CN208487015U - 旋转式压缩机的压缩机构和旋转式压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转式压缩机的压缩机构和旋转式压缩机,包括:第一气缸、第二气缸、曲轴、第一端板、第二端板和隔板,中间轴的端面设有第一限位部;第一偏心部和第二偏心部中的至少一个的朝向中间轴的端面设有与第一限位部配合的第二限位部;隔板具有转轴孔且中间轴配合在转轴孔内,其中,第一回转轴的外直径为d0,第二回转轴的外直径为d1,中间轴的外直径为d2,转轴孔的直径为d3,第一偏心部的外直径为D1,第二偏心部的外直径为D2,d0≤d1<d2≤d3<D1,d0≤d1<d2≤d3<D2。根据本实用新型的旋转式压缩机的压缩机构,可以扩大旋转式压缩机的排量、改善压缩效率、提高曲轴的刚性,并且扭矩传递的可靠性和耐久可靠性高、生产效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩机技术领域,具体而言,涉及一种旋转式压缩机的压缩机构和具有所述旋转式压缩机的压缩机构的旋转式压缩机。
背景技术
变频电机式双缸旋转式压缩机,由于相对于单缸旋转式压缩机而言压缩扭矩的变动很小,可以达到30Hz以下的运转,因而在空调舒适性、食品保存性和季节能效(APF)等方面具有优势。
相关技术中的双缸旋转式压缩机,位于两个气缸之间的隔板的内径如果小于预先固定在曲轴上的偏心轴的外径和中间轴的外径,压缩机构就不能够完成装配。因此,隔板的内径(d3)≧偏心轴的外径(D)。
由于该设计条件的限制,隔板的内径增大,偏心轴的偏心量就变小,而偏心轴的偏心量变小会使得制冷量低下,从而压缩机的排量扩大和压缩效率的改善比较困难;并且,因为连接两个偏心轴的中间轴的外径(d2)不能扩大,所以曲轴的刚性很难保证。
为此,通常将隔板分割成两个部分,或者将中间轴分成两段加工轴,以满足回转轴的外径d1<中间轴的外径d2≤隔板的内径d3<偏心轴的外径D。
但是,要保持被分割成两个部分的隔板的平面精度是很困难的,而中间轴分成两段进行加工主要是为了改善中间轴的强度(只是使d1<d2),这两种方式的实际应用非常少。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种旋转式压缩机的压缩机构,所述旋转式压缩机的压缩机构可以扩大旋转式压缩机的排量、改善压缩效率、提高曲轴的刚性,并且扭矩传递的可靠性和耐久可靠性高、生产效率高。
本实用新型还提出一种具有所述旋转式压缩机的压缩机构的旋转式压缩机。
根据本实用新型第一方面实施例的旋转式压缩机的压缩机构,包括:第一气缸和第二气缸;曲轴,所述曲轴可转动且包括:第一回转轴和第二回转轴;中间轴,所述中间轴的两端分别与所述第一回转轴和所述第二回转轴相连,所述中间轴的端面设有第一限位部;第一偏心部和第二偏心部,所述第一偏心部套设于所述第一回转轴且偏心设置,所述第二偏心部套设于所述第二回转轴且偏心设置,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的至少一个的朝向所述中间轴的端面设有与所述第一限位部配合的第二限位部,所述第一限位部和所述第二限位部中的一个被构造成限位凸起且另一个被构造成限位凹槽;第一端板、第二端板和隔板,所述第一气缸和所述第二气缸设在所述第一端板和所述第二端板之间且由所述隔板间隔开,所述隔板具有转轴孔且所述中间轴配合在所述转轴孔内,所述第一偏心部设在所述第一气缸内且所述第二偏心部设在所述第二气缸内,其中,所述第一回转轴的外直径为d0,所述第二回转轴的外直径为d1,所述中间轴的外直径为d2,所述转轴孔的直径为d3,所述第一偏心部的外直径为D1,所述第二偏心部的外直径为D2,d0≤d1<d2≤d3<D1,d0≤d1<d2≤d3<D2。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构,可以扩大旋转式压缩机的排量、改善压缩效率、提高曲轴的刚性,并且扭矩传递的可靠性和耐久可靠性高、生产效率高。
另外,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构还具有如下附加的技术特征:
根据本实用新型的一些实施例,所述第一回转轴、所述第二回转轴和所述中间轴同轴设置,所述第一限位部相对于所述中间轴偏心设置。
进一步地,所述第一限位部围绕所述中间轴的中心轴线设置且沿所述中间轴的周向延伸。
有利地,在垂直于所述中间轴的中心轴线的投影面内,所述第一限位部的投影的外轮廓线与所述第一回转轴或所述第二回转轴的投影的外轮廓线形成内切。
可选地,所述第一限位部位于所述中间轴的朝向所述第一偏心部的一侧,所述第一偏心部的朝向所述中间轴的端面设有所述第二限位部,所述第二偏心部一体成型于所述中间轴的背向所述第一偏心部的一侧。
在本实用新型的一些具体实施例中,所述中间轴和所述隔板均为两个,两个所述中间轴与两个所述隔板一一对应地配合,所述曲轴还包括:偏心轴,所述偏心轴连接两个所述中间轴且中心轴线偏离所述中间轴的中心轴线,所述第一限位部位于所述中间轴的背向所述偏心轴的一侧,所述压缩机构还包括:第三气缸,所述第三气缸内具有第三压缩腔且设有沿所述第三气缸的内周壁可滚动的第三活塞,所述偏心轴设在所述第三压缩腔内且所述第三活塞套设于所述偏心轴的外周壁。
有利地,在垂直于所述中间轴的中心轴线的投影面内,所述第一偏心部的投影的中心、所述第二偏心部的投影的中心与所述偏心轴的投影的中心沿所述中间轴的周向均匀分布。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的所述至少一个的轴向宽度为W1,所述第二限位部的轴向宽度为W1,W2=25%-30%W1。
在本实用新型的一些具体实施例中,所述第一限位部被构造成所述限位凸起且所述第二限位部被构造成所述限位凹槽,所述中间轴的端面设有沿其轴向延伸的安装槽,所述限位凸起的两端分别配合在所述限位凹槽和所述安装槽内。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的所述至少一个的背向所述中间轴的端面设有C形止动环,所述C形止动环套设在所述第一回转轴与所述第一偏心部或所述第二回转轴与所述第二偏心部之间。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一端板设有与所述第一回转轴配合的第一轴承且所述第二端板设有与所述第二回转轴配合的第二轴承。
根据本实用新型的一些实施例,所述中间轴与所述隔板之间设有中间轴承且所述第二回转轴的远离所述第二端板的一端设有轴端轴承。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一回转轴、所述第二回转轴和所述中间轴均为钢件,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的所述至少一个为粉末合金件。
根据本实用新型第二方面实施例的旋转式压缩机,包括:壳体,所述壳体设有排出口;根据本实用新型第一方面实施例所述的旋转式压缩机的压缩机构,所述压缩机构设在所述壳体内;驱动机构,所述驱动机构设在所述壳体内且与所述曲轴传动连接。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机,利用如上所述的旋转式压缩机的压缩机构,排量大、压缩效率高、曲轴的刚性好,并且扭矩传递的可靠性和耐久可靠性高、生产效率高。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的纵向剖视图;
图2是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的分离偏心轴的剖视图、主视图、左视图和右视图;
图3是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的曲轴的局部结构的左视图和主视图;
图4是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构的局部结构的左视图和主视图;
图5是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构的剖视图;
图6是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构的剖视图;
图7是根据本实用新型的第一可选实施例的旋转式压缩机的曲轴的局部结构示意图;
图8是根据本实用新型的第一可选实施例的旋转式压缩机的压缩机构的局部剖视图;
图9是根据本实用新型的第一可选实施例的旋转式压缩机的压缩机构的剖视图;
图10是根据本实用新型的第二可选实施例的旋转式压缩机的曲轴的局部结构的左视图和主视图;
图11是根据本实用新型的第二可选实施例的旋转式压缩机的压缩机构的剖视图;
图12是根据本实用新型的第三可选实施例的旋转式压缩机的纵向剖视图;
图13是根据本实用新型的第三可选实施例的旋转式压缩机的曲轴的局部结构示意图;
图14是根据本实用新型的第四可选实施例的旋转式压缩机的压缩机构的局部剖视图;
图15是根据本实用新型的第五可选实施例的旋转式压缩机的压缩机构的局部剖视图。
附图标记:
第一双缸旋转式压缩机102,第二双缸旋转式压缩机103,
壳体2,电动电机3,定子3a,转子3b,
第一压缩机构部4A,第二压缩机构部4B,第三压缩机构部4C,
第一曲轴10A,第二曲轴10B,第三曲轴10C,第一回转轴11,第二回转轴12,中间轴13,圆形突起13a,
第一端板5,第一轴承5a,第二端板6,第二轴承6a,隔板7,转轴孔7a,
第一气缸8,第一压缩腔8a,第二气缸9,第二压缩腔9a,第三气缸14,
分离偏心轴15,轴孔15a,圆形槽15b,止推突起15c,顶出销15d,
上端轴16,固定偏心轴20,滚动活塞21,中间轴承22,轴端轴承23,C形止动环25,上油叶片筒27,吸气管30,排气管31,轴承筒32。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考附图描述根据本实用新型第一方面实施例的旋转式压缩机的压缩机构。
可选地,旋转式压缩机可以为立式压缩机。在本申请下面的描述中,以旋转式压缩机为立式压缩机为例进行说明。当然,本领域内的技术人员可以理解,旋转式压缩机还可以为卧式压缩机(图未示出)。这里,需要说明的是,“立式压缩机”可以理解为旋转式压缩机的压缩机构的气缸的中心轴线垂直于旋转式压缩机的安装面的压缩机,例如,如图1所示,气缸的中心轴线沿竖直方向延伸。相应地,“卧式压缩机”可以理解为气缸的中心轴线平行于旋转式压缩机的安装面的压缩机。
如图1-图15所示,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构,包括:第一气缸8、第二气缸9、曲轴、第一端板5、第二端板6和隔板7。
具体而言,第一气缸8和第二气缸9设在第一端板5和第二端板6之间且由隔板7间隔开,即,第一端板5、第一气缸8、隔板7、第二气缸9和第二端板6在上下方向上依次设置。第一气缸8内具有第一压缩腔8a且设有沿第一气缸8的内周壁可滚动的第一活塞,第二气缸9内具有第二压缩腔9a且设有沿第二气缸9的内周壁可滚动的第二活塞。
曲轴可转动,曲轴包括第一回转轴11、第二回转轴12、中间轴13、第一偏心部和第二偏心部。中间轴13的两端分别与第一回转轴11和第二回转轴12相连,中间轴13设有第一限位部,所述第一限位部被构造成沿中间轴13的轴向(例如上下方向)伸出其端面的限位凸起。第一偏心部套设于第一回转轴11,且第一偏心部偏心设置,即,第一偏心部的中心轴线偏离第一回转轴11的中心轴线;第二偏心部套设于第二回转轴12,且第二偏心部偏心设置,即,第二偏心部的中心轴线偏离第二回转轴12的中心轴线。
第一偏心部和第二偏心部中的至少一个的朝向中间轴13的端面设有第二限位部,第一限位部配合在第二限位部内,第二限位部被构造成限位凹槽。这里,“至少一个”指的是,第一偏心部的上端面设有第二限位部、第一限位部向下伸出中间轴13的下端面,从而第一偏心部与第一回转轴11可分离;或,第二偏心部的下端面设有第二限位部、第一限位部向上伸出中间轴13的上端面,从而第二偏心部与第二回转轴12可分离;又或者,第一偏心部的上端面设有第二限位部、第一限位部向下伸出中间轴13的下端面,且,第二偏心部的下端面设有第二限位部、第一限位部向上伸出中间轴13的上端面,从而第一偏心部与第一回转轴11可分离且第二偏心部与第二回转轴12可分离。
可以理解,还可以是第一限位部被构造成限位凹槽且第二限位部被构造成限位凸起,只要保证第一限位部和第二限位部可以配合在一起即可,本实用新型对此不作特殊限定。需要说明的是,本申请给出的实施例仅以第一限位部为限位凸起且第二限位部为限位凹槽为例进行相关说明,而不能理解为对本实用新型的限制。
隔板7具有转轴孔7a且中间轴13配合在转轴孔7a内。第一偏心部设在第一压缩腔8a内且第一活塞套设于第一偏心部的外周壁,第二偏心部设在第二压缩腔9a内且第二活塞套设于第二偏心部的外周壁。
其中,第一回转轴11的外直径为d0,第二回转轴12的外直径为d1,中间轴13的外直径为d2,转轴孔7a的直径为d3,第一偏心部的外直径为D1,第二偏心部的外直径为D2,d0≤d1<d2≤d3<D1,d0≤d1<d2≤d3<D2。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的压缩机构,利用从中间轴13的轴向伸出的第一限位部与端面设置的第二限位部的配合,实现了力矩连接,使得曲轴的扭矩传递至中间轴13后成为中间轴13的扭矩,再通过中间轴13传递至第一偏心部和第二偏心部,成为第一偏心部和第二偏心部的扭矩,并且,优化了扭矩传递的可靠性和耐久可靠性;由于满足d1<d2≤d3<D1、d1<d2≤d3<D2,可以扩大旋转式压缩机的制冷量和各个气缸的排量,从而实现旋转式压缩机排量的扩大、压缩效率的提高以及曲轴的刚性的改善。
同时,由于上述力矩连接结构由凹凸配合的结构构成,这些结构可以通过自动车床加工而成,加工精度高、组装容易,从而提高了生产效率。此外,由于是将以往一体成型的曲轴分成了多个部品,这样,在曲轴中导入钢管、粉末合金和锻造工艺会比较容易。
根据本实用新型的一些实施例,如图1-图15所示,第一回转轴11、第二回转轴12和中间轴13同轴设置,即,第一回转轴11的中心轴线、第二回转轴12的中心轴线与中间轴13的中心轴线重合,从而便于曲轴的制造成型。其中,第一限位部相对于中间轴13偏心设置,即,第一限位部的中心线偏离中间轴13的中心轴线设置,以保证与第一限位部配合的第一偏心部或第二偏心部的偏心设置。
进一步地,如图1-图13和图15所示,第一限位部围绕中间轴13的中心轴线设置,且第一限位部沿中间轴13的周向延伸,从而可以提高力矩传递的可靠性和耐久性。为了简化第一限位部和第二限位部的结构、便于制造成型,可以将第一限位部和第二限位部分别设计成圆形,即第一限位部被构造成圆形突起13a,第一偏心部和第二偏心部中的至少一个为分离偏心轴15,分离偏心轴15上的第二限位部被构造成圆形槽15b。
有利地,如图2和图4所示,在垂直于中间轴13的中心轴线的投影面内,第一限位部的投影的外轮廓线与第一回转轴11或第二回转轴12的投影的外轮廓线形成内切,从而便于加工。例如,分离偏心轴15具有轴孔15a,圆形槽15b的中心轴线偏离轴孔15a的中心轴线,在垂直于轴孔15a的中心轴线的投影面内,轴孔15a的投影的轮廓线与圆形槽15b的投影的轮廓线形成内切。
可选地,如图7和图8所示,第一限位部位于中间轴13的朝向第一偏心部的一侧(即下侧),第一偏心部的朝向中间轴13的端面(即上端面)设有第二限位部,第二偏心部一体成型于中间轴13的背向第一偏心部的一侧(即上侧)。例如,第一偏心部被构造成分离偏心轴15,第二偏心部被构造成固定偏心轴20,第一回转轴11、第二回转轴12、中间轴13、第一限位部与固定偏心轴20一体成型,装配时先将第一回转轴11伸入第一气缸8内,再将分离偏心轴15装配到第一回转轴11和第一限位部上。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图10和图11所示,中间轴13和隔板7均为两个,两个中间轴13与两个隔板7一一对应地配合。曲轴还包括偏心轴,偏心轴连接两个中间轴13,且偏心轴的中心轴线偏离中间轴13的中心轴线,第一限位部为两个且分别位于两个中间轴13的背向偏心轴的一侧。压缩机构还包括第三气缸14,第三气缸14内具有第三压缩腔且设有沿第三气缸14的内周壁可滚动的第三活塞,偏心轴设在第三压缩腔内且第三活塞套设于偏心轴的外周壁。第一活塞、第二活塞和第三活塞均为滚动活塞21。例如,偏心轴为固定偏心轴20,第一第一限位部和第二第一限位部均为分离偏心轴15且分别位于固定偏心轴20的上下两侧。
有利地,如图11所示,在垂直于中间轴13的中心轴线的投影面内,第一偏心部的投影的中心、第二偏心部的投影的中心与偏心轴的投影的中心沿中间轴13的周向均匀分布,即,第一偏心部的投影、第二偏心部的投影与偏心轴的投影之间的夹角为120°,以平均压缩力矩。
在本实用新型的一些实施例中,如图2所示,第一偏心部和第二偏心部中的所述至少一个(即分离偏心轴15)的轴向宽度为W1,第二限位部的轴向宽度为W1,W2=25%-30%W1,从而可以将接触面积控制在合理范围内,减小摩擦。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图14所示,中间轴13的端面设有沿其轴向延伸的安装槽,第一限位部的两端分别配合在第二限位部和安装槽内,从而以更加简单的形式实现分离偏心轴15的连接,适用于动作压力较低、曲轴力矩较小的小型双缸旋转式压缩机。例如,第一限位部为顶出销15d,顶出销15d将中间轴13和分离偏心轴15组装在一起。
根据本实用新型的一些实施例,如图15所示,第一偏心部和第二偏心部中的所述至少一个的背向中间轴13的端面设有C形止动环25,C形止动环25套设在第一回转轴11与第一偏心部或第二回转轴12与第二偏心部之间,从而固定分离偏心轴15。由此,通过C形止动环25、中间轴13和分离偏心轴15的固定连接,后续的调芯组装会更加容易。
例如,第一偏心部的下端面具有止推突起15c,止推突起15c作为在第一端板5的端面上滑动的止推面,C形止动环25设在止推突起15c中。另外,在本实施例中,第一回转轴11的外直径d0<第二回转轴12的外直径d1。
根据本实用新型的一些实施例,如图1和图5所示,第一端板5设有与第一回转轴11配合的第一轴承5a且第二端板6设有与第二回转轴12配合的第二轴承6a,以支撑曲轴的负荷。
根据本实用新型的一些实施例,如图12所示,中间轴13与隔板7之间设有中间轴承22且第二回转轴12的远离第二端板6的一端(即上端)设有轴端轴承23,从而可以简化第一端板5和第二端板6的结构。
根据本实用新型的一些实施例,第一回转轴11、第二回转轴12和中间轴13均为钢件,第一偏心部和第二偏心部中的所述至少一个(即分离偏心轴15)适于粉末成型,例如,分离偏心轴15为粉末合金件。
根据本实用新型第二方面实施例的旋转式压缩机,包括:壳体2、根据本实用新型第一方面实施例所述的旋转式压缩机的压缩机构和驱动机构。
具体而言,壳体2设有排出口,压缩机构和驱动机构均设在壳体2内,驱动机构与曲轴传动连接。例如,驱动机构为电动电机3。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机,利用如上所述的旋转式压缩机的压缩机构,排量大、压缩效率高、曲轴的刚性好,并且扭矩传递的可靠性和耐久可靠性高、生产效率高。
下面参考附图描述根据本实用新型不同实施形态的旋转式压缩机。
实施形态1
图1示出了旋转式压缩机为第一双缸旋转式压缩机102、压缩机构为压缩机构部4A、曲轴为曲轴10A时的纵剖面图。
具体地,电动电机3和压缩机构部4A固定在密闭壳体2的内周上。电动电机3是由固定在密闭壳体2上的定子3a和固定在曲轴10A上的转子3b构成,并回转驱动压缩机构部4A。
压缩机构部4A由以下部件构成:固定在第一气缸8和密闭壳体2内周的第二气缸9、上述2个气缸之间的隔板7、密封上述气缸中的第一压缩腔8a和第二压缩腔9a的开孔端的第一端板5和第二端板6、与这些部件的中心上的轴承滑动配合的第一回转轴11和第二回转轴12、固定在第一回转轴11和第二回转轴12上的两个分离偏心轴15、在这些分离偏心轴15的外周上滑动配合并偏心旋转的滚动活塞21等。另外,第一回转轴11的轴端具备上油叶片筒27。
在压缩机构部4A的上述结构中,在将第一端板5和第二端板6固定在第一气缸8和第二气缸9上之前,先将两个分离偏心轴15分别从第一回转轴11和第二回转轴12的轴端插入,并将分离偏心轴15端面上的圆形槽15b插入到中间轴13两端具备的圆形突起13a中。
因为圆形槽15b以及圆形突起13a是相对于曲轴10A的回转中心线10a按偏心量e1偏心,根据曲轴10A的扭矩,两个分离偏心轴15按偏心量e2偏心回转。同样地,两个滚动活塞21是以180°的角度相对、在第一压缩腔8a和第二压缩腔9a中偏心回转。
从分别接续第一气缸8和第二气缸9的两个吸气管30流入的低压气体流入第一压缩腔8a和第二压缩腔9a,被压缩的高压气体经由第一端板5和第二端板6上的消音器和电动电机3,从排气管31中排出。之后,在冷冻循环装置循环一次再回到两个吸气管30中。
如图2所示,分离偏心轴15的特征是,在其端面上具备圆形槽15b,圆形槽15b中开轴孔15a。圆形槽15b对着轴孔15a以偏心量e1偏心,分离偏心轴15的外径D对着轴孔15a的中心轴线以偏心量e2。也就是说,e2也是在压缩腔公转的滚动活塞21的偏心量。此外,轴孔15a的内径圆不在圆形槽15b的圆之外。图2示出的轴孔15的内径端和偏心的圆形槽15b的圆径一致。
偏心量e1对曲轴10A的扭矩经由中间轴13的圆形突起13a使分离偏心轴15公转有着重要作用,分离偏心轴15的外径D是滚动活塞21的内径滑动的圆柱面,止推突起15c为在第一端板5的平面上滑动的止推面。
由于轴孔15a不在第一回转轴11和第二回转轴12的外径滑动,要尽可能地将它们之间的间隙缩小,该间隙为对应轴的外径的1/2000以下。例如,第一回转轴11的外径为16mm,轴孔15a与第一回转轴11之间的间隙为8μm以下,而且,将分离偏心轴15热套组装在第一回转轴11上时的间隙要调得更小。其中,圆形槽15b的深度为W2,占分离偏心轴15的宽度W1的25~30%。
另外,分离偏心轴15的形状为圆柱体形,可由自动车床加工而成。之后,轴孔15a和分离偏心轴15的外径需要研磨加工。分离偏心轴15可以沿用曲轴的材料--球状黑铅铸铁(FCD500等),较好地,由于分离偏心轴15的形状适于粉末成型,也可以采用粉末合金。
如图4所示,对第一气缸8的第一压缩腔8a和第二气缸9的第二压缩腔9a进行调芯,通过在隔板7上的销24将上述两个气缸固定在隔板7的上下两面上。接下来,将第一回转轴11的轴端插入转轴孔7a。然后,分别从第二回转轴12和第一回转轴11的轴端插入分离偏心轴15,将分离偏心轴15的圆形槽15b插入圆形突起13a中后,相对的两个分离偏心轴15的组装就完成了。其中,中间轴13和转轴孔7a的间隙约为0.2mm。
压缩机构部4A的上述结构组装完成后,将两个滚动活塞21分别插入两个分离偏心轴15上并组装滑片(图中未示出)。接着,将第二端板6用螺钉固定在第二气缸9上,再进行第二压缩腔9a和第二回转轴12的调芯。接下来,将第一端板5插入到第一回转轴11上并用螺钉固定在第一气缸8上,再进行第一压缩腔8a和第一回转轴11的调芯。至此,通过以上组装完成图5所示的压缩机构部4A。
需要说明的是,与第一端板5和第二端板6上分别具备的第一轴承5a和第二轴承6a滑动配合的曲轴10A的扭矩是,通过中间轴13上的两个圆形突起13a的偏心量e1传递给两个分离偏心轴15,两个分离偏心轴15和两个滚动活塞21为偏心回转。
由于两个分离偏心轴15分别固定在第一回转轴11和第二回转轴12上,所以分离偏心轴15的偏心量e2和外径的回转精度,是根据图2所示的分离偏心轴15的形状精度以及分离偏心轴15与第一回转轴11和第二回转轴12之间的固定间隙来决定的,与力矩传递手段偏心量e1的精度没有关系。但是,圆形突起13a和圆形槽15b之间的选配间隙是对两个分离偏心轴15的相对角度(180°)有影响的。
下面说明曲轴10A的负荷和转子3b的磁力变动所引起的曲轴10A的上下动作。
如图5所示,下方向的负荷通过分离偏心轴15的止推突起15c与第一端板5对接,上方向的负荷通过由第二端板6成为了分离偏心轴15的止推突起15c的限位器,从而限制曲轴10A的上下运动。
接下来,如图6所示,第一回转轴11和第二回转轴12的外直径均为d1、中间轴13的外直径为d2、转轴孔7a的直径为d3、分离偏心轴15的外直径为D,则d1<d2≤d3<D成立,通过分离偏心轴15的组装可以实现隔板7的小径化和中间轴13的外直径的扩大。
由于d3<D,转轴孔7a的内径和滚动活塞21的外径之间的最小间隙m有所增加,隔板7的高压侧气体没有泄漏到第一压缩腔8a以及第二压缩腔9a的低压侧处,故,可以改善高压气体的再膨胀损失。同时,由于d1<d2,中间轴13的刚性得以提高,第一压缩腔8a和第二压缩腔9a中通过滚动活塞21交互地产生的压缩负荷所导致的中间轴13的变形得到很大的改善。
另外,d3<D,使得分离偏心轴15的偏心量e2可以增大,即便不扩大压缩机的内径也可以增加排量。也就是说,不仅仅是在小型气缸压缩腔内能够确保较大的制冷量,并且对改善压缩效率也很有效,另外,对双缸旋转式压缩机的大型化也很有利。
如图3所示,曲轴10A为棒状轴,曲轴10A的材料选择和制造方法都很广泛。例如,曲轴10A可以为铸铁件,或者,曲轴10A可以为具备耐磨耗性和高刚性、可以耐磨耗处理的SCM钢棒(即铬·钼钢),亦或者,曲轴10A可以采用锻造中间轴13的造形方法。由此,可以同时实现曲轴10A的耐久可靠性和生产效率的改善。
实施形态2
本实施形态与并用分离偏心轴15和固定偏心轴20的双缸旋转式压缩机相关。
如图7所示,曲轴10B的第二回转轴12上具有固定偏心轴20,第一回转轴11上组装有分离偏心轴15,中间轴13仅在朝向第一回转轴11的一侧装备圆形突起13a。
如图8所示,隔板7、第一气缸8和第二气缸9调芯组装后,将曲轴10B的第一回转轴11插入转轴孔7a,此时中间轴13a在转轴孔7a中是静止的,从第一回转轴11的轴端起插入分离偏心轴15,将圆形槽15b嵌在圆形突起13a上。之后,完成部分组装。
然后,和实施形态1同样过程,完成图9所示的压缩机构部4B的组装。实施形态2给出了,即使将第一偏心部和第二偏心部中的其中一个作为固定偏心轴20,也能够和实施形态1一样完成压缩机构部4B的组装的示例。另外,d1<d2≤d3<D也成立。
实施形态3
如图10所示,三缸旋转式压缩机的曲轴10C的第一回转轴11和第二回转轴12之间有一个固定偏心轴20,固定偏心轴20的两侧连接有中间轴13和圆形突起13a。为了平均压缩力矩,在垂直于曲轴10C的投影面内,三缸旋转式压缩机的两个分离偏心轴15与固定偏心轴20三者之间的角度为120°,上述三个偏心轴的中心为正三角形的顶点且分别单向旋转。
由此,对曲轴10C的两个分离偏心轴15和两个隔板7的组装顺序如下所示:
首先,将滚动活塞21插入固定偏心轴20中,在滚动活塞21的外周压入第三气缸14的第二压缩腔。接下来,在第三气缸14的两侧平面上将两个隔板7固定在预定的位置上。
然后,在第二回转轴12和第一回转轴11的轴端中分别插入分离偏心轴15、将圆形槽15b嵌入圆形突起13a上。接着,将第一气缸8和第二气缸9分别固定在已经组装好的两个隔板7的预定位置上并进行与第三气缸14的调芯。接下来,在组装完成的两个分离偏心轴15的外周上插入滚动活塞21后,将第一端板5和第二端板6分别用螺钉与第一气缸8和第二气缸9固定。之后,进行第一端板5、第二端板6、第一回转轴11和第二回转轴12的调芯。
图11示出了组装完成的压缩机构部4C的纵剖面图。其中,第一气缸8和第二气缸9的排气孔分别配置在第一端板5和第二端板6上,第三气缸14的排气孔安装在两个隔板7内部任意一个内置的消音器上。
由于图10中的曲轴10C为固定偏心轴20连接两个中间轴13,大大地提高了曲轴的刚性。另外,在实施形态3中也达到了d1<d2≤d3<D。
实施形态4
图12中所示的第二双缸旋转式压缩机103,应用中间轴13外直径d2>第一回转轴11以及第二回转轴12的外直径d1的特征,使曲轴10D的中间轴13与配合在隔板7的中心处的中间轴承22滑动配合,第二回转轴12的上端轴16与配合在轴承筒32的中心处的轴端轴承23滑动配合,从而可以省略在实施形态1等采用的第一轴承5a和第二轴承6a。
由此,中间轴13支撑着在第一气缸8和第二气缸9内的两个滚动活塞21上发生的压缩负荷并与中间轴承22滑动配合。上端轴16支撑具备转子3b的第二回转轴12的振动负荷并与轴端轴承23滑动配合。另外,中间轴承22和轴端轴承23采用衬套和轴端轴承的话,会提高轴承的可靠性并大幅度增加曲轴10D的转速。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“竖直”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,包括:
第一气缸和第二气缸;
曲轴,所述曲轴可转动且包括:
第一回转轴和第二回转轴;
中间轴,所述中间轴的两端分别与所述第一回转轴和所述第二回转轴相连,所述中间轴的端面设有第一限位部;
第一偏心部和第二偏心部,所述第一偏心部套设于所述第一回转轴且偏心设置,所述第二偏心部套设于所述第二回转轴且偏心设置,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的至少一个的朝向所述中间轴的端面设有与所述第一限位部配合的第二限位部,所述第一限位部和所述第二限位部中的一个被构造成限位凸起且另一个被构造成限位凹槽;
第一端板、第二端板和隔板,所述第一气缸和所述第二气缸设在所述第一端板和所述第二端板之间且由所述隔板间隔开,所述隔板具有转轴孔且所述中间轴配合在所述转轴孔内,所述第一偏心部设在所述第一气缸内且所述第二偏心部设在所述第二气缸内,其中,
所述第一回转轴的外直径为d0,所述第二回转轴的外直径为d1,所述中间轴的外直径为d2,所述转轴孔的直径为d3,所述第一偏心部的外直径为D1,所述第二偏心部的外直径为D2,d0≤d1<d2≤d3<D1,d0≤d1<d2≤d3<D2。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一回转轴、所述第二回转轴和所述中间轴同轴设置,所述第一限位部相对于所述中间轴偏心设置。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一限位部围绕所述中间轴的中心轴线设置且沿所述中间轴的周向延伸。
4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,在垂直于所述中间轴的中心轴线的投影面内,所述第一限位部的投影的外轮廓线与所述第一回转轴或所述第二回转轴的投影的外轮廓线形成内切。
5.根据权利要求3所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一限位部位于所述中间轴的朝向所述第一偏心部的一侧,所述第一偏心部的朝向所述中间轴的端面设有所述第二限位部,所述第二偏心部一体成型于所述中间轴的背向所述第一偏心部的一侧。
6.根据权利要求3所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述中间轴和所述隔板均为两个,两个所述中间轴与两个所述隔板一一对应地配合,所述曲轴还包括:
偏心轴,所述偏心轴连接两个所述中间轴且中心轴线偏离所述中间轴的中心轴线,所述第一限位部位于所述中间轴的背向所述偏心轴的一侧,所述压缩机构还包括:
第三气缸,所述第三气缸内具有第三压缩腔且设有沿所述第三气缸的内周壁可滚动的第三活塞,所述偏心轴设在所述第三压缩腔内且所述第三活塞套设于所述偏心轴的外周壁。
7.根据权利要求6所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,在垂直于所述中间轴的中心轴线的投影面内,所述第一偏心部的投影的中心、所述第二偏心部的投影的中心与所述偏心轴的投影的中心沿所述中间轴的周向均匀分布。
8.根据权利要求3所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的所述至少一个的轴向宽度为W1,所述第二限位部的轴向宽度为W1,W2=25%-30%W1。
9.根据权利要求2所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一限位部被构造成所述限位凸起且所述第二限位部被构造成所述限位凹槽,所述中间轴的端面设有沿其轴向延伸的安装槽,所述限位凸起的两端分别配合在所述限位凹槽和所述安装槽内。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的所述至少一个的背向所述中间轴的端面设有C形止动环,所述C形止动环套设在所述第一回转轴与所述第一偏心部或所述第二回转轴与所述第二偏心部之间。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一端板设有与所述第一回转轴配合的第一轴承且所述第二端板设有与所述第二回转轴配合的第二轴承。
12.根据权利要求1-9中任一项所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述中间轴与所述隔板之间设有中间轴承且所述第二回转轴的远离所述第二端板的一端设有轴端轴承。
13.根据权利要求1-9中任一项所述的旋转式压缩机的压缩机构,其特征在于,所述第一回转轴、所述第二回转轴和所述中间轴均为钢件,所述第一偏心部和所述第二偏心部中的所述至少一个为粉末合金件。
14.一种旋转式压缩机,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体设有排出口;
根据权利要求1-13中任一项所述的旋转式压缩机的压缩机构,所述压缩机构设在所述壳体内;
驱动机构,所述驱动机构设在所述壳体内且与所述曲轴传动连接。
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CN112032052A (zh) * | 2019-06-04 | 2020-12-04 | 南昌海立电器有限公司 | 三缸滚动转子式压缩机 |
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