CN85107645B - 压缩机中的润滑油冷却装置及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

压缩机中的润滑油冷却装置，该压缩机有带轴向孔（７６）的曲轴（１８），一泵油装置（７２）将油经该轴向孔（７６）向上泵起，并经与孔（７６）相通的经向孔（８８）泵出，在位于壳体（１０）上部并支撑该曲轴（１８）的外置轴承（５０）中有一阶梯孔（９６），其与曲轴同心并包围曲轴，且与曲轴外表形成一环形坑（９８），经径向孔向外出来的油在环形坑中形成油池，并使从孔（８８）出来的其余的油转向，借此，使油向上转向到壳体壁（１０２）上，从而借壳体使油冷却。

Description

压缩机中的润滑油冷却装置及其冷却方法

本发明谈的是致冷系统的压缩机，更具体来讲，谈的是压缩机机油润滑系统，其中，利用外置轴承中的阶梯孔将从压缩机曲轴向外甩出的机油向上转向，使其达到压缩机壳体的顶壁上，因此热能从压缩机的机油传至压缩机的壳体。

对于这里介绍的这类密封式压缩机，希望其在低温下工作，以便提高其工作效率，因此，润滑油一方面用来润滑压缩机的运动零件，一方面用来冷却压缩机，以防其过热。传至润滑油的热必须从油中传到压缩机之外。将热从油传到压缩机之外的惯用方法是将油喷到压缩机壳体的壁上，借此壳体吸收机油的热量，然后借助热传导将热从壳体传到压缩机周围的空气中去。

一般来说，惯用压缩机包括电马达及由马达驱动旋转的曲轴。油槽一般装于壳体的底部，利用曲轴带动的泵将油从其中吸上来，然后经曲轴中的孔送到曲轴经向孔，而到达需要润滑的区域。其它的油继续向上经曲轴孔流动，然后从曲轴上端向外喷出，达到借以使油冷却的壳体，最后油沿壳体壁流下，返回到油槽。

在现有技术中，有很多装置用来将来自曲轴的油分布于壳体。在第3，451，615号美国专利中公开的一种这类装置中，有轴向出口和径向出口，用来排出曲轴孔的油，这两个出口的布置情况，使得在曲轴低速时，离心力将轴向孔的油经径向口排出，而在高速时，则经两个出口排出。借助位于轴侧径向孔端部的特殊槽，将油布于上壳体的壁上。这种装置的一个问题是，所有的机油常常不能全部喷到壳体上，一部分油喷到致冷剂管的减震管路上，因此，通常由排出的致冷剂从压缩机中带出的热又传给机油，从而将热又保留在压缩机中。采用该装置的结果，导致压缩机工作温度增加，其对压缩机的效率产生不利的影响。

在第2，628，016号美国专利中公开的另一现有技术的装置中，曲轴孔延伸在整个曲轴中，一个管子固定在该孔的上端，该管弯成一定角度，使得经曲轴向上泵来并从该孔及该管出来的油喷到压缩机壳体的壁上。在此装置中，虽然，可对弯管进行布置，使其上端伸到压缩机减震管路之上，但这种结构仍不能令人满意，因为压缩机的速度是随其负荷而变的，因此，固定在曲轴上端的弯管的速度也随压缩机的速度而变，所以这种布油装置的喷油形状是随压缩机的速度而变的，因此其形状不能保持一致，最终，不能使所有喷出的油都达到壳体壁的可能性便增加了。该装置的另一缺点是，弯管需压配入压缩机曲轴，这就增加了劳动及材料成本，在该装置中，弯管可能经工作后而松动，从而引起压缩机的早期故障。因此希望提供不用特殊布油管的装置。

在第2，504，528号美国专利中公开的另一现有技术装置中，压缩机壳体顶部变形了，使得其特别靠近曲轴的顶部。油从曲轴顶部的油孔甩出后，由该变形部分转向，使其沿压缩机壳体内壁向下流动。该装置也不能令人满意，因为从曲轴孔顶部喷出的油一般都径向向外甩出，其向上的速度不够，不能达到壳体的顶部，因此，在该压缩机中，从顶部孔出来的油，只有一部分能达到借以使油冷却的壳体。因此希望从曲轴顶部喷出的油基本上全部都能甩到借以使油冷却的壳体上。

在另一现有技术的装置中，压缩机曲轴孔于压缩机曲轴的顶端处径向向外弯曲，以便油沿压缩机曲轴孔向上泵起时增加油的离心速度。在这类装置中，油向上的速度不足，结果，作用在油上的离心力使其基本上径向向外甩出压缩机曲轴，而不是向上达到压缩机壳体，因此，只有一部分油达到壳体，其余的油将甩向压缩机的工作零件，结果，热被油吸收，压缩机工作温度保持在比希望之值高的范围内。因此，希望从曲轴孔向外甩出的所有的油基本上直接甩向借以使油冷却的压缩机壳体的壁上。

本发明的目的是为克服上述问题和缺点而提供一种压缩机中润滑油的冷却装置及其冷却方法，它使油不喷到致冷剂管的减震管路上，使布油图形与曲轴速度无关，使油全部直接达到压缩机壳体上，从而改善压缩机中润滑油的冷却效果，同时不需额外增加零件，结构简单。

本发明-压缩机中的润滑油冷却装置包括带有下列构成的压缩机：压缩机的曲轴;支撑该曲轴的轴承;上部内壁靠近该轴承的压缩机壳体;在该曲轴内的轴向孔;在该壳体底部的油槽;将润滑油由该油槽泵起并经该轴向孔向上输送的装置;在该曲轴中的径向孔，其一端与上述轴向孔相通;其改进是在该轴承中有一包围该曲轴，与曲轴轴心线同心，并与曲轴表面一起形成的环形坑，该环形坑向上敞开，并有一与曲轴表面离开的圆周壁;上述曲轴中的径向孔与该环形坑基本上处于垂直于曲轴轴线的同一平面内，其另一端与该环形坑相通，压缩机工作时，上述泵油装置将油从油槽泵起，再经曲轴中的该轴向孔将其输送到曲轴中的该径向孔，在离心力的作用下，油经该径向孔引入上述轴承的环形坑中，油在该环形坑中底面与侧面间形成的角落处形成油池，该聚集的油与从曲轴径向孔后出来的其它油配合，使油确实向上转向，绕过减震管路，达到压缩机壳体上部的内壁上，然后沿壳体向下流，从而将其热传给壳体，最后返回到在壳体底部的油槽中。

采用如上的润滑油冷却装置来冷却包括壳体、曲轴和外置轴承的压缩机中润滑油的方法包括下列步骤：将润滑油经曲轴中的孔向上泵起;将润滑油于该曲轴上端靠近轴承处径向向外甩出;其改进是，然后，将该润滑油从位于该外置轴承中并与曲轴轴心线同心的环形坑的圆周壁处向上转向，该转向的油被甩向该壳体的内壁，并沿内壁返回位于该壳体底部的油槽中。

本发明的一个优点是，它提供的冷却压缩机润滑油的方法，非常简单然而非常有效。

本发明的另一优点是，它提供的冷却润滑压缩机的方法非常有效，因此，压缩机将在低温下工作，因而其工作效率更高。

本发明的另一优点是，它获得了整齐不变的布油形式，因其与压缩机的速度无关。

本发明的另一优点是，从压缩机曲轴出来的基本上所有的油都直接喷到与其有热传导的壳体上。

本发明的另一优点是，从压缩机曲轴出来的油不会喷到致冷剂排放管的减震管路上，而是喷到压缩机壳体的壁上。

本发明的另一优点是，不需额外增加零件便可获得冷却压缩机润滑油的有效结构。

联系以下描述、附后权利要求及附图，则本发明的其它目的、特点及优点是显而易见的，其中：

图1是包括本发明润滑冷却系统的密封式压缩机装置的纵剖面图;

图2是图1压缩机装置的俯视图;

图3是压缩机的曲轴上部、减震管路、外置轴承及壳体的局部放大剖视图：

图4是压缩机曲轴上部侧面局部剖面图;

图5是压缩机外置轴承的俯视图;

图6是压缩机外置轴承沿图5的6-6线的剖视图。

现参考附图特别是参考图1，所示压缩机包括壳体10，其上部壳体为12，其下部壳体为14。上、下部壳体利用诸如焊接或铜焊的方法于接缝15处密封地固定在一起。曲轴箱16安装于压缩机壳体10中，而曲轴箱16的曲轴18可旋转地装于其中。包括定子22及固定在曲轴18上的转子24的马达20，为旋转曲轴18提供驱动力。定子22有定子绕组26，利用连接于接线盒27的导线25给其通电，而接线盒27以密封方式安装于下部壳体14上。

曲轴18上部包括偏心轴颈29，其装于连杆30一端的封闭孔28中，连杆30与封闭孔28相对的另一端，利用活塞销32与活塞34连接，活塞34装在曲轴箱16的气缸36中，并可往复运动，气缸36由气缸垫42及气缸盖38密封。利用螺栓40将气缸盖38和气缸垫42固定在气缸36上，在图示实例中用了四个螺栓40。曲轴18可旋转地支撑于主轴承44和外置轴承50中。曲轴18上部的平衡重48用来对活塞和曲轴装置进行动平衡。

由图1和图2可知，致冷剂从吸入消音装置（未示出）进入压缩机气缸36，压缩后，经排放消音装置46及靠近曲轴箱16的排放减震管路52排出。从现有技术清楚可知，致冷剂被压缩后温度升高，因此，在压缩机工作期间，致冷剂排放减震管路52温度极高。因此希望将排放减震管路中的致冷剂所含的热量传出压缩机之外，而不是保持在其中，以后对此将作进一步讨论。

安装支架56固定在壳体下部14靠近其底部的地方，对此，图1表示得最清楚。安装支架56用于安装诸如电冰箱、冷冻机、空调机之类的致冷设备的压缩机。与机油冷却管54一起置于壳体10的下部14的是机油泵72，该泵包括与曲轴18底端连接的一个中空管，而中空管式油泵是现有技术惯用的，因而是众所周知的。一般来说，管式油泵72压配合于曲轴18的轴向孔74中，并伸入盛油的油槽70中（如图所示）。当曲轴旋转时，管式油泵72将机油从油槽70向上泵送，使其进入曲轴18的轴向孔74中。曲轴18还有油孔76，其从轴向孔74向上延伸，一直跨过曲轴18上部84的整个长度。

曲轴18有位于偏心轴颈29处的径向油孔78，因此，油孔76中的机油将向上并径向地通过径向油孔78，从而润滑连杆端部封闭孔28。连杆30也有油孔80，来自封闭孔28的机油经此孔来润滑活塞销32。

经各油孔分配的润滑油有两个目的，即润滑和冷却压缩机的工作表面。在压缩机工作期间，由于马达运转、压缩机工作表面的摩擦及致冷剂的压缩而产生大量的热能，因此，在压缩机的壳体中温度很高。如上所述，当致冷剂受压缩时，其温度会升高。从延长压缩机的寿命及提高压缩机的运转效率的观点出发，使压缩机内的温度保持在可接受的范围内是很重要的，因此，由于上述两个原因润滑剂的冷却作用是极端重要的，由压缩机工作表面传至润滑剂的热量必须从润滑剂传到压缩机之外的周围环境中。如前所述，使压缩机润滑剂冷却的一种方法，是将润滑剂喷至压缩机壳体10的上部12的内壁102上，让润滑剂沿压缩机壳体壁向下流入油槽70中。润滑剂与较冷的压缩机壳体10的接触，将可使润滑剂的热量传给压缩机壳体10，然后再通过热传导将热量从壳体10传到压缩机外的周围环境中。因此希望从曲轴18至壳体10的上部12的内壁102的润滑剂的传送非常有效，使得从曲轴18喷出的几乎全部润滑剂均可达到壳体10，而不会被压缩机的其它零件所遮挡，特别希望润滑剂能绕过减震管路52，因为，假如润滑剂被喷到减震管路52上，则通常由排出的致冷剂带出压缩机的热量会再传给润滑剂，从而重又保持在压缩机中。这里要介绍的结构可以保证润滑剂可以绕开减震管路52，而直接喷到壳体上部12上。

再参阅图1、2、和5可见，利用了三个螺栓92将外置轴承50固定在曲轴箱16上，螺栓92穿过外置轴承50中的孔94并装于曲轴箱16的合适的螺纹孔中。外置轴承50有一轴承孔90，曲轴18的上部84支承在该孔中。外置轴承50还有一个与孔90一起构成的阶梯孔96，该阶梯孔96的直径大于曲轴上部84的直径，因此，阶梯孔96的孔壁106与曲轴18的上部84的外圆表面85一起形成一个环形坑98，这一情况在图3中可以看得最清楚。

如图3所示，在工作时，润滑油沿曲轴18的上部84中的油孔76向上流动，一个分油将经过径向孔88向外甩入环形坑98中，油将聚集在环形坑98的角落100处，因而在该处形成油池，如阴影线所示。从油孔88出来的其它的油将从聚集在角落100处的油表面向上转向，因而将向上绕过减震管路52，直接投射到壳体上部12的壁102上，如箭头104所示。因此可见，由阶梯孔96和曲轴18外圆表面85所形成的环形坑98，为聚集的油99构成一台阶，从而有助于使从曲轴18的径向孔88出来的油转向，这种结构的优点是结构简单，因为不需增加其它零件，同时，尽管有压缩机的负荷，这种油向上转向的形式是整齐不变的。曲轴旋转时，径向孔88与其一起旋转，因此油将以360°锥形喷向壁102上，这种油的锥形相对来说与压缩机的负荷及伴随负荷而产生的压缩机曲轴18的速度的降低无关。

在初始的起动期间，那时压缩机的温度还未达到工作温度范围，油仍较粘，因此，油流出环形坑98时其将聚集在外置轴承的顶部。该聚集的油将阻挡从径向孔88流出的油，防止它喷向壁102，然而当聚集的油变得温热，其粘度降低时，油自然可以由环形坑98自由转向，并喷向壁102上。

一些油也将经孔76向上流动并经上孔86流出。当油离开孔86时，由离心力将其往侧向甩开，因此，这里的大多数的油并不达至壁102，而是被抛向曲轴箱及外置轴承，以冷却其表面，其后，向下滴入油槽。

再重述一下情况是这样的：在曲轴径向孔88的平面内设置阶梯孔96，则可使油以整齐不变的形式转向绕过减震管路52，直接达到壳体上部12的内壁102上，因此，油被有效地冷却，并且沿压缩机壳体10的内壁向下流入油槽70中。

虽然利用一个具体实施例，对本发明作了介绍，但应理解的是，它还可以作进一步的改进。因此，本申请欲要求保护根据其总原理而产生的任何变型，使用或改进，并包括本发明所属的技术领域中那些惯用的并包括在附后权利要求书内的那些方案。

Claims (18)

1、一种压缩机中的润滑油冷却装置，它包括带有下列构成的压缩机：

压缩机的曲轴（18），

支撑该曲轴的轴承（50），

其上部内壁靠近该轴承的压缩机壳体10，

在该曲轴中的轴向孔（76），

在该壳体底部的油槽（70），

将润滑油由该油槽泵起经该轴向孔向上输送的装置（72），

在该曲轴中的径向孔（88），该径向孔的一端与上述轴向孔相通，

其特征是：

在该轴承（50）中有一包围该曲轴并与其同心与曲轴表面一起形成的环形坑（98），该环形坑向上敞开并有一与曲轴表面离开的圆周壁（106），

该径向孔（88）与该环形坑（98）相通，

借此，当曲轴旋转时，润滑油径向向外通过径向孔（88），并由该圆周壁（106）向上转向，从而被投射到壳体壁（102）上，并沿该壁返回该油槽（70）。

2、按照权利要求1所述的压缩机中的润滑油冷却装置，其特征是润滑油可在围绕曲轴轴线的所有方向上由该圆周壁（106）转向。

3、采用如权利要求1所述的润滑油冷却装置来冷却包括壳体（10），曲轴（18）和外置轴承（50）的压缩机中润滑油的方法包括下列步骤：

将润滑油经曲轴（18）中的孔向上泵起，

将该润滑油于该曲轴（18）的上部（84）靠近该轴承（50）的地方径向向外甩出，

其特征是，然后将该润滑油从位于该外置轴承（50）中并与曲轴轴心线同心的环形坑的圆周壁（106）处向上转向。

4、按照权利要求3所述的方法，该转向的油被甩向该壳体（10）的内壁（102），并沿内壁返回位于该壳体底部的油槽（70）。

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