CN201606250U - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷压缩机，特别是用于涡旋压缩机的润滑油循环系统的离心式油泵。本实用新型涡旋压缩机，其包括：电机(8)、主轴(3)及其中心孔(102)、油池(5)、下支架(1)，主轴(3)上设置有泵油结构，所述泵油结构包括泵油容腔(32)、上通道(6)和下通道(31)，所述下支架(1)包括进油孔(101)和轴端容腔(103)，主轴(3)在电机驱动下高速旋转，在主轴(3)旋转一周的过程中，当泵油油腔(32)对准进油孔(101)时，油池(5)中的润滑油由进油孔(101)进入泵油容腔(32)，并经下通道(31)进入轴端容腔(103)，最终润滑油在主轴(3)上的中心孔(102)内形成向上流动的涡旋。该实用新型结构简单，泵油油量获得精确控制。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本实用新型涉及制冷压缩机，特别是用于涡旋压缩机的润滑油循环系统的离心式油泵。

技术背景

压缩机内部的轴承与主轴之间或者动/静涡旋之间，由于具有高速的相对运动，需要足够的润滑油进行润滑，否则，就容易出现咬死或过度磨损等现象。润滑油在压缩机内部循环需要消耗机械能，如果所循环的润滑油过量，则会降低压缩机的运行效率。

压缩机通常具有一个壳体，用于容纳压缩机的各个零部件。对于立式压缩，其壳体的底部形成一个用于储存润滑油的油池。主轴在电机的驱动下而高速旋转，润滑油在离心力的作用下，经过主轴的通孔，输送到需要润滑的部位。

由于所泵油量和主轴的转速近似成正比关系，对于有些压缩机，特别是变频压缩机，有必要设置多级油泵，以保证轴承在低速时候能够获得足够的润滑油。在这种两级油泵中，由于液体制冷剂有可能在第一级油泵时候发生闪蒸而产生气泡，因此减少了所泵的润滑油的含量。因此，需要在泵上增加通气孔，使得制冷剂闪蒸产生的气泡可以排出，以增加所泵的润滑油的含量。

在压缩机的工作过程中，杂质不可避免地会堆积到压缩机的内部。另外，随着压缩机的磨合或者在以后的运行过程中，都有可能在润滑油里形成更多的杂质。事实上要完全消除杂质的存在是不可能，但是要减少外来杂质的循环是必须的。

中国发明专利申请号200810012693.0，提出了具有润滑系统的涡旋压缩机，它能够对固定涡旋部件和活动涡旋部件形成的腔室进行润滑，同时对提供给腔室的润滑油数量进行精确控制，以使得压缩机可以平稳运行，提高效率。

中国发明专利申请号200810012693.0，提出了如何解决腔室的润滑问题。

美国专利5707220，提出了用于变频压缩机的离心式油泵。油泵转子设置在主轴的下部并随主轴旋转，当润滑油进入油泵转子里面后，油泵转子驱动润滑油绕主轴中心线旋转，使润滑油获得动能，并向远离主轴中心线的方向运动。在油泵转子上设置一定的流道，可以引导具有动能的润滑油沿着流道前进，并进入主轴。在离心力的作用下，润滑油随主轴旋转，形成向上流的涡旋。这样，润滑油并可以被输送到压缩机上需要润滑的部位了。

美国专利5707220提出了可以用于变频压缩机的离心式油泵，但是，复杂的流道和润滑油油位的高度，都将影响油泵的泵油量；以及需要增加油泵套筒和油泵转子，增加了加工和装配成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提高润滑系统的性能，为润滑系统提供所需的润滑油，并精确控制润滑油的油量，同时减少杂质对润滑系统的影响。

该目的通过以下一种压缩机实现，它包括：电机、涡旋、消声器、主轴、主轴上的中心孔、油池、下支架，所述主轴上设置有泵油结构，所述泵油结构包括泵油容腔、上通道和下通道，所述下支架包括进油孔和轴端容腔，主轴在电机驱动下高速旋转，在主轴旋转一周的过程中，当泵油油腔对准进油孔时，油池中的润滑油由进油孔进入泵油容腔，并经下通道进入轴端容腔，最终润滑油在主轴上的中心孔内形成向上流动的涡旋。

所述泵油结构的数量为1个或者1个以上。所述主轴上设置有泵油结构，所述泵油结构包括泵油容腔、上通道和下通道。由于所述泵油结构的数量为1个或者1个以上，因此，在所述主轴上设置有1个或者1个以上彼此独立的泵油结构，即含有1个或者1个以上的泵油容腔、上通道和下通道。

所述下支架的进油孔处设置过滤装置，过滤装置用于过滤润滑油中所含的杂质。

由于下通道孔径的限制，进入泵油容腔的油并不能马上进入轴端容腔。泵油容腔中的润滑油随着主轴高速旋转，在离心力的作用下在泵油容腔中的润滑油对下通道形成一定的压力。处于下通道下部的润滑油的压力比泵油容腔中的润滑油的压力低，下通道的上下两端形成一定的压力差，因此润滑油从高压侧流向低压侧，即从泵油容腔流向轴端容腔。随着泵油容腔中润滑油的减少，气态制冷剂通过上通道进入泵油容腔，以填补润滑油的减少所形成的空间。存储在轴端容腔中的润滑油接着在主轴上的中心孔内形成向上流动的涡旋。

所述下通道的孔径设计为控制润滑油由泵油容腔进入轴端容腔的流速，使得在主轴旋转一周的时间内，泵油容腔中的润滑油可以全部进入轴端容腔。随着所述主轴的旋转，在离心力的作用下在泵油容腔中的润滑油对下通道形成一定的压力。处于下通道下部的润滑油的压力比泵油容腔中的润滑油的压力低，下通道的上下两端形成一定的压力差，所述主轴的旋转速度越高，其压力差就会越大。根据流体力学的原理，单位时间内的流量和流道的横截面面积成正相关，单位时间内的流量和流道两端的流体的压力差成正相关。通常地，可以这么理解，如果流道的横截面面积越大，流道两端的压力差越大，则流量就会越大。因此泵油量与转速成正相关，即转速越高，泵油量越大。如果所述主轴的旋转的速度一定，则在主轴旋转一周的时间内，泵油量的大小就可以通过改变所述下通道的孔径尺寸来控制。在一个泵油周期中，所泵油量为泵油容腔的容积，当然可以通过调节所述下通道的孔径，使所泵油量全部进入轴端容腔。因而在转速一定的情况下，所泵油量就能够获得精确控制，不会随外部油位高度的改变而改变。

如果润滑油里面所含有的制冷剂在泵油的过程中产生气泡，则气泡也可以通过上通道排出，从而保证油泵的泵油量。

所述上通道包括上孔和横孔，上孔的一端连接泵油容腔的底部，另一端连接横孔，横孔的直径大于上孔的直径。加大横孔的直径有利于机械加工。

主轴高速旋转，在轴端容腔的润滑油就能够在主轴的中心孔里形成向上流动的涡旋，润滑油不断地从轴端容腔流向主轴的上部，为压缩机的各个部位提供润滑油。此时，可以通过其他一些手段加强润滑油由轴端容腔向主轴上部的泵油能力，比如设置：抽油片。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的积极作用：

1、泵油油量获得精确控制；

2、泵油油量与转速成线性关系；

3、有效过滤润滑油中的杂质；

4、通过对现有零件的结构进行改造，无需增加额外零件。

附图说明

图1是本实用新型第一种结构示意图；

图2是本实用新型第一种结构的局部放大图；

图3是第一种泵油机构示意图；

图4是本实用新型第二种结构示意图；

图5是本实用新型第二种结构的局部放大图；

图6是本实用新型第二种结构的支架结构图；

图7是本实用新型第二种结构的轴承结构图；

图8是第二种泵油机构示意图；

图9是本实用新型第三种结构示意图；

图10是本实用新型第三种结构的局部放大图；

图11是本实用新型第四种结构示意图；

图12是本实用新型第四种结构的局部放大图；

图13是本实用新型第四种结构的支架结构图；

图14是本实用新型第四种结构的轴承结构图；

图15是现有技术的压缩机结构示意图；

图16是现有技术的压缩机泵油过程示意图；

图中：120-立式涡旋压缩机，121-卧式涡旋压缩机，1-下支架，2-轴承，3-主轴，4-壳体，5-油池，6-上通道，8-电机，10-消声板，11-过滤装置，12-油管，14-涡旋，15-油池，16-油池，17-油位，21-油孔，22-底部油腔，23-高压腔，31-下通道，32-泵油容腔，33-上孔，34-横孔，101-进油孔，102-中心孔，103-轴端容腔，104-偏心孔，105-环形槽。

具体实施方案

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明，但不限于具体实施例。

下面参照图15、16描述现有技术压缩机润滑系统的泵油过程。

如图1所示，立式涡旋压缩机120，包括电机8、涡旋14、消声器10、主轴3、主轴上的中心孔102、偏心孔104、油池5、下支架1。主轴3在电机8的驱动下做旋转运动。主轴3通过轴承2驱动涡旋14运动，使得动涡旋14实现压缩制冷剂的功能。经过涡旋14压缩的制冷剂通过消声板10，通过高压腔23，由排气口52流向制冷系统。

主轴3在电机8驱动下高速旋转，油池5的润滑油进入中心孔102。由于润滑油的粘附作用，润滑油在中心孔102内随主轴3高速旋转，形成向上流动的涡旋60。润滑油不断地从油池5流向主轴3的上部，为立式压缩机120的各个部位提供润滑。这样，主轴3就完成了泵油的功能。

但是这种泵油方式存在以下缺点：

1、主轴3的转速影响所泵油量；

2、油池5的高度影响所泵油量；

因此这种泵油方式下，所泵油量的波动较大，不利于压缩机的正常工作。尤其是变频压缩机，其主轴3的转速具有很大的变化范围，则所泵油量更不易于掌控。很容易由于所泵油量不足，导致烧机。

下面参照图1、2、3、8描述本实用新型的第一种实施方式。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案是在主轴的底部设置离心式油泵，离心式油泵由以下结构组成：泵油容腔32、上通道6、下通道31、进油孔101。

在压缩机工作过程中，主轴3在电机8的驱动下而高速旋转，润滑油的油池5的高度高于下支架1上的进油孔101的高度。在主轴3旋转一周的过程中，当泵油容腔32对准进油孔101的时候，润滑油通过过滤装置11，由进油孔101进入泵油容腔32。过滤装置11用于过滤润滑油中所含的杂质。由于下通道31孔径的限制，进入泵油容腔32的油并不能马上进入轴端容腔103。泵油容腔中的润滑油随着主轴3高速旋转，在离心力的作用下在泵油容腔32中的润滑油对下通道31形成一定的压力。处于轴端容腔103的润滑油的压力比泵油容腔32中的润滑油的压力低，下通道31的上下两端形成一定的压力差，促使润滑油从高压侧流向低压侧，即从泵油容腔32流向轴端容腔103。随着泵油容腔32中润滑油的减少，气态制冷剂通过上通道6进入泵油容腔，以填补润滑油的减少所形成的空间。

通过对下通道31孔径的设计，控制润滑油由泵油容腔32进入轴端容腔103的流速，使得在主轴3旋转一周的时间内，泵油容腔32中的润滑油可以全部进入轴端容腔103。在一个泵油周期中，泵油量为泵油容腔32的容积。因而在转速一定的情况下，所泵油量就能够获得精确控制，不会随外部油池5的油位高度的改变而改变。并且泵油量与转速成线性关系，即转速越高，泵油量越大。

上通道6包含上孔33及横孔34。上孔33的一端连接泵油容腔32的底部，另一端连接横孔34。横孔34的直径大于上孔33，其好处一是为了降低横孔34的加工难度，同时，避免润滑油从横孔34处被排出去。如果润滑油里面所含有的制冷剂在泵的过程中产生气泡，则气泡也可以通过上通道6排除，从而保证油泵的泵油量。随着泵油容腔32中润滑油的减少，气态制冷剂通过上通道6进入泵油容腔32，以填补润滑油的减少所形成的空间。

如图8所示，主轴3上所设置的泵油特征(包括泵油容腔32、上通道6、下通道31)其数量可以为1个或者1个以上。

主轴3在电机驱动下高速旋转。由于润滑油的粘附作用，存储于轴端容腔103中的润滑油在中心孔102内随主轴3高速旋转，形成向上流动的涡旋。润滑油不断地从轴端容腔103流向主轴3的上部，为立式压缩机120的各个部位提供润滑。这样，主轴3就完成了二次泵油的功能。

下面参照图3、4、5、6、7、8描述本实用新型的第二种实施方式。

第二种实施方式的结构与第一种实施方式基本上相同，不同处在于下支架1上增加轴承2，并正在下支架1上增加了环形槽105。

如图6所示，下支架1包括进油孔101、轴端容腔103及环形槽105。如图7所示，轴承2上设置油孔21。如图5所示，装配好之后，轴承2上的油孔21对准环形槽105。

油池5中的润滑油经过过滤装置11、进油孔101，进入环形槽105。在主轴3旋转一周的过程中，当泵油容腔32对轴承2上的油孔21的时候，润滑油进入泵油容腔32。

之后的过程与实施方式一的过程相同。

下面参照图3、8、9、10描述本实用新型的第三种实施方式。

如图9所示，卧式压缩机121把从吸气口51吸入的低压制冷剂，压缩成高压制冷剂，流向高压腔23，最后由排气口52流向制冷系统。卧式压缩机121在把制冷剂从低压区压缩到高压腔23的同时，也在不断地把油池15和油池16中的润滑油带到高压腔23，所以在高压腔就形成了油池17。卧式压缩机121必须把高压腔23中的油池17通过油管12引回底部油腔22，以实现润滑油循环系统。

之后的过程与实施方式一的过程相同。

下面参照图3、8、11、12、13、14描述本实用新型的第四种实施方式。

第四种实施方式的结构与第三种实施方式基本上相同，不同处在于下支架1上增加轴承2，并正在下支架1上增加了环形槽105。

如图11所示，下支架1包括进油孔101、轴端容腔103及环形槽105。如图12所示，轴承2上设置油孔21。如图5所示，装配好之后，轴承2上的油孔21对准环形槽105。

底部油腔22中的润滑油经过过滤装置11、进油孔101，进入环形槽105。在主轴3旋转一周的过程中，当泵油容腔32对准轴承2上的油孔21的时候，润滑油进入泵油容腔32。

之后的过程与实施方式一的过程相同。

Claims (8)

1.一种涡旋压缩机，其包括：电机(8)、主轴(3)、主轴(3)上的中心孔(102)、油池(5)、下支架(1)，其特征在于：主轴(3)上设置有泵油结构，所述泵油结构包括泵油容腔(32)、上通道(6)和下通道(31)，所述下支架(1)包括进油孔(101)和轴端容腔(103)，主轴(3)在电机驱动下高速旋转，在主轴(3)旋转一周的过程中，当泵油油腔(32)对准进油孔(101)时，油池(5)中的润滑油由进油孔(101)进入泵油容腔(32)，并经下通道(31)进入轴端容腔(103)，最终润滑油在主轴(3)上的中心孔(102)内形成向上流动的涡旋。

2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述泵油结构的数量为1个或者1个以上。

3.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述下通道(31)的孔径设计为控制润滑油由泵油容腔(32)进入轴端容腔(103)的流速，使得在主轴(3)旋转一周的时间内，泵油容腔(32)中的润滑油可以全部进入轴端容腔(103)。

4.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述上通道(6)包括上孔(33)和横孔(34)，上孔(33)的一端连接泵油容腔(32)的底部，另一端连接横孔(34)，横孔(34)的直径大于上孔(33)的直径。

5.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述涡旋压缩机为立式涡旋压缩机或者卧式涡旋压缩机。

6.如权利要求1-5之一所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述下支架(1)的进油孔(101)处设置有过滤装置(11)，用于过滤进入进油孔(101)的润滑油中的杂质。

7.如权利要求1-5之一所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述主轴(3)与下支架(1)之间设置有轴承(2)，轴承(2)上设置有油孔(21)，下支架(1)还包括环形槽(105)，油孔(21)对准环形槽(105)，在主轴(3)旋转一周的过程中，当泵油容腔(32)对准油孔(21)时，润滑油经进油孔(101)进入环形槽(105)，进入泵油容腔(32)。

8.如权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于：所述下支架(1)的进油孔(101)处设置有过滤装置(11)，用于过滤进入进油孔(101)的润滑油中的杂质。

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