涡旋压缩机的制作方法

本实用新型涉及一种涡旋压缩机。

背景技术：

本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

涡旋压缩机(特别是变速涡旋压缩机)，在尤其是高转速工况下，涡旋叶片接触壁之间的接触力会由于动涡旋的离心力的增大而增大。因此，需要设置配重以抵消部分动涡旋的离心力。例如，配重可以设置在与动涡旋毂部一致的轴向位置处(比如连接至衬套)。然而，在一些情况下，由于主轴承座的凹部内的空间有限，难以使配重设置为使得配重的离心力与驱动轴的偏心销所施加的驱动力在同一平面上，这导致衬套和/或配重产生了弯矩。而且，在配重设置在与动涡旋毂部一致的轴向位置处的情况下，往往会导致偏心销加长进而导致整个压缩机的轴向尺寸加长。

因此，需要一种能够在尤其是高转速工况下通过例如减小涡旋接触力和/或减小衬套的弯曲扭矩而确保安全可靠并且实现结构紧凑、降噪等的涡旋压缩机。

技术实现要素：

为了实现上述目的中的一个或多个，根据本实用新型一个方面，提供了一种涡旋压缩机，其包括：动涡旋，所述动涡旋包括柄部；驱动轴，所述驱动轴包括偏心凹部；衬套，所述柄部经由所述衬套配合在所述偏心凹部中使得所述动涡旋被所述驱动轴驱动，其中，所述涡旋压缩机还包括配重，所述配重安装在所述衬套上。

有利地，所述衬套能够相对于所述驱动轴径向平移，在所述偏心凹部的侧表面上设置有大致平坦的驱动表面，在所述衬套的外表面上设置有与所述驱动表面滑动配合的大致平坦的受驱动表面。

有利地，所述衬套固定连接至所述驱动轴。

有利地，在所述衬套的外表面上设置有第一定位孔，在所述偏心凹部的侧表面上设置有与所述第一定位孔对应的第二定位孔，并且设置有穿过所述第一定位孔和所述第二定位孔的横销轴；并且/或者在所述衬套的外表面上设置有第一定位凹槽，在所述偏心凹部的侧表面上设置有与所述第一定位凹槽对应的第二定位凹槽，并且设置有配合容纳于所述第一定位凹槽和所述第二定位凹槽中的竖销轴。

有利地，所述横销轴的形状为圆柱、长方体或锥棱台，所述竖销轴的形状为圆柱、长方体或锥棱台。

有利地，所述衬套通过螺栓固定连接至所述驱动轴。

有利地，所述衬套的外表面与所述偏心凹部的侧表面过盈、过渡或间隙配合。

有利地，在所述衬套与所述柄部之间设置有筒状的驱动轴承，所述驱动轴承的内圆柱面与所述柄部的外表面过盈配合，所述驱动轴承的外圆柱面与所述衬套的内表面间隙配合。

有利地，所述配重包括安装部和偏心加重部，所述安装部呈完全或部分圆环形并且安装至所述衬套的与所述动涡旋的端板相邻的端部，所述偏心加重部从所述安装部轴向地背离所述动涡旋的端板延伸。

有利地，所述配重包括安装部和偏心加重部，所述安装部呈完全或部分圆环形，所述偏心加重部相对于所述安装部轴向地延伸、径向地延伸或者轴向地且径向地延伸，以调节所述配重的质心，使得所述配重的离心力与所述偏心凹部所提供的驱动力处于同一平面。

有利地，所述配重包括呈完全或部分圆环形的安装部和从所述安装部延伸的偏心加重部，所述安装部的轴向厚度设置为小于所述偏心加重部的与所述安装部邻接的部分的厚度。

根据本实用新型的一种或几种实施方式的涡旋压缩机的优点例如在于：

1)可以方便调节配重的质心，使得配重的离心力与驱动轴的驱动力在同一平面上，减小对衬套的弯矩，同时可以减小对驱动轴承的磨损，提高压缩机可靠性；2)可以缩短驱动轴的高度，并且减小壳体的高度，从而降低压缩机的成本，同时也可以降低压缩机的噪音；3)通过将驱动轴和衬套通过销定位、螺栓连接等固定方式连接，以可靠地驱动动涡旋，同时也可以方便地定位配重相对于衬套的安装角度，从而节省成本。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：

图1是涡旋压缩机的纵剖视图；

图2是图1中的涡旋压缩机的动涡旋的离心力、驱动轴的驱动力、动涡旋和定涡旋之间的接触力、配重的离心力的示意图；

图3示出了根据本实用新型的一个实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图；

图4示出了图3中的涡旋压缩机的动涡旋的柄部配合在驱动轴的偏心凹部中的放大的纵剖视图，其中示意性地示出了配重的离心力、驱动轴的驱动力；

图5示出了图3中的涡旋压缩机的动涡旋的柄部配合在驱动轴的偏心凹部中的放大的横剖视图，其中示意性地示出了配重的离心力、驱动轴的驱动力；

图6示出了图3中的涡旋压缩机的配重和衬套的组合立体图；

图7示出了图3中的驱动轴的偏心凹部的立体图；

图8示出了图3中的包括柄部的动涡旋的立体图；

图9示出了图4中的驱动轴承的立体图；

图10示出了根据本实用新型的实施方式的一个方面的涡旋压缩机的衬套与驱动轴固定连接的纵剖视图；

图11示出了图10中的衬套与驱动轴固定连接的横剖视图；

图12示出了图10中的涡旋压缩机的配重和具有定位孔的衬套的组合立体图；

图13示出了图10中的驱动轴的具有配合定位孔的偏心凹部的立体图；

图14示出了图10中的作为固定构件的横销轴的立体图；

图15示出了根据本实用新型的实施方式的另一方面的涡旋压缩机的衬套与驱动轴通过竖销轴固定连接的纵剖视图；以及

图16示出了图15中的衬套与驱动轴固定连接的横剖视图。

具体实施方式

下面对实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。

在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。

首先，参照图1和图2描述根据相关技术的涡旋压缩机及其配重。

参见图1，涡旋压缩机10一般包括壳体110、设置在壳体110一端的顶盖112、设置在壳体110另一端的底盖114以及设置在顶盖112和壳体110之间以将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板116。隔板116和顶盖112之间构成高压侧，而隔板116、壳体110和底盖114之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气接头118，在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头119。壳体110中设置有由定子122和转子124构成的电机120。转子124中设置有驱动轴30以驱动由定涡旋150和动涡旋160构成的压缩机构。动涡旋160包括端板164、形成在端板一侧的毂部162和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片166。定涡旋150包括端板154、形成在端板一侧的螺旋状的叶片156和形成在端板的大致中央位置处的排气口152。在定涡旋150的螺旋叶片156和动涡旋160的螺旋叶片166之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。

驱动轴30的一部分由设置在主轴承座20中的主轴承144支撑。驱动轴30的一端形成有偏心曲柄销32。偏心曲柄销32经由衬套200配合在动涡旋160的毂部162中以驱动动涡旋160。

主轴承座20上设置有作为止推板的主轴承盖板50。主轴承盖板50可以通过固定装置固定在主轴承座20上。在主轴承座20和主轴承盖板50之间形成空间。动涡旋160的一侧由主轴承盖板50支撑。通过电机120的驱动，动涡旋160将相对于定涡旋150平动转动(即，动涡旋160的中心轴线绕定涡旋150的中心轴线回转，但是动涡旋160本身不会绕自身的中心轴线旋转)以实现流体的压缩。上述平动转动通过定涡旋150和动涡旋160之间设置的十字滑环190来实现。经过定涡旋150和动涡旋160压缩后的流体通过排气口152排出到高压侧。为了防止高压侧的流体在特定情况下经由排气口152回流，在隔板116的中央孔口处设置有单向阀或排气阀170。

在运转过程中，参见图2，通过电机120的驱动，动涡旋160将相对于定涡旋150平动转动(即，动涡旋160的中心轴线绕定涡旋150的中心轴线回转，但是动涡旋160本身不会绕自身的中心轴线旋转)，从而动涡旋160将产生离心力F3，由于动涡旋160在运转过程中的离心力F3和/或压缩机构的气体力，因此在定涡旋150的螺旋叶片156的侧表面与动涡旋160的螺旋叶片166的侧表面之间产生接触力F4。这里，需要指出的是，图2中的力的方向的标示仅是示例性的。

然而，涡旋压缩机，特别是变频涡旋压缩机，会根据环境温度而需求例如改变压缩机转速从而实现工况改变。随着转速的提高，动涡旋的离心力变大，动涡旋与定涡旋之间接触力也会变大，当超过涡旋叶片接触壁最大强度时可能会发生损坏失效，造成不可预料突发状况。

为了降低定涡旋150的螺旋叶片156的侧表面与动涡旋160的螺旋叶片166的侧表面之间的接触力，涡旋压缩机10可以进一步设置有配重300。配重300构造成能够随驱动轴30旋转并且配重300由于旋转而造成的离心力F1可以例如作用在动涡旋160的毂部162上。

例如，涡旋压缩机的驱动轴30经由衬套200驱动涡旋压缩机的动涡旋160，配重包括圆形通孔301，衬套200包括与圆形通孔301配合的圆柱部201，其中，配重300以圆形通孔301的内周面与圆柱部201的外周面过盈装配的方式安装至衬套200。配重300的离心力F1的方向可以设置成与动涡旋160的离心力F3的方向大致相反。因此，配重能够有效地抵消动涡旋160的离心力以便减小接触力F4。

然而在上述的具有配重的示例性涡旋压缩机中，配重由于旋转造成的离心力F1与驱动轴130提供的驱动力F2不在一个平面上，这样产生了沿如图2所示的顺时针方向的弯矩，从而使得衬套产生一定弯曲扭矩。同时上述涡旋压缩机中的配重的构造使得驱动轴(特别地，偏心曲柄销)加长，这造成压缩机的壳体加长，增加了成本并且增大了噪音。

下面将参照图3至图9描述根据本实用新型的实施方式的涡旋压缩机100的基本构造和原理。

如图3所示，根据本实用新型实施方式的涡旋压缩机100一般包括壳体110、设置在壳体110一端的顶盖112、设置在壳体110另一端的底盖114以及设置在顶盖112和壳体110之间以将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板116。隔板116和顶盖112之间构成高压侧，而隔板116、壳体110和底盖114之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气接头118，在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头119。壳体110中设置有由定子122和转子124构成的电机120。转子124中设置有驱动轴130以驱动由定涡旋150和动涡旋160构成的压缩机构。动涡旋160包括端板164、形成在端板一侧的柄部163和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片166。定涡旋150包括端板154、形成在端板一侧的螺旋状的叶片156和形成在端板的大致中央位置处的排气口152。在定涡旋150的螺旋叶片156和动涡旋160的螺旋叶片166之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。

主轴承座20上设置有作为止推板的主轴承盖板50。主轴承盖板50可以通过固定装置固定在主轴承座20上。在主轴承座20和主轴承盖板50之间形成空间。动涡旋160的一侧由主轴承盖板50支撑。通过电机120的驱动，动涡旋160将相对于定涡旋150平动转动(即，动涡旋160的中心轴线绕定涡旋150的中心轴线回转，但是动涡旋160本身不会绕自身的中心轴线旋转)以实现流体的压缩。上述平动转动通过定涡旋150和动涡旋160之间设置的十字滑环190来实现。经过定涡旋150和动涡旋160压缩后的流体通过排气口152排出到高压侧。为了防止高压侧的流体在特定情况下经由排气口152回流，在隔板116的中央孔口处设置有单向阀或排气阀170。

驱动轴130的一部分由设置在主轴承座20中的主轴承144支撑。驱动轴130的一端形成有偏心凹部132。柄部163经由衬套400配合在偏心凹部132中使得动涡旋160被驱动轴130驱动，涡旋压缩机100包括配重600，配重600安装在衬套400上且能够随驱动轴130旋转并且配重300由于旋转而产生离心力以平衡动涡旋160的离心力，以降低定涡旋150的螺旋叶片156的侧表面与动涡旋160的螺旋叶片166的侧表面之间的接触力。

如图4所示，由于动涡旋的柄部配合容纳于驱动轴的偏心凹部中以驱动动涡旋并且将配重安装在衬套上，与相关技术相比，能够使配重的离心力F1与驱动轴的驱动力F2处在同一平面上，减小对衬套的弯矩，同时可以减小对驱动轴承(通常设置在衬套与柄部之间)的磨损，提高压缩机可靠性。同时，借助于该构造，可以缩短驱动轴(特别是驱动轴的上端部)的高度，并且减小壳体的高度，从而降低压缩机的成本，同时也可以降低压缩机的噪音。

具体地，参见图4和图6，配重600可以包括安装部601和偏心加重部602，安装部601呈完全或部分圆环形并且安装至衬套400的与动涡旋160的端板164相邻的端部，偏心加重部602从安装部601轴向地背离动涡旋160的端板延伸。

有利地，偏心加重部602可以相对于安装部601轴向地延伸、径向地延伸或者轴向地且径向地延伸，以调节配重600的质心，使得配重600的离心力与偏心凹部132所提供的驱动力处于同一平面。其中，更有利地，安装部601的轴向厚度可以设置为小于偏心加重部602的与安装部601邻接的部分的厚度，该构造可以进一步地减小在驱动轴的轴向方向上的配重安装尺寸，并且因而减小壳体的高度，从而降低压缩机的成本。

参见图5至图7，衬套400可以为能够相对于驱动轴130径向平移的卸载衬套，在偏心凹部132的侧表面上设置有大致平坦的驱动表面1331，在卸载衬套400的外表面上设置有与驱动表面1331滑动配合的大致平坦的受驱动表面4001。借助于卸载衬套与凹部的驱动表面的这种滑动配合，为压缩机的动涡旋提供径向柔性。

有利地，在衬套400与柄部163之间设置有筒状的驱动轴承500(参见图4和图9)，驱动轴承500的内圆柱面与柄部163的外表面过盈配合，驱动轴承500的外圆柱面与衬套400的内表面间隙配合。通过进一步以这种方式设置驱动轴承，能够提供可靠支承、降低摩擦从而确保可靠的驱动力传递。

下面将参照图10至图16描述根据本实用新型的实施方式的其他方面的涡旋压缩机，其中，衬套400a、400b固定连接至驱动轴，与上述实施方式的方面的不同之处在于：衬套并非是能够提供径向柔性的卸载衬套，而是通过采用衬套和驱动轴固定连接的方式，从而方便精确定位配重和衬套相对于驱动轴的安装角度，以节省成本。

具体地，参见图10至图14，在衬套400a的外表面上可以设置有第一定位孔，在偏心凹部132a的侧表面上可以设置有与第一定位孔对应的第二定位孔，并且设置有穿过第一定位孔和第二定位孔的横销轴700，以将衬套固定至驱动轴。横销轴700的形状可以为圆柱、长方体或锥棱台。如此，可以根据需要选择适当形状的竖销轴，以提供合适的固定。

并且或可替代地，参见图15至图16，在衬套400b的外表面上可以设置有第一定位凹槽，在偏心凹部132b的侧表面上可以设置有与第一定位凹槽对应的第二定位凹槽，并且设置有配合容纳于第一定位凹槽和第二定位凹槽中的竖销轴800。竖销轴800的形状可以为圆柱、长方体或锥棱台。如此，可以根据需要选择适当形状的竖销轴，以提供合适的固定。

此外，上述衬套400a、400b还可以通过螺栓固定连接至驱动轴130。有利地，上述衬套400a，400b的外表面可以与偏心凹部132a，132b的侧表面过盈、过渡或间隙配合。如此，可以根据需要选择适当配合方式，例如，在选择过盈配合的情况下，可以进一步确保衬套与偏心凹部的固定连接。

本领域的技术人员可以理解的是，在图3至图9中的实施方式所描述的涉及驱动轴承构造、配重(安装部和偏心加重部)的形状构造以及配重的分体构造等也可以应用于图10至图16中的实施方式中。

尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。