一種新結(jié)構(gòu)的制冷渦旋壓縮機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新結(jié)構(gòu)的制冷渦旋壓縮機，一種通過壓縮機零部件分隔殼體內(nèi)部腔室構(gòu)造了三個獨立的氣體腔，分別與壓縮機排氣管、壓縮腔和吸氣管連通；當(dāng)壓縮運行時，三個腔室分別形成高壓腔、中壓腔和低壓腔；通過中壓腔的壓力使動渦旋盤在運行時主動壓靠向靜渦旋盤，使壓縮機軸向理論間隙實現(xiàn)為零的制冷渦旋壓縮機。本壓縮機適合于R22、R407C、R404A和R410A以及0)2等作為制冷工質(zhì)的空調(diào)、制冷和熱泵用系統(tǒng)循環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]制冷渦旋壓縮機以其效率高、噪音低、體積小、有利于節(jié)能及保護環(huán)境等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于中央空調(diào)、多聯(lián)機、家用空調(diào)、小型冷庫和熱泵等場合。制冷渦旋壓縮機的靜渦旋盤和動渦旋盤運行時存在有軸向間隙和徑向間隙，要實現(xiàn)制冷渦旋壓縮機的高效運行，主要措施是在理論上保證壓縮機運行時軸向間隙和徑向間隙為零。要實現(xiàn)靜渦旋盤和動渦旋盤運行時的間隙為零，目前的技術(shù)是采用軸向柔性技術(shù)和徑向柔性技術(shù)，其中軸向柔性技術(shù)分為靜盤可軸向移動的柔性技術(shù)和動盤軸向可移動的柔性技術(shù)，徑向柔性技術(shù)分為滑塊結(jié)構(gòu)徑向柔性技術(shù)、偏心套徑向柔性技術(shù)和偏心軸承大間隙設(shè)計的徑向柔性技術(shù)，各個制冷渦旋壓縮機生產(chǎn)廠家采用的技術(shù)各有特點，有優(yōu)點也有需要改善的地方。
[0003]圖1為采用靜盤軸向柔性技術(shù)方案的制冷渦旋壓縮機實施例:靜渦旋盤通過固接于機架5上的套筒106實現(xiàn)軸向移動，從而實現(xiàn)軸向柔性。在靜渦旋盤的背側(cè)開設(shè)有密封腔103，其與壓縮腔相連通，從而保證此密封腔壓力和壓縮腔壓力一致，因此密封腔壓力的大小處于吸氣壓力和排氣壓力之間，也即為中壓腔壓力。壓縮機運行時，靜渦旋盤在背側(cè)中壓腔壓力、排氣腔壓力與吸氣腔、壓縮腔的壓力差的作用下，壓靠向動渦旋盤；而動渦旋盤在壓縮腔壓力和靜渦旋盤的作用力的共同作用下壓靠向機架支撐面。此方案壓縮機內(nèi)部腔室分隔為上部的高壓腔和下部的低壓腔，中壓腔采用密封構(gòu)造。此技術(shù)方案的缺點是:1，密封圈承受較大的壓力并且在運動，因為制冷渦旋壓縮機為全封閉渦旋壓縮機，對密封圈的材質(zhì)、制造精度要求很高，成本較高；2，要保證靜渦旋盤相對于動渦旋盤的位置精度，套筒和靜渦旋盤的加工精度要求非常高，加工成本高；3，靜渦旋盤的背側(cè)同時承受排氣壓力和中壓腔壓力，當(dāng)制冷工質(zhì)各工況的排氣壓力變化較大時，如果要保證靜渦旋盤在吸排氣低壓力差運轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性，需要提高中壓腔的壓力，當(dāng)工況為大壓差工況時，靜渦旋盤背側(cè)承受的軸向力很大，即軸向力變化劇烈，同時使動渦旋盤承受和壓靠向機架支撐面的軸向力變化劇烈，不利于制冷渦旋壓縮機對工況的適應(yīng)能力和保證壓縮機運行的可靠性。
[0004]圖2為采用動盤軸向柔性技術(shù)的主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。此技術(shù)方案通過在動渦旋盤2背側(cè)設(shè)計安裝密封圈204，將動渦旋盤背側(cè)分隔為排氣壓力腔202和與吸氣管連通的吸氣壓力腔203。靜渦旋盤I固結(jié)于機架5上，當(dāng)壓縮機運行時，動渦旋盤在排氣壓力腔與吸氣腔、壓縮腔的壓力差作用下壓靠向靜渦旋盤。此方案壓縮機內(nèi)部腔室為排氣高壓腔，采用密封將吸氣低壓腔和排氣高壓腔分隔開。此技術(shù)方案的主要缺點為:1，動渦旋盤背側(cè)的密封圈204直接承受排氣壓力和吸氣壓力之差，工作環(huán)境惡劣，密封圈要求極高，密封圈成本高且使用壽命難于保證。2，動渦旋盤背側(cè)承受排氣壓力，當(dāng)制冷壓縮機各工況的排氣壓力變化較大時，如果要保證動渦旋盤運轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性，需要提高吸氣壓力和排氣壓力的低壓差時動渦旋盤承受的壓力差，但當(dāng)吸排氣壓力差很大時，動渦旋盤背側(cè)承受的軸向力非常大，使制冷渦旋壓縮機工況的適應(yīng)能力很差和壓縮機運行的可靠性大幅度降低。
[0005]圖3也是采用動盤軸向柔性技術(shù)的主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。此技術(shù)方案通過在動盤2背側(cè)輪轂2-1上設(shè)計安裝密封圈304，將動渦旋盤背側(cè)分隔為排氣壓力腔302和與吸氣管間歇連通的中間壓力腔303。靜渦旋盤I固結(jié)于機架5上，當(dāng)壓縮機運行時，動渦旋盤在排氣壓力腔和中間壓力腔與吸氣腔、壓縮腔的壓力差作用下壓靠向靜渦旋盤。此方案壓縮機內(nèi)部腔室為排氣高壓腔，中壓腔采用密封構(gòu)造。此技術(shù)方案的主要缺點為:1，中間壓力腔間歇與吸氣腔連通，并特別設(shè)計中間壓力略高于吸氣壓力，動渦旋盤背側(cè)的密封圈304承受排氣壓力和中間壓力之差變化很大，工作環(huán)境也很惡劣，密封圈要求也很高，同樣密封圈成本高且使用壽命難于保證。2，動渦旋盤背側(cè)承受排氣壓力，當(dāng)制冷壓縮機各工況的排氣壓力變化較大時，如果要保證動渦旋盤運轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性，需要提高吸氣壓力和排氣壓力的低壓差時動渦旋盤承受的壓力差，但當(dāng)吸排氣壓力差很大時，雖然相對于圖2技術(shù)方案，動渦旋盤背側(cè)承受的軸向力有所改善但也很大，使制冷渦旋壓縮機工況的適應(yīng)能力很差和壓縮機運行的可靠性大幅度降低。
[0006]本發(fā)明中，如圖4，從上而下將壓縮機腔室分隔為排氣壓力腔、中間壓力腔(即中壓腔)和吸氣壓力腔，下部的吸氣壓力腔通過吸氣過渡管道與處于排氣壓力腔內(nèi)的靜渦旋盤吸氣口連通。中壓腔的構(gòu)成為壓縮機零部件直接分隔壓縮機腔室形成，不使用密封圈，因此沒有采用密封圈的缺點，壓縮機沒有易損件，壓縮機壽命得到保證。潤滑油位于中壓腔內(nèi)，由于吸氣和排氣過程中潤滑油不與制冷工質(zhì)直接接觸，制冷工質(zhì)稀釋潤滑油、壓縮機排氣含油高等缺點得到根本的解決，在控制好壓縮機排氣溫度和電機溫度后，壓縮機可以適應(yīng)任何壓縮機運行工況，如圖11，采用傳統(tǒng)技術(shù)方案的制冷渦旋壓縮機(也即圖1?圖3所示壓縮機)要求在區(qū)域1、區(qū)域2、區(qū)域3和區(qū)域4運行時潤滑油不能被制冷工質(zhì)稀釋，并不得在區(qū)域4下長期運行，本發(fā)明的制冷渦旋壓縮機可以長期運行于所有區(qū)域而不會造成壓縮機壽命的下降。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、性能高效、適應(yīng)工況范圍大和成本低的特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出的一種新結(jié)構(gòu)的制冷渦旋壓縮機的技術(shù)方案是:一種新結(jié)構(gòu)的制冷渦旋壓縮機，包括靜渦旋盤I (靜盤)、動渦旋盤2 (動盤)、十字滑環(huán)3、曲軸4、機架5、主平衡塊6、電機7、副平衡塊8、下支架9、上殼體10、主殼體11、下殼體16、地腳17、偏心軸承12、主軸承13、副軸承14、支撐軸承15、吸氣過渡管407、中壓隔板409、緊固件、潤滑油、上油機構(gòu)及吸氣管30、排氣管40等。
[0008]本發(fā)明中，圖4所示，靜渦旋盤以緊固件固定在機架上，由動渦旋盤與靜渦旋盤結(jié)合形成月牙形的壓縮腔；曲軸的偏心部插入動渦旋盤的輪轂內(nèi)，曲軸以主軸承和副軸承分別安裝在機架內(nèi)和下支架內(nèi)，在曲軸的偏心部與動禍旋盤的輪轂之間設(shè)偏心軸承；所述動渦旋盤角向定位在機架上，采用十字滑環(huán)保持動渦旋盤與靜渦旋盤之間的相位差。壓縮機運行時，動渦旋盤靠向靜渦旋盤，所述動渦旋盤的輪轂在曲軸偏心部的驅(qū)動下在機架中間環(huán)形凸臺的內(nèi)部作繞圓周平動。
[0009]本發(fā)明中，壓縮機上殼體、主殼體和下殼體形成的內(nèi)部腔室分別由機架、中壓隔板將內(nèi)部腔室分隔為上部的排氣壓力腔、中間的中間壓力腔和下部的吸氣低壓腔。動渦旋盤在作圓周運動時，動渦旋盤在中壓腔與吸氣壓力腔和壓縮腔的氣體力壓差作用下靠向靜渦旋盤，將動渦旋盤和靜渦旋盤的軸向間隙消除為零，保證了壓縮機運轉(zhuǎn)的高效性。潤滑油位于中壓腔內(nèi)，吸氣和排氣過程與潤滑油不直接接觸，不會發(fā)生潤滑油被制冷工質(zhì)稀釋和由于排氣與潤滑油的劇烈混合導(dǎo)致的排氣含油高的問題。
[0010]本發(fā)明中，考慮到電機運轉(zhuǎn)時會發(fā)熱，電機溫度會逐步上升，中壓隔板409作為冷卻器，壓縮機吸氣經(jīng)過中壓隔板下部的冷卻肋片409-1，潤滑油與中壓隔板的上部接觸，壓縮機吸氣將潤滑油的熱量帶走，潤滑油作為冷卻工質(zhì)冷卻電機，中壓隔板可以采用熱的良好導(dǎo)熱體材料制造，如鋁、鋁合金、銅及銅合金，如果肋片面積足夠大，甚至可以用鋼材制造。
[0011]動渦旋盤上安裝有中壓保壓閥2-0，保證中壓腔壓力不高于設(shè)定壓力，設(shè)定壓力由保壓閥彈簧2-5保證，當(dāng)壓縮機工況變化時，保壓閥保證中壓腔壓力最大不高于設(shè)定壓力，保證動渦旋盤壓靠向靜渦旋盤的作用力變化較平穩(wěn)。
[0012]靜渦旋盤上安裝泄壓閥1-4-0，當(dāng)排氣壓力和吸氣壓力差較小的工況出現(xiàn)時，也即壓縮腔壓力超過排氣壓力時，即壓縮過程出現(xiàn)過壓縮時，泄壓閥打開，使壓縮腔壓力得到釋放，壓縮機受力得到很大改善。
[0013]動渦旋盤和靜渦旋盤在貼合運轉(zhuǎn)時，動渦旋盤與靜渦旋盤的接觸面之間、壓縮腔內(nèi)均需要少量潤滑參與潤滑和冷卻，有部分潤滑油會排出排氣口到排氣壓力腔(高壓腔)，此部分潤滑油有部分會在排氣壓力腔內(nèi)聚集在靜渦旋盤外周下部，也即機架外周上部，在機架上開設(shè)有回油槽5-1和回油孔5-2，使聚集的潤滑油可以連續(xù)不斷回到中壓腔，要防止制冷工質(zhì)發(fā)生較多泄漏，就得保證高壓腔向中壓腔的回油孔直徑很小，為降低加工回油孔的難度，在機架上還開設(shè)有工藝孔5-3。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:不采用密封而采用零件將壓縮機殼體分隔形成中壓腔，并配合保壓閥、泄壓閥和排氣回油設(shè)計，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、性能高效、適應(yīng)工況范圍大和成本低的特點。
【附圖說明】
[0015]圖1是采用靜盤軸向柔性技術(shù)方案的傳統(tǒng)壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是采用動盤軸向柔性技術(shù)方案I的傳統(tǒng)壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是采用動盤軸向柔性技術(shù)方案2的傳統(tǒng)壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明采用動盤軸向柔性技術(shù)方案的壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明壓縮機外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明壓縮機內(nèi)部爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7是本發(fā)明壓縮機中壓隔板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8是本發(fā)明壓縮機中動盤及保壓閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖9是本發(fā)明壓縮機中靜盤及泄壓閥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖10是本發(fā)明壓縮機中機架及排氣回油結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖11是壓縮機運行工況示意圖；
[0026]圖12是本發(fā)明壓縮機中動盤壓靠力隨工況變化對比示意圖；
[0027]圖13是本發(fā)明壓縮機中動盤傾覆力矩隨工況變化對比示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖1、2、3和本發(fā)明圖4中制冷渦旋壓縮機各部件用標(biāo)號表示如下:
[0029]靜渦旋盤I (靜盤)；動渦旋盤2 (動盤)；十字滑環(huán)3 ;曲軸4 ;機架5 ;主平衡塊6 ;電機7