专利名称：利用带有低压侧电机和高压侧油槽的壳体的压缩机的制作方法
技术领域：
本申请涉及一个压缩机单元，特别是具有在低压侧含有电机在高压侧含有油箱的壳体的压缩机系统。
背景技术：
旋转和回转链接压缩机系统是本领域所公知的。这种传统的系统包括高压系统和低压系统，其中壳体的一个单独的腔室中含有电机和压缩机。在高压系统中，壳体含有一个吸入管使液体进入压缩机的压缩体积。然后被压缩液体被排出进入腔室，在它通过流出管离开壳体之前在腔室中冷却电机。在这种安排中，腔室承受压缩机的流出。
在低压系统中，腔室承受压缩机的吸入压。在这种安排中，吸入管使液体进入腔室，在液体进入压缩机的吸入口之前在腔室中冷却电机。压缩液体通过流出管从压缩机的压缩体积经过流出壳体。
关于这两种传统的压缩机设置有很多问题。在高压系统中，电机在运行时随着周围温度的增高而使得温度过高。高的运行温度导致了电机的损坏和缩短了运行寿命。在低压系统中，为了防止压缩液体从压缩机的密封表面泄漏，在高压时必须给压缩机提供润滑带来了问题。当试图从压缩液体中分离润滑油时也产生了问题。
最后，在两种设置中，电机轴过分振动。高的振动导致了高的运行噪音。此外，过分的振动能减少电机，轴承和压缩机的运行寿命。为了较少振动，给转子设置大的平衡配重，但是增加的配重又导致了转子的大的偏转进而降低了系统的性能。
发明内容
为了解决现有技术的缺陷，根据本发明的目的，如在此具体和主要描述的，本发明的一个实施例提供了一个压缩机系统包括一个壳体，壳体的一个挡板区分出一个第一腔室和一个第二腔室，一个电机位于第一腔室中，位于壳体中的压缩机可操作的与电机相连，一个油箱位于第二腔室中，壳体中的第一孔将吸入管与第一腔室相通，壳体中的第二孔将第二腔室与流出管相通。第一腔室中的液体承受压缩机吸入压强，第二腔室中的液体承受压缩机流出压腔。
根据本发明的一个实施例，压缩机位于第一腔室中。在一个可替换的实施例中，压缩机位于第二腔室中。
本发明进一步包括一个与压缩机的吸入口和第一腔室相通的第一液体通道以及一个与压缩机的流出口和第二腔室相通的第二液体通道。进一步，第一液体通道和第二液体通道中的一个包括一个在挡板上的孔。
根据本发明，压缩机通过一个穿过挡板的轴可操作的与电机相连。本发明的一个实施例包括一个位于第二腔室的轴上用以平衡轴的配重。该配重包括一个盘，该盘设置成从压缩机流出的液体可以直接流到盘上，因此油利用离心力与液体分开。根据本发明的实施例，挡板包括一个轴承。
根据本发明，第一孔位于挡板和电机之间。
本发明的一个实施例进一步提供一个压缩机系统包括一个壳体，壳体中的一个挡板区分出低压壳体部分和高压壳体部分，一个位于低压壳体部分中的电机，一个在壳体中可操作的与电机相连的压缩机，一个在高压壳体部分的油箱，一个在壳体中将吸入管与低压壳体部分相通的第一孔，一个将低压壳体部分和压缩机的吸入口相通的第一液体通道，一个将压缩机的的流出口与高压壳体部分相通的第二液体通道，以及一个在壳体中将高压壳体部分与流出管相通的第二孔。从压缩机中流出的液体中的油被沉淀在油箱中。
在一个实施例中，压缩机位于低压壳体部分。在一个可替换的实施例中，压缩机位于高压壳体部分。
根据本发明，压缩机低压壳体部分承受吸入压和高压壳体部分承受流出压。进一步地，在一个实施例中从压缩机中流出的液体直接流到一个旋转的盘子上，离心的从液体中分离出油。
本发明的进一步的实施例提供一个压缩机系统具有一个在吸入压强的第一腔室和一个在流出压强的第二腔室，该系统包括一个壳体，壳体中一个挡板区分出第一腔室和第二腔室，一个在壳体中将吸入管和第一腔室相通的第一孔，一个在壳体将第二腔室和流出管相通的第二孔，一个位于第一腔室中具有一个通过挡板的轴的电机，一个位于第二腔室中的油箱以及一个位于壳体中可操作的与轴相连的压缩机。压缩机包括一个将第一腔室与压缩体积相通的压缩机入口和一个将压缩体积与第二腔室相通的压缩机出口。
根据本发明的一个实施例，压缩机位于第一腔室中，进一步，压缩机出口通过挡板。在一个可替换的实施例中，压缩机位于第二腔室中且压缩机入口通过挡板。
本发明的进一步的实施例包括一个位于第二腔室中作用于来自压缩机出口的液体从液体中分离出油的油分离装置。该油分离装置包括一个位于一个驱使油进入壳体的一个内表面的轴上的盘。进一步，该盘能够配重用以平衡轴。
本发明的一个可替换的实施例提供一个压缩机系统包括一个壳体，一个位于壳体中的压缩机将壳体内部空间分为一个第一腔室和一个第二腔室，一个位于第一腔室可操作的连接于压缩机的电机，一个位于第二腔室中的油箱，一个在壳体中使吸入管与第一腔室相通的第一孔和一个在壳体中使第二腔室与流出管相通的第二孔。第一腔室中的液体承受压缩机吸入压以及第二腔室中的液体承受压缩机流出压。
本发明进一步的实施例包括一个在压缩机和壳体之间防止液体在腔室间流通的密封。在一个可替换的实施例中，为了防止液体在腔室中流通，压缩机相对于腔室被密封。
根据本发明，第一孔位于压缩机和电机之间。进一步，电机通过一个从电机伸出进入第二腔室的轴与压缩机可操作的连接。
本发明进一步的实施例包括一个在第二腔室中的轴上用以平衡轴的配重。进一步，该配重包括一个如此设置的盘，当液体从压缩机中流出可以直接流到盘上，从而油可以离心的从液体中被分离。
根据另一个实施例，本发明提供一个压缩机系统，包括一个壳体，一个位于壳体中将内部壳体空间分为低压壳体部分和高压壳体部分的压缩机，一个位于低压壳体部分可操作的与压缩机相连的电机，一个位于高压壳体部分的油箱，一个在壳体中连通一个吸入管和低压壳体部分的第一孔，一个将低压壳体部分和压缩机的吸入口相通的第一液体通道，一个将压缩机的流出口和高压壳体部分相通的第二液体通道以及一个在壳体中将高压壳体部分和流出管相通的第二孔。从压缩机中流出的液体中的油位于油箱中。
根据本发明，该压缩机包括一个具有吸入压的低压壳体部分和一个具有流出压的高压壳体部分。进一步，在一个实施例中，从压缩机中流出的液体直接流到一个旋转的盘上因而离心的从液体中分离出油。
本发明的另一个实施例提供一个压缩机系统包括一个具有吸入压的第一腔室和一个具有流出压的第二腔室，该系统包括一个壳体，一个位于壳体中将内部壳体空间分为第一腔室和第二腔室的压缩机，一个在壳体中将吸入管和第一腔室相通的第一孔，一个在壳体中将第二腔室和流出管相通的第二孔，一个位于第一腔室中具有一个驱动压缩机的轴的电机以及一个位于第二腔室中的油箱。该压缩机包括一个将第一腔室和压缩体积相通的压缩机入口和一个将压缩体积与第二腔室相通的压缩机出口。
在另一个实施例中，本发明包括一个位于第二腔室中作用于来自压缩机出口的液体，从液体中分离出油的油分离装置。该油分离装置包括一个位于一个轴上的盘，该轴驱使油进入壳体的一个内表面。进一步，该盘能够配重用以平衡轴。
可以理解，前述的概括性描述和下述的具体描述都仅仅是示范性和解释性的，不能作为本发明权利要求的限制。
附图合并起来组成说明书的一部分，本发明列举了几个实施例，结合说明书文字部分，适合解释本发明的思想。图中图1是本发明第一实施例的横截面图。
图2是本发明第二实施例的横截面图。
图3是本发明第三实施例的横截面图。
图4是本发明第四实施例的横截面图。
具体实施例方式
详细参考本发明的优选实施例，结合附图举例说明。在可能的情况下，相同的附图标记用于整个附图中来表示相同或相似的部件。
如图1-4所示，本发明的压缩机系统10包括被分为一个第一腔室14和一个第二腔室16的壳体12。位于壳体12中的压缩机18通过一个吸入管20将液体如制冷剂吸入第一腔室14，然后进入压缩机18，在压缩机中压缩该液体。被压缩的液体随后从压缩机18中被排入第二腔室16，在第二腔室中，液体通过一个流出管22离开壳体12。在第一腔室14中的液体于是保持在压缩机的吸入压力(低压)下，在第二腔室16中的液体保持在压缩机排放压力(高压)下。图中显示的传统的旋转压缩机，但是本领域公知的其它类型的压缩机也可以使用。
一个用于驱动压缩机18的电机24，包括定子26和转子28，被安装于第一腔室14中。将电机24布置在这个较冷的低压腔室14中使得压缩机系统10可以运行在高周围温度的环境下而不会对电机的性能带来不利影响。转子28被安装在轴30的第一端部上。由轴承32，34支撑的轴30从第一腔室14伸入到第二腔室16中。
在本发明的第一实施例中，如图1所示，内部壳体空间被隔离板36a分为第一和第二腔室14，16。板36a可以沿其与壳体12的交界表面设置压力密封38，以在腔室14，16之间保持压差。可以想到使板36a相对于壳体12密封的其它传统的方法，包括压装结构。在这个实施例中，压缩机18于第一腔室14中安装在隔离板36a的上方。上部和下部轴承32，34支撑着轴30，该轴穿过压缩机18和隔离板36a。上部轴承32被支撑在一个上部轴承板33上。如图1所示，下部轴承24可以和隔离板36a一体地形成。可替换的，可以紧临板36a装放一个分离的轴承。
本发明的第二实施例如图2所示。一个隔离板36b也被用于将内部壳体空间分为第一和第二腔室14，16。可以对板36b提供一个压力密封38，以维持腔室14，16之间的压差。在这个实施例中，压缩机18被安装于第二腔室16中隔离板36b的下部。如图2所示，上部轴承32可以与隔离板36b一体地形成。可替换的，也可以邻近板36b装设一个分离的轴承。下部轴承34被支撑在一个下部轴承板35上。
在本发明的第三实施例中，如图3所示，压缩机18本身将内部壳体空间分为第一和第二腔室14，16。在压缩机18和壳体12之间可以提供一个压力密封38以防止在腔室14，16之间的液体流通，并从而保持压差。
在第四实施例中，如图4所示，压缩机18密封在壳体12中，如采用压配合结构，以防止腔室14，16之间的液体流通，并从而维持压差。虽然示出的是压配合结构，但是其它的传统的密封结构也同样可以实现。
在第三和第四实施例中，如图3，4分别示出的，轴30由设置在压缩机18上的上部和下部轴承32，34支撑。轴承32，34支撑在相应的轴承板33，35上。
在本发明所有的实施例中，来自第一腔室14中的液体通过第一液体通道42进入压缩机吸入口40。在图1-4中，所示第一液体通道42穿过上部轴承板33或隔离板36b。进一步，来自压缩机流出口44的液体通过一个第二液体通道46进入第二腔室16。在1-4中，所示第二液体通道46穿过隔离板36a或下部轴承板35。需要指出的是，可以使用其它路径用于第一和第二液体通道42、46，只要它们与相应腔室14，16建立适当的液体连通。
如图1-4所示，第二腔室16内设一个油槽48，用作压缩机18使用的润滑油的蓄油池。将油槽48设置在高压腔室16中有利于向压缩机18供油的进行和从离开压缩机18的被压缩的液体中分离出油的进行。
润滑油通过位于轴30的第二端部上的通道50提供给压缩机18，该轴端被浸没在油槽48中。一个带有叶片(paddle)54的插入件52装设于轴30的第二端部，这样当轴30旋转时，来自油槽48的油被吸入通道50。随着轴30的旋转，油在通道50中继续上升直到到达供油孔56，该孔使得油分配给压缩机18用于润滑。
在压缩过程中，润滑油与被压缩的液体混合。为了提高压缩机系统10的性能，希望在液体通过流出管22离开壳体12之前从压缩液体中分离出油。油的分离使用一个围绕下轴承34设置的导流板58进行。如图1-4所示，导流板58具有带有一个中心孔60的大体圆锥形，该中心孔容纳轴30并为液体和油提供一个出口通道。来自压缩机流出口44的液体被引入导流板58，而液体中的油收集在圆锥形壁上并通过中心孔60排出。压缩液体也通过中心孔60进入第二腔室16。
在本发明进一步的实施例中，一个加重盘(weighted disk)62于第二腔室16中固定于轴30上，如图1-4所示。该盘63可同时用作轴平衡重和油分离装置。作为一个平衡重，该盘62抵消由转子28的旋转和压缩机18的运行产生的轴30上偏心载荷。加重盘62消除了在转子28上端平衡重的需要。
盘62还能被用于从压缩液体中分离出油。离开导流板58的中心孔60的油和被压缩液体可以引导到加重盘62上。盘62通过将油向外推到壳体12的内壁上而从被压缩液体中离心地分离出油，油通过壳体的内壁排入油槽48。因此，油分离过程从离开压缩机18的液体中去除润滑油并使得油再次被使用。
现在将描述压缩机系统10的全部运行。启动电机24使轴30旋转，其又启动压缩机18并起动上述的润滑过程。压缩机18的运行导致液体，如制冷剂，通过吸入管20被引入第一腔室14。因此在第一腔室14中的液体保持在压缩机吸入压力下。在第一腔室中，液体在进入第一液体通道42之前冷却电机18，从第一液体通道42，液体进入压缩机吸入口40。在液体被压缩时，其与用于润滑压缩机18的油混合。
然后被压缩的液体通过压缩机流出口44离开压缩机18，经过第二液体通道46进入导流板58。在导流板58中，润滑油从压缩液体中分离，油和液体通过中心孔60进入第二腔室16。因此在第二腔室16中的液体保持压缩机排放压力下。
油和液体通过与轴30上的加重盘62的相互作用可以进一步被分离。然后被压缩液体通过流出管22离开第二腔室16。为了避免引入被加重盘62推进的油，流出管22的入口64位于第二腔室16的上部。
对于本领域的技术人员从这里揭示的本发明的实施和说明书的考虑可以很明显的知道本发明的其它实施例。这意味着说明书和实施例仅仅是示范性的，本发明的思想和确切的范围将由下述的的权利要求说明。
权利要求
1.一种压缩机系统，包括一个壳体；一个位于壳体中、限定出第一腔室和第二腔室的隔板；一个设置在第一腔室中的电机；一个设置在壳体中、操作连接于电机的压缩机；一个设置在第二腔室中的油槽；位于壳体上、将吸入管和第一腔室连通的第一孔口；以及位于壳体上、将该第二腔室与流出管连通的第二孔口，其中第一腔室中的液体处于压缩机吸入压力下而第二腔室中的液体处于压缩机排放压力下。
2.如权利要求1所述的压缩机系统，其中该压缩机设置在第一腔室中。
3.如权利要求1所述的压缩机系统，其中该压缩机设置在第二腔室中。
4.如权利要求1所述的压缩机系统，进一步包括将第一腔室和压缩机的吸入口连通的第一液体通道；以及将压缩机的流出口与该第二腔室连通的第二液体通道。
5.如权利要求4所述的压缩机系统，其中第一液体通道和第二液体通道中的一个包括位于该隔板上的孔。
6.如权利要求1所述的压缩机系统，其中该压缩机通过穿过该隔板的轴与该电机操作连接。
7.如权利要求6所述的压缩机系统，进一步包括于第二腔室中设置在轴上、平衡该轴的配重。
8.如权利要求7所述的压缩机系统，其中该配重包括一个盘，所述盘设置成使得从压缩机排出的液体被导引到盘上，从而油从液体中离心地分离出。
9.如权利要求6所述的压缩机系统，其中隔板包括一个轴承。
10.如权利要求1所述的压缩机系统，其中该第一孔口位于该隔板和该电机之间。
11.一种压缩机系统，包括一个壳体；一个设置于壳体中、将内部壳体空间分为一个第一腔室和一个第二腔室的压缩机；设置在第一腔室中、操作连接于该压缩机的电机；设置在第二腔室中的油槽；位于壳体上、将吸入管和该第一腔室连通的第一孔口；以及位于壳体上、将该第二腔室和一个流出管连通的第二孔口，其中第一腔室中的液体处于压缩机吸入压力下而第二腔室中的液体处于压缩机排出压力下。
12.如权利要求11所述的压缩机系统，进一步包括位于压缩机和壳体之间以防止各腔室间液体流通的密封。
13.如权利要求11所述的压缩机系统，其中压缩机相对于壳体被密封以防止各腔室之间的液体流通。
14.如权利要求11所述的压缩机系统，其中该第一孔口位于压缩机和电机之间。
15.如权利要求11所述的压缩机系统，其中电机通过一个从电机伸入第二腔室中的轴操作连接于该压缩机。
16.如权利要求15所述的压缩机系统，进一步包括一个于第二腔室中设置在轴上的、用于平衡该轴的配重。
17.如权利要求16所述的压缩机系统，其中该配重包括一个盘，该盘设置成使得从压缩机排出的液体被导引到该盘上，从而油离心地从液体中分离出。
18.一种压缩机系统，包括一个壳体；位于壳体中、限定出低压壳体部分和高压壳体部分的隔板；位于低压壳体部分中的电机；位于壳体中、操作连接于电机的压缩机；位于高压壳体部分中的油槽；位于壳体上、将吸入管与该低压壳体部分连通的第一孔口；将该低压壳体部分与压缩机的吸入口连通的第一液体通道；将该压缩机的排出口与高压壳体部分连通的第二液体通道；以及位于壳体上、将高压壳体部分与排出管连通的第二孔口，其中从压缩机中排出的液体中的油存放于该油槽中。
19.如权利要求18所述的压缩机系统，其中该压缩机设置于该低压壳体部分中。
20.如权利要求18所述的压缩机系统，其中该压缩机设置于该高压壳体部分中。
21.如权利要求18所述的压缩机系统，其中该压缩机将低压壳体部分保持在吸入压力下而将高压壳体部分保持在排出压力下。
22.如权利要求18所述的压缩机系统，其中从压缩机排出的液体被引导到一个旋转盘上，该盘从液体中离心地分离出油。
23.如权利要求18所述的压缩机系统，其中第一液体通道和第二液体通道之一包括隔板上的一个孔。
24.一种压缩机系统，包括一个壳体；位于壳体中、将壳体内部空间分为低压壳体部分和高压壳体部分的压缩机；位于该低压壳体部分中、操作连接于该压缩机的电机；位于高压壳体部分中的油槽；位于壳体上、将一个吸入管与该低压壳体部分连通的第一孔口；将该低压壳体部分与该压缩机的一个吸入口连通的第一液体通道；将该压缩机的排出口与该高压壳体部分连通的第二液体通道；以及位于壳体上、将该高压壳体部分与一个排出管连通的第二孔口，其中从压缩机排出的液体中的油存放于该油槽中。
25.如权利要求24所述的压缩机系统，进一步包括；位于该压缩机和壳体之间、用以防止流体于各壳体部分之间流动的密封。
26.如权利要求24所述的压缩机系统，其中压缩机相对于壳体被密封以防止液体在各壳体部分之间流动。
27.如权利要求24所述的压缩机系统，其中该压缩机将低压壳体部分保持在吸入压力下，而将高压壳体部分保持在排出压力下。
28.如权利要求24所述的压缩机系统，其中从该压缩机流出的液体被导引到一个旋转的盘上，该盘从液体中离心地分离出油。
29.一种压缩机系统，具有处于吸入压下的第一腔室和处于排出压力下的第二腔室，该系统包括一个壳体；位于壳体中、限定出第一腔室和第二腔室的隔板；位于壳体上、将一个吸入管与该第一腔室连通的第一孔口；位于壳体上、将该第二腔室与一个排出管连通的第二孔口；设置于该第一腔室中、具有一个穿过该隔板的轴的电机；设置于壳体中、操作连接于该轴的压缩机；该压缩机包括将该第一腔室与压缩容积连通的压缩机入口；以及将该压缩容积与该第二腔室连通的压缩机出口；以及设置于第二腔室中的油槽。
30.如权利要求29所述的压缩机系统，其中该压缩机设置于该第一腔室中。
31.如权利要求30所述的压缩机系统，其中该压缩机出口穿过该隔板。
32.如权利要求29所述的压缩机系统，其中该压缩机设置于该第二腔室中。
33.如权利要求32所述的压缩机系统，其中该压缩机入口穿过该隔板。
34.如权利压29所述的压缩机系统，进一步包括一个设置在该第二腔室中、与来自该压缩机出口的液体相互作用以从该液体中分离出油的油分离装置。
35.如权利要求34所述的压缩机系统，其中该油分离装置包括一个设置于该轴上的盘，该盘将油推进到壳体的内表面上。
36.如权利要求35所述的压缩机系统，其中该盘被配重以平衡轴。
37.如权利要求29所述的压缩机系统，其中该隔板包括一个轴承。
38.如权利要求29所述的压缩机系统，其中该第一孔口位于该隔板和该电机之间。
39.一种压缩机系统，具有一个处于吸入压力下的第一腔室和一个处于排出压力下的第二腔室，该系统包括一个壳体；一个设置于该壳体中、将壳体内部空间分为该第一腔室和该第二腔室的压缩机，该压缩机包括一个将该第一腔室和压缩容积连通的压缩机入口；和一个将该压缩容积与该第二腔室连通的压缩机出口；位于壳体上、连通一个吸入管和该第一腔室的第一孔口；位于壳体上、连通该第二腔室和一个排出管的第二孔口；设置于该第一腔室中、具有一个驱动该压缩机的轴的电机；以及一个设置于第二腔室中的油槽。
40.如权利要求39所述的压缩机系统，进一步包括位于该压缩机和该壳体之间用以防止液体于各腔室间流动的压力密封。
41.如权利要求39所述的压缩机系统，其中该压缩机相对于该壳体密封以防止液体于各腔室间的流动。
42.如权利要求39所述的压缩机系统，进一步包括一个设置于第二腔室中、与来自该压缩机出口的液体相互作用以从该液体中分离出油的油分离装置。
43.如权利要求42所述的压缩机系统，其中该油分离装置包括一个设置在该轴上的盘，该盘将油推进到壳体的内表面。
44.如权利要求43所述的压缩机系统，其中该盘被配重以平衡该轴。
45.如权利要求39所述的压缩机系统，其中该第一孔口位于该压缩机和该电机之间。
全文摘要
一种压缩机系统(10)包括一个带有低压第一腔室(14)和高压第二腔室(16)的壳体(12)。在第一腔室(14)中的一个电机具有一个通过第二腔室(16)的轴(30)。一个位于壳体(12)中的压缩机(18)通过轴(30)与电机可操作的相连接。该第二腔室(16)含有一个为压缩机(18)存储润滑油的油箱(48)。通过压缩机(18)的动作，在第一腔室(14)中的液体承受压缩机吸入压和在第二腔室(16)中的液体承受压缩机流出压。润滑油通过一个在高压腔室(16)中的导流板(58)从被压缩的液体中分离。此外，油分离可以通过一个安装于高压腔室(16)中的轴(30)上的配重盘(62)来执行。
文档编号F04B39/02GK1507540SQ01821854
公开日2004年6月23日 申请日期2001年11月28日 优先权日2000年12月1日
发明者约翰·K·纳尼第二, 戴维·T·蒙克, 托马斯·E·古德奈特, E 古德奈特, T 蒙克, 约翰 K 纳尼第二 申请人:布里斯托尔压缩机公司