CN1811188A - 涡旋机 - Google Patents

Abstract

一种涡旋式压缩机以倾斜或者倒置位置设置，带有邻近涡旋卷体的气体入口的油槽，以允许油滴被夹带在被压缩气体中，从而所述气体中的所述油滴能够冷却涡旋卷体。一注油配件也延伸穿过所述压缩机的壳体，并且使润滑油与曲柄轴中的润滑通道连通，用于将润滑油供送给压缩机曲柄轴的轴承或者其它部件。润滑油从在外部设置的源头供应给所述注油配件。

Description

涡旋机

技术领域

本发明大体涉及一种涡旋机。尤其是，本发明涉及一种涡旋式压缩机，具有与涡旋卷体相邻的油槽。

背景技术

通常涡旋机，尤其是涡旋式压缩机经常被安装在密封壳体中，该密封壳体限定出其中设置有工作流体的腔室。所述壳体中的分隔件将该腔室分成排出压力区和吸入压力区。在低侧布局中，涡旋组件位于吸入压力区中以压缩所述工作流体。大体上，这些涡旋组件包括一对相互啮合的螺旋卷体，所述螺旋卷体中的一个或者两个相对于另一个绕行运动，从而限定出一个或多个移动腔室，随着从外吸入端口朝向中央排出端口行进，所述腔室的尺寸变小。通常设置有电动马达，该电动马达运行来实现这一相对绕行运动。

壳体中的该分隔件允许从涡旋组件的中央排出端口排出的被压缩流体进入壳体中的排出压力区，同时保持排出压力区与吸入压力区之间的完整性。分隔件的功能通常由密封件来实现，该密封件与分隔件以及限定中央排出端口的涡旋部件相互作用。

密封壳体的排出压力区通常设置有与制冷剂回路或其它类型的流体回路连通的流体排出端口。在封闭的系统中，所述流体回路的相对端利用穿过壳体延伸到吸入压力区中的流体吸入端口而与密封壳体的吸入压力区相连。由此，涡旋机从密封壳体的吸入压力区接收工作流体，在由涡旋组件限定的一个或多个移动腔室中压缩该工作流体，然后将该工作流体排出到压缩机的排出压力区中。压缩后的流体通过排出端口、经流体回路被引导，并通过吸入端口返回到密封壳体的吸入压力区。

典型地，涡旋式压缩机已经被设计成立式或卧式涡旋压缩机。立式和卧式涡旋压缩机设计的主要不同源自需要润滑油槽和输送系统特定适用于立式或者卧式结构的事实。共同转让的US专利No.6428296公开了通过设置用于将润滑油从外部油源输送到位于压缩机系统的曲柄轴中的润滑通道，而将一种典型的立式涡旋压缩机改变为卧式涡旋压缩机。

发明内容

本发明提供了一种负倾斜(negatively inclined)或者倒置的涡旋压缩机，其中消音器/隔板限定了密封壳体中的部分油槽。使涡旋压缩机倾斜或者倒置的能力允许累积在油槽中的油量减少，并且允许油槽中的油直接通过卷体摄取，来冷却卷体。而且，周围环境中的空间限制可以使得压缩机需要安装在倾斜或者垂直位置。

从以下的详细说明中将了解本发明的其它应用领域。但应该明白，在示出本发明的优选实施例的同时，该详细说明以及特定示例只是用于解释说明的目的，因为本领域的技术人员将从详细说明中明了在本发明的实质和保护范围内的各种变型和修改。

附图说明

将从详细描述和附图中完全了解本发明，附图中：

图1是穿过根据本发明的负倾斜涡旋压缩机的中心的垂直剖视图；

图2是沿着图1中的线2-2截取的横剖视图；

图3是根据本发明的原理，将负倾斜的涡旋压缩机与注油配件一起使用的系统布局的示意图；

图4是根据本发明第二实施例的系统布局的示意图；

图5是根据本发明第三实施例的系统布局的示意图；

图6是穿过根据本发明的倒置的涡旋压缩机的中心的垂直剖视图；以及

图7是根据本发明的将油输送给涡旋压缩机的注油配件的详细横剖视图。

具体实施方式

虽然本发明适于与许多不同类型的涡旋机结合，但这里描述的是本发明被用于图1所示普通结构的涡旋压缩机中(在如图所示变换到负倾斜压缩机之前的该立式压缩机是可从Copeland Corporation，Sidney，Ohio商购的ZB45压缩机)。现在参见附图，尤其参见图1，图示的压缩机10包括大体圆柱形的密封壳体12，该壳体在其一端焊接盖帽14。盖帽14设置有排出配件18，该排出配件中具有普通的排出阀。固定到壳体上的其它主要元件包括入口配件21、横向延伸分隔件22，该横向延伸分隔件22围绕其周边、在焊接盖帽14的相同点处被焊接到圆柱形壳体12上。排出腔室23由盖帽14和分隔件22限定。

具有多个径向向外延伸腿的主轴承支座24和第二轴承支座26各固定到圆柱形壳体12上。包括转子30的电机28在主轴承支座24和第二轴承支座26之间被支撑在圆柱形壳体12中。具有偏心曲柄销34的曲柄轴32在其一端可旋转地被轴颈支撑(journaled)在主轴承支座24中的轴承36中和第二轴承支座26中的第二轴承38中。

曲柄轴32在第二端具有较大直径的同心孔，该同心孔与从该处向曲柄轴32的第一端延伸的径向向外更小直径的孔连通。

曲柄轴32由电动马达28可旋转地驱动，所述电动马达包括在该电动马达中穿过的转子50和定子绕组48。转子50压配合到曲柄轴32上，并且包括安装到其上用于平衡的配重。

主轴承支座24的第一表面设置有平止推轴承表面56，绕行涡旋58抵靠该平止推表面56设置，该绕行涡旋58在其第一表面上具有普通的螺旋叶片或者卷体60。具有轴颈轴承62的圆柱形毂61从绕行涡旋58的第二表面凸出，其中在该轴颈轴承62中可旋转地设置一个具有内孔66的传动套管36，曲柄销34传动设置在该内孔66中。曲柄销34的一个表面是平的，该表面与在孔66的一部分中形成的平表面(未示出)传动接合，从而提供了一径向顺从的传动结构，例如在受让人的美国专利No.4877382中示出的结构，该专利的公开内容在此引入作为参考。

欧氏(Oldham)联轴节68设置在绕行涡旋58和轴承支座24之间。欧氏联轴节68被键联到绕行涡旋件58和非绕行涡旋件70上以阻止绕行涡旋件58的旋转运动。欧氏联轴节68优选地是在受让人的美国专利No.5320506中公开的类型，该专利的公开内容在此引入作为参考。浮动密封71由非绕行涡旋70支撑，并且与安装到分隔件22上的座部分73接合，用于分别划分出吸入腔室75和排出腔室23。

非绕行涡旋70设置有卷体72，该卷体72与绕行涡旋58的卷体60啮合接合定位。非绕行涡旋70具有由基板部分76限定的在中央设置的排出通道74。非绕行涡旋70还包括围绕排出通道74的环形毂部分77。动态排出阀或者读数阀可以设置在该排出通道74中。

如图7所最佳示出，注油配件80穿过连接到壳体12上的第二盖帽82设置。该注油配件80螺纹连接到配件84上，该配件84被焊接在底部盖帽82中设置的开口86内。配件84包括内螺纹部分88，该内螺纹部分与设置在注油配件80一端处的外螺纹部分90螺纹啮合。凸出部分92从注油配件80的外螺纹部分90延伸出。凸出部分92在设置于卡环94中的开口中延伸，该卡环设置在下轴承26中。卡环94保持盘状部件96与曲柄轴32的下端部接触。盘状部件96包括带有间隙地接纳凸出部分92的端部的孔98。注油配件包括纵向延伸通过该注油配件的内部油通道100，该内部油通道用来约束油的流动。注油配件80包括主体部分102，该主体部分上设置有工具接合部分104(诸如便于利用标准扳手插入和移除配件80的六角形部分)。注油配件80还包括第二凸出部分106，该第二凸出部分从主体102沿着与第一凸出部分92相反的方向延伸。第二凸出部分106适于与将油供送给配件80的软管或者导管108接合。通过配件80的油润滑轴承36、38，并且在压缩机油槽中累积。

如图1所示，压缩机10负倾斜，从而隔板22限定出用于在其中接纳油的部分油槽。将油位优选地刚好设置在位于涡旋件58、70的下侧上的气体入口140之下(如图2中最佳所示)，从而进入涡旋入口140的工作流体可以带走润滑油，对涡旋式压缩机的内部卷体进行冷却和润滑。在油槽中的油位是可自调整的，由此该油位到达气体入口140，所述油被吸入所述入口中，并且随后被从压缩机排出以被分离，如参照图3-5所示。而且，因为所述油与隔板接触，所以该油在隔板上用作冷却剂。通过将压缩机10保持在如图1所示的倾斜位置，可以使用来将油位保持在涡旋卷体的气体入口140、142附近所需的油量最小化，从而需要将减少量的油保留在壳体12中。注油配件80经由传动轴32中的内部油通道向传动轴32的轴承26、36提供润滑油。通过涡旋件58、70的气体入口140摄入并通过排出端口排出的所述油被一个油分离器分离，并且在被再次注入通过注油配件80之前被一个热交换器冷却，这将参照附图3在下文中更详细地加以描述。

如图6所示，涡旋压缩机可以类似地倒置，从而隔板22位于油槽的底部。油位可以保持在涡旋件58、70的气体入口140的下边缘处或者刚好在该下边缘的上方。由此，在如图6所示在倒置位置使用的涡旋压缩机的运行过程中，在涡旋卷体之间接纳有受控数量的油。在倾斜或者倒置位置，将油位保持在气体入口140处所必需的油量可以最小化。而且，经过曲柄轴和轴承并置于油槽中的油也可以从马达吸收热量。

参见图3，如图所示的系统布局包括两个压缩机10A、10B，这两个压缩机都优选地分别是如图1或者6所示负倾斜或者倒置的类型。该系统设置有油分离器112，该油分离器接纳来自压缩机10A、10B的排出配件18的压缩气体。油分离器112可以是本领域中任何公知的类型。油分离器112使油与排气分离开，并经由通道114向需要的系统供送排气。带有热交换器117的回油通道116与该油分离器连接并且与一对电子螺线管118、120连通。电子螺线管118、120防止由于在通道114、油分离器112和回油通道116中累积压力而在压缩机10A、10B停机之后导向压缩机的润滑油从分离器损失。作为替代，如果排出配件18上没有设置止回阀，则可以去除电磁阀118。在这种情况下，累积的压力可以通过排出配件18向后释放，这可能导致其中的压力被释放的压缩机反转。在设置有浮动密封的情况下，该浮动密封被松开，由此允许累积压力的释放。设置毛细管119用来限制流动以提供对油的控制，从而防止超过压缩机10A、10B的完全运行范围的过量的油流动。除了或者作为设置在注油配件80中的限制油通道100的替代，可以使用毛细管119。将油输送通过配件80，并送入设置在压缩机10A、10B的曲柄轴32中的同心孔中。所述同心孔与径向向外的更小直径的孔连通，该更小直径的孔从该处延伸到曲柄轴32的第二端。从曲柄轴32的第二端，油被分配到轴承中并且被分配到涡旋部件58、70中，如在本领域所公知的。

图4示出了根据本发明第二实施例的一个系统布局。图4的系统布局包括第一压缩机10A和第二压缩机10B，所述压缩机分别设置有自己的油分离器130A、130B。每个油分离器130A、130B与通道114相连，用于向其中供送排气。油分离器130A、130B与油槽132相连，用于向其中提供分离后的油。带有热交换器117的回油通道116与油槽132相连，用于使油返回到第一压缩机10A和第二压缩机10B。应该明白，热交换器117可以设置在油槽132的上游、下游或者与该油槽一体形成。电子螺线管118、120设置在连接到压缩机10A、10B上的各回油通道中。此外，可以设置毛细管119来限制朝向压缩机10A、10B的注油配件80的油流动。图4所示系统布局允许使用标准的油分离器并且可以应用空气压缩机或者天然气压缩机系统。

图5示出了包括压缩机10的单个的压缩机系统，该压缩机具有连接到油分离器112的排出通道18。带有热交换器117的回油通道116与油分离器112连接，用于使油返回到压缩机10的注油配件80。毛细管119设置在回油通道116中，用于限制朝向压缩机的油流动。毛细管119可以用作设置在注油配件80中的限制通道100的替代或者补充。

根据本发明，可通过增加注油配件和外部油分离器系统，使立式压缩机改变成为一个负倾斜压缩机。另外，将立式压缩机修改为负倾斜压缩机，具有非常低的额外成本，并且具有与被改变的立式压缩机实质上相同的性能。

这样对本发明进行了描述，显然可以以多种方式对本发明加以变化。不认为这种变化是脱离本发明的实质和保护范围的，并且所有这种修改对本领域人员来说是显而易见的，并且包括在后述权利要求的范围内。

Claims (10)

1、一种涡旋机，包括：

壳体，包括侧壁部分、分别设置在所述侧壁部分的第一和第二端部处的第一端帽和第二端帽；

隔板，设置在所述壳体中，用于在所述隔板和所述第一端帽之间限定出排出腔室，在所述隔板和所述第二端帽之间限定出吸入腔室；

第一涡旋部件，设置在所述壳体中，所述第一涡旋部件具有端口和第一螺旋卷体；

第二涡旋部件，设置在所述壳体中，并且具有第二螺旋卷体，所述第一和第二螺旋卷体相互啮合；

曲柄轴，具有延伸通过其中的润滑通道；

马达，与所述曲柄轴传动连接，用于使所述涡旋部件相对于彼此绕行运动，从而使所述螺旋卷体限定出通向一随后封闭的空间的气体入口，所述封闭空间在由所述涡旋部件限定的周边区域与所述端口之间逐渐改变体积；

注油配件，延伸通过所述壳体并且与所述曲柄轴中的所述润滑通道连通，其中在正常的运行条件下，所述壳体被定位成所述第一端帽位于在竖直方向上比所述第二端帽更低的位置，并且所述隔板形成位于所述壳体的所述吸气腔室内的至少部分油槽。

2、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，所述注油配件接收来自与一个油分离器相连的油通道的润滑油。

3、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，所述壳体的所述侧壁相对于水平面以一倾斜角度倾斜。

4、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，所述壳体的所述侧壁是竖直的。

5、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，所述第一涡旋部件的一部分位于所述油槽中。

6、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，在所述油槽中设置有油，油的液位高度邻近所述气体入口。

7、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，所述气体入口位于所述第一和第二涡旋部件的底侧上。

8、如权利要求1所述的涡旋机，其特征在于，所述壳体包括排出端口，所述排出端口与所述排出腔室连通地延伸通过所述壳体，所述排出端口与一个油分离器连通，其中所述注油配件与所述油分离器连通。

9、如权利要求8所述的涡旋机，其特征在于，排出压力被施加到所述油分离器上，以便将油供送给所述注油配件。

10、如权利要求9所述的涡旋机，其特征在于，所述排出端口是敞开的，从而允许从该排出端口回流，并且从所述注油配件通向所述油分离器的通道保持恒定敞开。

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