旋转压缩机及其组装方法与流程

文档序号:21366667发布日期:2020-07-04 04:42阅读:329来源:国知局
旋转压缩机及其组装方法与流程



背景技术:

旋转压缩机通常包括一个或多个旋转压缩单元或组件、用于将要压缩的流体引入压缩单元中的吸气口、排气口、主轴承以及用于驱动主轴的马达构件(例如,转子和定子)。马达构件可以在轴向方向上设置在主轴承的与压缩单元相反的一侧。根据一些设置,主轴承组件可以包括唯一的轴承(通常是两个轴承插入件),并因此在轴向方向上较长以支撑主轴。另外,一些实施方式可以在压缩单元的与主轴承相反的一侧包括轴承组件(例如,下轴承),以用于主轴的附加支撑。

一般而言,压缩机可以是高压侧或低压侧压缩机,其通常是指压缩机外壳本身内部的流体压力。例如,旋转压缩机通常是高压侧压缩机,是指压缩机外壳内部的大部分压力处于大于吸气压力的排气压力。例如,涡旋压缩机可以是高压侧的或低压侧的。低压侧是指压缩机内部的大部分压力处于吸气压力而非排气压力。

在一些压缩机中,例如在低压侧涡旋压缩机中,可以将一个或多个mig(金属惰性气体)焊塞(或其他焊接技术)在支撑部件(例如,主框架)处或附近焊接到中心壳体(罩)中的一个或多个孔中。然而,在应用于高压侧压缩机时,该技术存在缺点,因为排气压力远大于吸气压力。在高压侧压缩机中,中心壳体由于较高的(排气)压力和热膨胀而在径向方向上膨胀,从而扩大了支撑部件与中心壳体之间在径向方向上的间隙。这导致在压缩机的运行期间产生过大的噪声或声音的不良影响,并且可能降低压缩机的运行效率。当前要求保护的发明消除或取消了在上述中心壳体的预钻孔处的mig焊接。另外,与根据本文公开的组装技术将构件进行压配合的情况相比,上述将轴承和压缩构件紧固到中心壳体的mig塞焊(plugmigweld)不那么可靠。本文公开的构造和技术的一个优点在于,运行期间的声音水平以及声音质量好得多。例如,与使用mig焊接相比,尤其是考虑到快速压缩引起在旋转压缩机中产生较高的扭矩脉动以及旋转压缩机是高压侧压缩机,用于旋转压缩机的压配合具有优异的保持力。

旋转压缩机的商业应用需要更大的冷却/加热容量(hp/kw/btu)。提高容量的一种方法是增加压缩单元的数量,压缩单元通常在轴向方向上设置在主轴承下方。然而,随着压缩单元的数量、马达(定子和转子)、高度的增加,主轴长度也必须在轴向方向上增加。由于主轴长度导致主轴承不能适当地处理作用在主轴上的压缩力和磁力,因此这会引起不稳定的问题。因此,主轴的顶端部在旋转时可能在径向方向上移位并且可能遭受“摇摆”效应。除其他问题外,这具有降低整体效率的影响。一种方案可以是包括外侧轴承(即,在轴向方向上在马达上方的轴承)。然而,难以以不会不合理地抑制组装过程和技术的合理方式实现每个轴承(例如,主轴承、下轴承和上轴承[外侧轴承])在主轴上的对准。

此外,在运行期间,在马达的定子和转子之间产生强大的磁力,这引起主轴的旋转运动。除旋转外,该磁力还在部件之间产生了非常强的吸引力。转子和定子之间的空间是间隙,通常被称为“气隙”。在不包括上轴承的构造中,存在悬臂力,并且随着轴使压缩机构旋转,气隙会在一侧减小。这是磁畸变。这是一些构造和技术要求气隙比最佳气隙大的设计的一个原因。另外,在转子和定子之间的空间周围保持最小气隙需要困难的制造和组装步骤。气隙控制是悬臂轴轴承设计的显著缺点,与轴具有对准的上轴承的情况下所需的间隙相比,这些因素需要更大的间隙。此外,较小的气隙导致较高的马达运行效率。



技术实现要素:

一些实施方式包括旋转压缩机构造和用于将下轴承、主轴承和上轴承中的至少一个在主轴上对准的技术。例如,上轴承可以设置在马达上方,并且一个或多个压缩单元可以设置在主轴上的主轴承下方。可以设置上轴承板以固定并容纳上轴承,并且可以设置主轴承架以固定并容纳主轴承。可以提供中心壳体以及上盖和下盖作为压缩机的主体或外壳的构件。在一些情况下,通过将这些外壳元件与上轴承板和主轴承架一起压配合而进行组装导致两个或更多个轴承在主轴上的对准。在一些情况下,对于主轴的稳定性,不需要在轴向方向上设置在压缩单元下方的下轴承以及固定和容纳下轴承的下轴承板,因为除了主轴承和主轴承架之外,上轴承和上轴承板也提供例如作用在主轴上的力的足够的稳定性,该力由压缩、(例如,马达的)磁性材料、主轴承和马达上方的上轴承产生。

附图说明

参照附图阐述详细说明。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或相同的事物或特征。

图1示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。

图2示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的上轴承板的俯视图。

图3示出了根据一些实施方式的图2的上轴承板的剖视图。

图4示出了根据一些实施方式的图1的旋转压缩机的剖视图的一部分的放大剖视图。

图5示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的主轴承架的俯视图。

图6示出了根据一些实施方式的图5的主轴承架的剖视图。

图7示出了根据一些实施方式的图1的旋转压缩机的剖视图的一部分的放大剖视图。

图8示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的横截面。

图9示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。

图10示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。

图11示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。

图12示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的一部分剖视图。

图13示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的一部分剖视图。

具体实施方式

本文公开的技术包括用于对包括一个或多个旋转压缩单元或组件的旋转压缩机进行压配合组装的新型的构造、设置和技术。例如,该技术甚至在高运转速度下也提高压缩机本身的效率,并减少与压缩机运行相关联的噪声。此外,由于本文公开的元件(例如,上盖、中心壳体、下盖、上轴承板和主轴承架)的结构(即,形状)、元件的构造(即,位置关系)以及元件通过压配合进行的组装实现并保证了轴承对准,因此本文描述的构造和技术形成了优异的组装和制造技术。另外,压配合可以指使用力将构件压在一起。本发明将轴承和压缩构件与外壳、马达和运转齿轮进行对准和固定。

本领域普通技术人员认识到存在不同类型的压缩机。根据它们的应用,不同类型的压缩机(例如,涡旋式和旋转式)可能具有不同的优点和缺点。图1示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。

图1示出了一种双旋转压缩机,其具有在外壳的下部部分中设置在主轴承50下方和下轴承44上方的上部旋转压缩单元和下部旋转压缩单元。在这种情况下,外壳可以包括上盖60、中心壳体100和下盖150。虽然图1示出了具有两个压缩单元的双旋转压缩机,但是压缩单元的数量没有限制。例如,压缩机的一些实施方式可以包括更多的压缩单元或单个压缩单元(例如,如图8所示)。随着压缩机1内的压缩单元数量增加,主驱动轴22的长度也会在轴向方向上增加。在这样的情况下,上轴承或外侧轴承32可以实施为确保轴承(例如,上轴承32、主轴承50和下轴承44)对准并防止主驱动轴22移位。此外,压缩机的一些实施方式可以不包括下轴承44和组件。

总体而言,图1的旋转压缩机1表示具有用于上部压缩单元的上吸气口2和用于下部压缩单元的下吸气口3的压缩机,上部压缩单元具有叶片8和弹簧9、上部气缸13,下部压缩单元具有叶片10和弹簧11以及下部气缸15。为了便于描述,可以将压缩被引入相应的吸气口的流体的压缩构件称为“压缩单元”。众所周知,制冷剂气体以吸气压力被吸入到吸气口中,并被一个或多个压缩单元压缩,并以排气压力29在排气口4处排出。与高压侧压缩机的典型特征一样,压缩机的大部分外壳在运行期间处于排气压力29下。主驱动轴22沿着轴向方向和旋转压缩机1的主轴线24延伸。在该实施方式中,三个轴承包括下轴承44、主轴承50和上轴承32,但是轴承的数量没有限制。主驱动轴22在轴向方向上延伸穿过支撑并保持主驱动轴22的对准的下轴承44、主轴承50和上轴承32中的每一个的孔。主驱动轴22由定子38通过转子36驱动。马达的绕组42在轴向方向上可以在主轴承50上方并且在上轴承32下方。在定子38与转子36之间设置有气隙或间隙37。

密封端子6可以设置在上盖60的顶表面中,但是密封端子6的位置没有限制。此外,密封端子6可以具有三根引线。主驱动轴22可操作地连接以引起各个旋转压缩单元的上偏心轮12和下偏心轮14运动。随着主驱动轴22被驱动,油被向上泵送并通过油泵构件26,该油泵构件可以包括金属板挡板等。油可以流过主驱动轴22的油孔28,该油孔可能会因对主驱动轴22的驱动而倾斜,并且油可以例如通过离心力而被迫向上。

中间板40可以设置在两个旋转压缩单元之间。中间板40用作下部压缩单元的上表面,并且可以用作上部压缩单元的下表面。上部排气消声器16可以由金属板构成,可以设置在主轴承架110的上方,并且可以与主轴承架110的顶表面接触。此外,一个或多个紧固件20(例如铆钉或螺栓)可以牢固地固定上部排气消声器16、主轴承板110、两个压缩单元、中间板40和下轴承板170。紧固件20可以沿轴向方向设置。

上盖60、中心壳体100和下盖150具有大致圆形的轮廓。下盖150可以基本上是碗形的,具有基本平行于主轴线24的竖直延伸的边缘或边界。下盖150具有开口端部或面部,压缩机的构件被组装或设置在开口端部或面部中。中心壳体100基本上是圆柱体,其轴线平行于主轴线24并且与主轴22上的一个或多个轴承的一个或多个孔同轴。中心壳体100具有开口的顶端部和底端部,并且可以被称为“罩”。上盖60可以基本上是碗形的,具有基本上平行于主轴线24的竖直的边缘或边界。上盖60具有开口端部或面部,压缩机的构件在组装过程中一旦被压入适当位置就容纳在该开口端部或面部中。上盖60、中心壳体100和下盖150的边缘的形状和结构将在下面更详细地说明。中心壳体可以是金属板或钢管等。上盖60、中心壳体100和下盖可以由低碳钢制成。主轴承架110可以是铸铁,而上轴承板80可以是铸铁、压铸铝或低碳钢。

如图1所示,下轴承44和下轴承板170在轴向方向上设置在双压缩单元的下方。在一些实施方式中,无论是单旋转、双旋转还是其他的旋转压缩机都可以包括容纳并固定下轴承44的下轴承板170。下轴承板170可以在轴向方向上设置在压缩机元件(例如10)的下方。在这种情况下,如图所示,主轴22可以延伸得比下轴承板170低。

主驱动轴22可以延伸到下轴承板170下方,或者可以在轴向方向上与下轴承板170齐平或者一般高,并且这些变化可能与油被吸入离心泵28有关。在轴向方向上,主轴承架110可以设置在双压缩单元上方并且在马达构件下方,马达构件可以由转子36和定子绕组38、42组成。因此,根据一些实施方式,上轴承32和上轴承板80设置在主驱动轴22的与下轴承44或主轴承50相对的端部附近,并且在马达构件上方,马达构件可以包括转子36和定子38。该上轴承32可以被称为外侧轴承,即在马达构件上方,如图1所示。

另外,如下面更详细所述,上盖60、上轴承板80、中心壳体100、主轴承板110和下盖150的结构和物理关系允许上轴承32、主轴承50和下轴承44对准。在一些实施方式中,随着下盖150、主轴承板110、中心壳体100、上轴承板80和上盖60在组装期间被压配合在一起,轴承因上述构件的形状和结构而自对准。组装时,上轴承32、上轴承板80、主轴承50、主轴承架110、下轴承44和下轴承板170的轴线与主轴线24平行且同轴。

图2示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的上轴承板80的立体俯视图。如图所示,上轴承板80具有圆形轮廓并且可以包括一个或多个开口82,开口82可以是圆形的。开口可以是允许油通过上轴承板的气和油通道。上轴承板80具有用于收纳或容纳上轴承32的孔88,并且孔88的内周表面86接触并邻接上轴承32。孔88与主轴线24和上轴承32同轴。上轴承板80的外径部84接触上盖60的内表面62,这将在下面更详细地说明。在一些实施方式中,在外径部84与上盖60的内表面62的一部分之间可以存在径向间隙或缝隙。

图3示出了根据一些实施方式的图2的上轴承板的剖视图。如图2和图3所示,上轴承板80具有顶表面81,根据一些实施方式,该顶表面是平面的,可以是平坦的并且是光滑的。顶表面81延伸到外径部84并且垂直于主轴线24。另外,顶表面81可以在一个或多个接触点处接触上盖60的内表面62的一部分,这将在下面更详细地说明。

从顶表面81围绕上轴承板80的外径部84在轴向方向上向下延伸的是外侧竖直边缘85。外侧竖直边缘85可以被加工成平坦而光滑的,并且平行于主轴线24,垂直于顶表面81并且与上轴承32的孔同心。外侧竖直边缘85面向外,并且如下面更详细的说明,可以在各个接触点处接触上盖60的内表面的一部分。

如图3所示,垂直于外侧竖直边缘85并且在径向方向上向内延伸的是在轴向方向上面向下的面向底部的表面90。面向底部的表面90可以平行于顶表面81并且可以垂直于主轴线24。如下面更详细的说明,面向底部的表面90接触中心壳体或罩100的顶部边缘106。此外,面向底部的表面90的直径可以等于中心壳体100在径向方向上的宽度或厚度,使得在组装时,中心壳体100的外表面104和外侧竖直边缘85在径向方向上齐平或一般高。面向底部的表面90的直径可以围绕上轴承板80是均等的,并且面向底部的表面90可以被加工成平坦的并且可以是光滑的。

从面向底部的表面90在轴向方向上向下延伸的是内侧竖直边缘92,其垂直于面向底部的表面90并且与主轴线24同轴。内侧竖直边缘92可以被加工成平坦而光滑的并且面向外。如下面更详细的说明,内侧竖直边缘92在多个接触点处接触中心壳体100的内表面102的一部分。内侧竖直边缘92的外表面的直径小于外径部84的直径。换言之,内侧竖直边缘92在径向方向上延伸得不如外径部84远,而是从外径部84偏移了面向底部的表面90的径向距离(直径)。

从内侧竖直边缘92径向向内并且垂直于内侧竖直边缘92的是下部面向底部的表面94。下部面向底部的表面94面向下并且可以平行于顶表面81并且垂直于主轴线24。下部面向底部的表面94也可以加工成围绕上轴承板80是光滑而平坦的。

在一些实施方式中,倾斜表面96相对于下部面向底部的表面94向上和向内延伸到上轴承板80的底表面98。倾斜表面96相对于下部面向底部的表面94和底表面98是倾斜的。表面96被显示为倾斜的,但这没有限制,并且表面96相对于下部面向底部的表面94也可以是正交的或垂直的。上轴承板80的底表面98可以与面向底部的表面90处于相同的水平平面中或者不同的水平平面中。

在另一个例子中,由内侧竖直边缘92、下部面向底部的表面94和倾斜表面96形成的结构可以是突起或凸缘91,该突起或凸缘91在轴向方向上远离底表面98向下突出,底表面98与上轴承板82的顶表面81相对。突起91可以形成为在上轴承板80的圆周周围并且在径向方向上在一个或多个开口82外侧的连续构件。在一些例子中,突起91可以在中心壳体100的各个接触点处分段地形成在上轴承板82的圆周周围。在轴向方向上,下部面向底部的表面94可以高于上轴承孔88的底表面99。

图4示出了根据一些实施方式的图1的旋转压缩机的剖视图的一部分的放大剖视图。如下面更详细的说明,在组装时,将上盖60压配合到上轴承板80和中心壳体100上。如下面进一步详细的说明,上盖60具有在径向方向上延伸的台阶部分或肩部部分63,从而形成了表面64,该表面64可以是水平的,在该表面上可以施加力以压配合相关构件。上盖60的加工端部或边界离开肩部部分63在轴向方向上延伸,并且边界的端面66基本上是平坦的并且垂直于主轴线24。上盖60可以是由冲压操作形成的金属板边缘。此外,这可以是用于与中心壳体进行一个或多个mig焊接的表面。上盖60通常具有由外表面61的径向尺寸和内表面62的径向尺寸限定的厚度或宽度。上盖60的厚度可以是一致的,或者可以变化。

如图4所示,内侧面向下的表面68可以与内表面62正交(垂直),并且可以在径向方向上向外延伸。内侧面向下的表面68接触或邻接上轴承板80的上表面81。如图所示,内表面62和外表面61都从台阶部分或肩部部分63在轴向方向上进一步向下延伸。换言之,上盖60的端部或边界66向下延伸,并且端面66在上轴承板80下方与中心壳体100的一部分重叠。上盖60的边界的露出表面66或最终端部可以根据各种焊接的位置在轴向方向上朝下盖150进一步向下延伸,各种焊接的位置可以被设置为保持各个元件、尤其是轴承构件的对准。上盖60的内表面62可以与上轴承板80的外侧竖直边缘85接触,并且可以与中心壳体100的外表面104接触。在一些例子中,内表面62与上轴承板80和中心壳体的外表面104之间可以存在缝隙或间隙。另外,中心壳体的外侧径向表面104和外侧竖直边缘85可以在径向方向上齐平或对准。对准可以仅取决于顶部边缘106和面向底部的表面90以及内侧竖直边缘92和内表面102的接触。

如图4进一步所示,中心壳体的上端部或顶部106邻接或接触面向底部的表面90。由于这两个表面(即,上端部106和面向底部的表面90)是平坦的并且可以是光滑的并且彼此平行且垂直于主轴线24,因此可以实现上轴承32的对准。

如上所述,中心壳体100可以基本上是具有顶端部106和下端部108的中空圆柱体。顶端部106和下端部108被加工成具有在水平平面内彼此平行并且与主轴线24垂直(即正交)的平坦表面。此外,中心壳体100的轴线与主轴线24同轴。顶端部106和下端部108可以通过自旋旋转来加工,并且两个端部可以同时加工。只要端部彼此平行并且垂直于主轴线24,就可以使用其他加工技术。这些元件有助于在组装时实现并保持上轴承32、主轴承50和下轴承32在主轴22上的对准。

图5示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的主轴承架的俯视图。主轴承架110是进一步确保并保持在主轴22上的轴承对准的构件。主轴承架110通常具有圆形轮廓,其具有不同直径的元件,这将在下面进一步详细说明。图5的俯视图示出了一个或多个开口或通道112,该开口或通道可以围绕主轴承架110周期性地间隔开,并且例如允许油向下流到下盖150并且将气体向上排放到排气配件4。一个或多个开口或通道111也可以围绕主轴承架110周期性地间隔开,并且这些开口或通道111容纳多个螺栓20,这些螺栓将压缩单元固定在一起。外径部136可以与下盖150和中心壳体150的一部分都接触,这将在下面更详细地说明。在一些实施方式中,在外径部136和下盖150之间可以存在径向间隙或缝隙。

还可以在外径部136中设置凹口或切口113。如在下面更详细的说明,中心壳体100作为平面件开始,然后被卷成圆柱体,之后接下来被夹紧成圆形,使得端部在一起,成为圆柱体形状的竖直接缝。然后将接缝焊接在一起,之后将中心壳体100在公差范围内扩大到成为圆形。但是,接缝焊接会在内部和外部产生侵入物。凹口113是为了避免与侵入物接触,否则侵入物会影响轴线24的真实位置。

主轴承架110还包括用于收纳或容纳主轴承50(可以是两个轴承插入件)的孔114,并且与主轴线24和主轴承50同轴。在组装时,孔114的内周表面116与主轴承50接触或邻接。

图6示出了根据一些实施方式的图5的主轴承架的剖视图。如图所示,主轴承架110具有主外径部136,并且在主外径部136的圆周周围加工有平坦的外侧竖直边缘128。外侧竖直边缘128平行于主轴线24并且与主轴承50的孔同轴。外侧竖直边缘128的下侧与台阶状的底表面130相交并垂直。台阶状的底表面130从底表面120在径向方向上向上延伸,该底表面120在径向方向上比台阶状的底表面130更靠近主轴承50。另外,台阶状的底表面130可以在与底表面120不同的水平平面中延伸。底表面120从主轴承架110的主轴承孔的底部延伸。底表面120垂直于孔114和主轴线24,并与压缩单元的气缸面部对准,并且将其用螺栓固定到该表面上。台阶状的底表面130偏移地位于下盖150中,并且台阶状的底表面140的一部分接触下盖150的面向顶部的表面160。

在外侧竖直边缘128的上端部处,面向顶部的表面126在径向方向上向内延伸并且大致是平坦的表面。外侧竖直边缘128和面向顶部的表面126彼此垂直,并且面向顶部的表面126垂直于主轴线24。可以加工内侧竖直边缘124,该内侧竖直边缘面向外并且从面向顶部的表面126在轴向方向上延伸并且垂直于面向顶部的表面126。内侧竖直边缘124的直径小于外径部136的直径,并且内侧竖直边缘124在轴向方向上在外侧竖直边缘128上方。

与内侧竖直边缘124相交的是面向上的顶部边界表面122,该顶部边界表面122形成在轴向方向上在面向顶部的表面126上方的边界状的部件。顶部边界表面122和内侧竖直边缘124彼此垂直,并且它们的相交可以是正交的以形成拐角或者可以是圆形的等。在轴向方向上向下并且在径向方向上向内逐渐减小的是主轴承架110的具有底表面134的内侧碗形或杯形部分118的顶表面132,底表面134可以相对于面向顶部的表面126在轴向方向上升高。面向内的表面132可以是弯曲的、锥形的,并且可以是平滑的,并且从顶部边界122朝着轴承孔114向内倾斜以形成内侧碗形或杯形部分118。杯形或碗形部分118的底表面134基本上是主轴承架110的顶表面。锥形表面132在主轴承架110周围形成壁或突起,该壁或突起在径向方向上的厚度可以大于面向顶部的表面126的径向尺寸。另外,面向顶部的表面126和表面134可以处于不同的水平平面中。在一些实施方式中,面向内的表面132可以平行于主轴线24,并因此垂直于面向顶部的表面122。

图7示出了根据一些实施方式的图1的双旋转压缩机的剖视图的一部分的放大剖视图。如下面更详细的说明,下盖150、主轴承架110和中心壳体100被压配合为实现并保持在主轴22上的轴承对准。下盖150具有在轴向方向上可以在一个或多个压缩单元(例如,旋转腔室8)上方的肩部或台阶部分158。在肩部部分158处,下盖150的端部或边界边缘部分相对于下盖150的在肩部部分158下方的部分在径向方向上向外移位。

端部或边界的顶部边缘156可以是平坦的表面,并且可以是光滑的并且甚至横跨下盖150。此外,顶部边缘156可以垂直于主轴线24。沿着下盖150的内表面152,可以垂直于主轴线24的面向顶部的表面160面对并邻接主轴承架150的台阶状的下表面130的一部分。下盖的端部或边界边缘(即156)可以在轴向方向上向上延伸,以根据下盖150和中心壳体100之间的各个焊接点的需要与中心壳体100重叠。另外,在组装时,中心壳体100的下端部108接触并邻接轴承架150的面向顶部的表面126。

此外,下盖150的内表面152和下盖的外表面154从台阶或肩部部分158在轴向方向上向上延伸,并且可以垂直于面向顶部的表面160。因此,如图所示,主轴承架110的外侧竖直边缘128邻接并接触下盖150的内表面152的在轴向方向上在台阶部分158上方的部分。此外,内表面152接触并邻接中心壳体100的外表面104。这两个接触部之间可能有间隙,并且可能彼此滑动配合。另外,轴承对准可能不取决于这些表面。如图7进一步所示,内表面102的一部分接触并邻接主轴承架110的内侧竖直边缘124。另外,在台阶部分158和部分示出的压缩单元的吸气配件之间可以在轴向方向上存在比图7中所示的间隙更大的间隙。

图8示出了根据一些实施方式的具有单个压缩单元的旋转压缩机的剖视图。如上所述,压缩机气缸或单元的数量(例如,单个或两个)没有限制。图8示出了包括单个压缩单元(至少由元件208、202示出)的实施方式。示出的压缩机的其他元件或部分可以被省略,因为它们相同或相似。

图1和图8所示的实施方式之间的区别在于,图8的压缩机包括压配合的元件,例如顶盖260、中心壳体300、底盖350和主轴承架310,但是不包括上轴承板。因此,在组装时,将上盖260压配合到中心壳体300上。特别地,中心壳体300的顶端部306接触并邻接上盖260的内侧面向下的表面268。类似于以上描述,内侧面向下的表面268基本上是平坦的并且可以垂直于主轴线22。此外,中心壳体300的外表面304的一部分可以接触或邻接上盖260的内表面262的一部分。在一些实施方式中,可以提供间隙或缝隙。另外,如图所示,上盖260具有在径向方向上延伸的台阶部分或肩部263,从而形成了水平平面264,可以在该水平平面264上施加力以对构件压配合。此外,虽然可以在上盖260和中心壳体100之间示出间隙,但是该间隙可以变化或者可以没有间隙。

图8的压缩机200的实施方式还包括:主轴承轴222、保持下轴承的下轴承板370、上部排气消声器216以及一个或多个紧固件220。此外,设置有用于与包括转子236和定子238的马达构件连接的密封端子206,在上盖中设置有排气配件204,但是排气配件204的位置不限于所示出的位置。此外,主轴承250支撑主轴222,并且设置在主轴承架310内。

关于主轴承架310、中心壳体300和下盖350的界面,相互作用和接触表面可以与上面描述的相同或相似。此外,构件的物理结构(形状)和物理关系可以与上面描述的相同。

图9是根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。图9示出了其中不包括下轴承、下轴承组件和下轴承板以及相关联的构件的实施方式。未讨论的其他元件与上面描述的相同或相似。此外,图9示出了两个压缩单元,然而,图9中所示的实施方式和相关联的描述可以应用于其中包括单个压缩单元的实施方式,例如关于图1所示和所述的压缩机。在图9所示的实施方式中,不包括下轴承和下轴承板的压缩机包括主轴承50,并且主轴承架110可以包括上轴承32和上轴承板80,如关于图1所示和所述,该上轴承32和上轴承板80在轴向方向上位于马达构件上方。图9还示出了上盖60、中心壳体100和下盖150。在图9所示的实施方式中,压缩载荷可以由主轴承50和上轴承32适当地处理,因此不需要下轴承和组件。

图9示出了下板408,其在轴向方向上设置在一个或多个压缩单元3、202下方。如图所示,主轴22可以不延伸到压缩单元构件下方。下板408具有用于实现吸油管402的开口或通道,吸油管402具有允许油被吸到管402中的开口403。油管402可以随主轴22旋转并且可以压配合到轴的下端部中。使用螺栓等将下板408紧固至压缩组件。

此外,主轴22的下端部搁置在具有用于管402的间隙的中心孔的止推垫圈406上。止推垫圈406由下板408保持在适当位置。此外,轴推力表面407基本上设置在吸油管402从主轴伸出的露出位置。此外,示出了上排气阀76和下排气阀77。油可以从吸油管402中的开口403借助于离心力通过主轴70中的通道向上泵送。另外,在一些实施方式中,油桨或推进器78可以设置在主轴上,并且油挡板74可以设置在排气配件4附近以限制油被排出。

下面描述本文公开的旋转组件的实施方式的各种组装或制造步骤和技术。所描述的步骤和技术不限于它们被公开的顺序,并且在每个实施方式中并非每个步骤都是必需的。另外,可能存在所使用的未具体讨论的其他步骤或技术。此外,这些步骤可以适用于本文所述的任何实施方式,而不仅是下面具体提及的实施方式。

传统的方法使用某种类型的c形框架的装配机构将关键构件保持对准,同时在组件上以具有足够间隙插入外壳。外壳具有与关键构件对准的孔,然后焊接程序通过这些孔将这些部件固定在一起。对准取决于组装机构,将外壳连接至对准的部件上,然后释放该机构。然而,在使用该机器时,机器的对准以及主轴和轴承组件的对准非常关键,并且中心壳体和内部部件之间必须有间隙,并且通过中心壳体中的孔进行焊接。例如,使用c形框架的机器,通过孔进行焊接是必须的,因为需要以这种方式固定或保证轴承的对准。在一些实施方式中,如本文所述,本发明将压缩机的元件压配合,并且这些元件、尤其是轴承由于各个部件的物理结构而自对准。在这些实施方式中,不需要与上面类似的通过中心壳体中的孔进行的焊接来保持轴承的对准。

主轴承50以及压配合对准和固定方法包括对主轴承架110进行加工并且对主轴承50进行钻孔,以使主轴承50与内侧竖直边缘124同轴并且垂直于面向顶部的表面126。在加工边缘和表面(例如122、124、12、128、136、130、120中的一个或多个)之后,可以将主轴承架110与压缩单元或机构预组装。定子38可以通过感应加热中心壳体100而预先压入到位。可以将主轴承架110放置到下盖150中,使得底表面130的一部分接触表面160。

中心壳体100在主轴承架110上对准,使得中心壳体的内表面102被压在主轴承架110的内侧竖直边缘124上,而外表面104被压在下盖150的内表面152上,因此中心壳体100的下端部108被压入由内表面152和外侧竖直边缘124形成的狭槽或缝隙中。该步骤确保了主框架的主轴承与主轴线24同轴。当中心壳体100的下端部108与面向顶部的表面126接触时,压力构件的运动停止。

此外,中心壳体100组件可以预先压在主轴承架110和压缩包子组件(例如,压缩单元、主轴承架110、主轴22、下板150)上。然后,可以将该子组件放置在下盖子组件(例如,下盖150、安装脚、焊接到盖中的吸气配件)中,然后将整个组件压在一起,然后进行点焊。

在一些实施方式中,下盖150可以首先被定位在类似于碗的夹具中,其中夹具支撑件在台阶部分158的外表面154的平坦的面向下的表面下方。然后,可以将主轴承架110和压缩包子组件定位在下盖中,直到主轴承架110的面向底部的表面130的一部分搁置在下盖150的表面160上。然后,可以将壳体子组件定位并压到内侧竖直边缘124和中心壳体100的内表面152的上述缝隙上。下盖150的内表面152将在中心壳体100的外表面104上滑动配合。然后将整个组件压在一起,进行点焊,然后进行最终处理。

对于任一种替代方式,载荷都与反作用点对准,使得使通过组装造成的任何力矩最小化以避免变形。小的点焊基本上冻结了对准以及挤压操作期间施加的预紧力。

随后,将上盖60压配合到先前的组件上,其中在上盖60的肩部部分63的水平表面64上施加有载荷。外侧竖直边缘85和中心壳体100的外表面104与上盖60的内表面62滑动配合。

载荷可以与罩的上表面上的反作用点对准;从而使通过组装造成的任何力矩最小化以避免变形。当组件在力的作用下保持在一起时,可以进行数次小点焊;它们基本上冻结了对准以及在挤压操作期间施加的预紧力。然后,使用钨极惰性气体(tig)对上盖和下盖进行点焊,焊缝通过金属惰性气体(mig)焊接。

图10示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。图10示出了包括上盖560、中心壳体600和下盖650作为外壳元件的实施方式。在该实施方式中,应用与上面描述的相同或相似的技术,并且上轴承32和上轴承板80分别与下轴承532和下轴承板580相似,并且主轴承50和主轴承架110分别与主轴承550和主轴承框架610相似。然而,如图所示,下轴承板580和主轴承架610各自的取向相对于上述描述和实施方式是上下颠倒的或相反的。如图所示,主轴承架610位于压缩机的顶部部分中,并且与下轴承板580相对于马达构件相对。主轴承架610和下轴承板580的对准和固定与以上关于其他实施方式所讨论的相同或相似。换言之,构件如上所述进行加工,并压配合以实现轴承对准。

图10所示的实施方式还示出了密封端子506、排气配件504、用于上部压缩单元的上吸气口或配件502、用于下部压缩单元的下吸气口或配件503、马达转子536和马达定子538,它们类似于上面描述的元件。

如上所述,具有开口403的吸油管402被压入主轴522的下端部中。如图10所示,也可以设置油挡板505。图10还示出了关于以上其他实施方式讨论的轴推力表面601。然而,它可以设置在轴522的端部和下轴承板580上。还示出了上排气阀576和下排气阀577、马达转子536、马达定子538,

以下步骤描述了图10所示的实施方式的组装。步骤的顺序没有限制,并且可能存在未具体公开的其他步骤。

下盖650可以首先被定位在类似于碗的夹具中,其中夹具支撑件在台阶部分658的外表面654的平坦的面向下的表面下方。然后,可以将下轴承板580定位在下盖650中,直到其搁置在下盖650内的台阶658上。

然后可以将中心壳体600子组件(包括定子)定位并压到下轴承板580上。与上面说明的组件的描述类似,下盖650的内表面将在壳体100的外表面上滑动配合。然后可以将组件压在一起并进行点焊。

整个压缩机构可以离线进行次组装,并且这包括:轴522、主框架、滚子、气缸13、15、叶片8、9、子板和顶板以及排气阀。在替代方式中,仅将主轴522、主框架以及可能的下部滚子、叶片8、9和气缸13、15进行次组装。

随后,对转子528进行感应加热,并将轴/框架子组件插入到转子528的孔中。然后将子组件降低到中心壳体100中,并将轴522的端部插入到下轴承532孔中。在插入到轴承中之后,组装步骤与上面描述的步骤类似,但步骤相反,在此不进行重复。将主轴承架610的外侧竖直边缘628压配合到中心壳体602的内表面中,直到外侧竖直边缘628与中心壳体600的端面一致地接触。

然后将上盖560径向对准,然后挤压工具必须在上盖560的表面上接触564,并向下挤压以与主轴承架610的顶表面626的一部分接触。其余的最后步骤与上面描述的步骤相似。

此外,关于排气配件504和密封端子506,密封端子和排气配件中的任一个或两者都可以设置在上盖60的侧面,这可以提供用于连接至不同的系统设计和用于运输的优点。图11示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的剖视图。图11中所示的一些元件可以与上面描述的元件相同或相似,并且可以在此不进行重复。图11示出了主轴承架610、用于每个压缩单元的上吸气配件502和下吸气配件503、上盖560、中心壳体600、下盖650和下轴承板580、马达转子536、马达定子538、具有开口403的吸油管402。在一些实施方式中,主轴上可以包括油桨578。可以通过主轴的运行通过离心力泵送油,并通过吸油管402将油吸走。

在图11所示的旋转压缩机中,密封端子506被示出为设置在水平定位的上盖560的侧面的一部分上。此外,排气配件504设置在上盖560的该侧面的另一部分上。排气配件504也水平设置,而不是如其他附图所示的竖直放置。还可以包括油挡板505以限制油。

图12示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的一部分剖视图。图12中所示的一些元件可以与上面描述的元件相同或相似,并且在此可以不进行重复。例如,除了这里未具体列出的其他元件之外,图11示出了上盖560、用于每个压缩单元的上吸气配件502和下吸气配件503、主轴承架610和中心壳体100。如图所示,在旋转压缩机的一些实施方式中,密封端子506可以设置在中心壳体600的侧面上,并且端子水平地突出。如图所示,密封端子506可以设置在上盖560和中心壳体600的界面或重叠的下方,并且可以在轴向方向上设置在主轴承和主轴承架610下方。此外,如图所示,密封端子可以在轴向方向上设置在绕组42上方。另外,密封端子506和上盖560的端面566之间在轴向方向上的间隙或距离可能比所示的大,使得例如可以在上盖560和中心壳体600的接缝处进行焊接。

另外,将排气配件4在上盖60的侧面设置在水平位置提供了流体的水平排出,这对于油分离和最小化油循环速率具有优势。此外,将密封端子6设置在中心壳体100的侧面使组装过程更容易,并且如果将密封端子6设置在中心壳体100的该侧面上,则其可以连接至定子引线块。

根据上述实施方式,旋转压缩机包括上盖60、中心壳体100和下盖150。旋转压缩机可以包括两个或更多个压缩单元。在这种情况下,如关于图1所示和所述,压缩机包括主轴承50、主轴承架110、上轴承32和上轴承板80。在这种情况下,如上面描述的实施、构造和组装,可以包括或不包括下轴承44和下轴承板170。

此外,旋转压缩机可以包括单个旋转压缩单元。在这种情况下,旋转压缩机可以包括上盖60、中心壳体100和下盖150。此外,旋转压缩机可包括主轴承50、主轴承架110、上轴承32和上轴承板80。在这种情况下,如上面描述的实施、构造和组装,可以包括或不包括下轴承和下轴承板。在具有单个旋转压缩单元的旋转压缩机的一些实施方式中,旋转压缩机可以包括主轴承、主轴承架、下轴承和下轴承板,并且如上面描述的实施、构造和组装,可以不包括上轴承和上轴承架。

图13示出了根据一些实施方式的旋转压缩机的一部分剖视图。在图13的旋转压缩机中示出的一些元件与图10中的那些相同或相似,因此在此不进行重复。

根据图13所示的一些实施方式,主轴承架710不接触上盖560,并且可以不包括在径向方向上向外突出的外侧竖直边缘628。相反,竖直边缘724是围绕主轴承架710在径向方向上的最外边缘。在这种情况下,竖直边缘724可以接触中心壳体的内表面602,并且在组装期间内表面602相对于主轴承架610滑动。在这种情况下,主轴承架610设置为低于上盖560和中心壳体600的界面。相应地,上盖560和中心壳体600如上面关于图8所述的那样彼此邻接并接触。换言之,上盖560的肩部部分的内表面邻接并接触中心壳体600的顶端部分,并且中心壳体600的外表面相对于在轴向方向上位于上盖560的肩部部分下方的上盖560的内表面滑动配合。

图13的实施方式与前述实施方式的另一个不同之处在于,压配合是基于各个构件(例如上盖60、中心壳体100和下盖构件150)的低碳钢的应力-应变曲线上的屈服点以下的力进行的。

在图13的实施方式中,采用了压配合技术,该压配合技术实际上使拉伸的中心罩100材料超出其塑性屈服点屈服。这意味着永久变形。由于会出现这种情况,主轴承架710的外径部(例如,竖直边缘724)必须是连续的;没有中断。

另外,主轴承架710的外径部(例如,竖直边缘724)必须大于中心壳体100的内径部602,并且还必须在外径部的下平面上具有锥形截面(例如,竖直边缘724)。因此,制造主轴承架710并将其压配合到中心壳体100内部的适当位置。该实施方式具有使得其能够自由地将关键构件定位在中心壳体100的端部之间而不是在中心壳体100的一个端部上的优点。

下面是图13中所述和所示的实施方式的组装步骤的例子。中心壳体100必须加工成使得每个开口端部都平行,并且它们垂直于中心线轴线24。通过感应加热中心壳体100而将定子538插入罩中。从顶部将轴522插入到主轴承架710中(因为偏心部分阻止了替代方法)。主框架与其排气阀、盖等完全组装在一起。

步骤还包括感应加热转子536并将主框架/轴的子组件向下插入,使得轴在其冷却之前穿过转子536到达其最终位置。将直立的中心壳体100/定子538子组件在适当对准和力势能的竖直挤压下设置到中心线下板定位器中。上压板上下移动,并与下压板完全平行。然后,将主框架/轴/转子子组件插入到罩/定子子组件的顶部中,直到转子536通过定子538内部并且当主框架710的锥形部分接合到罩的内径部602中时,组件停止。如果转子538包含永磁体,则需要一些转子/定子间隔辅助。此时,主框架直径部710太大而不能进一步下降。

然后,随着平板向下移动,对准的压力机接合。平板在其位置上垂直于压缩机罩的中心线。上板670被设计成使得在操作期间在中心壳体100内移动的延伸部分是从罩662的顶边缘到插入主框架的点661的设计距离。

当板到达主框架子组件的上边缘时,锥形边缘开始插入中心壳体100中。随着压力迫使主框架的直径将中心壳体600的内径部602扩大到刚好超过材料的屈服点,该力急剧上升。

当上板670与中心壳体100的顶部边缘完全接触时,挤压操作结束。假设所有挤压和构件的精度均符合要求,则主框架现在位于框架对准平面上。

然后可以将整个子组件放置在下盖上,这可以使下轴承板在适当位置。例如,下轴承板和下盖可应用于该实施方式。必须将轴522接合到下轴承孔中,然后可以如前述替代方式中所述的那样将组件挤压在一起、进行点焊接。

尽管已经以对于结构特征和/或方法动作专用的语言描述了主题,但是应该理解,所附权利要求书中限定的主题不必限于所描述的特定特征或动作。相反,公开的特定的特征和动作作为实现权利要求的示例形式。

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