专利名称：泵送系统和用于封闭式压缩机的油泵送系统的轴及包括该系统和/或轴的压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及封闭式压缩机中的润滑油泵送系统的尺寸和几何形状的改变，所述封闭式压缩机具有浸在润滑油中且与旋转垂直轴相关联的油泵，所述旋转垂直轴由电马达的转子驱动。所述油泵送系统还包括向所述旋转垂直轴增加的倾斜内孔，从而使得轴壁的厚度逐渐减小。该系统还具有吸孔的尺寸和用于固定油泵的位置的改变。
背景技术：
冷却装置或者甚至热泵通常使用能够不连续地或连续地使压缩机的轴的角速度在旋转范围内改变的封闭式压缩机，该封闭式压缩机可以使用具有包括永磁体的转子的电马达。
在这方面，这些压缩机需要润滑，其目的是分开并有助于一个移向另一个的两个表面的移动，而不对它们造成损坏。通过在部件之间加入特定量的油来发生润滑，从而避免当进行任何移动时具有摩擦的零件与可移动的或固定的任何其它部件具有金属接触。通过油泵送来添加油，这通过由于包括相关联的油泵的轴的旋转产生的离心作用来执行。离心作用产生油的抛物线轮廓，其上端将达到或超过用于润滑零件优选地压缩机中的轴承的油供应点。因此，可用于润滑可移动零件的油膜的厚度(Eol)可以根据可近似于Eoi = Re-丨lZ 尸+，的理论公式来获得，而Re是轴半径，Rb是泵的吸孔的半径，g是重
、！1> O P
力，h是泵送高度，Wop是旋转垂直轴的角速度。如果旋转垂直轴的角速度0%)低于特定的极限值，则油轮廓的上升曲线的端部将不会达到油供应点，因此将没有用于润滑的油泵送。所泵送油的量还取决于泵送高度(h)以及泵的吸孔的半径(Rb)和旋转垂直轴的半径(Re)，该高度是储箱中的油面与润滑油供应点之间的距离。为此，为了确保轴承和移动零件的有效的且足够的润滑，当前使用用于控制压缩机的一些技术。用于更有效地润滑活塞缸轴承的技术之一集中于电马达上的泵送系统的构建。在这种情况下，压缩机套件相反地组装在壳上。该技术的缺点之一是电马达的线圈未浸在油中，这种直接接触是用于冷却线圈的最有效的方式。如果冷却效率差，则隔离并传导马达的材料具有劣化的效果。在这方面，可用于更有效的润滑的另一技术是通过在储箱中增加油量来减小泵送高度。然而，由于油量更多，所以该技术具有更高的成本，并且还存在油与转子的下表面接触的可能性，从而导致油泡沫的旋转和形成，限制了其润滑和冷却系统的能力。另外，用于确保润滑的另一技术是控制垂直轴的角速度。因此，该技术包括用于油泵送的垂直轴的旋转速度的最小限制，但因而限制了这些压缩机的工作范围。重要的是强调一旦可变容量压缩机(VCC)试图以低旋转操作，则该问题对于它们而言变得更差。
为此，与本发明最类似的系统可通过巴西专利PI 9706307-0来举例说明，该专利试图给出不同构造的封闭式压缩机，其中，在没有所涉及的问题的情况下，马达中的一组可移动零件适当地被润滑，而不管其在结构内的位置。在这方面，封闭式压缩机包括用于油传导的通道，其中下端浸在润滑油中，而上部与径向管相关联。因此，在这些压缩机中，泵送效率是由浸在润滑油的储箱中的油泵的下端表示的较小直径与由出现油供应点的旋转垂直轴的剖面中的内径表示的较大直径之间的关系的函数。直径的值越接近，润滑效率越低。
发明内容
为了克服现有技术的问题，本发明涉及一种用于封闭式压缩机的油泵送系统，其中，可以确保所有压缩机机构的适当润滑，主要是针对在低旋转下操作的可变角速度的压缩机，以及消除对油抛物线轮廓的形成的几何形状的限制。本发明的另一目的是提供一种系统，其中，可以限制在高旋转时的油流率，因此，使得冷却系统中的润滑油(在压缩机外部泵送的润滑油)的外部循环减少，从而降低了热动力系统中的成本、维护和效率损失。这些目的通过一种用于封闭式压缩机的油泵送系统来实现，这种封闭式压缩机至少包括用于润滑油的储箱、包括内部和外部的旋转垂直轴、与所述旋转垂直轴相关联的油泵，所述泵包括在下端的吸孔，而所述油泵浸在用于润滑油的所述储箱中，所述压缩机还具有能够被润滑的区域，所述旋转垂直轴还包括在其内部中的倾斜孔，并且所述倾斜孔能够将所述润滑油引导到能够被润滑的区域，且相对于所述旋转轴的垂直中心线具有轴向倾斜度。此外，所述油泵在轴中的位置、油泵的吸孔的减小以及倾斜内孔的位置的配额和容限的限定允许实现上述目的。
接下来根据在附图中描绘的实施方案的示例来更详细地描述本发明。附图示出图I是根据现有技术构建的压缩机的一部分的剖面；图2是根据与本发明最类似的技术构建的压缩机的一部分的剖面；图3是根据图2的相同技术构建的压缩机的旋转垂直轴的剖面；图4是根据本发明的压缩机的一部分的剖面；图5是当前技术状况的图示；详细地是油泵和旋转垂直轴之间的干涉区域中的油轮廓；图6是本发明的图示；详细地是油泵和旋转垂直轴之间的干涉区域中的油轮廓；图7是详细地示出油泵和旋转垂直轴之间的关联区域的剖面。
具体实施例方式图I示出了现有技术的封闭式压缩机，其包括具有用于润滑油2的储箱的封闭式结构I。该压缩机还包括与轴承4相关联的组块3，轴承4为旋转垂直轴5和电马达7的转子6提供机械支撑，电马达7负责系统的旋转，固定至组块3，电马达7还包括定子8。
旋转垂直轴5在其下表面上具有油泵9，并且下端浸在润滑油2中，油泵9还包括吸孔9a。在旋转垂直轴5和油泵9的旋转期间，润滑油2形成抛物线，并通过离心升高至位于旋转垂直轴5的中部上的分配孔5a，分配孔5a使润滑油2离开用于润滑油2的储箱分配到润滑区域，润滑区域包括具有相关的移动的部件。因此，泵送效率是由油泵9的吸孔9a限定的较小直径与分配孔5a所位于的旋转垂直轴5的剖面的直径表示的较大直径的关系的函数，并且这些值越接近，润滑效率越低。该效率还取决于润滑油2的水平(面)与油供应孔5a之间的距离。图2示出了与本发明具有更多相似之处的压缩机，其包括在旋转垂直轴5的内表面上机加工的内通道11。因此，在分配孔5a的剖面上的旋转垂直轴5的内径增加。该增加的图示由图3给出，图3展示出通过增加内通道11来增加直径。因此，该构造包括由抛物线的增大表示的润滑油2的泵送的效率提高，如前面所解释的。图4示出了本发明的优选的特征，其通过具体的改变而具有更好的油流率。该图 的旋转垂直轴5包括内部14和外部15。重要的是指出，旋转垂直轴5的优选方向是相对于地面垂直。这些改变之一是在旋转垂直轴5的内部14中添加倾斜孔12，优选地相对于旋转垂直轴5的中心线在2. 4°至2.7。的范围倾斜。该倾斜使得倾斜孔12的外壁16和旋转垂直轴5的中心线之间的径向距离逐渐增大，因此，润滑油轮廓2的厚度存在较大的值。类似地，用于执行该倾斜孔和用于执行分配孔5a的配额和容限的限定导致润滑油2的更好的分配。在本发明的优选实施例中，旋转垂直轴5还包括除气孔5b，优选地布置在分配孔5a下方，如由图4所示。该除气孔5b优选地位于转子6和组块3之间的轴向间隙限定的特定位置。该改变还试图降低对润滑油轮廓2的限制，而在具有同心孔的不同组的本发明中，润滑油2被限制在旋转垂直轴5的壁16的部分中，如在图5中所示(请参见h、h’和h”)，图5详细地示出了油泵和旋转垂直轴之间的干涉区域中的润滑油轮廓2，而由于倾斜孔12的倾斜，所以本发明的优选构造不具有此限制，如由图6示出(请参见h’和h”)，图6详细地示出了在油泵和旋转垂直轴5之间的干涉区域中的润滑油轮廓2。因此，还可以逐渐地减小旋转垂直轴5的壁16的厚度，从而使得在用于传送润滑油2的区域中仅有小厚度的壁16。此时，壁16的厚度通常在O. 89_和I. 44_之间，优选地达到1_，然而可变地取决于制造轴所用的材料，在该优选的实施例中，该材料为熔融铁，从而试图在该区域中增加润滑油2的厚度。因此，倾斜孔12的倾斜的容限、倾斜孔12相对于旋转垂直轴5的轴向中心的位置的容限以及倾斜孔12的直径由壁16的厚度来确定，壁16的厚度需要最小值，如为了保持旋转垂直轴5的整体性已经确定的。考虑到倾斜孔12的下部，根据本发明，其的相对于旋转垂直轴5的轴向中心的中心可以大体偏移例如2. Omm至2. 2mm。重要的是指出，倾斜孔的构造允许旋转垂直轴5的硬度更大，而在现有技术中，壁16的厚度总是恒定的且具有小的宽度，使得旋转垂直轴5变形，这会导致不平衡、旋转垂直轴5的破裂或甚至移动的失败。在本发明的构造中，该轴在壁16上具有更大的厚度，并且壁16的厚度的减小是逐渐的；因此，仅在分配孔5a的附近出现小的宽度。此外，另一修改是用于固定通过限制凹槽13限定的油泵9的位置的改变。该改变允许在油泵的内壁方面的限制得到减小，如在图5中所示(h’)，而本发明的优选实施例由图6(h’)给出。图7示出了在最终适配之前的油泵9，其中，作为插入引导件的限制凹槽13位于旋转垂直轴5的内部上，优选地距其下端11. 5mm的高度处，而必须地确保用于将润滑油2引导到分配孔5a的抛物线的最小长度，还确保了泵将不被释放。类似地，重要的是强调如果给出了不同构造的泵和轴，则可以在旋转垂直轴5的外部上产生限制凹槽。该改变是由于以下事实泵送的润滑油2的厚度(在内孔的壁和抛物线轮廓之间的距离)根据相对于储箱中的油面的距离的增加而减小，因此，如果吸油泵的内壁通过较长的干涉固定到轴，则它会对增加的轮廓产生限制。另外，第三改变是油泵9的吸孔9a的直径的减小，优选地减小至3mm，从而最终导致油流率在低旋转时增加，因此解决了在现有技术中提到的问题之一，在现有技术中，通常润滑油2在低旋转时不具有足够的动力到达分配孔5a。另一方面，该实施例限制了在高旋转时的流率，并且因此使冷却系统中的润滑油2 (在压缩机外部泵送的润滑油2)的外部循环减小，从而减小了成本和维护，如由下表所示。
1800rpm 1900rpm 2000rpm 2400rpm 3000rpm 3600rpm 4500rpm 10mm~ -IQQ — -19.9598~ -3.96679 24.01522 61. 38777 119. 1043 139.6127 15mm~ -IQQ — -11.42~ -6. 15982 7.965448 29.29844 81. 13462 136. 3346 20mm I -10.4927 | -3.46478 | 5. 101657 | 8.769834 | 20. 71828 | 53.27824 | 111. 1336表上的值显示出在润滑油中的不同的浸入深度和不同的旋转速度下以具有直径为3mm的吸孔9a的油泵9作为参照，具有直径为4. 36mm的吸孔9a的油泵9的以毫米每秒
为单位的流率变化的百分比。这些值根据公式而改变，因此，负的变化展示
出，相对于4. 36mm的泵，3mm的吸孔的流率值要高，而-100的流率展示出当泵的吸孔9a具有4. 36nrn的尺寸时润滑油2未被传送到分配孔5a的实施例。行(10，15，20)与油泵9在润滑油2中的浸入深度(单位为mm)有关，而列(1800至4500)与旋转垂直轴5的旋转速度(单位为rpm)有关。值得指出的是，这些改变导致对从润滑油2的水平面泵送到定位有倾斜分配孔5b的部分的润滑油2的抛物线轮廓的限制减小，所述孔使润滑油2远离润滑油2的储箱分配到可移动部件。在描述了优选实施例的示例之后，应当理解的是，本发明的范围包括其它可能的改变，其仅由包括可能的等价物的所附权利要求的内容所限制。
权利要求
1.用于封闭式压缩机的油泵送系统，所述封闭式压缩机至少包括 用于润滑油(2)的储箱； 旋转垂直轴(5)，所述旋转垂直轴(5)包括内部(14)和外部(15)； 与所述旋转垂直轴(5)相关联的油泵(9)，所述泵包括在下端处的吸孔(9a)，而所述油泵(9)浸在用于润滑油(2)的所述储箱中； 所述压缩机还具有能够被润滑的区域； 所述封闭式压缩机的特征在于， 所述旋转垂直轴(5)包括在其内部(14)上的倾斜孔(12)，所述倾斜孔(12)能够将润滑油(2)分配到能够被润滑的区域，且相对于所述旋转垂直轴(5)的中心线具有倾斜度。
2.根据权利要求I所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述倾斜孔(12)的轴向轴相对于所述旋转垂直轴(5)的所述中心线具有锐角的倾斜度。
3.根据权利要求2所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述倾斜孔(12)的所述轴向轴相对于所述旋转垂直轴(5)的所述中心线具有在从2. 4°至2. 7°的范围内的倾斜角度。
4.根据权利要求2所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述倾斜孔(12)具有相对于所述旋转垂直轴(5)的所述中心线大体偏移的其轴向中心。
5.根据权利要求I所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述旋转垂直轴(5)包括在其内部(14)上的用于与油泵(9)结合的限制凹槽(13)。
6.根据权利要求5所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述限制凹槽(13)位于所述旋转垂直轴(5)的下端上方大约11. 5_。
7.根据权利要求I所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述油泵(9)的所述吸孔(9a)具有大约3mm。
8.根据权利要求I所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述油泵(9)能够通过所述倾斜孔(12)将润滑油(2)离心地驱动达能够被润滑的区域。
9.根据权利要求8所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述旋转垂直轴(5)在倾斜的吸管(12)的上端上具有用于将润滑油(2)分配到能够被润滑的区域的分配孔(5a)。
10.根据权利要求9所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述分配孔 5a)形成用于从所述旋转垂直轴(5)的内部(14)到所述外部(15)的油分配的通道。
11.根据权利要求10所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述旋转垂直轴(5)具有除气孔(5b)。
12.根据权利要求11所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述除气孔(5b)位于所述倾斜孔(12)的上端上，并相对于倾斜孔(12)在所述分配孔(5a)下方。
13.根据权利要求11所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，所述除气孔(5b)相对于所述旋转垂直轴(5)的所述轴向轴与所述分配孔(5a)垂直相对。
14.根据权利要求11所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，除了所述倾斜孔(12)的区域、与所述油泵(9)结合的区域和所述分配孔(5a)的区域之外，所述旋转垂直轴(5)在其内部(14)中是实心的。
15.根据权利要求10所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统，其特征在于，除了所述倾斜孔(12)的区域、与所述油泵(9)结合的区域、所述分配孔(5a)的区域和所述除气孔(5b)的区域之外，所述旋转垂直轴(5)在其内部(14)中是实心的。
16.用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，所述轴特征在于，其包括在其内部(14)中的倾斜孔(12)，倾斜的吸管(12)相对于所述旋转垂直轴(5)的中心线具有倾斜度。
17.根据权利要求16所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述倾斜孔(12)的轴向轴相对于所述旋转垂直轴(5)的轴向轴的中心线具有锐角的倾斜度。
18.根据权利要求17所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述倾斜孔(12)的所述轴向轴相对于所述旋转垂直轴(5)的所述中心线具有在从2.4°至2. 7°的范围内的倾斜角度。
19.根据权利要求18所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述倾斜孔(12)具有其从所述旋转垂直轴(5)的所述轴向中心大体偏移的轴向中心。
20.根据权利要求19所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述旋转垂直轴(5)包括在其内部(14)中的用于与油泵(9)结合的限制凹槽(13)。
21.根据权利要求20所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述限制凹槽(13)位于所述旋转垂直轴(5)的下端上方大约11.5mm。
22.根据权利要求21所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述旋转垂直轴(5)在所述倾斜孔(12)的上端具有用于将润滑油(2)分配到能够被润滑的区域的分配孔(5a)。
23.根据权利要求22所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述分配孔(5a)形成用于将油从所述旋转垂直轴(5)的内部(14)分配到所述外部(15)的通道。
24.根据权利要求23所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述旋转垂直轴(5)具有除气孔(5b)。
25.根据权利要求24所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述除气孔(5b)位于所述倾斜孔(12)的上端上，并相对于倾斜孔(12)在所述分配孔(5a)下方。
26.根据权利要求25所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，所述除气孔(5b)相对于所述旋转垂直轴(5)的所述中心线与所述分配孔(5a)垂直相对设置。
27.根据权利要求22所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，除了所述倾斜孔(12)的区域、与所述油泵(9)结合的区域和所述分配孔(5a)的区域之外，所述旋转垂直轴(5)在其内部(14)中是实心的。
28.根据权利要求24所述的用于封闭式压缩机的油泵送系统的旋转垂直轴(5)，其特征在于，除了所述倾斜孔(12)的区域、与所述油泵(9)结合的区域、所述分配孔(5a)的区域和所述除气孔(5b)的区域之外，所述旋转垂直轴(5)在其内部(14)中是实心的。
29.封闭式压缩机，其特征在于，其包括如在权利要求I至14中限定的油泵送系统或者如在权利要求15至26中限定的旋转垂直轴(5)。
全文摘要
在本发明中描述了一种泵送系统、一种用于封闭式压缩机的油泵送系统的轴以及一种包括该系统和/或轴的压缩机。根据本发明的教导，其预见到封闭式压缩机中的润滑油泵送系统的尺寸和几何形状的改变，所述封闭式压缩机具有浸在润滑油(2)中且与旋转垂直轴(5)相关联的油泵(9)，所述旋转垂直轴(5)由电马达(7)的转子(6)旋转。除了该倾斜吸管(12)中的倾斜的润滑孔之外，所述油泵送系统还包括在轴(14)的内部中增加的相对于旋转垂直轴(5)的中心线的倾斜孔(12)。除了旋转垂直轴(5)的壁(16)的厚度逐渐减小之外，该系统还展现出吸孔(9a)的尺寸和用于固定油泵(9)的位置的改变。
文档编号F04B39/00GK102900650SQ20111023066
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者F·K·罗查, M·W·佩赖拉 申请人:惠而浦股份公司