中形成的折线处弯曲第二角板，使得所述第二角板在与所述第一方向相反的方向上相对所述上板成角度；以及

相对上板定位垫圈。

10.根据权利要求9所述的抛油环的制备方法，其中定位垫圈包括弯曲位于垫圈与第一和第二角板之一之间的连接件。

11.根据权利要求10所述的抛油环的制备方法，其中弯曲所述连接件将垫圈定位在一个平面内，所述平面垂直于由上板限定出的平面。

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