CN209621607U - 一种压缩机及其机芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压缩机的机芯，其根据孔口出流(orifice flow)原理，将导油腔道的内径D、进油孔的孔径d₁、出油孔的孔径d₂、回油孔的孔径d₃限定为D>d₁>d₂>d₃，由此限定了内部循环油路中各流通路径之间的关系，从而有效地控制了经回油孔喷出的冷冻机油的油量，进而能够在转速提高时有效地抑制油循环量的急剧上升，以确保压缩机能够在高转速状态下稳定运转。另外，本实用新型还提供了一种压缩机，由于其采用了上述机芯，因而即使在高转速的状态下，其内部也不会出现缺油的现象，能够安全稳定地高速运转。

Description

一种压缩机及其机芯

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机及其机芯。

背景技术

压缩机在运转时，除了冷媒在压缩系统中不断循环以外，用于冷却和润滑机芯的冷冻机油也会随着冷媒的运动而不断循环，参与循环的机油量即定义为油循环量。

在低转速时，由于冷媒的运动速度较慢，所以油循环量一直处于较低的水平，压缩机内的机油量能够满足机芯的润滑要求；但在高转速(90rps以上) 时，由于冷媒的运动速度加快，压缩机内的大量机油被冷媒带入压缩系统中，油循环量会急剧上升，导致压缩机内缺油，严重影响压缩机的正常运转。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种压缩机及其机芯，该机芯能够在转速提高时有效地抑制油循环量的急剧上升，以确保压缩机能够在高转速状态下稳定运转。

基于此，本实用新型提供了一种压缩机的机芯，包括曲轴，所述曲轴包括下轴段，所述下轴段的内部设有导油腔道，所述导油腔道内设有甩油片，所述下轴段的侧壁设有与所述导油腔道相连通的散油孔，所述曲轴的下端设有进油结构，所述进油结构设有与所述导油腔道相连通的进油孔，所述导油腔道的顶部设有出油结构，所述出油结构设有与所述导油腔道相连通的出油孔，所述下轴段的侧壁还设有与所述出油结构相连通的回油孔；

将所述导油腔道的内径记为D，将所述进油孔的孔径记为d₁，将所述出油孔的孔径记为d₂，将所述回油孔的孔径记为d₃，则D、d₁、d₂以及d₃之间满足如下关系：

D>d₁>d₂>d₃。

作为优选方案，D、d₁、d₂以及d₃之间满足如下关系：

作为优选方案，所述导油腔道在靠近其顶部的位置设有挡油板，所述挡油板将所述导油腔道分隔为下腔道和上腔道，所述挡油板与所述上腔道构成所述出油结构，所述甩油片设于所述下腔道内，所述出油孔设于所述挡油板上，所述下腔道通过所述出油孔与所述上腔道相连通，所述回油孔与所述上腔道相连通。

作为优选方案，所述挡油板的外沿与所述导油腔道的腔壁过盈配合。

作为优选方案，所述出油结构为细孔道，所述细孔道与所述导油腔道通过所述出油孔相连通，所述回油孔与所述细孔道相连通。

作为优选方案，所述甩油片为螺旋状。

作为优选方案，所述进油孔为下大上小的锥形，所述d₁为所述进油孔的最小孔径。

作为优选方案，所述进油孔的锥度为13°-14°。

作为优选方案，所述导油腔道在所述曲轴的下端面形成开口，所述进油结构包括封板，所述封板封堵所述开口，所述进油孔设于所述封板上。

作为优选方案，所述封板设有进油嘴，所述进油孔设于所述进油嘴上。

作为优选方案，还包括上轴承、下轴承以及气缸，所述气缸设于所述上轴承与所述下轴承之间，所述下轴段自上而下依次贯穿所述上轴承、所述气缸以及所述下轴承并与所述上轴承和所述下轴承配合连接。

作为优选方案，所述下轴承的底部罩设有底盖，所述封板被压紧于所述底盖与所述曲轴的下端面之间，所述底盖上设有与所述进油孔相对应的过孔。

作为优选方案，所述出油孔高于所述气缸。

作为优选方案，所述散油孔分布于所述上轴承与所述下轴承之间的所述下轴段的侧壁上。

作为优选方案，所述上轴承的外部套设有油杯。

本实用新型的另一目的在于提供一种压缩机，其包括壳体以及设于所述壳体内部的定子、转子和上述的机芯，所述机芯的曲轴还包括上轴段，所述上轴段自下而上贯穿所述定子和所述转子，且所述转子紧套于所述上轴段的外部。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种压缩机的机芯，其根据孔口出流(orifice flow)原理，将导油腔道的内径D、进油孔的孔径d₁、出油孔的孔径d₂、回油孔的孔径d₃限定为D>d₁>d₂>d₃，由此限定了内部循环油路中各流通路径之间的关系，从而有效地控制了经回油孔喷出的冷冻机油的油量，进而能够在转速提高时有效地抑制油循环量的急剧上升，以确保压缩机能够在高转速状态下稳定运转。

进一步地，本实用新型实施例提供的机芯还根据流量公式，将进油孔设为下大上小的锥形，以提高冷冻机油进入导油腔道时的流速，从而，机芯的冷却和润滑效果以及冷冻机油的利用率均得到了明显的提高，经回油孔喷出的冷冻机油的油量得到了进一步的控制，油循环量得到了有效的抑制。

更进一步地，本实用新型实施例提供的机芯在上轴承的外部套设有油杯，油杯将回油孔和气缸的出气口分隔在其上下两侧，从而，从气缸的出气口喷出的冷媒不会直接向上与经回油孔喷出的冷冻机油交汇，有效地减少了被冷媒带走的冷冻机油的油量，进一步地抑制了油循环量的上升。

另外，本实用新型实施例还提供了一种压缩机，由于其采用了上述机芯，因而即使在高转速的状态下，其内部也不会出现缺油的现象，能够安全稳定地高速运转。

附图说明

图1是本实用新型实施例的压缩机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的机芯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的真空腔在不同转速下的形状示意图；

图4是本实用新型实施例的现有的压缩机与本实用新型提供的压缩机的油循环量对比图；

图5是本实用新型实施例的封板以及进油嘴的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的封板以及进油孔的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的挡油板以及出油孔的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体，2、定子，3、转子，4、气缸，5、上轴承，6、下轴承，7、曲轴，701、导油腔道，701a、上腔道，701b、下腔道，702、散油孔，703、回油孔，8、甩油片，9、进油结构，901、进油孔，902、封板，903、进油嘴，10、底盖，11、出油结构，111、出油孔，12、油杯，13、挡油板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种压缩机，包括壳体1以及设于壳体1内部的机芯、定子2和转子3；其中，机芯靠近壳体1的底部设置，其包括气缸4、上轴承5、下轴承6以及曲轴7，气缸4设于上轴承5与下轴承6之间，且气缸4与壳体1的内壁紧配固定，上轴承5和下轴承6通过螺栓与气缸 4紧固连接；曲轴7包括下轴段和上轴段，下轴段从上往下依次贯穿上轴承5、气缸4以及下轴承6并与上轴承5和下轴承6配合连接；气缸4内设有滚动转子(图未示)，滚动转子套于下轴段的外部，基于此，随着曲轴7的旋转，滚动转子可在气缸4内做偏心转动，以压缩进入气缸4内的冷媒；定子2设于机芯的上方并与壳体1的内壁紧配固定，曲轴7的上轴段从下往上贯穿定子2和转子3，且转子3紧套于上轴段的外部并与定子2构成电机结构。

如图2至图3所示，下轴段的内部设有导油腔道701，导油腔道701内设有甩油片8，在本实施例中，甩油片8优选螺旋状；下轴段的侧壁设有与导油腔道701相连通的散油孔702，曲轴7的下端设有进油结构9，进油结构9设有与导油腔道701相连通的进油孔901，导油腔道701的顶部设有出油结构11，出油结构11设有与导油腔道701相连通的出油孔111，下轴段的侧壁还设有与出油结构11相连通的回油孔703，且回油孔703高于上轴承5，以便于冷冻机油的从导油腔道701喷出。

基于上述结构，该压缩机运转时的内部循环油路为：壳体1底部的冷冻机油先通过进油孔901向上喷射入导油腔道701内，在冷冻机油的上升过程中，由于受到曲轴7旋转产生的离心力作用以及甩油片8的导向作用，冷冻机油会偏向导油腔道701的腔壁流动并形成一个轴向截面近似“V”形或“U”形的流动路径，即冷冻机油的中部会形成一个真空腔；紧接着，大部分沿着导油腔道 701的腔壁流动的冷冻机油通过散油孔702到达曲轴7的表面，用于冷却和润滑，剩余的冷冻机油则上升至导油腔道701的顶部，并依次通过出油孔111和回油孔703喷出导油腔道701，最后流回壳体1的底部，实现循环。

基于上述循环油路，为了最大程度地减少被冷媒带走的冷冻机油的油量，抑制油循环量的上升，关键在于尽可能地控制经回油孔703喷出的冷冻机油的油量。从而，已知导油腔道701的内径为D，进油孔901的孔径为d₁，出油孔 111的孔径为d₂，回油孔703的孔径为d₃，再根据孔口出流(orifice flow)原理——在流速相同的情况下，流量与孔径成正比，则D、d₁、d₂以及d₃之间必须满足如下关系：

D>d₁>d₂>d₃。

优选地，在实际应用当中，技术人员基于工作经验和大量的试验数据得出 D、d₁、d₂以及d₃之间在满足如下关系时，油循环量不会随着压缩机转速的提高而急剧上升：

如图3所示，冷冻机油在导油腔道701内形成的真空腔的起始高度和形状与曲轴7的转速相关，随着曲轴7转速的越来越高，真空腔的起始高度越来越低，真空腔的底部越来越平缓，也就是说，在转速越来越高的情况下，冷冻机油在导油腔道701的腔壁上的覆盖范围越来越广，从而，冷冻机油能够更加顺畅地从散油孔702中流出，而经回油孔703喷出的冷冻机油的油量将逐渐减少，由此，在高转速状态下，压缩系统的油循环量得到了有效的抑制。从图4中可以直观地看出，随着转速的提高，本实用新型提供的压缩机的油循环量的上升趋势平缓。

进一步地，根据流量公式q＝A×v(A为孔口截面面积，v为流速)可知，在流量q不变的情况下，A越小，v越大，也就是说，若进油孔901的流通面积自下往上越来越小，则冷冻机油喷射入导油腔道701时的流速将得到大幅地提升，而流速直接影响冷冻机油在导油腔道701内所达到的高度，因此，进油孔901优选下大上小的锥形，并且，d₁为进油孔901的最小孔径。基于此，冷冻机油通过锥形的进油孔901进入导油腔道701后能够轻松地上升至导油腔道 701的顶部，提高了机芯的冷却和润滑效果，与此同时，在高流速的基础上，冷冻机油能够迅速地覆盖导油腔道701的整个腔壁，并快速地通过散油孔702 到达曲轴7的表面，从而，冷冻机油的利用率得到了明显的提高，经回油孔 703喷出的冷冻机油的油量得到了进一步的控制，压缩系统的油循环量得到了有效的抑制。在本实施中，进油孔901的锥度优选13°-14°，此时，冷冻机油进入导油腔道701时的流速最快。

可选地，如图5至图6所示，导油腔道701在曲轴7的下端面形成开口，进油结构9包括封板902以及设于封板902上的进油嘴903，封板902封堵开口，进油孔901设于进油嘴903上。在此基础上，下轴承6的底部固定罩设有底盖10，封板902被压紧于底盖10与曲轴7的下端面之间，底盖10上设有与进油嘴903相对应的过孔，进油嘴903从过孔中穿过。当然，进油结构9也可以不设有进油嘴903，进油孔901直接设于封板902上，此时，底盖10上的过孔与进油孔901正对。

如图2所示，为了将经回油孔703喷出的冷冻机油与上升的冷媒分隔开来，以进一步地减少被冷媒带走的冷冻机油的油量，上轴承5的外部套设有油杯12，油杯12将回油孔703和气缸4的出气口分隔在其上下两侧，从而，从气缸4 的出气口喷出的冷媒不会直接向上与经回油孔703喷出的冷冻机油交汇，有效地减少了被冷媒带走的冷冻机油的油量，进一步地抑制了油循环量的上升。

具体地，如图2和图7所示，导油腔道701在靠近其顶部的位置设有挡油板13，挡油板13的外沿与导油腔道701的腔壁过盈配合，并且，挡油板13将导油腔道701分隔为下腔道701a和上腔道701b，挡油板13和上腔道701b构成上述出油结构11，甩油片8设于下腔道701a内，出油孔111设于挡油板13 上，下腔道701a通过出油孔111与上腔道701b相连通，回油孔703与上腔道 701b相连通。

可选地，出油结构11还具有另一种形式，即细孔道，细孔道与导油腔道 701通过出油孔111相连通，回油孔703与细孔道相连通。但是，与上述由挡油板13和上腔道701b构成的出油结构11相比，由于细孔道需要采用又长又细的钻头在导油腔道701的顶部钻孔形成，制作难度较大，精度要求较高，因此，挡油板13与上腔道701b构成的出油结构11更利于推广应用。

优选地，如图2所示，为了确保气缸4和滚动转子之间能够得到充分的冷却和润滑，出油孔111的位置必须高于气缸4，也即，出油结构11必须高于气缸4设置，并且，散油孔702分布于上轴承5与下轴承6之间的下轴段的侧壁上，由此，导油腔道701内的冷冻机油能够顺利地达到气缸4和滚动转子之间。

需要指出的是，本实用新型提供的压缩机可以为单缸压缩机，也可以为双缸或多缸压缩机。

综上，本实用新型实施例提供了一种压缩机的机芯，跟现有技术相比，具有如下有益效果：

1、根据孔口出流(orifice flow)原理，该机芯将导油腔道701的内径D、进油孔901的孔径d₁、出油孔111的孔径d₂、回油孔703的孔径d₃限定为 D>d₁>d₂>d₃，由此限定了内部循环油路中各流通路径之间的关系，从而可有效地减少经回油孔703喷出的冷冻机油的油量，进而能够在转速提高时有效地抑制油循环量的急剧上升，以确保压缩机能够在高转速状态下稳定运转；

2、锥形的进油孔901提高了冷冻机油进入导油腔道701时的流速，从而，机芯的冷却和润滑效果以及冷冻机油的利用率均得到了明显的提高，经回油孔 703喷出的冷冻机油的油量得到了进一步的控制，油循环量得到了有效的抑制；

3、上轴承的外部套设的油杯将回油孔703和气缸的出气口分隔在其上下两侧，从而，从气缸的出气口喷出的冷媒不会直接向上与经回油孔703喷出的冷冻机油交汇，有效地减少了被冷媒带走的冷冻机油的油量，进一步地抑制了油循环量的上升。

另外，本实用新型实施例还提供了一种压缩机，由于其采用了上述机芯，因而即使在高转速的状态下，其内部也不会出现缺油的现象，能够安全稳定地高速运转。

应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述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原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

Claims (16)

1.一种压缩机的机芯，其特征在于，包括曲轴，所述曲轴包括下轴段，所述下轴段的内部设有导油腔道，所述导油腔道内设有甩油片，所述下轴段的侧壁设有与所述导油腔道相连通的散油孔，所述曲轴的下端设有进油结构，所述进油结构设有与所述导油腔道相连通的进油孔，所述导油腔道的顶部设有出油结构，所述出油结构设有与所述导油腔道相连通的出油孔，所述下轴段的侧壁还设有与所述出油结构相连通的回油孔；

将所述导油腔道的内径记为D，将所述进油孔的孔径记为d₁，将所述出油孔的孔径记为d₂，将所述回油孔的孔径记为d₃，则D、d₁、d₂以及d₃之间满足如下关系：

D>d₁>d₂>d₃。

2.根据权利要求1所述的压缩机的机芯，其特征在于，D、d₁、d₂以及d₃之间满足如下关系：

3.根据权利要求1所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述导油腔道在靠近其顶部的位置设有挡油板，所述挡油板将所述导油腔道分隔为下腔道和上腔道，所述挡油板与所述上腔道构成所述出油结构，所述甩油片设于所述下腔道内，所述出油孔设于所述挡油板上，所述下腔道通过所述出油孔与所述上腔道相连通，所述回油孔与所述上腔道相连通。

4.根据权利要求3所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述挡油板的外沿与所述导油腔道的腔壁过盈配合。

5.根据权利要求1所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述出油结构为细孔道，所述细孔道与所述导油腔道通过所述出油孔相连通，所述回油孔与所述细孔道相连通。

6.根据权利要求1所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述甩油片为螺旋状。

7.根据权利要求1所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述进油孔为下大上小的锥形，所述d₁为所述进油孔的最小孔径。

8.根据权利要求7所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述进油孔的锥度为13°-14°。

9.根据权利要求1所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述导油腔道在所述曲轴的下端面形成开口，所述进油结构包括封板，所述封板封堵所述开口，所述进油孔设于所述封板上。

10.根据权利要求9所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述封板设有进油嘴，所述进油孔设于所述进油嘴上。

11.根据权利要求9所述的压缩机的机芯，其特征在于，还包括上轴承、下轴承以及气缸，所述气缸设于所述上轴承与所述下轴承之间，所述下轴段自上而下依次贯穿所述上轴承、所述气缸以及所述下轴承并与所述上轴承和所述下轴承配合连接。

12.根据权利要求11所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述下轴承的底部罩设有底盖，所述封板被压紧于所述底盖与所述曲轴的下端面之间，所述底盖上设有与所述进油孔相对应的过孔。

13.根据权利要求11所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述出油孔高于所述气缸。

14.根据权利要求11所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述散油孔分布于所述上轴承与所述下轴承之间的所述下轴段的侧壁上。

15.根据权利要求11所述的压缩机的机芯，其特征在于，所述上轴承的外部套设有油杯。

16.一种压缩机，其特征在于，包括壳体以及设于所述壳体内部的定子、转子和如权利要求1-15任一项所述的机芯，所述机芯的曲轴还包括上轴段，所述上轴段自下而上贯穿所述定子和所述转子，且所述转子紧套于所述上轴段的外部。