动涡旋部件、压缩组件及涡旋压缩机的制作方法

本公开涉及压缩机技术领域，特别地，涉及应用于涡旋压缩机中的动涡旋部件和包括此种动涡旋部件的压缩组件以及涡旋压缩机。

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。

涡旋压缩机通常用来压缩制冷剂以便进行制冷或制热。其中，用来压缩制冷剂的组件通常被称为压缩机构(压缩组件)，压缩机构可以包括能够彼此啮合以形成多个压缩腔的定涡旋部件和动涡旋部件。动涡旋部件可以相对于定涡旋部件进行平动转动以实现对流入压缩腔内的流体的压缩。动涡旋部件的平动转动一般通过十字滑环来实现。

在一些具有轴向柔性设计特征的涡旋压缩机中，十字滑环通常安装在动涡旋部件的端板的下方。然而，此种结构布置易影响动涡旋部件的端板与主轴承座之间的有效接触面(也称为止推面)，例如，对止推面的面积和/或外径大小造成限制，影响止推面上油膜的连续，从而降低涡旋压缩机的性能和运行可靠性。另外，止推面的面积和/或外径的受限也会带来无法有效避免动涡旋部件的倾覆的问题、并且也会带来涡旋噪音和磨损的问题。另外，在本领域中，还存在动涡旋部件在确保其止推面足够时会不利地导致动涡旋部件重量过大并影响压缩机内可利用空间的问题。

因此，需要提供一种改进的结构以减轻或者消除上述问题中的至少一者。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种改进的动涡旋部件、包括此种动涡旋部件的压缩组件以及包括此压缩组件的涡旋压缩机，以实现下述目的中的至少一者：减小动涡旋部件的重量、增大止推面的尺寸以及支承半径，降低动涡旋部件的倾覆风险，降低噪音，减轻止推面上的摩擦，增大设计空间，使得结构更加紧凑，改善涡旋压缩机的性能并提高其可靠性等。

根据本公开的一个方面，提供了一种动涡旋部件，包括端板；形成于所述端板的第一侧面处的动涡旋叶片，其中，所述端板具有本体部和凸缘部，所述本体部上形成有所述动涡旋叶片，所述凸缘部以与所述本体部形成阶梯的形式自所述本体部径向向外延伸。

根据一个实施方式，在所述端板的所述第一侧面处，所述凸缘部低于所述本体部，在所述端板的与所述第一侧面相反的第二侧面处，所述凸缘部与所述本体部齐平。

根据一个实施方式，所述凸缘部上形成有一个或更多个凹陷部分。

根据一个实施方式，所述凸缘部上形成有与所述凹陷部分相邻的一个或更多个凸部。

根据一个实施方式，所述凸缘部上形成有接纳槽。

根据一个实施方式，所述接纳槽贯穿所述凸缘部而形成；或者所述接纳槽形成为盲槽。

根据一个实施方式，所述接纳槽设置在形成于所述凸缘部上的凸部处。

根据本公开的另一个方面，提供了一种压缩组件，所述压缩组件包括能够彼此啮合以形成多个压缩腔的定涡旋部件和动涡旋部件，其中，所述动涡旋部件为上述的动涡旋部件。

根据一个实施方式，所述压缩组件还包括布置在所述定涡旋部件与所述动涡旋部件之间的十字滑环。

根据一个实施方式，所述十字滑环包括构造成配装在所述动涡旋部件上的接纳槽中的突起部。

根据一个实施方式，所述十字滑环还包括配装在所述定涡旋部件的键槽中的突起部。

根据本公开的又一个方面，提供了一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括上述的压缩组件。

根据本公开，通过动涡旋部件的结构设置，可以将十字滑环布置在定涡旋部件与动涡旋部件之间，使得动涡旋部件的端板与主轴承座之间的止推面的尺寸不再受到十字滑环的限制，从而为增大止推面的尺寸以及支承半径提供了更大的空间。由于可以增大用于抵抗倾覆力矩的支承半径，可以有效地降低所需的止推力，并进而减小所需的背压力，同时可以降低动涡旋部件的倾覆风险，降低噪音，减轻止推面上的摩擦以及定涡旋部件与动涡旋部件之间的磨损，改善涡旋压缩机的性能并提高其可靠性。而且，本公开可以更有效地利用涡旋压缩机的空间(比如径向空间)，增大十字滑环的结构设计空间，并且可以使得涡旋压缩机在纵向方向上的结构更加紧凑以及在确保动涡旋端板强度的同时有效减小其重量。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本公开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。这里所描述的附图仅是出于说明目的而非意图以任何方式限制本公开的范围，附图并非按比例绘制，并且一些特征可能被放大、缩小或者进行角度调整，以显示特定部件的细节。在附图中：

图1示出了一种已知的示例性的涡旋压缩机的纵剖示意图；

图2a至图2c分别示出了图1的涡旋压缩机中的定涡旋部件、动涡旋部件以及主轴承座的立体示意图；

图3从另一个角度示出了图2b中的动涡旋部件的立体示意图；

图4示出了十字滑环的示例性结构示意图；

图5为图1的涡旋压缩机的局部结构放大示意图；

图6示出了根据本公开的一个实施方式的动涡旋部件的立体示意图；

图7从另一个角度示出了图6中的动涡旋部件的立体示意图；以及

图8示出了根据本公开的另一个实施方式的动涡旋部件的立体示意图。

具体实施方式

下面对本公开各实施方式的描述仅仅是示例性的，而绝不是对本公开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标示相同的部件，因此相同部件的构造将不做重复描述。

在本公开中，为描述的便利，以定涡旋部件能够沿轴向进行小幅移动的浮动定涡旋类型的涡旋压缩机结构为例对根据本公开的各个结构进行了描述。可以理解的是，本公开的结构和创新思路同样适用于其它类型的涡旋压缩机(例如，齿顶带密封圈的涡旋压缩机)。

下面首先结合图1对涡旋压缩机的基本结构和相关工作原理进行概述。图1示出了一种已知的示例性的涡旋压缩机的纵剖示意图。如图1所示，涡旋压缩机一般可以包括壳体110、设置在壳体110一端的顶盖112、设置在壳体110的另一端的底盖114以及设置在顶盖112和壳体110之间并且将涡旋压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板116。在本示例中，隔板116与顶盖112之间的空间构成高压侧，而隔板116、壳体110以及底盖114之间的空间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气接头(未示出)，在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头(未示出)。壳体110中可以设置有由定涡旋部件150和动涡旋部件160构成的压缩机构(也称为压缩组件)、旋转轴130以及用于驱动旋转轴130的马达120。其中，在定涡旋部件150的定涡旋叶片156与动涡旋部件160的动涡旋叶片166之间可以形成一系列压缩腔，用于对进入压缩腔的工作流体(例如制冷剂)进行压缩。

通常，在定涡旋部件150的端板154的与设置有定涡旋叶片156相反的一侧设置有背压腔158。背压腔158通过端板154中形成的轴向延伸的通孔(未图示)与其中一个压缩腔(例如中压腔)流体连通，从而建立将定涡旋部件150朝向动涡旋部件160偏压的背压力。由于动涡旋部件160的一侧由主轴承座140支撑，所以利用背压腔158中的背压力可以有效地将定涡旋部件150和动涡旋部件160压在一起。当例如压缩腔中的压力超过预设值时，这些压缩腔中的压力所产生的合力将超过背压腔158中提供的背压力从而使得定涡旋部件150向上运动。此时，压缩腔中的流体将通过定涡旋部件150的定涡旋叶片156的顶端与动涡旋部件160的端板164之间的间隙以及动涡旋部件160的动涡旋叶片166的顶端与定涡旋部件150的端板154之间的间隙泄漏到低压侧以实现卸载，从而为涡旋压缩机提供了轴向柔性。

驱动轴130的第一端部可以由设置在主轴承座140中的主轴承支撑，并且驱动轴130的第一端部可以延伸到动涡旋部件160的毂部162中。驱动轴130的第一端部可以设置有偏心曲柄销132，在偏心曲柄销132与动涡旋部件160的毂部162之间可以设置有卸载衬套142。马达120可以驱动旋转轴130进行转动，旋转轴130可以借助于偏心曲柄销132、卸载衬套142以及动涡旋部件160的毂部162进一步带动动涡旋部件160相对于定涡旋部件150进行平动转动(即，动涡旋部件160的中心轴线绕定涡旋部件150的中心轴线公转，但是动涡旋部件160不会绕自身的中心轴线旋转)从而实现对流体的压缩。

动涡旋部件160的平动转动可以通过十字滑环190来实现。图4示出了十字滑环的示例性结构示意图。如图4所示，十字滑环190可以具有环形基部196以及两对突起部192、194，其中的一对突起部(例如，192)可以分别配装在定涡旋部件150的键槽155(请参考图2a)中，另一对突起部(例如，194)可以分别配装在动涡旋部件160的接纳槽165(请参考图2b)中。可以理解的是，在本示例中，十字滑环190分别与定涡旋部件150和动涡旋部件160配装在一起且布置在动涡旋部件下方，因此，两对突起部192、194均布置在环形基部196的相同侧(从图4角度看为上侧)。但是，在其它构型中，十字滑环190可以分别与动涡旋部件和主轴承座配装在一起，由此，两对突起部192、194可以分别布置在环形基部的两侧。因此，十字滑环190的结构不以如图4所示的结构为限制。

动涡旋部件160的端板164与主轴承座140之间的接触面通常称为止推面。在涡旋压缩机的运行过程中，止推面除了例如作为动涡旋部件160的端板164与主轴承座140之间的有效支承表面、为动涡旋部件160的端板164和主轴承座140的相关接触表面提供有效的润滑等作用之外，还具有支承动涡旋部件160以防止其发生倾覆的作用。由此，在动涡旋部件160的端板164与主轴承座140之间形成有效的止推面也成为涡旋压缩机可靠运行不可忽视的因素之一。

进一步参照图2a-图2c以及图5。图2a至图2c分别示出了图1的涡旋压缩机中的定涡旋部件150、动涡旋部件160以及主轴承座140的立体示意图。图5为图1的涡旋压缩机的局部结构放大示意图，主要示出了定涡旋部件150、动涡旋部件160、十字滑环190以及主轴承座140的相对位置关系。结合这些附图可以看出，在装配状态下，十字滑环190的环形基部196可以位于主轴承座140的止推表面146外围。其中的一对突起部192可以分别插装在定涡旋部件150的两个相应的键槽155中，另一对突起部194可以分别插装在动涡旋部件160的两个相应的接纳槽165中。由此，可以实现动涡旋部件160相对于定涡旋部件150的平动转动。

本发明人发现，由于十字滑环190的环形基部196布置在主轴承座140的止推表面146的外围，因此不可避免地会限制主轴承座140的止推表面146的尺寸和大小，由此也会影响动涡旋部件160的端板164与主轴承座140之间的止推面的尺寸。由于动涡旋部件160的倾覆力矩主要通过作用在动涡旋部件160的端板164上的止推力F与支承半径(即形成有效止推面的表面的半径)R(例如这两者的乘积)来抵消，如果支承半径R较小，则需要较大的止推力作用在动涡旋部件160的端板164上，以便抵抗作用在动涡旋部件160上的倾覆力矩。如此，还需要增加背压腔内的背压力来使止推力变大，因此也会增大动涡旋部件160与定涡旋部件150之间的轴向作用力。而且，如果止推面的止推面积较小，作用于止推面上的压强较大，容易加大止推面的磨损。

然而，如果可以尽可能地增大支承半径R和/或止推面的止推面积，则可以减小所需的止推力，因此也可以减小所需的背压力，这样不仅能更有效地抵抗动涡旋部件倾覆的风险，而且可以获得例如降低噪音、减轻涡旋部件的磨损、简化结构、降低成本等进一步的有益效果，从而进一步提升涡旋压缩机的性能和可靠性。为此，本发明人提出了将十字滑环布置在定涡旋部件与动涡旋部件之间的改进技术构思，并提供了用于此种技术构思的改进的动涡旋部件结构。下面就结合图6-图8对根据本公开的动涡旋部件及相关组件做进一步的说明。

图6示出了根据本公开的一个实施方式的动涡旋部件260的立体示意图。图7从另一个角度示出了图6中的动涡旋部件的立体示意图。如图6和图7所示，根据本公开的一个实施方式的动涡旋部件260可以包括端板264、形成于端板264的第一侧面处的动涡旋叶片266、以及形成于端板264的与第一侧面相对的第二侧面处的毂部262(然而，可以理解，动涡旋部件也可以替代性地设置有柄部以被驱动轴驱动)。其中，端板264可以具有本体部2642和凸缘部2646。在本体部2642上形成有动涡旋叶片266。凸缘部2646可以从本体部2642沿径向向外延伸，并且与本体部2642以形成阶梯的形式布置。特别地，凸缘部与本体部在第二侧面(下表面)处是齐平的，但是在第一侧面(上表面)处，凸缘部低于本体部，这使得可以在确保增大止推面并且在确保本体部的强度的同时减小动涡旋端板的重量。换句话说，形成有动涡旋叶片266的本体部2642的上表面与邻近本体部2642的凸缘部2646的上表面处于不同的水平面。

通过此种结构设置，可以将十字滑环布置在动涡旋部件260的凸缘部2646上，使得动涡旋部件260的端板264与主轴承座之间的止推面的尺寸不再受到十字滑环的限制，从而为增大止推面的尺寸以及支承半径提供了更大的空间。由于可以增大用于抵抗倾覆力矩的支承半径，可以有效地降低所需的止推力，并进而减小所需的背压力，从而可以降低动涡旋部件的倾覆风险，降低噪音，减轻止推面上的摩擦，改善涡旋压缩机的性能并提高其可靠性。而且，此种结构布置可以更有效地利用涡旋压缩机的径向空间，增大十字滑环的结构设计空间，并且可以使得涡旋压缩机在纵向方向上的结构更加紧凑。

凸缘部2646上可以形成有接纳槽2645，用以配装十字滑环的相应突起部。例如，接纳槽2645可以包括彼此对称地布置一对接纳槽。由此，例如，可以将十字滑环构造为包括分别布置在其环状基部的上下两侧的两对突起部，其中一对突起部配装在定涡旋部件上，而另一对突起部配装在动涡旋部件260的接纳槽2645中。从而通过该十字滑环实现动涡旋部件的平动转动。根据与动涡旋部件260配合的定涡旋部件的具体结构布置以及涡旋压缩机的相应结构设计，十字滑环可以采用不同的结构形式，在此不对定涡旋部件和十字滑环及其他相关部件的结构做具体限制。

有利地，凸缘部2646上可以形成一个或更多个凹陷部分2648。由此，可以减轻动涡旋部件260的质量，并且可以使得增大径向空间的利用率，使得整体结构更加紧凑。

可选地，如图7所示，接纳槽2645可以贯穿凸缘部2646而形成。如此，可以为十字滑环提供更大的高度空间，可以进一步减小包括定涡旋部件、十字滑环以及动涡旋部件的压缩组件的纵向尺寸，并由此进一步减小涡旋压缩机的整体尺寸。

可选地，如图8所示，接纳槽2645可以形成为盲槽的形式。如此，动涡旋部件260的端部264的与主轴承座接触的表面可以形成为连续的表面，从而可以具有更大的连续的止推面，改善润滑，减轻摩擦，降低涡旋部件倾覆的风险，改善性能，提高可靠性。

本公开还涉及一种压缩组件，该压缩组件可以包括能够彼此配合以便形成用于对工作流体进行压缩的多个压缩腔的定涡旋部件和如本文所述的动涡旋部件。该压缩组件还可以包括十字滑环。根据本公开的设计构思以及本公开所提供的动涡旋部件的结构设计，可以根据实际情况对定涡旋部件进行相应的更改和变型，可以采用已有可行的十字滑环结构或者提供新的十字滑环结构设计，既可以采用现有的结构设计或者对相关结构进行局部的更改或者调整，也可以根据需要提供专门的配套结构。由此，不但可以改善涡旋压缩机的性能，而且增大了应用的灵活性。

本公开还涉及包括前述的压缩组件的涡旋压缩机。如前所述，根据本公开的动涡旋部件的结构设置，可以将十字滑环布置在定涡旋部件与动涡旋部件之间，可以增大止推面的面积和半径，可以增大十字滑环的结构设计空间和运动空间，可以使得涡旋压缩机的纵向结构更加紧凑，可以降低动涡旋部件的倾覆风险，降低噪音，减轻摩擦，改善涡旋压缩机的性能并提高其可靠性。

尽管在此已详细描述了本公开的多种实施方式，但是应该理解，本公开并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本公开的实质和范围的情况下，可以由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。而且，在本公开的基础上做出的所有的变型和变体都落入本公开的范围内。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。