CN87106599A - 水平曲轴密封压缩机 - Google Patents

Abstract

用于制冷的水平曲轴密封压缩机，其内装有具有正排量特性的油泵，它保证在压缩机起动时刻给轴承提供足够的润滑油，该油泵耗能少，且能连续地供油，对压缩效率几乎不影响。本发明中的油泵包括曲轴(7)的圆柱形偏心部分，其圆柱形腔体内装有柔性叶片。腔体处在一个支承曲轴(7)的轴承上，或开在辅助轴承(6)的前盖上。叶片(25)把腔体分成油泵进油腔和压力腔，此二个油腔分别同油槽和需要润滑的压缩元件部分相通。

Description

本发明涉及水平曲轴密封压缩机，特别是涉及水平曲轴压缩机的油泵。（水平曲轴压缩机简称水平压缩机）

目前水平压缩机常用在冰箱中，因为它能扩大电冰箱的有效容积（相对立式压缩机而言）。

在水平压缩机中，不能采用立式压缩机中常用的油循环的方法。就是说，在立式压缩机中，浸在壳体底部油中的曲轴下端部装有离心泵，迫使润滑油通过曲轴上升到需要润滑的部件。至于水平压缩机则需要把油从贮油槽中提升到曲轴，再供油给需要润滑的轴承和其它零部件。

早期的提升和使油循环的方法见美国专利说明书（U.S.4，449，895）。该专利提出了一种水平密封压缩机，其润滑系统包括一根伸进壳体底部贮油槽内的弧形管及在该管内可转动的螺簧，螺簧一端同曲轴相接，另一端浸入油内。

当曲轴转动时，它引起螺簧转动，油通过弹簧圈与管内圆周面之间形成的环形通道被提升，润滑油再被引入辅助油泵一端的压力腔内，然后通过曲轴表面的油槽给辅助轴承、偏心轮和主轴承供油。

尽管这种系统能保证连续供油给轴承和偏心轮，但增加了压缩机中的机械能损失。

这些机械能损失是因弹簧圈与油管内表面的摩擦引起的。

这种技术解决方案的另一问题是壳体必须加长，因为需要留出较大的内部空间来安放位于辅助油泵一端的油管。此外，还要用大量的材料（钢板）来制造加长的壳体。这一长度的增加使吸入气体过热现象严重，其结果压缩机的容积效率降低，这是因为热量从高温排出的压缩气体传到壳体上，再由壳体传给吸入气体。而吸入气体是通过连接管（在壳体内）吸入进来的，该管越长，通过它的壁传递的热量越多，从而使吸入气体过热。

该技术解决方案还有一个问题是螺簧制造费用昂贵，因为制造非圆截面钢丝需要专门设计。

另一种公知的提升和使润滑油循环的方法见美国专利US    4，472，121。该专利公开了一种用于水平压缩机的润滑系统，该系统有效地利用从压缩腔排出来的气态制冷剂在高压下的脉动来迫使积集在壳体底部的润滑油通过曲轴上的中心孔，该孔在轴向伸展。为了达到上述目的，压缩机装有：润滑油供油管和制冷气体排出管。润滑油供油管的一端与曲轴中的润滑孔相通，另一端开口伸进油槽内的润滑油中;制冷气体排出管的一端插进伸进油槽中的润滑油供油管的开口端，另一端同从压缩腔内排出来的气体相通。

当制冷气体从排气管排出，并流进润滑油供油管的一端（伸进油槽内的开口端）时，通过在两根管子搭接端处形成的间隔、积集在壳体底部的润滑油与制冷气体混合，一起被压进润滑油供油管，然后润滑油储存在集油器中，通过中心润滑孔把油分配给需要润滑的零部件。

尽管这种系统结构简单，费用也较低，但它在压缩机起动的时候，不能提供足够的润滑油，这是因为排气管中的制冷气体没有足够的压力来迫使积集在油槽中的油流入供油管，因而不能把润滑油提到曲轴上。由于润滑不充分，金属零部件互相接触摩擦，这不仅带来噪声，而且使压缩机的零部件过早磨损。

该装置另一个不足之处就是引起制冷剂被油吸收，降低了油的粘度，因而改变了轴承的润滑条件。由于制冷剂被油吸收，还会引起在制冷系统中循环的制冷剂量的减少，因而导致系统效率降低。

该系统还有一个不足之处就是在排气过程中制冷气体的压力损失。这种压力损失直接影响压缩机电能的消耗，进而影响其效率。

最后，美国专利4，568，253公开了一种用于水平密封旋转压缩机中的油泵。压缩机的曲轴箱具有一条垂直通道，同油槽相通。该曲轴具有：直径减少部分，此部分同曲轴箱一起形成环形腔;以及一对同该环形箱相通的反向倾斜布置的螺旋槽。当曲轴旋转时，在环形腔内形成低压区，这样润滑剂被向上抽，通过曲轴箱通道进入环形腔。然后润滑剂通过曲轴两端的螺旋槽润滑轴承及压缩机其它运动部件。

尽管该油泵结构简单，造价低廉，但实用起来却有些问题。曲轴两端的螺旋槽减少了轴承有效的支承表面，由于曲轴中下部直径减小，这就引起轴承与曲轴之间的接触，因此导致它们之间的磨损。

还必须提及另一个头痛之事，即在该系统中的油液流动性受制冷气体的严重影响，这主要发生在压缩机起动时。当压缩机停止工作时，从油中释放出来的制冷气体形成气泡，这些气泡留在轴承和曲轴箱通道内。当压缩机再起动时，曲轴与轴承之间产生低压而使气泡膨胀，这样延迟了油的吸入及将油传送给轴承的时间，给润滑带来困难。

本发明的一个目的是提供一水平曲轴密封压缩机的润滑系统，它能克服上述的不足之处。

本发明的另一个目的是提供一水平曲轴密封压缩机，它带有一台低能耗的泵，能连续而充分地给压缩机提供润滑油，而不影响其效率。

本发明还有一个目的是提供一水平曲轴密封压缩机，它带有自起动注油泵，当压缩机起动时能提供充分的润滑，快速地把润滑油供到轴承，不受留在润滑回路中的制冷气体的影响。

本发明的进一步目的是提供一水平曲轴密封压缩机，其油泵所占的轴向空间较小，且噪音较低。

本发明的再进一步目的是想提供一种卧式密封压缩机，它装有一台结构简单、可靠性好且造价低廉的油泵。

能达到本发明这些和其它目的的水平密封压缩机包括：压缩元件、电动马达、油泵及密封壳。压缩元件包括一个内装有活塞的汽缸，活塞由曲轴驱动，曲轴由主轴承和辅助轴承支承。电动马达驱动曲轴转动。油泵位于曲轴同油泵流通的油槽部分及其它需要润滑的元件周围。密封壳体把压缩元件、电动马达、油泵及润滑油油槽封装起来。

根据本发明，油泵包括曲轴的圆柱形偏心部分及至少一块弧形加长叶片元件。圆柱形偏心部分以这样的方式布置，即能在相应的圆柱形腔体中滑动，该腔体中心线与曲轴的几何轴线重合并被装在一个轴承上或装在辅助轴承的前盖上。叶片元件的宽度与圆柱形腔体的轴向长度一致，至少有一边缘与圆柱形腔体的内表面接触，该叶片被插进圆柱形腔体与偏心部分的接触处，这样形成了一个进油腔和压力腔。圆柱形腔体中每一腔体的空间被限定在叶片元件的连接处和上述的接触处之间，进油腔同储有润滑油的油槽相通，压力腔与曲轴各部件及需润滑的轴承相连通。

根据本发明的最佳实施例，叶片元件由抗热性及能在化学介质条件下工作的塑料胶片组成。

根据本发明的另一实施例，叶片元件是金属片，它具有柔软、耐磨和抗疲劳的特性。

本发明的油泵的流量由偏心部分的位移量决定，所以具有正排量的特性。

同上述某些先有技术的系统比较，本装置并不借助于粘度或离心力作用来吸取润滑油并把油提升，而采用自起动注油方法，使压缩机起动时就得到充分的润滑，供油迅速，即使有制冷气体存在在润滑回路中也能迅速供油。

本装置的另一优点是耗能小、噪音低，这是因为各部件之间有适当的间隙，摩擦面显著减小。

本发明的油泵还有一条特殊的优点，即能连续地供给润滑油，只改变偏心率、偏心部分直径或长度，就能较容易地按需要调节压缩机的润滑油供应量，而不明显地影响其能耗。

下面参考附图，通过对本发明最佳实施例的描述，本发明这些和其它特征及优点将变得更加明显，图中：

图1A和图1B是根据本发明两个最佳实施例的水平密封压缩机的部分纵向剖面图;

图2是图1B中的压缩机沿箭头“A”所示方向的前视图;

图3是图1A和1B中所示的压缩机沿剖面线B-B′的前剖视图;

图4、5、6是图1A中沿剖面线C-C′的前剖视图，图中示出了正在工作的油泵;

图7是图1A中沿剖面线C-C′的前剖视图，图中示出了图1A中的油泵的另外一种结构;

图8和图9是图1B中沿剖面线C-C′的前剖视图，它示出了图1B中的油泵的两种不同结构。

参考以上各图，水平密封压缩机主要包括压缩元件1和电动马达2，两者均装在壳体3内。

压缩元件1包括汽缸体4，主轴承5和辅助轴承6。主轴承5和辅助轴承6用螺钉拧在汽缸体4上用来支承曲轴7，曲轴7用来带动位于汽缸9内的旋转活塞8，汽缸9在汽缸体4中。

压缩元件1还包括可滑动的叶片10，它装在汽缸体4上的槽11内。用弹簧12把叶片10沿轴向顶住旋转活塞8，因而叶片10通过槽11可在活塞表面滑动。

叶片10位于旋转活塞8、汽缸9、主轴承5和辅助轴承6的法兰部分13和14以及分别同进气管17和排气管18相接的吸气密件腔15和压缩密封腔16共同限定的空间中。进气管17和排气管18焊在压缩机的壳体3上。进气管17通过里面的伸出部分19直接与进气腔15相通，而排气管18则通过壳体3内部空间与压缩腔16相通。

压缩元件1由电动马达2带动，电动马达包括绕有线圈21的定子20及装在曲轴7上的转子22。

再来看一下图1A，曲轴7带有圆柱形的偏心部分23，该偏心部分位于主轴承5或辅助轴承6内，并安排成使其能在圆柱形腔体26内滑动。该腔体26的轴线同曲轴7的几何轴线相重合，如图所 示的那样，它处于主轴承5内，腔体的深度与曲轴7的偏心部分23的轴向长度相符。

在图1B中，曲轴7的偏心部分23是圆柱形轴向凸起的形状，该部分直径减小，从曲轴7的前端面24b起延伸。如图所示，圆柱形腔体26处于辅助轴承6的前盖37内，前盖用金属固紧器或其它类似的装置装在前端。

说明书中省去了对本实施例的详细描述，因为从对图1A中实施例的描述就足以了解本实施例。

图4至图9示出了叶片元件25，该叶片元件25用一边缘（图4、5、6、8、9）或两边缘（图7）跟腔体26的圆柱形内表面相接触，并通过圆柱形偏心部分23与腔体26之间的接触处28而被嵌入。

如图所示，叶片元件25把进油腔29与压力腔30分开，它们的体积分别由叶片元件25相对的表面和腔体26的内表面;腔体26内表面的叶片元件25的接触边缘31与接触处28;以及腔体26的两横向壁限定，腔体26的一个横向壁（图1A中实施例）由曲轴7的偏心部分36和活塞8的横向面24a所限定，另一壁是腔体26的底面32。

参看图1A、4、5、6和7，油泵的进油腔29通过进油孔33a与壳体3底部的油槽34相通，油孔33a穿过主轴承5的法兰13。压力腔30通过排油孔38与中央供油孔39相通，排油孔38径向通过曲轴7的偏心部分23。

通过一个或多个径向开口38a（图1A）把油从中央供油孔39分配给主轴承5和辅助轴承6的表面，以及旋转活塞8的内表面。必须注意，排油孔38（图1A、4、5、6和7）外周端相对于偏心部分23与腔体26内表面的接触处28的位置稍微提前一个角度，这样可以充分利用被油泵排出的全部油量。

参看图1B、8和9，其中进油腔29通过进油管33b与壳体3底部的油槽34相通。

通过润滑槽使压力腔30与辅助轴承6及主轴承5相通，润滑槽可做成各种形状。

在图1B和8中，在曲轴7的表面开有螺旋槽35。根据先有技术螺旋槽35具有输送润滑油的功能，润滑油可由此流进辅助轴承6、偏心部分36和主轴承5。如图8所示，油泵中的油通过螺旋槽35的前端排出，该前端相对于接触处28的位置稍微提前一个角度。

图9是另一建设性实施例，其中油泵里的油通过槽40排出。该槽40做在前盖37的圆柱形内表面及辅助轴承6和主轴承5的表面上。

有一点必须强调的是图4、5、6、8和9所示的叶片元件25的自由边缘要具有足够的柔性，以便使整个压力腔30内的油压相同。

参看图4、5、6、8及9时，还有一点也得提及，即可根据叶片元件25的材料和厚度来调整其长度。当叶片元件25由塑料胶片构成时，只要胶片与偏心部分23有足够的附着力，其长度可以减少。该附着力是由于偏心部分23旋转时产生的油膜造成的，油膜所起的作用是，略微张紧用来把油泵的进油侧及压力侧分开来的胶片。

在图7所示的实施例中，被封在叶片元件25与偏心部分23的圆柱形表面之间（用区域41表示）的润滑油量取决于位于进油腔29和压力腔30之间的中间压力，这是因为润滑油通过叶片元件25和腔体26的横向面之间的间隙而泄漏，不过这种泄漏并不影响泵的效率，因为它同有效的排出量无关。

Claims (12)

1、一种水平曲轴密封压缩机包括压缩元件、电动马达、油泵和密封壳体，压缩元件包括一个内装有活塞的汽缸，该活塞被支承在主轴承和辅助轴承上的曲轴驱动：电动马达驱动曲轴转动：油泵位于曲轴同油泵流通的油槽部分及其它需要润滑元件周围；密封壳体把压缩元件、电动马达、油泵及润滑油油槽封装起来；所说的油泵包括曲轴(7)的圆柱形偏心部分(23)及至少一块弧形加长叶片元件(25)，圆柱形偏心部分(23)以这样的方式布置，即能在相应的圆柱形腔体(26)中滑动，所说的腔体中心线与曲轴的几何轴线重合，该腔体(26)处在一个轴承(5或6)上或在辅助轴承(6)的前盖(37)中；叶片元件(25)的宽度与圆柱形腔体(26)的轴向长度一致，所说的叶片元件至少有一边缘跟圆柱形腔体(26)内表面(31)处接触并被插进圆柱形腔体(26)与偏心部分(23)的接触处(26)之间，这样形成了一个进油腔(29)和一个压力腔(30)，圆柱形腔体(26)中每一空间由叶片元件(25)的接触处(31)与接触处(28)所限定)；进油腔(29)同储有润滑油的油槽相通，压力腔(30)与曲轴(7)各部件及需要润滑的轴承(5和6)连通。

2、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中所说的叶片元件（25）是抗热性及能在化学介质条件下工作的塑料胶片。

3、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中所说的叶片元件（25）是具有柔软，耐磨和抗疲劳特性的金属片。

4、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中油泵进油腔（29）通过穿过主轴承（5）或辅助轴承（6）的吸油孔（33a）与壳体（3）底部的油槽（34）相通。

5、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中油泵进油腔（29）通过吸油管（33b）与壳体（3）底部的油槽（34）相通。

6、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中压力腔（30）通过径向通过偏心部分（23）的排油孔（38）与中央供油孔（39）相通，中央供油孔（39）通过开在曲轴（7）上的径向开口（38a）实现与曲轴（7）各部分需要润滑表面的流通。

7、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中压力腔（30）通过润滑槽与辅助轴承（6）和主轴承（5）相连通。

8、根据权利要求7的水平曲轴密封压缩机，其中润滑槽以螺旋槽（35）形式开在曲轴（7）的表面。

9、根据权利要求7的水平曲轴密封压缩机，其中所说的润滑槽（40）开在前盖（37）的圆柱形内表面及辅助轴承（6）和主轴承（5）的表面上。

10、根据权利要求8的水平曲轴密封压缩机，其中排油孔（38）的外周端相对于偏心部分（23）与腔体（26）内表面的接触处（28）的位置稍微提前一个角度。

11、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中腔体（26）横向壁之一由活塞（8）和/或曲轴（7）的偏心部分（36）的横向面部分所限定。

12、根据权利要求1的水平曲轴密封压缩机，其中所说的油泵具有正排量的特点。

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