旋转式压缩机的制作方法

本实用新型涉及压缩机领域，尤其是涉及一种旋转式压缩机。

背景技术：

旋转式压缩机凭借其结构简单、制造容易、性价比高等优点大批量应用于家用空调领域，但因其体积大、安装方向尺寸大、质量重等问题限制了使用领域，如飞机、坦克、轮船、大巴车、家用轿车等制冷场合，通常只能采用涡旋、活塞等大排量小体积的压缩机结构。

随着电动汽车的迅速发展，车用制冷压缩机的动力也发生了较大变化，以往的发动机带轮驱动的压缩机已不再适用于电动汽车，电动汽车以电力为能源，搭载其的压缩机动力装置也由发动机变为电动机。这一变化最直接的结果为压缩机的转速不再受发动机转速限制，电动汽车所使用之压缩机允许以额定4000转/分的速度运行，这远高于燃油动力的1800转/分的转速，这一变化最为直接的结果是压缩机排量会减小。常规燃油轿车所配备带轮驱动压缩机排量在120CC左右，而改为电动机驱动压缩机后，排量只需要30CC，而如果进一步优化采用高压CO2冷媒作为制冷系统冷媒，则相同能力压缩机只需要4.6CC，这正是旋转式压缩机的适用范围。

但是常规旋转式压缩机用于电动汽车上最大的问题是压缩机本体尺寸过大，如何小型化是扩展旋转式压缩机应用于车辆领域的核心课题。

技术实现要素：

本申请旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本实用新型旨在提供一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机可解决壳体内高低压侧腔体分离的问题，从而有利于实施压缩机的小型化设计。

本实用新型的另一个目的在于提供一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机利用O型圈的变型性能解决壳体内高低压侧腔体分离的问题，从而有利于实施压缩机的小型化设计。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机，包括：壳体，所述壳体内限定出容纳腔；高低压分隔板，所述高低压分隔板设在所述壳体内以将所述容纳腔分隔成高压腔和低压腔，所述高低压分隔板上设有装配孔；电机部，所述电机部设在所述低压腔内，所述电机部包括定子和转子；泵体部，所述泵体部设在所述高压腔内，所述泵体部包括：气缸组件、曲轴、第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承配合在所述气缸组件的相对两端，所述曲轴贯穿所述气缸组件，且所述曲轴通过所述装配孔伸入到所述低压腔中以与所述转子相连接，其中，所述第一轴承邻近所述高低压分隔板设置，所述第一轴承与所述高低压分隔板之间设有密封件。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机，通过设置高低压分隔板使压缩机壳体的容纳腔分隔成高压腔和低压腔，将电机部置于低压腔中，将泵体部置于高压腔中，从而低压腔可同时承担气液分离腔和储液腔的功能，而低压腔中气液分离后的气体再流向泵体部中进行压缩；通过在泵体部的第一轴承与高低压分隔板之间设置密封件，从而当高低压分隔板在高低压压力差作用下，低压腔与高压腔之间仍能良好密封，从而避免高压腔内高压制冷剂泄露到低压腔导致的能效降低的问题。

在一些实施例中，所述密封件为O型圈，所述O型圈的压缩方向与所述曲轴的旋转轴线相垂直。

在一些实施例中，所述O型圈的压缩量为10％～30％。

在一些实施例中，所述O型圈的线径为1.0mm～3.5mm。

在一些实施例中，所述第一轴承的轮毂止抵在所述高低压分隔板的端面上；或者，所述第一轴承的轮毂配合在所述装配孔内。

在一些实施例中，所述高低压分隔板上设有安装槽，所述密封件配合在所述安装槽内。

在一些实施例中，所述安装槽设在所述装配孔的内周壁上；或者，所述安装槽设在所述高低压分隔板的朝向所述气缸组件的端面上。

在一些实施例中，当所述安装槽设在所述装配孔的内周壁上时，所述安装槽的两侧分别与所述高低压分隔板的两个端面间隔开，或者所述安装槽的两侧中仅朝向所述气缸组件的一侧敞开。

在一些实施例中，所述旋转式压缩机采用的制冷剂为R744。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机，包括：壳体，所述壳体内限定出容纳腔；高低压分隔板，所述高低压分隔板设在所述壳体内以将所述容纳腔分隔成高压腔和低压腔，所述高低压分隔板上设有装配孔；电机部，所述电机部设在所述低压腔内，所述电机部包括定子和转子；泵体部，所述泵体部设在所述高压腔内，所述泵体部包括：气缸组件、曲轴、第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承配合在所述气缸组件的相对两端，所述曲轴贯穿所述气缸组件，且所述曲轴通过所述装配孔伸入到所述低压腔中以与所述转子固定连接，其中，所述第一轴承邻近所述高低压分隔板设置，所述第一轴承与所述高低压分隔板之间设有环绕所述曲轴的O型圈，所述O型圈的压缩量为10％～30％，所述O型圈的线径为1.0mm～3.5mm，所述旋转式压缩机采用的制冷剂为R744。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机，利用设定压缩量及线径的O型圈对第一轴承与高低压分隔板之间进行密封，产品具备制冷能力大，重量轻，体积小，可靠性高等优点。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的旋转式压缩机的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的高低压分隔板、第一轴承及密封件的装配示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的高低压分隔板的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的O型圈的压缩变形示意图；

图5是根据本实用新型另一个实施例的高低压分隔板、第一轴承及密封件的装配示意图；

图6是根据本实用新型又一个实施例的高低压分隔板、第一轴承及密封件的装配示意图；

图7是根据本实用新型实施例的泵体部的结构示意图；

图8是根据本实用新型实施例的气缸、滚子及滑片的装配示意图；

图9是根据本实用新型实施例的第一轴承的结构示意图；

图10是采用第一轴承进行高低压分隔的旋转式压缩机的结构示意图；

图11是图10中第一轴承在高低压压差下变形图；

图12是采用没有密封件的高低压分隔板进行高低压分隔的旋转式压缩机的结构示意图；

图13是图12中高低压分隔板在高低压压差下变形图。

附图标记：

旋转式压缩机100、

壳体1、第一子壳11、第二子壳12、容纳腔13、高压腔131、低压腔132、

高低压分隔板2、装配孔21、安装槽22、

电机部3、定子31、转子32、

泵体部4、气缸组件41、气缸411、隔板412、曲轴42、主体部421、偏心部422、长轴段423、第一轴承43、法兰431、轮毂432、台阶433、第二轴承44、滚子45、滑片46、旋转轴线L、

密封件5。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100的结构。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100，如图1所示，包括：壳体1、高低压分隔板2、电机部3和泵体部4。

如图1所示，壳体1内限定出容纳腔13，高低压分隔板2设在壳体1内，高低压分隔板2用以将容纳腔13分隔成高压腔131和低压腔132，高低压分隔板2上设有装配孔21。电机部3设在低压腔132内，泵体部4设在高压腔131内，电机部3包括定子31和转子32。

具体地，壳体1为密闭容器，在图1所示示例中，壳体1包括第一子壳11和第二子壳12，第一子壳11和第二子壳12相对设置，高低压分隔板2夹设在第一子壳11和第二子壳12之间。第一子壳11在朝向高低压分隔板2的一侧敞开，高低压分隔板2与第一子壳11之间限定出低压腔132，第二子壳12在朝向高低压分隔板2的一侧敞开，高低压分隔板2与第二子壳12之间限定出高压腔131。

在低压腔132中，定子31外套在转子32上，定子31可固定于壳体1的内周壁上，定子31具体可固定于第一子壳11的内周面上。

如图7所示，泵体部4包括：气缸组件41、曲轴42、第一轴承43和第二轴承44，第一轴承43和第二轴承44配合在气缸组件41的相对两端，曲轴42贯穿气缸组件41。如图1所示，曲轴42通过装配孔21伸入到低压腔132中以与转子32相连接，其中，第一轴承43邻近高低压分隔板2设置，第一轴承43与高低压分隔板2之间设有密封件5，密封件5环绕曲轴42设置。

具体地，如图7和图8所示，泵体部4由曲轴42、气缸组件41、第二轴承44、第一轴承43、滚子45及滑片46等组成，气缸组件41可包括一个或多个气缸411，当气缸411为多个时，相邻两个气缸411之间设有隔板412。其中如图1所示，曲轴42贯穿气缸组件41且转子32外套在曲轴42上，曲轴42与转子32固定连接以与转子32同步旋转。第一轴承43和第二轴承44分别设在气缸组件41的相对两端，曲轴42分别与第一轴承43和第二轴承44配合以可转动地设在高压腔131内。

如图7和图8所示，曲轴42包括主体部421、形成在主体部421上的偏心部422和长轴段423，长轴段423内套在转子32上，滚子45偏心转动地设在气缸411内，滚子45装配于曲轴42的偏心部422上，曲轴42可驱动滚子45偏心转动并压缩气缸411内的冷媒。

滑片46置于气缸411的滑片槽内，滚子45、滑片46和气缸411装配后构成压缩腔体。工作时曲轴42在电机部3驱动下旋转，并带动滚子45绕气缸411轴心旋转，随着曲轴42旋转，所形成泵体部4的压缩腔体容积周期性变化，实现压缩过程。

这里需要说明的是，本实用新型实施例依照小型化设计理念，在常规旋转式压缩机基础上取消了储液器结构，使储液器储液功能移至壳体内，对壳体、电机等结构尺寸均进行了小型化设计。

如果要压缩机本体也兼具储液器功能，相当于将压缩机的储液功能移至壳体内，则必须将压缩机设计成高低压分隔开的结构，以将压缩机壳体内的容纳腔分隔成低压腔和高压腔。

为此本实用新型实施例中，将设置有电机部3的低压腔132作为储液腔，而泵体部4内置于高压腔131中。低压腔132作为储液腔，外部制冷剂混合物流入低压腔132内进行气液分离，而分离后的气体制冷剂可通过气体通道(图未示出)导向高压腔131中的气缸411中，以完成压缩过程。

为将压缩机壳体内高低压分隔开，有一种结构方案是采用第一轴承43来实现高低压腔分隔。如图10所示，第一轴承43在朝向气缸组件41的一侧为高压，在朝向电机部3的一侧为低压，同时曲轴42需要穿过第一轴承43，曲轴42的长轴段423与电机部3装配，曲轴42的偏心部422与气缸组件41装配，实现动力传递。由于曲轴42与高低压两侧腔内都有装配关系，同时曲轴42要高速旋转传递动力和密封，给这部分结构设计带来较大困难。

具体而言，由于第一轴承43在朝向电机部3的一侧为低压气体，第一轴承43在朝向气缸组件41的一侧为高压气体，如图11所示，第一轴承43在高低压差作用下承受着高达约1000kg的力，如此大的力促使第一轴承43发生着较大变形。同时，气缸411与第一轴承43固定连接，气缸411亦承受着较大的变形，特别是滑片槽处，气缸411及第一轴承43的变形容易导致压缩机失效。

也就是说，经上述分析可以看出，第一轴承43变形和压缩机失效的主要原因可能是第一轴承43在两个端面承受着较大的压差，这一作用使其变形，可第一轴承43作为一精密元件存在于压缩机上，这一变形是不可接受的。尤其对于高压CO2冷媒而言，这一作用将会更加明显。

为解决上叙问题，实用新型人在压缩机结构中增设了高低压分隔板2的结构，如图12所示，由高低压分隔板2同时与泵体部4的第一轴承43和壳体1装配，构成高压腔131和低压腔132，把原本需要由第一轴承43承受的高低压载荷移至高低压分隔板2上，以保证第一轴承43的工作可靠性。

但是由于高低压分隔板2在压差作用下也会产生变形，如图13所示，高低压分隔板2原有的承压平面变形为曲面，高低压分隔板2内的装配孔21由原柱状变形为锥状，变形后装配孔21与第一轴承43的轮毂圆柱面配合后极易泄露，难以形成密封。

为此，如图1和图2所示，本实用新型实施例中将第一轴承43与高低压分隔板2之间设置了密封件5，这样相当于利用密封件5将第一轴承43与高低压分隔板2之间的缝隙堵住，使高低压分隔板2在高低压差下无论如何变形，都能很好地完成高压腔131与低压腔132之间的密封工作，提高旋转式压缩机100的工作工靠性及能效。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100，通过设置高低压分隔板2使压缩机壳体1的容纳腔13分隔成高压腔131和低压腔132，将电机部3置于低压腔132中，将泵体部4置于高压腔131中，从而低压腔132可同时承担气液分离腔和储液腔的功能，而低压腔132中气液分离后的气体再流向泵体部4中进行压缩；通过在泵体部4的第一轴承43与高低压分隔板2之间设置密封件5，从而当高低压分隔板2在高低压压力差作用下，低压腔132与高压腔131之间仍能良好密封，从而避免高压腔131内高压制冷剂泄露到低压腔132导致的能效降低的问题。

本实用新型实施例的旋转式压缩机100，可为卧式旋转式压缩机，也可为立式旋转式压缩机。这种小型化的旋转式压缩机100，可搭载于车辆，也可以设置在飞机、坦克、轮船等制冷场合，即本实用新型实施例的旋转式压缩机100可广泛应用在移动设备领域中。

另外在本实用新型实施例中，旋转式压缩机100可采用制冷剂R744，也就是说，本实用新型实施例的旋转式压缩机100可采用二氧化碳冷媒作为制冷剂，采用这种冷媒可大幅度缩小压缩机排量，由于节省了储液器后，压缩机采用二氧化碳冷媒作制冷剂后压缩机的尺寸可设计得非常小，应用范围也将非常广泛。

在本实用新型的一些实施例中，如图2-图4所示，密封件5为O型圈，密封件5的压缩方向与曲轴42的旋转轴线L相垂直。从而O型圈能将高低压分隔板2与第一轴承43之间良好密封。

具体地，高低压分隔板2与第一轴承43的轮毂432间可采用间隙配合，间隙值可介于0.1～0.3之间，即使高低压分隔板2内孔在压差作用下变形为锥形孔，也不至于和第一轴承43的轮毂432产生干涉接触，可防止高低压分隔板2因装配孔21变形而对第一轴承43的轮毂432形成机械挤压而产生变形。

O型圈可实现高低压分隔板2与第一轴承43在轴向的密封。具体而言，工作时高低压分隔板2因为压差作用而产生由高压侧向低压侧的轴向变形，当高低压分隔板2与轴承轮毂432采用O型圈密封后，即使高低压分隔板2产生曲轴42轴线方向位移，也不会影响O型圈的密封效果。

采用上叙高低压分隔板2与第一轴承43之间的密封结构后，可实现密封位置20Mpa压差条件下零泄露，同时高低压分隔板2的轴向位移和O形圈的径向密封两个特征独立存在，也可保证高低压分隔板2的变形与第一轴承43传递隔离。

为了保证O型圈的密封效果，设计O型圈在压缩方向的压缩量可介于O型圈外径的10％～30％，这样既可保证第一轴承43与高低压分隔板2的制造精度，又可保证其密封效果。这里，如图4所示，压缩量是指O型圈装配后在压缩方向尺寸的减少量。

为了保证高低压分隔板2强度，高低压分隔板2装配O型圈的沟槽尺寸不可过大，而且O型圈的线径介于1.0mm～3.5mm之间，即可保证其密封效果。这里，O型圈的截面是圆形的，O型圈的线径指的是O型圈截面圆的直径。

在本实用新型的实施例中，第一轴承43与高低压分隔板2可具有多种装配方式，二者之间的密封件5也可具有多种结构。

具体地，如图9所示，第一轴承43具有法兰431和轮毂432，如图1所示，第一轴承43的法兰431配合在气缸组件41上，第一轴承43的轮毂432朝向电机部3设置。在一些实施例中，如图6所示，第一轴承43的轮毂432可止抵在高低压分隔板2的端面上，具体地，在装配时轮毂432的端面可直接与高低压分隔板2的端面相接触。在另一些实施例中，如图5所示，第一轴承43的轮毂432配合在装配孔21内，相对图6所示的实施例而言，第一轴承43的轮毂432得到了加长，且轮毂432加长后伸入到了装配孔21中，可提高密封效果，保证装配的可靠性。

进一步地，如图2和图3所示，高低压分隔板2上可设有安装槽22，密封件5配合在安装槽22内。通过安装槽22限制密封件5的移动范围，可避免密封件5从高低压分隔板2和第一轴承43之间脱落。

其中，如图3所示，安装槽22可设在装配孔21的内周壁上，又如图6所示，安装槽22也可以设在高低压分隔板2的朝向第一轴承43的法兰431的端面上。

当安装槽22设在装配孔21的内周壁上时，如图3所示，安装槽22的两侧可分别与高低压分隔板2的两个端面间隔开，又如图5所示，安装槽22的两侧中仅朝向气缸组件41的一侧敞开。

当高低压分隔板2上设有安装槽22时，如图3所示，安装槽22的截面可形成为矩形，又如图5所示，安装槽22的截面也可形成为三角形。

综上，为解决高低压分隔板2与第一轴承43的轮毂432之间密封泄露问题，本实用新型实施例根据高低压分隔板2受力状态和变形位移方向，设计了高低压分隔板2与第一轴承43的轮毂432之间的柔性密封。

可以理解的是，上叙高低压分隔板2与第一轴承43的轮毂432之间的配合关系及安装槽22结构可经合理组合后形成多种密封方案，下面参考附图描述其中的三种具体实施例。

参照图2和图3所示的一个具体实施例，高低压分隔板2上设有装配孔21，装配孔21的内周壁上设有安装槽22，安装槽22为环形槽，安装槽22的两侧分别与高低压分隔板2的两个端面间隔开，安装槽22的截面形成为矩形。第一轴承43具有法兰431和轮毂432，第一轴承43的轮毂432配合至装配孔21内，且装配孔21与第一轴承43的轮毂432之间为间隙配合，密封件5设置在安装槽22内。

参照图5所示的另一个具体实施例，高低压分隔板2上设有装配孔21，装配孔21的内周壁上设有安装槽22，安装槽22为环形槽，安装槽22的两侧中朝向高压腔131的一侧敞开(图5中安装槽22的朝向第一轴承的法兰431的一侧敞开)，安装槽22的截面形成为三角形。第一轴承43具有法兰431和轮毂432，第一轴承43的轮毂432上形成有台阶433，轮毂432装配至装配孔21内，且轮毂432的台阶433配合在高低压分隔板2的端面上以封挡安装槽22，密封件5设置在安装槽22内。

参照图6所示的又一个具体实施例，高低压分隔板2上设有装配孔21，高低压分隔板2的朝向高压腔131的端面(即图6中高低压分隔板2的朝向第一轴承的法兰431的一侧表面)上设有安装槽22，安装槽22为环形槽，安装槽22的内周壁与装配孔21的内周壁间隔开，安装槽22的截面形成为矩形。第一轴承43的轮毂432的端面止抵在高低压分隔板2的端面上以封挡安装槽22，密封件5设置在安装槽22内。

当然，本实用新型实施例中，密封件5的结构及密封件5的安装位置不限于上述实施例所述的情况。

例如在上述三个实施例中，密封件5均为O型圈，但在本实用新型其他实施例中，密封件5还可为V型密封圈、U型圈、矩型密封圈、Y型密封圈等。

另外，上述实施例中密封件5均是圆环形，但是本实用新型的其他实施例中，也可将密封件5设置成螺旋形或者其他形状，只要能实现高低压分隔板2与第一轴承43之间的密封即可。

在上方的实施例中第一轴承43与高低压分隔板2之间均仅设置了一个密封圈，但是在本实用新型的其他实施例中，第一轴承43与高低压分隔板2之间还可设置多个密封圈。

另外，在本实用新型其他实施例中，也可以将安装槽22设置在第一轴承43上，压缩机装配好后密封件5仍夹设在高低压分隔板2和第一轴承43之间。但是由于在高低压分隔板2上加工安装槽22较为容易，因此本实用新型实施例中优选将安装槽22加工在高低压分隔板2上。

下面参考图1-图4描述本实用新型一个具体实施例的旋转式压缩机100。

根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100，如图1所示，包括：壳体1、高低压分隔板2、电机部3和泵体部4。

壳体1内限定出容纳腔13，高低压分隔板2设在壳体1内以将容纳腔13分隔成高压腔131和低压腔132，高低压分隔板2上设有装配孔21。电机部3设在低压腔132内，电机部3包括定子31和转子32。泵体部4设在高压腔131内，泵体部4包括：气缸组件41、曲轴42、第一轴承43和第二轴承44，第一轴承43和第二轴承44配合在气缸组件41的相对两端，曲轴42贯穿气缸组件41，且曲轴42通过装配孔21伸入到低压腔132中以与转子32固定连接，其中，第一轴承43邻近高低压分隔板2设置，第一轴承43与高低压分隔板2之间设有环绕曲轴42的O型圈，O型圈的压缩方向与电机转子32的旋转轴线L相垂直，O型圈的压缩量为10％～30％，O型圈的线径为1.0mm～3.5mm，旋转式压缩机100采用的制冷剂为R744。

该实施例的压缩机为高低压分隔CO2旋转压缩机结构，可满足飞机、坦克、轮船、大巴车、家用轿车、航天飞机、热泵热水器、冷冻冷藏等领域使用要求，所涉及的压缩机采用高低压分隔设计，可卧式放置，电控与压缩机一体化设计；利用设定压缩量及线径的O型圈对第一轴承43与高低压分隔板2之间进行密封，产品具备制冷能力大，重量轻，体积小，可靠性高等优点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。