具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機的製作方法

2023-09-12 05:28:50

專利名稱：具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可以方便地進行能量調節的渦旋式製冷壓縮機。
背景技術：
渦旋式製冷壓縮機無吸、排氣閥，吸氣、壓縮、排氣過程同時連續進行，壓力逐漸上 升，轉矩變化小、振動小、噪聲低；容積空間的利用率高，運動部件少，可高轉速運轉，相比其 他結構形式的容積型製冷壓縮機，其容積效率高，可靠性高，運行性能好。因此，在製冷裝 置中得到廣泛的應用。目前，渦旋式製冷壓縮機輸氣量調節的方法主要有，變轉速調節、多 機並聯調節和變容量旁通調節。變轉速調節需要高性能的變頻控制器，對電機的性能要求 高，整機的初投資增加；多機並聯調節需要多臺壓縮機，不能實現連續調節；有學者提出汽 車空調渦旋式製冷壓縮機的變容量旁通調節方案，但只是針對汽車空調開啟式渦旋式壓縮 機。變容量旁通調節在其他商業用製冷裝置中，特別是在渦旋式製冷壓縮機開發上還沒有 提出具體實施的技術方案。隨著能源日趨緊張，急需開發節能環保的產品，以滿足市場的需 要。

實用新型內容本實用新型是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種可以實現能量調節的渦 旋式製冷壓縮機，以節約能源、保護環境。本發明通過下述技術方案實現一種具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機，其特徵在於，包括排氣管、機殼、端蓋、機 座、吸氣管、電機定子、電機轉子、主軸、旋轉渦旋盤、十字聯接環、固定渦旋盤和徑向能量調 節機構，所述機殼上安裝有吸氣管和排氣管，所述主軸為曲柄軸結構並沿垂直方向設置，主 軸沿軸向開設有偏心油道，主軸帶有偏心油道的一端穿過機座並與電機轉子配合，所述主 軸帶有偏心曲柄銷一端的偏心曲柄銷與旋轉渦旋盤底盤外側的軸連接槽配合，十字聯接環 上的凸臺與分別位於機座和旋轉渦旋盤上成十字分布的凹槽配合連接機座和旋轉渦旋盤； 所述電機轉子與電機定子配合，電機定子與機殼配合，機座與機殼配合固定，端蓋與固定渦 旋盤和機座通過密封墊片及螺釘連接；所述端蓋和固定渦旋盤的底盤正中位置設置有連通 的排氣孔，所述排氣孔與排氣管連通；固定渦旋盤與旋轉渦旋盤以180度的相位差嚙合，固 定渦旋盤的渦旋齒的頂端與旋轉渦旋盤的底盤內側接觸，固定渦旋盤的底盤內側表面與旋 轉渦旋盤渦旋齒的頂端表面接觸，並在軸線上接觸形成最外層的吸氣空間、最內層與排氣 孔相通的排氣空間、中間的壓縮空間共三對封閉的月牙形空間，所述機座上設置有與最外 層的吸氣空間連通的吸氣孔；所述徑向能量調節機構包括設置在固定渦旋盤上與最外層的吸氣空間和中間的 壓縮空間相對應的位置的旁通口、設置在端蓋上與旁通口對應並與機殼內空間連通的旁通 孔口、設置在端蓋上的旁通閥、設置在端蓋上的旁通接口，所述旁通閥包括設置在端蓋上的 深凹槽、淺凹槽、滑閥、波紋管、沿徑向伸縮的彈簧，旁通接口通過調節閥和旁通管與排氣管連通；所述深凹槽沿徑向位於端蓋上與所述旁通接口對應的位置，所述淺凹槽位於深凹槽 側面與固定渦旋盤上旁通口相對應的位置，所述滑閥由滑板和滑片連接組成，所述深凹槽 內安裝有沿徑向伸縮的彈簧和波紋管，所述滑板安裝於彈簧和波紋管之間，所述滑片沿徑 向滑動方向安裝於淺凹槽內，所述波紋管一端固定在深凹槽的側壁上並在內部與旁通接口 連通，所述波紋管另一端與滑板接觸。所述機殼由上半機殼和下半機殼連接而成。本實用新型具有下述技術效果本實用新型的渦旋式製冷壓縮機，利用渦旋式製冷壓縮機自身結構的特點，沿渦 旋盤的直徑方向開設旁通口，利用高壓氣體推動滑閥，改變旁通口的大小，實現連續的輸 出氣量的調節，使製冷壓縮機輸出的氣量滿足製冷裝置製取冷量的需求，降低能耗，節約能 源。而且，本實用新型的帶徑向能量調節的渦旋式製冷壓縮機，零部件簡單，加工裝配方便， 運轉平穩、安全可靠，易於控制。

圖1為本實用新型具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機的示意圖；圖2為A-A向剖視圖；圖3為B-B向剖視圖；圖4為C-C向剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型詳細說明。本實用新型的具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機示意圖如圖1至圖4所示，包括 排氣管4、機殼、端蓋7、機座10、吸氣管11、電機定子12、電機轉子13、主軸15、旋轉渦旋盤 17、十字聯接環18、固定渦旋盤20和徑向能量調節機構。所述機殼上安裝有吸氣管11和排氣管4，所述主軸15為曲柄軸結構並沿垂直方向 設置，主軸沿軸向開設有偏心油道14，主軸15帶有偏心油道的一端穿過機座10並與電機 轉子13配合，所述主軸帶有偏心曲柄銷一端的偏心曲柄銷與旋轉渦旋盤底盤外側的軸連 接槽配合，十字聯接環18上的凸臺與分別位於機座10和旋轉渦旋盤17上成十字分布的凹 槽配合連接機座和旋轉渦旋盤，旋轉渦旋盤17由主軸帶動做旋轉運動，只能繞固定渦旋盤 中心迴轉平動。所述電機轉子13與電機定子12配合，電機定子12與機殼配合，機座10與 機殼配合固定，端蓋7與固定渦旋盤20和機座10通過密封墊片及位於螺釘孔21內的螺釘 3連接。所述端蓋7和固定渦旋盤20的底盤正中位置設置有連通的排氣孔22，所述排氣孔 22與排氣管4連通。固定渦旋盤20與旋轉渦旋盤17以180度的相位差嚙合，固定渦旋盤 的渦旋齒的頂端與旋轉渦旋盤的底盤內側接觸，固定渦旋盤的底盤內側表面與旋轉渦旋盤 渦旋齒的頂端表面接觸，並在軸線上接觸形成最外層的吸氣空間、最內層與排氣孔相通的 排氣空間、中間的壓縮空間共三對封閉的月牙形空間，壓縮機工作時，隨著主軸旋轉帶動旋 轉渦旋盤轉動，使各工作室容積由外到內不斷變小，從而實現吸氣、壓縮和排氣的目的。所 述機座10上設置有與最外層的吸氣空間連通的吸氣孔。所述徑向能量調節機構包括設置在固定渦旋盤上與最外層的吸氣空間和中間的壓縮空間相對應的位置的旁通口、設置在端蓋上與旁通口對應並與機殼內空間連通的旁通 孔口、設置在端蓋上的旁通閥、設置在端蓋上的旁通接口，所述旁通閥包括設置在端蓋上的 深凹槽、淺凹槽、滑閥、波紋管、彈簧。流量調節機構可以根據調節的需要設置一組或兩組。 一組流量調節機構時用於微量調節。為了擴大調節範圍，最好採用兩組流量調節機構。以 下以兩組流量調節機構為例進行說明。所述固定渦旋盤20上沿徑向與一對最外層的吸氣空間相對應的位置分別設置有 旁通口 25和32，所述固定渦旋盤20上沿徑向與一對中間的壓縮空間相對應的位置分別設 置有旁通口沈和31，所述端蓋7上與旁通口沈和32相對應的位置設置有與機殼內空間連 通的旁通孔口 24，所述端蓋7上與旁通口 25和31相對應的位置設置有與機殼內空間連通 的旁通孔口 23。所述端蓋7上在同一直徑的兩端分別設置有旁通接口，一個旁通接口通過調節閥 1和旁通管2與排氣管4連通，另一個旁通接口通過調節閥8和旁通管5與排氣管4連通。 調節閥1和調節閥8的開啟度可根據輸出氣量的調節需要自動調節。與固定渦旋盤相對的 一側並與每個旁通接口相應位置的端蓋上分別設置有旁通閥，一組旁通閥包括設置在端蓋 上的深凹槽27-1、淺凹槽27-2、滑閥9、波紋管33、沿徑向伸縮的彈簧四，所述深凹槽沿徑向 位於與所述旁通接口對應的位置，所述淺凹槽27-2位於深凹槽側面與固定渦旋盤上旁通 口 25、31相對應的位置，所述滑閥9由滑板9-1和滑片9-2連接組成，深凹槽27_1內安裝 有沿徑向伸縮的彈簧四和波紋管33，滑板9-1安裝於彈簧四和波紋管33之間，滑片9-2 沿徑向滑動方向安裝於淺凹槽27-2內，波紋管33—端固定在深凹槽27-1的側壁上並在內 部與同側的旁通接口連通，波紋管33另一端與滑板9-1接觸。另一組旁通閥包括設置在端 蓋上的深凹槽觀-1、淺凹槽觀_2、滑閥30、波紋管34、沿徑向伸縮的彈簧19，所述深凹槽沿 徑向位於與所述旁通接口對應的位置，所述淺凹槽觀-2位於深凹槽側面與固定渦旋盤上 旁通口 26、32相對應的位置，所述滑閥30由滑板30-1和滑片30_2連接組成，深凹槽 內安裝有沿徑向伸縮的彈簧19和波紋管34，滑板30-1安裝於彈簧19和波紋管34之間，滑 片30-2沿徑向滑動方向安裝於淺凹槽觀-2內，波紋管34—端固定在深凹槽觀-1的側壁 上並在內部與同側的旁通接口連通，波紋管34另一端與滑板30-1接觸。調節閥1和調節 閥8的開啟度可根據輸出氣量的調節需要自動調節。為了便於裝配，機殼由上半機殼6和下半機殼16連接而成。組裝時，端蓋7的深凹槽27-1內放置彈簧四、滑板9-1和波紋管33，將波紋管33 的一側固定在深凹槽27-1的側壁上，另一側與滑板9-1接觸，滑片9-2放置在淺凹槽27-2 內。在深凹槽觀-1內放置彈簧19、滑板30-1和波紋管34，將波紋管34的一側固定在凹槽 28-1的側壁上，另一側與滑板30-1接觸，將滑片30-2放置在淺凹槽觀_2內。端蓋7與固 定渦旋盤20之間放置密封墊片，固定渦旋盤20與旋轉渦旋盤17以180度的相位差組裝在 一起，旋轉渦旋盤17的軸連接槽與主軸15的偏心曲柄銷配合，底盤外側凹槽與十字聯接環 18凸臺配合，機座10與主軸15配合，並調整機座10內側的凹槽與十字聯接環18的凸臺配 合，機座10與固定渦旋盤20之間放置密封墊片，將端蓋7、固定渦旋盤20通過螺釘3固定 在機座10上；主軸15與電機轉子13配合，電機轉子13與電機定子12配合，電機定子12 與下半機殼16配合，端蓋7的兩側旁通接口分別與旁通管2和旁通管5焊接，排氣孔22與 排氣管4焊接，上述整體壓入下半機殼16中，機座10的徑向兩個凸耳與下半機殼16緊密配合，注入計算好的潤滑油量，將上半機殼6與下半機殼16焊接，排氣管4與上半機殼6焊 接，旁通管2和旁通管5上焊接調節閥1和調節閥8，並與排氣管4焊接。將吸氣管11焊接 在下半機殼16外側，將電機接線盒定位，在上半機殼6外焊接工藝接管，壓縮機整機組裝完 畢。主軸15高速旋轉時，位於下半機殼16底部的潤滑油，在離心力的作用下沿著主軸15 內軸線方向開設的偏心油道14，流向需要潤滑的表面、密封零件間的配合間隙，減少洩漏和 摩擦損失。由蒸發器來的低溫低壓的氣體製冷工質由吸氣管11進入壓縮機的機殼內的空 間，對電機進行冷卻降溫後經機座10上的吸氣孔進入固定渦旋盤和旋轉渦旋盤形成的最 外側的容積空間，隨著主軸帶動旋轉渦旋盤轉動，氣體製冷工質由外到內進入逐漸減小的 容積空間，直到位於中央的與排氣孔22連通的容積空間，經壓縮後的高溫高壓氣體製冷工 質經排氣孔22進入排氣管4排出壓縮機。如圖4中所示，當壓縮機啟動時，排氣管中的氣體壓力還未建立，波紋管33與波紋 管34內通過旁通管5和旁通管2來的氣體力最小，滑閥9和滑閥30分別在彈簧四和彈簧 19的推動下位於凹槽內最外側的位置，波紋管33與波紋管34收縮到最短，固定渦旋盤20 的旁通口 25、31和沈、32完全打開，吸入固定渦旋盤和旋轉渦旋盤形成的容積空間內的氣 體製冷工質全部經固定渦旋盤的旁通口 25、31和沈、32，以及端蓋7上旁通孔口 23和24， 進入機殼空間中，使壓縮機輸出的氣量為0，同時實現壓縮機的卸載啟動，減少壓縮機的啟 動負荷，減少能耗，保護壓縮機。當壓縮機正常運行，調節閥1和調節閥8的開啟度大小，使流進波紋管33與波紋 管34的氣體力推動滑閥9中的滑板9-1和滑閥30中的滑板30-1移動，從而帶動滑閥9的 滑片9-2和滑閥30的滑片30-2，並將固定渦旋盤20的旁通口 25、26、31和32完全蓋住，即 旁通閥全閉，壓縮機輸出的氣量為100%。在壓縮機正常運行時如需要進行輸出氣量的調節，只需通過控制調節閥1和調節 閥8的開啟度的大小，調節波紋管33與波紋管34內通過旁通管5和旁通管2來的氣體力 的大小，推動滑閥9和滑閥30移動，從旁通閥全閉位置向排氣孔口移動，調節固定渦旋盤20 的旁通口 25 J6和31、32打開的大小，即可實現輸出氣量的調節。調節閥1和調節閥8的 開啟度越大，波紋管33與波紋管34內通過旁通管5和旁通管2來的氣體力越大，波紋管33 與波紋管34伸長的越多，同時，推動滑閥9和滑閥30移動越靠近排氣孔口，旁通口打開越 大，壓縮機的有效壓縮的氣量越小，排出的氣體越少。在壓縮機正常運行時，單獨控制調節閥1和調節閥8的開啟度大小，如其中一個旁 通閥處於關閉，另外一個旁通閥進行調節，可以實現更微量的輸出氣量的調節。利用本實用新型的具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機，利用高壓氣體推動滑閥， 改變旁通口的大小，實現輸出氣量的調節和壓縮機的卸載啟動，降低能耗，節約能源。本實 用新型的帶徑向能量調節的渦旋式製冷壓縮機，零部件簡單，加工裝配方便，運轉平穩、安 全可靠，易於控制。儘管參照實施例對所公開的涉及一種具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機進行了 特別描述，以上描述的實施例是說明性的而不是限制性的，在不脫離本實用新型的精神和 範圍的情況下，所有的變化和修改都在本實用新型的範圍之內。
權利要求1.一種具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機，其特徵在於，包括排氣管、機殼、端蓋、機 座、吸氣管、電機定子、電機轉子、主軸、旋轉渦旋盤、十字聯接環、固定渦旋盤和徑向能量調 節機構，所述機殼上安裝有吸氣管和排氣管，所述主軸為曲柄軸結構並沿垂直方向設置，主 軸沿軸向開設有偏心油道，主軸帶有偏心油道的一端穿過機座並與電機轉子配合，所述主 軸帶有偏心曲柄銷一端的偏心曲柄銷與旋轉渦旋盤底盤外側的軸連接槽配合，十字聯接環 上的凸臺與分別位於機座和旋轉渦旋盤上成十字分布的凹槽配合連接機座和旋轉渦旋盤； 所述電機轉子與電機定子配合，電機定子與機殼配合，機座與機殼配合固定，端蓋與固定渦 旋盤和機座通過密封墊片及螺釘連接；所述端蓋和固定渦旋盤的底盤正中位置設置有連通 的排氣孔，所述排氣孔與排氣管連通；固定渦旋盤與旋轉渦旋盤以180度的相位差嚙合，固 定渦旋盤的渦旋齒的頂端與旋轉渦旋盤的底盤內側接觸，固定渦旋盤的底盤內側表面與旋 轉渦旋盤渦旋齒的頂端表面接觸，並在軸線上接觸形成最外層的吸氣空間、最內層與排氣 孔相通的排氣空間、中間的壓縮空間共三對封閉的月牙形空間，所述機座上設置有與最外 層的吸氣空間連通的吸氣孔；所述徑向能量調節機構包括設置在固定渦旋盤上與最外層的吸氣空間和中間的壓縮 空間相對應的位置的旁通口、設置在端蓋上與旁通口對應並與機殼內空間連通的旁通孔 口、設置在端蓋上的旁通閥、設置在端蓋上的旁通接口，所述旁通閥包括設置在端蓋上的深 凹槽、淺凹槽、滑閥、波紋管、沿徑向伸縮的彈簧，旁通接口通過調節閥和旁通管與排氣管連 通；所述深凹槽沿徑向位於端蓋上與所述旁通接口對應的位置，所述淺凹槽位於深凹槽側 面與固定渦旋盤上旁通口相對應的位置，所述滑閥由滑板和滑片連接組成，所述深凹槽內 安裝有沿徑向伸縮的彈簧和波紋管，所述滑板安裝於彈簧和波紋管之間，所述滑片沿徑向 滑動方向安裝於淺凹槽內，所述波紋管一端固定在深凹槽的側壁上並在內部與旁通接口連 通，所述波紋管另一端與滑板接觸。
2.根據權利要求1所述的具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機，其特徵在於，所述機殼 由上半機殼和下半機殼連接而成。
專利摘要本實用新型公開了一種具有輸氣量調節功能的渦旋壓縮機，旨在提供一種可以實現能量調節的渦旋式製冷壓縮機，以節約能源、保護環境。固定渦旋盤上有旁通口，端蓋有旁通接口，旁通接口通過調節閥和旁通管與排氣管連通；端蓋上有旁通閥，每個旁通閥包括深凹槽、淺凹槽、滑閥、波紋管、沿徑向伸縮的彈簧，滑閥由滑板和滑片連接組成，深凹槽內安裝有彈簧和波紋管，滑板安裝於彈簧和波紋管之間，滑片安裝於淺凹槽內，波紋管一端固定在深凹槽的側壁上並在內部與同側的旁通接口連通，另一端與滑板接觸。本實用新型利用高壓氣體推動滑閥改變旁通口打開的大小，實現連續的輸出氣量的調節和壓縮機的卸載啟動，運轉平穩、安全可靠，易於控制。
文檔編號F04C18/02GK201908836SQ201120002118
公開日2011年7月27日 申請日期2011年1月5日 優先權日2011年1月5日
發明者劉聖春, 寧靜紅, 馬晨 申請人:天津商業大學