CN212360282U - 压缩机转子结构和压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压缩机转子结构和压缩机，压缩机转子结构包括转轴，所述转轴在轴向上分为依次连接的第一段轴、第二段轴和第三段轴，所述第一段轴和所述第三段轴上均设有至少两个叶轮，所述第二段轴上设有阻尼器。通过在连接在所述第一段轴与所述第三段轴之间的第二段轴上设置所述阻尼器，从而在使用的过程中，当所述转轴两端的共至少四个叶轮转动做功时，所述阻尼器能够有效提升整体的支撑刚度，即使所述转轴两端的重量较重，压缩机转子结构的固频也不会过低。换言之，能够提升压缩机转子结构的固频，降低使用时的振幅，从而提升压缩机转子结构的稳定性，避免出现失稳的情况。

Description

压缩机转子结构和压缩机

技术领域

本实用新型涉及离心压缩机技术领域，特别是涉及压缩机转子结构和压缩机。

背景技术

随着离心压缩机技术领域的不断发展，四级压缩的压缩机逐渐得到广泛使用。四级压缩的压缩机是指在压缩机的转轴上设有四个叶轮，四个叶轮两两分布在转轴两端的压缩机。一般为了适应新冷媒的特性，保障压缩机能够正常运行，叶轮的尺寸设计的较大。随着叶轮尺寸的增加，转轴整体两端的重量较重。在使用的过程中，存在稳定性较低，容易出现失稳的情况。但是，此种结构的压缩机转轴上的重心与几何中心较接近，无法再通过调整重心位置的方式来使其运行稳定性更高。在这种质量较重，且重心和几何中心重合度较高的情况下，采用何种方式来进一步提高稳定性，避免失稳的情况发生是本领域的设计难题。

实用新型内容

本实用新型针对一般四级压缩的压缩机转轴在转动的过程中稳定性较低，易出现失稳的问题，提出了一种压缩机转子结构和压缩机，该压缩机转子结构和压缩机可以达到提高稳定性的技术效果。

一种压缩机转子结构，包括转轴，所述转轴在轴向上分为依次连接的第一段轴、第二段轴和第三段轴，所述第一段轴和所述第三段轴上均设有至少两个叶轮，所述第二段轴上设有阻尼器。

上述方案提供了一种压缩机转子结构，通过在连接在所述第一段轴与所述第三段轴之间的第二段轴上设置所述阻尼器，从而在使用的过程中，当所述转轴两端的至少四个叶轮转动做功时，所述阻尼器能够有效提升整体的支撑刚度，即使所述转轴两端的重量较重，所述压缩机转子结构的固频也不会过低。换言之，能够提升所述压缩机转子结构的固频，降低使用时的振幅，从而提升所述压缩机转子结构的稳定性，避免出现失稳的情况。

在其中一个实施例中，所述第二段轴上靠近所述第一段轴的一端设有支撑轴承和所述阻尼器，和/或所述第二段轴上靠近所述第三段轴的一端也设有支撑轴承和所述阻尼器。

在其中一个实施例中，所述阻尼器位于对应支撑轴承的外侧。

在其中一个实施例中，所述第二段轴上与所述支撑轴承对应的位置设有两个轴肩，所述支撑轴承被限位在两个轴肩之间，所述阻尼器设置在对应支撑轴承外侧的轴肩上。

在其中一个实施例中，所述位于同一段轴上的各个叶轮之间设有支撑轴套，所述转轴的两端设有用于将叶轮锁紧在所述转轴上的锁紧件，所述锁紧件与位于最外侧的叶轮抵紧，位于同一段轴上的两个叶轮中较靠近内侧的叶轮与所述轴肩抵紧。

在其中一个实施例中，所述阻尼器包括内圈、外圈和用于将内圈支撑在外圈中的缓冲件，所述内圈套在所述轴肩上，所述外圈用于与阻尼器支撑座连接。

在其中一个实施例中，所述阻尼器包括内圈、外圈和用于将内圈支撑在外圈中的缓冲件，所述内圈套在所述第二段轴上，所述外圈用于与阻尼器支撑座连接。

在其中一个实施例中，所述缓冲件为弹性支撑件，所述弹性支撑件沿所述内圈的径向设置，所述弹性支撑件的一端与所述内圈连接，所述弹性支撑件的另一端与所述外圈连接。

在其中一个实施例中，所述弹性支撑件为压缩弹簧，所述压缩弹簧为多个，多个压缩弹簧在所述外圈的周向上均匀间隔分布。

在其中一个实施例中，所述缓冲件包括设置在所述内圈上的第一磁性件和设置在所述外圈上的第二磁性件，所述第一磁性件与所述第二磁性件一一对应设置，所述第一磁性件与所述第二磁性件相斥，所述缓冲件为多个，多个所述缓冲件在所述外圈的周向上均匀间隔分布。

一种压缩机，包括上述的压缩机转子结构。

上述方案提供了一种压缩机，通过采用上述任一实施例中所述的压缩机转子结构，使用过程中所述阻尼器能够提升所述转轴的支撑刚度，从而提升所述压缩机转子结构的固频，降低使用时的振幅，提升稳定性，避免失稳的情况发生。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例所述压缩机转子结构的结构示意图；

图2为本实施例所述阻尼器的主视图；

图3为图2所示阻尼器的剖视图。

附图标记说明：

10、压缩机转子结构；11、转轴；111、第一段轴；112、第二段轴；1121、轴肩；113、第三段轴；12、叶轮；13、阻尼器；131、内圈；132、外圈；133、弹性支撑件；14、支撑轴承；15、支撑轴套；16、锁紧件。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，在一个实施例中，提供了一种压缩机转子结构10，包括转轴11，所述转轴11在轴向上分为依次连接的第一段轴111、第二段轴112和第三段轴113。所述第一段轴111和所述第三段轴113上均设有至少两个叶轮12。在如图1所示的实施例中，所述第一段轴111和所述第三段轴113上均设有两个叶轮12。当所述转轴11转动的过程中，所述叶轮12高速回转产生的离心力对冷媒做功，逐渐对冷媒进行压缩，最终形成高温高压冷媒。为了适应新冷媒的特性，本申请中所述叶轮12尺寸较大，质量较重，导致所述转轴11两端重量大。

基于此，如图1所示，所述第二段轴112上设有阻尼器13。从而在使用的过程中，当所述转轴11的两端共有至少四个叶轮12转动做功时，所述阻尼器13能够有效提升整体的支撑刚度。根据公式

(其中ω_n为固频，k为刚度，m为质量)可知，即使所述转轴11两端的质量较重，导致质量m取值较大，但是所述阻尼器13的设置能够使得刚度m取值较大，因此所述压缩机转子结构10的固频也不会过低。固频的大小体现了发生共振时所述转轴11转速的高低，固频越高，则发生共振的转速越高。从而固频越高，所述压缩机转子结构10运转时的转速与共振时的转速两者之间的差距越大，从而能够有效避免振幅过大失稳的情况发生。换言之，通过设置所述阻尼器13能够提升所述压缩机转子结构10的固频，降低使用时的振幅，从而提升所述压缩机转子结构10的稳定性，避免出现失稳的情况。

进一步地，如图1所示，所述第二段轴112上设有支撑轴承14，所述支撑轴承14与所述阻尼器13在所述第二段轴112的轴向上依次设置。

进一步具体地，如图1所示，在一个实施例中，所述第二段轴112上靠近所述第一段轴111的一端设有所述支撑轴承14和所述阻尼器13。

同理，所述第二段轴112上靠近所述第三段轴113的一端也设有所述支撑轴承14和所述阻尼器13。

换言之，如图1所示，可以在所述第二段轴112的两端均设置所述支撑轴承14和所述阻尼器13，从而在所述转轴11上较靠近所述叶轮12的位置均设置所述支撑轴承14和所述阻尼器13，提升所述转轴11运转时的稳定性。而且，在所述第二段轴112上靠近所述叶轮12的端部设置所述阻尼器13能够避免所述转轴11两悬挂段的摆动传递到所述转轴11中部，及时限定抵消所述悬挂段的摆动。本文中所述转轴11的悬挂段是指所述转轴11上位于所述支撑轴承14外侧，用于悬挂所述叶轮12的部分，换言之指所述第一段轴111和所述第三段轴113。

进一步地，在一个实施例中，所述压缩机转子结构10为中心对称结构，所述压缩机转子结构10的对称中心为所述转轴11的几何中心。或所述压缩机转子结构10为轴对称结构，所述压缩机转子结构10的对称轴垂直于所述转轴的轴线，且经过所述转轴轴线的中点。基于此，所述压缩机转子结构10两端对称性较高，转动过程中更加平稳，

进一步具体地，如图1所示，在一个实施例中，所述阻尼器13位于对应支撑轴承14的外侧。假设，如图1所示，所述转轴11上设有四个叶轮12，图1中从左至右各个叶轮12分别为第一叶轮、第二叶轮、第三叶轮和第四叶轮。则其中一个阻尼器13位于所述第二叶轮与对应支撑轴承14之间，另一个阻尼器13位于所述第三叶轮与对应支撑轴承14之间。当所述转轴11转动的过程中，所述第一段轴111和所述第三段轴113受力振动较大，所述阻尼器13设置在对应支撑轴承14与对应叶轮12之间，能够最大程度的抵消所述叶轮12所带来的振幅，从而降低振动程度，保护所述转轴11和所述支撑轴承14。

进一步地，如图1所示，在一个实施例中，所述第二段轴112上与所述支撑轴承14对应的位置设有两个轴肩1121，所述支撑轴承14被限位在两个轴肩1121之间，所述阻尼器13设置在对应支撑轴承14外侧的轴肩1121上。这里所述支撑轴承14外侧的轴肩1121，是指在所述转轴11的轴向上位于所述支撑轴承14外侧或者位于所述支撑轴承14远离所述转轴11中心的一侧的轴肩1121。

所述叶轮12可以抵紧在所述支撑轴承14外侧的轴肩1121上，使得整体结构更加紧凑，尽量使得所述第一段轴111和所述第二段轴112的长度较小，从而所述转轴11两端的悬挂段较短，提升整体稳定性。

所述轴肩1121可以为设置在所述转轴11上的环形凸起，所述支撑轴承14被限位在两个环形凸起之间。

进一步地，在一个实施例中，位于同一段轴上的各个叶轮12之间设有支撑轴套15，所述转轴11的两端设有用于将叶轮12锁紧在所述转轴11上的锁紧件16，所述锁紧件16与位于最外侧的叶轮12抵紧，位于同一段轴上的两个叶轮12中较靠近内侧的叶轮12与所述轴肩1121抵紧。

所述锁紧件16、支撑轴套15和轴肩1121将各个叶轮12限位在所述第一段轴111或所述第三段轴113上，保障各个叶轮12运行的平稳性。而基于所述第一段轴111和所述第三段轴113上至少设置两个所述叶轮12，则相对于只悬挂一个叶轮12的转轴11而言，本申请中所述压缩机转子结构10的两端悬挂段不仅轴向长度较长，而且重量较重。因此更有必要设置所述阻尼器13，来提升所述转轴11支撑刚度，进而使得固频不至于过低，确保运转时的稳定性较高。

具体地，所述锁紧件16可以为锁紧螺母。

进一步具体地，在一个实施例中，如图2和图3所示，所述阻尼器13包括内圈131、外圈132和用于将内圈131支撑在外圈132中的缓冲件。所述内圈131套在所述第二段轴112上，所述外圈132用于与阻尼器13支撑座连接。

当所述内圈131相对于所述外圈132位置发生偏移时，所述缓冲件会为所述内圈131提供阻力，阻止所述内圈131的偏移。所述内圈131的偏移越大，所述缓冲件所提供的阻力越大。从而有效避免所述内圈131所套的转轴发生震动。

具体的，所述缓冲件可以为填充在所述内圈131与所述外圈132之间的缓冲液体，所述缓冲液体填充在所述内圈与所述外圈之间。

或者所述缓冲件包括设置在所述内圈131上的第一磁性件和设置在所述外圈132上的第二磁性件，所述第一磁性件与所述第二磁性件一一对应设置，所述第一磁性件与所述第二磁性件相斥。所述第一磁性件和所述第二磁性件均为多个，多个所述第一磁性件在所述内圈131的周向上均匀间隔分布。由所述第一磁性件与所述第二磁性件组成的缓冲件为多个，多个缓冲件在所述外圈132的周向上均匀间隔分布，使得所述内圈131稳定位于所述外圈132中。

或者，如图2和图3所示，所述缓冲件为设置在所述内圈131与所述外圈132之间的弹性支撑件133。当所述转轴11振动时，所述内圈131相对于所述内圈131发生偏移，所述弹性支撑件133为所述内圈131提供复位力，阻止所述转轴11振动偏移，起到提升所述转轴11刚度的效果。所述外圈132设置在阻尼器13支撑座上，当所述内圈131不受所述转轴11的作用力时，在所述弹性支撑件133的作用下，所述内圈131与所述外圈132之间相对位置稳定。只有当所述转轴11振动挤压所述内圈131时，所述内圈131发生偏移，一部分所述弹性支撑件133被压缩，另一部分所述弹性支撑件133被拉伸。则被挤压和被拉伸的弹性支撑件133会给所述内圈131施加复位力，抵抗所述转轴11振动所带来的偏移。所述转轴11转速越高，原本振动越大，但是基于振动越大在所述阻尼器13会施加的阻尼效应会越明显，因此在所述转轴11转速较高时所述压缩机转子结构10也不会出现失稳的情况。进而达到抵消振动，提升稳定性的目的。

进一步地，在一个实施例中，为了避免所述转轴11正常转动的过程中与所述内圈131发生摩擦，所述内圈131与所述转轴11之间间隙配合。只有当所述转轴11振动达到一定程度时，所述阻尼器13才会其作用，确保所述压缩机转子结构10正常运转。

进一步的，还可以对所述内圈131的内周面进行加工，使其粗糙度较低，较光滑，即使与所述转轴11之间接触时磨损也会较少。

进一步具体地，如图1所示，当所述转轴11上设有所述轴肩1121时，所述内圈131套在所述轴肩1121上。所述内圈131与所述轴肩1121之间也可以采用间隙配合的方式。

进一步具体地，如图2和图3所示，所述内圈131和所述外圈132为圆圈。

具体地，在一个实施例中，如图2和图3所示，所述弹性支撑件133沿所述内圈131的径向设置，所述弹性支撑件133的一端与所述内圈131连接，所述弹性支撑件133的另一端与所述外圈132连接。

当所述内圈131相对于所述外圈132发生偏移时，沿所述内圈131径向设置的弹性支撑件133被挤压或拉伸，所述弹性支撑件133则能够为所述内圈131提供复位力，抵抗所述转轴11振动。

具体的，所述外圈132所连接的阻尼器13支撑座可以设置在压缩机的机体上。同时用于支撑所述支撑轴承14的支撑结构也可以与所述压缩机的机体连接。

进一步具体地，在一个实施例中，所述弹性支撑件133为压缩弹簧，所述压缩弹簧为多个，多个压缩弹簧在所述外圈132的周向上均匀间隔分布。均匀间隔分布的多个所述压缩弹簧能够使得所述内圈131各个方位上受力均衡。

进一步地，在另一实施例中，提供了一种压缩机，包括上述的压缩机转子结构10。

上述方案提供了一种压缩机，通过采用上述任一实施例中所述的压缩机转子结构10，使用过程中所述阻尼器13能够提升所述转轴11的支撑刚度，从而提升所述压缩机转子结构10的固频，降低使用时的振幅，提升稳定性，避免失稳的情况发生。

进一步地，在一个实施例中，所述压缩机还包括机体，所述机体中设有安装腔，所述压缩机转子结构10设置在所述安装腔中。所述安装腔中设有阻尼器支撑座和轴承支撑座，所述阻尼器13设置在所述阻尼器支撑座上，所述支撑轴承14设置在所述轴承支撑座上，使得所述压缩机转子结构10能够稳定位于所述安装腔中。

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”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种压缩机转子结构，其特征在于，包括转轴，所述转轴在轴向上分为依次连接的第一段轴、第二段轴和第三段轴，所述第一段轴和所述第三段轴上均设有至少两个叶轮，所述第二段轴上设有阻尼器。

2.根据权利要求1所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述第二段轴上靠近所述第一段轴的一端设有支撑轴承和所述阻尼器，和/或所述第二段轴上靠近所述第三段轴的一端也设有支撑轴承和所述阻尼器。

3.根据权利要求2所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述阻尼器位于对应支撑轴承的外侧。

4.根据权利要求3所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述第二段轴上与所述支撑轴承对应的位置设有两个轴肩，所述支撑轴承被限位在两个轴肩之间，所述阻尼器设置在对应支撑轴承外侧的轴肩上。

5.根据权利要求4所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述位于同一段轴上的各个叶轮之间设有支撑轴套，所述转轴的两端设有用于将叶轮锁紧在所述转轴上的锁紧件，所述锁紧件与位于最外侧的叶轮抵紧，位于同一段轴上的两个叶轮中较靠近内侧的叶轮与所述轴肩抵紧。

6.根据权利要求4或5所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述阻尼器包括内圈、外圈和用于将内圈支撑在外圈中的缓冲件，所述内圈套在所述轴肩上，所述外圈用于与阻尼器支撑座连接。

7.根据权利要求1至5任一项所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述阻尼器包括内圈、外圈和用于将内圈支撑在外圈中的缓冲件，所述内圈套在所述第二段轴上，所述外圈用于与阻尼器支撑座连接。

8.根据权利要求7所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述缓冲件为弹性支撑件，所述弹性支撑件沿所述内圈的径向设置，所述弹性支撑件的一端与所述内圈连接，所述弹性支撑件的另一端与所述外圈连接。

9.根据权利要求8所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述弹性支撑件为压缩弹簧，所述压缩弹簧为多个，多个压缩弹簧在所述外圈的周向上均匀间隔分布。

10.根据权利要求7所述的压缩机转子结构，其特征在于，所述缓冲件包括设置在所述内圈上的第一磁性件和设置在所述外圈上的第二磁性件，所述第一磁性件与所述第二磁性件一一对应设置，所述第一磁性件与所述第二磁性件相斥，所述缓冲件为多个，多个所述缓冲件在所述外圈的周向上均匀间隔分布。

11.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至10任一项所述的压缩机转子结构。

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