用於變速密封壓縮機的油泵的製作方法
2023-06-25 04:16:56
專利名稱：用於變速密封壓縮機的油泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於往復式變速密封壓縮機的油泵，具體地說，涉及具有主軸而用於電冰箱和冷凍機的油泵。
這些設備要求其相應的壓縮機具有準確的致冷能力，以便從致冷媒質中排出內熱。由於致冷能力正比於壓縮機所泵送致冷物質的流量，致冷能力的變化就意味著壓縮機所泵送物質流量的變化。一種連續地取得所述物質流量變化的技術在於改變馬達的速度。
研究表明變速壓縮機所要求的操作範圍在15Hz-100Hz，也就是900rpm-6000rpm以便取得良好的致冷性能。這種速度上的變化會影響壓縮機的機械操作，特別是油泵的操作，而油泵在於將滑油泵送到壓縮機機械的軸承和其他需潤滑的區域如連杆和活塞。離心泵是在密封壓縮機中最常用的油泵，這是由於其價格較低，又具有從電力網頻率取得3000…3600rpm下足夠的操作性能。但，這種機械在低速下卻無法運行。
如圖1所示而目前使用著的普通離心式油泵在壓縮機需在低速下運行時不能將滑油泵送到軸承中去。
離心泵的這種操作上的局限性與其較大半徑(R)和較小半徑(r)之差值有關如以下支配離心泵性能的等式所示ω＝[(2·g·h/R2-r2)]1/2其中「h」為從油麵到軸承的要求泵送高度；「g」為引力常數；「R」為泵的較大半徑；「r」為泵的較小半徑；「ω」為角速度(rd//sec)。
簡單地通過加大泵的較大半徑(R)謀求在壓縮機中提高油泵效率是不可行的，因為加大較大半徑雖是滿足所需泵送要求必不可少的，但這同時也影響到壓縮機軸的外徑，因而也影響到壓縮機的整個製造過程及其性能，因為這會造成較大的摩擦損失。必須看到，較小直徑上的變化在接近或低於900rpm的轉速下不足以取得必要的離心泵送能力。
專利US4,478,559、US4,569,639、DT209,877和FR2,492,471表明普通的具有主軸或臥軸而廣泛用於密封壓縮機的離心泵在低於900rpm左右的轉速下不能運行或運行效率很差。
專利US4,097,185所公開的一種離心泵作分階段操作，因而可減輕壓縮機滑油槽底部油的漩渦。該泵的下部腔體將油吸入泵內而其較小半徑(r)則取決於所需滑油流量。由於較小半徑(r)加大了，泵的性能就下降了。
其他形式的離心泵載於專利DT209,936、DT2,502,567，其中採用了與軸作壓配合的葉片，葉片用作油的推動器。
專利FR2,204,233闡述了一種裝在壓縮機軸上的普通泵，其中，泵的機構裝在壓縮機機體的下部，而馬達裝在上部。這種安排由於要求的泵送高度較低使油可以在稍低的轉速下泵送。但，最低轉速仍遠高於要求的最低值(約900rpm)。
在臥軸壓縮機的滑油泵送中採用的另一種解決辦法是在軸端裝有管狀弧形延伸部分，其上端與馬達定子連接，而其自由端則浸在壓縮機滑油槽內。
在管狀弧形部分內裝有由盤簧構成的泵轉子，盤簧具有搭接的簧圈，其上端與壓縮機的軸端連接以便與其一起轉動，其錐形下端浸在滑油中。儘管這種結構具有用以傳送滑油的螺狀管，將油泵送到偏心軸以及壓縮機其他需潤滑的部分還是通過離心力的作用，這與普通主軸壓縮機內設有敞開的錐形自由端以便作出這種泵送的情況是相同的。這種辦法在低轉速下並不具有良好的效果，何況這也只能用於臥軸壓縮機。
在屬於同一申請人的另一在申請中的專利所述解決辦法中，泵送效率的提高是通過泵的轉子取得的，此轉子具有上升的螺旋凹槽，凹槽是沿轉子的縱向延伸部分的表面形成的。這一辦法雖在低於一般油泵轉速(600rpm)下具有有效的潤滑，但其泵送作用是通過滑油沿泵轉子螺旋凹槽的機械帶動取得的。
因此，本發明的一個目的是提供一種用於往復式主軸密封變速壓縮機的離心油泵，其泵送性能與機械帶動的泵相當，即轉速約為600rpm。
本發明的第二個目的是提供一種如上所述的油泵，其泵送能力得到提高而不必改變軸和氣缸構件的尺寸。
本發明的第三個目的是提從一種製造和組裝簡單的油泵。
本發明的第四個目的是提供一種油泵，在壓縮機滑油槽內不會產生在某些普通離心油泵中所產生的漩渦。
這些和其他目的和優點可從以下這種用於變速密封壓縮機的油泵中得出這種油泵具有密封殼體，殼體在其底部具有滑油槽，在其內部裝有氣缸體，並支撐垂直的偏心軸，偏心軸上裝有電動馬達的轉子，偏心軸至少具有一個滑油通道，其下端與偏心軸的下端作流體連通，其上端在由軸承所覆蓋的區域內通向偏心軸中上部分的外部。
本發明油泵還具有至少一個在電動馬達的轉子體內加工出來的導油通道，其下端開口用以接受由泵轉子離心分離出來的滑油，其上端開口用以將油送入滑油通道，導油通道在其長度上至少包括上端開口這一部分，此開口與偏心軸徑向相隔一大於偏心軸半徑的距離；一固定的集油器，裝在氣缸體上，具有一形環區，用以接受來自各導油通道上端開口的全部滑油；以及一個滑油供送器，用以將油送往滑油通道。
以上所述油泵在600rpm左右的轉速下具有足夠的泵送能力，而在6000rpm左右的轉速下也可使用而不會影響其操作，並可用於作常規安裝的壓縮機，也就是其馬達裝在機體的下部。
現對本發明按
如下，附圖中圖1為現有技術油泵沿直徑所作縱向剖面圖，油泵裝在密封壓縮機內，其尺寸為h1、h2R和r；圖2a、2b為現有技術油泵的放大圖，依次示出在正常轉速和減速下滑油的泵送情況；圖3為縱剖面圖，示出帶有本發明油泵的密封壓縮機內部情況；圖4為放大剖面圖，示出滑油從轉子導油通道通向集油器的區域；圖5為類似於圖3的剖面圖，但示出本發明油泵的另一實施例。
如以上各圖所示，立軸變速密封壓縮機具有密封殼體1，在其底部形成滑油槽2，其中裝有氣缸體3，氣缸體內設有軸承4，用以支撐垂直的偏心軸5，偏心軸具有上端5a和下端5b，並裝有電動馬達6，其定子7裝在氣缸體3上，其轉子8裝在偏心軸5上，位於軸承4以下而構成偏心軸轉子組合件，偏心軸5至少具有一個滑油通道9，其下端9b通向偏心軸5的下端5b，其上端9a在軸承4區域通向偏心軸5中上部的外部，偏心軸5在其下端5b裝有泵轉子10，泵轉子下端10b浸在槽2內滑油中。
在圖2a、2b所示壓縮機中，活塞和其他構件是通過偏心軸轉子組合件旋轉時的離心作用潤滑的，在壓縮機正常操作中轉速約為3000-3600rpm。
但在低速下，一般低於2000rpm，各構件的潤滑達到邊際狀態，偶或根本無潤滑作用，因為由滑油通道9內離心作用形成的油柱不再能到達滑油通道9的上端9a。
在這種壓縮機中，油泵的效率取決於其浸在槽2內的較小直徑(半徑r)和其較大直徑(半徑R)之間的關係。兩值越接近，油泵的潤滑作用也越小，這在本有一開始就已提到。
在本發明中，增加離心泵的泵送能力是通過加大較小半徑r和較大半徑R之間的差值取得的，較小半徑r是相對於下進油口的開口而言的，這是在泵轉子10下端10b上形成的，較大半徑R是離油泵幾何軸線最大的間距。較大半徑R是通過在轉子8體內加工出至少一個上升的導油通道20取得的，此通道使泵轉子10下進油口10b與固定的集油器30連通，對集油器配置一供油器31，供油器設於偏心軸轉子組合件區域，位於偏心軸5滑油通道9上端9a以下，通過導油通道將滑油從槽2泵送到軸承4。
由於加大了較大半徑，將滑油泵送到滑油通道9上端9a所在高度h1就會在馬達較低的轉速下做到。這就可使壓縮機在低於一般為取得相同的滑油泵送高度h1所要求的轉速下進行工作。
每個導油通道20具有一出油上端開口20a和一進油下端開口20b，使泵轉子10的固定集油器30與下進油口10b連通。在所示結構方案中，上端開口20a裝有注油口23，注油口始終將油送往集油器30，注油口的結構以下將予以說明。
在圖3所示本發明的優選實施例中，導油通道20具有傾斜的下部21和平行於偏心軸5的中部22，中部22佔有轉子8高度h相當大的部分。在此實施例中，導油通道20是在轉子8厚度的中部形成的。導油通道20的長度取決於壓縮機的結構特點。
導油通道20可靠近與偏心軸5外壁接觸的轉子8內壁加工出來，但這一方案並不能取得明顯增大的、作用在向滑油通道9上端9a泵送的滑油上的離心力，因為就一方案來說，在增加油泵較大半徑R方面不很明顯。
在圖3所示實施例中，轉子8在其高度中間以上的部分具有端部軸向凹部40，凹部與偏心軸5同心而形成用於集油器30的空間。
軸向凹部40具有側壁41，側壁與油泵幾何軸線的距離一般與較大半徑R相當。
在本發明的一個結構方案中，固定的集油器30具有環形盤體的形狀，其斷面形狀取決於靠近軸承4設置時所能利用的空間。固定的集油器30通過適當的方法與軸承4的下部連接，使其不致與偏心軸轉子組合件一起轉動。在此結構中，供油器31是由一開口構成的，此開口設於軸承4的下端，並使固定的集油器30與偏心軸與外壁上的環形通道32連接，以便在壓縮機工作時連續地向偏心軸5供油。流到偏心軸5外壁的油就通過偏心軸5外表面上的螺旋形凹槽被送往軸承4的上部和下部。
在另一結構方案中，供油器31是由一通道構成的，此通道裝在固定的集油器30上，並通向上述開口，從而使固定的集油器30與軸承4連接。上述通道也可直接圍繞偏心軸5，此時，軸承的端部就處於較高的位置上。
在壓縮機工作時，滑油在偏心軸轉子組合件旋轉時受離心作用從槽2流嚮導油通道20，即通過泵轉子10的內壁流動直至到達導油孔11，此孔設於泵轉子10的側壁上部並始終與導油通道20的下端開口20b連通。這種持續的連通使泵送的油進一步離開油泵的幾何軸線，從而加大作用在油上的離心力，使油在很低的馬達轉速下達到較高的泵送高度。受泵送的油流向注油口33，注油口持續地將油送往固定的集油器30而作暫時留存，直至將油放到送油器31中，再到達偏心軸5。
儘管未予示出，集油器30和送油器31都帶有導油斜面，使來自注油口33的油在重力作用下可到達偏心軸5內部。
供到集油器30的油持續地通過送油器31由於重力作用被導向偏心軸5。由於偏心軸5是旋轉的，通過潤滑凹槽的機械帶動使油流向滑油通道9的上端9a，從這裡將油分配到軸承和其他構件。
採用固定的集油器30在避免泵送流量的損失上是很必要的，因為這時油在導油通道20內是沿著與離心力方向相反的路線流動的。
為使偏心軸5和軸承4之間的區域得到潤滑，在送油器31位於軸承4下端以上離下端一定距離而使接近送油器31開口的油不能到過軸承下端時，滑油通道9的內表面就應至少設一下行螺旋槽，通過送油器31將一部分油導向軸承4的這一區域。
儘管未示出，本發明至少可以設置一個在轉子8體上加工出的第二導油通道20，最好使之與以上所述導油通道20相對設置，也可設置若干導油通道20，使其在整個轉子8體上彼此作角度間隔而對稱的設置。在轉子8內加工出的導油通道的數量應不致影響轉子的剛性或影響到取決於轉子中含鐵量的馬達功率。但，從中取去小部分的鐵並明顯地改變轉子的性能。
在本發明其他可能的結構方案中，如圖5所示，導油通道20形成一對彼此相對的通孔，位於轉子8的相應部分內，靠近轉子的外側壁，平行於偏心軸5，與該壁保持足夠的距離以免在加工導油通道中影響轉子8的完整性。
在這一結構形式中，上述導油通道20的傾斜部分設在具有特定結構的泵轉子10′中。倒截錐形的泵轉子10′具有敞開的圓形上端10a′，其直徑應能圍住在轉子8中加工出的各導油通道20，使油槽2和導油通道20持續地作流體連通，同時使下進油口10b′浸在油槽2中。
可以使上述泵轉子10、10′充分地與偏心軸轉子組合件相配接如巴西專利PI9201761所述。對圖5所示泵轉子的結構來說，為取得這種配接可裝上一個環形凸體12′，凸體與偏心軸5同心、圍繞相對於轉子馬達組合件從偏心軸5伸出的下部設置。
泵轉子10′的強度是通過徑向肋體13′取得的，肋體在內部至少使泵轉子10′的上進油口10a′與環形凸體12′連接起來。在另一結構方案中，這種連接是通過從徑向肋體延伸出來的徑向壁體構成的。
對泵轉子10′還可設置環形周邊凸緣14′，具體來說，凸緣連續地繞泵轉子10′上端邊沿貼靠在轉子8的下部。環形凸緣構成泵轉子10′和轉子8的連接構件。
在圖5所示實施例中，經由導油通道20泵送的油是通過各導油通道20內設置的相應注油口23′向集油器30注射的，注油口具有彎管20的形狀，使各導油通道20與集油器30連通如上所述。
儘管未示出，但可以在轉子內加工出從導油通道下端進油口20b向上而使半徑作直線或分級逐步加大的導油通道。
權利要求書按照條約第19條的修改1.一種用於變速密封壓縮機的油泵，具有一密封殼體(1)，殼體在其底部具有一滑油槽(2)，在其內部裝有一氣缸體(3)，並支撐一垂直的偏心軸(5)，偏心軸上裝有一電動馬達(6)的轉子(8)，偏心軸(50至少具有一個滑油通道(9)，其下端(9b)與偏心軸(5)的下端(9b)作流體連通，其上端(9a)通向偏心軸(5)中上部的外部，在軸承(4)區域內所述偏心軸在其下端(5b)支承一泵轉子(10)，用以將滑油從槽(2)泵送到滑油通道(90)敞開的上端(9a)，所述油泵的特徵是還具有至少一個在電動馬達(6)的定子(8)體內加工出來的導油通道(20)，其下端開口(20b)用以接受由泵轉子(10)離心分離出來的滑油，其上端開口(20a)用以將油送入所述滑油通道(9)，所述導油通道(20)在其長度上至少包括上端開口這一部分，此開口是在轉子厚度的中間部分形成的；一固定的集油器(30)，裝在氣缸體(3)上，具有一環形區，用以接受來自各導油通道(20)上端開口(20a)的全部滑油；以及至少一個滑油供送器(31)，用以將油從導油通道送往滑油通道(9)。
2.按權利要求1所述油泵，其特徵是導油通道(20)至少具有一平行於偏心軸(5)的延伸部分。
3.按權利要求2所述油泵，其特徵是上端開口(20a)設於導油通道(20)通過轉子(8)作軸向延伸的部分上。
4.按權利要求2所述油泵，其特徵是下端開口(20b)設於導油通道(20)上一傾斜的下部(21)。
5.按權利要求1所述油泵，其特徵是泵轉子(10、10′)的下端(10b、10b′)浸在油中，其上端(10a、10a′)與導油通道(20)的下端開口(20b)作流體連通，泵轉子(10)的下端(10b′)和上端(10a′)是通過一連續的倒置錐形表面作所述連通的。
6.按權利要求1所述油泵，其特徵是導油通道(20)的上端開口(20a)構成一注油口(23)，用以將油送往固定的集油器(30)。
權利要求
1.一種用於變速密封壓縮機的油泵，具有一密封殼體(1)，殼體在其底部具有一滑油槽(2)，在其內部裝有一氣缸體(3)，並支撐一垂直的偏心軸(5)，偏心軸上裝有一電動馬達(6)的轉子(8)，偏心輛(5)至少具有一個滑油通道(9)，其下端(9b)與偏心軸(5)的下端(5b)作流體連通，其上端9a通向偏心軸(5)中上部分的外部，在軸承(4)區域內所述偏心軸在其下端(5b)支承一泵轉子(10)，用以將滑油從槽(2)泵送到滑油通道(9)敞開的上端(9a)，所述油泵的特徵是還具有至少一個在電動馬(6)的定子(8)體內加工出來的導油通道(20)，其下端開口(20b)用以接受由泵轉子(10)離心分離出來的滑油，其上端開口(20a)用以將油送入所述滑油通道(9)，所述導油通道(20)在其長度上至少包括上端開口這一部分，開口與偏心軸(5)徑向相隔一大於所述偏心軸半徑的距離；一固定的集油器(30)，裝在氣缸體(3)上，具有一環形區，用以接受來自各導油通道(20)上端開口(20a)的油；以及至少一個滑油供送器(31)，用以將油送往滑油通道(9)。
2.按權利要求1所述油泵，其特徵是導油通道(20)至少具有一通過轉子(8)作軸向延伸的部分。
3.按權利要求2所述油泵，其特徵是上端開口(20a)設於導油通道(20)通過轉子(8)作軸向延伸的部分上。
4.按權利要求2所述油泵，其特徵是下端開口(20b)設於導油通道(20)上一傾斜的下部(21)。
5.按權利要求1所述油泵，其特徵是泵轉子(10、10′)的下端(10b-10b′)浸在油中，其上端(10a、10a′)與導油通道(20)的下端開口(20b)作流體連通。
6.按權利要求5所述油泵，其特徵是泵轉子(10)的下端(10b′)和上端(10a′)通過一連續的倒置錐形表面彼此連通。
7.按權利要求1所述油泵，其特徵是導油通道(20)的上端開口(20a)構成一注油口(23)，用以將油送往固定的集油器(30)。
全文摘要
用於變速密封壓縮機的油泵，具有至少一個導油通道(20)，此通道是在轉子(8)體內加工出來的，其下端(20b)朝向泵轉子(10)，其上端開口(20a)用以將油送往滑油通道(9)，導油通道(20)在其長度上至少包括上端開口(20a)這一部分，開口與偏心軸(5)徑向相隔一大於所述偏心軸半徑的距離；固定的集油器(30)裝在氣缸體(3)上，具有一環形區，用以接受來自各導油通道(20)的全部滑油；以及至少一個滑油供送器(31)，用以將油送往滑油通道(9)。
文檔編號F16N7/36GK1148425SQ94195099
公開日1997年4月23日 申請日期1994年4月4日 優先權日1994年4月4日
發明者曼弗雷德·克呂格爾, 迪特馬爾·埃裡希·伯恩哈德·莉列 申請人:巴西船用壓縮機有限公司