CN205101235U - 一种压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压缩机，包括曲轴(7)和电机转子组件，其还包括安装到所述曲轴(7)上部的叶轮(4)或叶片，所述叶轮(4)或所述叶片能被曲轴(7)的旋转带动而随其一起转动，叶轮(4)或叶片在旋转时能在曲轴(7)上产生与曲轴和电机转子组件所受的气体力相反方向的轴向力，根据本实用新型的压缩机，能够在有效抑制曲轴转子组件窜动，减少压缩机机械损失以及排气流道损失，降低排油率，提高可靠性及使用寿命。

Description

一种压缩机

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机。

背景技术

目前市场上的滚动转子式压缩机在实际工作过程中，由于排气阀片的间歇性排气(一般为每周期排气一次)，会造成电机转子的上下腔出现波动的压力差，该压力差作用在曲轴和电机转子组件上，形成波动的气体力，从而导致曲轴和电机转子组件出现轴窜现象。如果曲轴与转子组件发生轴窜，则极易导致泵体上、下法兰止推面磨损，显著增大压缩机的噪声和能耗，同时大幅度降低压缩机的使用寿命。

目前市场上对于该问题的解决方法主要有如下两种：

方法一：设置电机定、转子高度差，依靠电机的磁拉力使曲轴与转子组件受到向下的电磁力，从而抑制曲轴与转子组件的窜动，如图1和2所示，其中Fq—磁拉力，Fa—气体力，G—曲轴和电机转子组件重力：

方法二：专利号CN202441642U公开的方法，在主轴上设置轴承，靠轴承定位的方式来限制曲轴和电机转子组件的窜动，如图3所示：

以上两种方法虽能解决轴窜的问题，但也存在如下问题：

a)采用电机磁拉力限位，需设置电机定子、转子高度差，导致电机效率降低；

b)采用轴承限位，其需制作轴承安装、固定的配套零件，成本较高；同时轴承的安装与定位质量较难控制且操作繁琐，该方案还引入了轴承的摩擦，导致机械损失增大；

由于现有上述的压缩机在解决防止轴窜的技术问题时存在电机效率降低；和/或整体成本较高；同时安装复杂、操作繁琐，且机械损失还大等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种压缩机。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的压缩机在解决防止轴窜的同时还存在电机效率降低和/或整体成本较高等的缺陷，从而提供一种压缩机。

本实用新型提供一种压缩机，包括曲轴和电机转子组件，其还包括安装到所述曲轴上部的叶轮或叶片，所述叶轮或所述叶片能被曲轴的旋转带动而随其一起转动，叶轮或叶片在旋转时能在曲轴上产生与曲轴和电机转子组件所受的气体力相反方向的轴向力。

所述叶轮具有叶轮轴和设置在该叶轮轴径向外侧的至少2个叶轮片。

所述叶片为至少2个，沿圆周方向均匀设置在所述曲轴的径向外侧。

优选地，所述叶轮片或所述叶片具有倾角，使旋转时产生的轴向力、曲轴和电机转子组件的重力满足如下公式：Ft+G≥Famax，其中Ft为叶轮或叶片产生的轴向力，G为曲轴和电机转子组件所受的重力，Fa为曲轴电机转子组件所受的气体力，Famax为该气体力的最大值。

优选地，所述叶轮片可拆卸地安装到所述叶轮轴的径向外侧。

优选地，所述叶轮轴包括两段外径不同的阶梯轴，所述叶轮片设置在直径较大部分的外径上，较小外径部分相对于较大外径部分形成凸台，所述曲轴7顶端设置有与该凸台相匹配的定位凹槽。

优选地，所述叶轮轴底部中央具有孔，所述曲轴顶端中央设置有与该孔相匹配的凸起。

优选地，所述叶轮轴与曲轴之间接合时采用过盈配合后进行冷压的固定方式；或者采用间隙配合后再加螺钉锁紧的固定方式。

优选地，叶轮轴41下端与所述曲轴7上端设置有相互匹配的防呆定位结构。

优选地，所述叶轮或叶片旋转时将电机转子下端的气体“抽”到电机转子上端。

优选地，所述叶轮或叶片旋转时将压缩机内部泵体排出的油气混合物甩到压缩机壳体内壁及端盖上。

优选地，所述压缩机为转子式压缩机。

本实用新型提供的压缩机具有如下有益效果：

1.根据本实用新型的压缩机，能够有效抑制曲轴转子组件窜动，同时还能有效地防止电机效率降低，以及不至于使得整体成本较高，使得整体成本较低；

2.根据本实用新型的压缩机，其安装简单、操作方便；

3.根据本实用新型的压缩机，无需为了兼顾恶劣工况设置较多余量而造成功率的浪费，从而有效减小机械损失；

4.根据本实用新型的压缩机，还可有效降低电机两端的压力差，从而减少曲轴转子组件窜动的强度，同时还可减小压缩机泵体排气的流道损失；

5.根据本实用新型的压缩机，还可有效降低压缩机的排油率，从而保证压缩机高效可靠的运行。

附图说明

图1现有技术方法一中的压缩机转子组件轴向受力示意图；

图2现有技术方法一中的压缩机设置电机定转子差来获取磁拉力的示意简图；

图3是现有技术方法二中的轴承防轴窜方案的压缩机的示意简图；

图4是本实用新型的压缩机的结构示意图；

图5是本实用新型中压缩机转子组件轴向受力示意图；

图6是本实用新型的压缩机内部气体流向示意图；

图7是本实用新型的压缩机内部的油气分离示意图。

图中附图标记表示为：

1—压缩机泵体，2—电机定子，3—电机转子，4—叶轮，41—叶轮轴，42—叶轮片，5—压缩机壳体，6—分液器，7—曲轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的保护范围。

如图4所示，本实用新型提供一种可防止轴窜的压缩机(优选为转子式压缩机)，包括曲轴7和电机转子组件，其还包括安装到所述曲轴7上部(本实用新型优选为安装到其顶端)的叶轮4或叶片(图中未示出)，所述叶轮4或叶片能被曲轴7的旋转带动而随其一起转动，叶轮4或叶片在旋转时能在曲轴7上产生与曲轴和电机转子组件所受的气体力相反方向的轴向力。

在本实用新型的优选实施方式中该轴向力为与气体力方向(由于压缩机一般位于电机组件下方，由于压缩机压缩的作用，气体变成高压气体，因此电机组件下方会存在着高压气体，其压力比电机组件上方压力高，因此该气体的压力差作用到电机组件表现为对电机组件产生向上的气体力)相反(即向下)的轴向力，由于轴流风扇的动作原理，倾斜的风扇叶片在旋转时，会具有吹风功能，使风向前吹的力是叶轮或叶片施加的，那么叶轮或叶片也会收到反向的作用力，即会产生反向的轴向力，轴向力的方向可通过调节叶轮的叶轮片或叶片的倾斜方向或者调整叶轮片或叶片的转动方向来调整，利用叶轮(或者叶片)在旋转时产生与气体力反向的轴向力的原理，有效地实现对压缩机曲轴电机转子组件间发生轴窜现象的抑制。

根据本实用新型的可防止轴窜的压缩机，能够在有效抑制曲轴转子组件窜动的同时，由于无需设置如现有技术方法一中的电机定子、转子高度差，从而使得电机效率高，即还能有效地防止电机效率降低；以及由于不用设置现有技术方法二中的轴承结构，并且叶轮和叶片可开模制作，因此还不致于使得整体成本较高，从而使得整体成本较低，安装简单、操作方便；第三，通过本实用新型利用叶轮旋转产生的轴向力抑制曲轴转子组件的窜动，且由于叶轮对轴窜的抑制力随着轴窜强度的增强而增强，因此还无需为了兼顾恶劣工况设置较多余量而造成功率的浪费，从而有效减小机械损失。

叶轮4具有叶轮轴41和设置在该叶轮轴径向外侧的至少2个叶轮片42，优选为3个叶轮片，这样能够在保证正常旋转的基础上进一步使得成本有效地降低。

所述叶片为至少2个，沿圆周方向均匀设置在所述曲轴7的径向外侧。优选为可拆卸地安装3个叶片。这样能够在保证正常旋转的基础上进一步使得成本有效地降低。叶片与曲轴7之间接合时可采用过盈配合后进行冷压的固定方式；或者采用间隙配合后再加螺钉锁紧的固定方式。

如图5所示，优选地，所述叶轮片或所述叶片具有倾角(即叶轮片彼此之间或叶片彼此之间具有一定角度的倾角，不是平齐或者竖直的，类似于电风扇的叶片倾角)，使旋转时产生的轴向力、曲轴和电机转子组件的重力满足如下公式：Ft+G≥Famax，其中Ft为叶轮或叶片产生的轴向力，G为曲轴和电机转子组件所受的重力，Fa为曲轴电机转子组件所受的气体力，Famax为该气体力的最大值。通过设置合理的叶片倾角，能够将向下的叶轮轴向力和重力的合力设置为不小于向上的气体力的最大值，从而能够有效地抑制曲轴电机转子组件在受到气体力时发生轴窜的现象，最大程度地保证不发生轴窜的现象。

压缩机转速越高，曲轴转子组件受到的气体力Fa越大，轴窜强度越大，而此时叶片在高转速下产生的轴向力Ft也随之增大(由于轴流风扇的原理，风扇转的越快，风越大，风施加给叶片的反作用力亦越大)，即该方案中叶轮对轴窜的抑制力随着轴窜强度的增强而增强，故无需为了兼顾恶劣工况设置较多余量而造成功率的浪费(是相对于采用电机磁拉力来抑制轴窜的方案而言，其是按着抑制最恶劣的工况来设置磁拉力大小的，即在普通工况中，磁拉力是有较多余量的，这部分余量作用在曲轴上，造成功率的浪费。)。

优选地，所述叶轮片42或所述叶片的长度被设置为比压缩机壳体5内部宽度的一半略小，且使得所述叶轮片42或所述叶片能够正常被装入所述压缩机壳体5中的同时，叶轮片42或叶片的端部接近压缩机壳体5的内壁。即在叶轮或叶片能够正常被装入所述压缩机的壳体中的基础上尽可能越长越好，这样能够有效地增大叶轮或叶片旋转时所产生的轴向力，最大限度地防止了轴窜现象的发生。

优选地，所述叶轮片42可拆卸地安装到所述叶轮轴41的径向外侧。通过可拆卸的安装方式将叶轮片固定到所述叶轮轴的径向外侧，能够更加方便叶轮片与叶轮轴之间安装和拆卸，提高拆、装的效率。

优选地，压缩机装配时，所述叶轮轴41包括两段外径不同的阶梯轴，所述叶轮片42设置在直径较大部分的外径上，较小外径部分相对于较大外径部分形成凸台(未示出)，所述曲轴7顶端设置有与该凸台相匹配的定位凹槽(未示出)，所述叶轮轴41的凸台插入到所述曲轴7的定位凹槽中，形成配合安装。这是一种较优的连接叶轮轴和曲轴之间的安装方式，保证了两者之间的紧密配合，实现了通过曲轴带动叶轮轴进而带动叶轮片旋转的目的。

优选地，所述叶轮轴41底部中央具有孔(未示出)，所述曲轴7顶端中央设置有与该孔相匹配的凸起(未示出，优选该凸起由曲轴的两级台阶而形成)，所述曲轴7的凸起插入到所述叶轮轴41底部中央的孔中，形成配合安装。这是另一种较优的连接叶轮轴和曲轴之间的安装方式，保证了两者之间的紧密配合，实现了通过曲轴带动叶轮轴进而带动叶轮片旋转的目的。

优选地，所述叶轮轴41与曲轴7之间接合时采用过盈配合后进行冷压的固定方式；或者采用间隙配合后再加螺钉锁紧的固定方式。这是两种优选的叶轮轴与曲轴之间的连接固定(紧固)方式，保证了在工作运行时叶轮轴不会轻易从曲轴上脱落。

优选地，所述叶片与曲轴之间接合时采用过盈配合后进行冷压的固定方式；或者采用间隙配合后再加螺钉锁紧的固定方式。这是两种优选的叶片与曲轴之间的连接固定(紧固)方式，保证了在工作运行时叶片不会轻易从曲轴上脱落。

优选地，叶轮轴41下端与所述曲轴7上端设置有相互匹配的防呆定位结构(未示出)。该防呆定位结构可以优选是类似键和键槽等结构，保证正确的安装的同时，还保证了叶轮能够随着曲轴一起旋转。

如图6所示，优选地，叶轮4在工作中，叶轮旋转时可将电机转子下端的气体“抽”(叶轮转动时将气体从叶轮下端抽到叶轮上端，轴流式气流的利用原理)到电机转子上端，这样加快了压缩机内部气体流动的速率，降低了电机转子两端的压力差，减少了气体力，进而减少了曲轴转子组件窜动的强度，同时还减小了压缩机泵体排气的流道损失(压缩机泵体排气后，气流要经过电机定转子的流道，由于流道较小，该过程会造成压力损失，而采用本方案通过叶轮或叶片将电机下方的气体抽到上方，能够加快气流的流体速度，则可以降低其排气过程的流道损失)。

如图7所示，优选地，通过压缩机内部的旋转叶轮或叶片高速旋转，所述叶轮片或叶片旋转时可将压缩机内部泵体排出的油气混合物“甩”到压缩机壳体内壁及端盖上，通过旋转增强了对压缩机内部油气混合物的搅动作用，同时由于壳体对油的吸附作用，能够有效地实现油气分离，从而降低压缩机的排油率。

优选地，所述压缩机为转子式压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种压缩机，包括曲轴(7)和电机转子组件，其特征在于：还包括安装到所述曲轴(7)上部的叶轮(4)或叶片，所述叶轮(4)或叶片能被曲轴(7)的旋转带动而随其一起转动，叶轮(4)或叶片在旋转时在曲轴(7)上产生与曲轴和电机转子组件所受的气体力相反方向的轴向力。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮(4)具有叶轮轴(41)和设置在该叶轮轴(41)径向外侧的至少2个叶轮片(42)。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述叶片为至少2个，沿圆周方向均匀设置在所述曲轴(7)的径向外侧。

4.根据权利要求2-3之一所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮片(42)或所述叶片具有倾角，使旋转时产生的轴向力、曲轴和电机转子组件的重力满足如下公式：Ft+G≥Famax，其中Ft为叶轮(4)或叶片产生的轴向力，G为曲轴和电机转子组件所受的重力，Fa为曲轴和电机转子组件所受的气体力，Famax为该气体力的最大值。

5.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮片(42)可拆卸地安装到所述叶轮轴(41)的径向外侧。

6.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮轴(41)包括两段外径不同的阶梯轴，所述叶轮片(42)设置在直径较大部分的外径上，较小外径部分相对于较大外径部分形成凸台，所述曲轴(7)顶端设置有与该凸台相匹配的定位凹槽。

7.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮轴(41)底部中央具有孔，所述曲轴(7)顶端中央设置有与该孔相匹配的凸起。

8.根据权利要求6-7之一所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮轴(41)与曲轴(7)之间接合时采用过盈配合后进行冷压的固定方式；或者采用间隙配合后再加螺钉锁紧的固定方式。

9.根据权利要求6-7之一所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮轴(41)下端与所述曲轴(7)上端设置有相互匹配的防呆定位结构。

10.根据权利要求1-3之一所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮(4)或叶片被布置为通过其旋转能将电机转子下端的气体“抽”到电机转子上端的结构形式。

11.根据权利要求1-3之一所述的压缩机，其特征在于：所述叶轮(4)或叶片被布置为通过其旋转能将压缩机内部泵体排出的油气混合物甩到压缩机壳体(5)内壁及端盖上的结构形式。

12.根据权利要求1-3之一所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机为转子式压缩机。