螺杆压缩机和空调系统的制作方法

文档序号:29621254发布日期:2022-04-13 13:23阅读:129来源:国知局
螺杆压缩机和空调系统的制作方法

1.本发明涉及压缩机领域,具体而言,涉及一种螺杆压缩机和空调系统。


背景技术:

2.图1示出了一种相关技术的螺杆压缩机的结构示意图;图2示出了另一种相关技术的螺杆压缩机的结构示意图。结合图1和2所示,螺杆压缩机包括壳体和设置在壳体内转子组件。转子组件包括设置在壳体内的阳转子3和与阳转子3啮合的阴转子2,阳转子3包括阳转子轴和沿阳转子轴并排布置的第一阳转子本体3a和第二阳转子本体3b,第一阳转子本体3a和第二阳转子本体3b的螺旋方向相反。阴转子2包括阴转子轴和沿阴转子轴并排设置的第一阴转子本体2a和第二阴转子本体2b,第一阴转子本体2a和第二阴转子本体2b的螺旋方向相反。第一阴转子本体2a和第一阳转子本体3a啮合,第二阴转子本体2b和第二阳转子本体3b啮合。
3.螺杆压缩机的进气口在沿螺杆压缩机的轴向上位于第一阳转子本体和第二阳转子本体相接处,进气口引入的待压缩的冷媒朝螺杆压缩机的轴向的两端流动,压缩机还包括分别位于螺杆压缩机的轴向的两端的两个排气口。排气口用于排出被阳转子和阴转子压缩后的冷媒。第一阳转子本体和第一阴转子本体形成第一压缩部,第二阳转子本体和第二阴转子本体形成第二压缩部。
4.螺杆压缩机还包括两个承载部件1,两个承载部件1分别位于转子组件的两端。螺杆压缩机还包括分别安装在两个承载部件1上的两个径向轴承4。径向轴承4套设在阳转子轴上。螺杆压缩机还包括分别安装在两个承载部件1上的第一推力轴承5a和第二推力轴承5b。第一推力轴承5a和第二推力轴承5b用于承受方向相反的推力。
5.图2示出了另一中相关技术的螺杆压缩机的结构示意图,该螺杆压缩机与图1所示的螺杆压缩机的不同在于第一推力轴承5a和第二推力轴承5b安装在同一个承载部件1上。
6.相关技术中,第一阳转子本体和第二阳转子本体相对于转子组件的中心对称地布置,第一阴转子本体和第二阴转子本体相对于转子组件的中心对称地布置,使得转子组件受到第一压缩部和第二压缩部轴向气体力数值相等、方向相反,从而达到平衡轴向力的目的。
7.但在实际实施过程中,由于制造偏差的影响,第一、第二压缩部对各自的轴向气体力必然存在一定的偏差,使得第一压缩部和第二压缩部的轴向力合力不能完全抵消,即在整个转子组件中出现一个轴向方向随机、数值随机的合力,从而将整个轴系随机地推向两排气端面中的一个,造成该侧转子排气端面与壳体端面接触、摩擦,导致故障发生。因此仍不可避免地需要推力轴承承载限位,而由于合力方向的随机性,使得推力轴承需要满足两个方向均能够承载限位的要求,最终导致压缩机总成的尺寸、成本的增加,并一定程度上降低轴系运行的机械效率,增大润滑油量的需求。


技术实现要素:

8.本发明旨在提供一种螺杆压缩机和空调系统。
9.根据本发明实施例的一个方面,提供了一种螺杆压缩机,螺杆压缩机包括:
10.壳体;以及
11.转子组件,可转动地设置在壳体内,以压缩壳体与转子组件之间的腔体内的冷媒。
12.在一些实施例中,转子组件配置成受力总和在转子组件的轴向上的分力的方向不变。
13.在一些实施例中,转子组件包括:
14.阳转子,包括阳转子轴和设置在阳转子轴上的阳转子本体;以及
15.阴转子,包括与阳转子轴平行的阴转子轴和设在和阴转子轴上的阴转子本体,阴转子本体和阳转子本体啮合。
16.在一些实施例中,
17.阳转子本体包括沿阳转子轴的轴向并排设置的第一阳转子本体和第二阳转子本体,第一阳转子本体和第二阳转子本体的螺旋方向相反;
18.阴转子本体包括沿阴转子轴的轴向并排设置的第一阴转子本体和第二阴转子本体,
19.其中,第一阴转子本体与第一阳转子本体啮合,以形成第一压缩部,第二阴转子本体与第二阳转子本体啮合,以形成第二压缩部,第一压缩部配置成吸气压力和排气压力的差值不同于第二压缩部的吸气压力和排气压力的差值,以使转子组件受力总和在转子组件的轴向上的分力的方向不变。
20.在一些实施例中,
21.第一压缩部包括设在壳体上的第一进气口和设在壳体上的第一排气口;以及
22.第二压缩部包括设在壳体上的第二进气口和设在壳体上的第二排气口。
23.在一些实施例中,
24.第一进气口和第一排气口在轴向上的间距不同于第二吸气口与第二排气口在轴向上的间距。
25.在一些实施例中,第一排气口沿转子组件的轴向延伸的长度不同于第二排气口沿转子组件的轴向延伸的长度。
26.在一些实施例中,第一压缩部还包括设在壳体上的第一补气口;第二压缩部还包括设在壳体上的第二补气口,
27.第一补气口与第一进气口在转子组件的轴向上的间距不同于第二补气口与第二进气口在转子组件的轴向上的间距;和/或
28.第一补气口流通面积不同于第二补气口的流通面积。
29.在一些实施例中,
30.第一进气口位于第一压缩部的邻近第二压缩部的一端,第一排气口位于第一压缩部的远离第二压缩部的一端;或
31.第一进气口位于第一压缩部的远离第二压缩部的一端,第一排气口位于第一压缩部的邻近第二压缩部的一端。
32.在一些实施例中,螺杆压缩机还包括与转子组件连接的电机,电机包括:
33.定子;以及
34.转子,可转动地设置在定子的内腔中,并与阳转子轴或阴转子轴连接,定子和转子的沿电机的轴向错位布置,以使转子受到沿电机的轴向的电磁力。
35.在一些实施例中,转子组件的轴向是水平的。
36.在一些实施例中,转子组件的轴向是竖直的。
37.在一些实施例中,第一阴转子本体和第二阴转子本体之间具有间隙。
38.在一些实施例中,螺杆压缩机还包括分别设在阴转子的两端的承载部件,第一阴转子本体和第二阴转子本体均与承载部件之间具有间隙。
39.在一些实施例中,
40.第一阴转子本体和阴转子轴之间套设有滑动轴承;以及。
41.第二阴转子本体和阴转子轴之间套设有滑动轴承。
42.在一些实施例中,
43.第一阴转子本体和阴转子轴之间的轴承在阴转子轴的轴向上凸出于第一阴转子本体;
44.第二阴转子本体和阴转子轴之间的轴承在阴转子轴的轴向上凸出于第二阴转子本体。
45.在一些实施例中,阴转子本体可转动地套设在阴转子轴上。
46.在一些实施例中,
47.阴转子本体与阴转子轴滑动配合;或
48.阴转子本体与阴转子轴之间套设有滚动轴承;或
49.阴转子本体与阴转子轴之间套设有滑动轴承。
50.在一些实施例中,螺杆压缩机还包括润滑油流路,润滑油路包括:
51.第一孔道,沿阴转子轴的轴向延伸;以及
52.第二孔道,沿阴转子轴的径向由第一孔道延伸至阴转子轴的外周面。
53.在一些实施例中,阴转子本体与阴转子轴之间套设有滑动轴承,润滑油流路还包括设置在滑动轴承上的第三孔道,第三孔道与第二孔道连通。
54.在一些实施例中,滑动轴承的外周面上设置有与第三孔道连通的环形槽。
55.在一些实施例中,阴转子轴的外周面上设置有凹陷部,第二孔道的出口端位于凹陷部的底部。
56.在一些实施例中,阴转子本体的内周面上设置有沿阴转子轴的周向延伸的沟槽,沟槽与第二孔道连通。
57.在一些实施例中,壳体的邻近第一孔道的出口端的一端设置有第一进油孔,第一进油孔与阳转子本体和阴转子本体之间的冷媒腔室连通,第一孔道的出口端与第一进油孔连通。
58.在一些实施例中,螺杆压缩机还包括位于第一孔道的出口端的第一承载部,第一承载部上设置有第一轴承腔,第一轴承腔用于安装承载阳转子轴的轴承,第一孔道的出口端与第一轴承腔连通。
59.在一些实施例中,第一轴承腔沿润滑油的流动方向位于第一孔道的出口端的下游,且位于第一进油孔的上游。
60.在一些实施例中,壳体的邻近第一孔道的进口端的一端设置有第二进油孔,第二进油孔与阳转子本体和阴转子本体之间的冷媒腔室连通,润滑油流路的进口与第二进油孔和第一孔道的进口端均连通。
61.在一些实施例中,螺杆压缩机还包括位于第一孔道的进口端的第二承载部,第二承载部上设置有第二轴承腔,第二轴承腔用于安装承载阳转子轴的轴承,第二轴承腔与润滑油流路的进口连通。
62.在一些实施例中,第二轴承腔沿润滑油的流动方向位于润滑油流路的进口的下游,且位于第二进油孔的上游。
63.在一些实施例中,阴转子本体的端面上设置有与第一孔道连通的储油槽以及连通储油槽和阴转子的齿槽的流道。
64.在一些实施例中,储油槽和流道设在阴转子本体的吸气端的端面上。
65.在一些实施例中,阴转子本体包括沿阴转子轴的轴向并排设置的第一阴转子本体和第二阴转子本体,第一阴转子本体的邻近第二阴转子本体的一端为吸气端。
66.在一些实施例中,阳转子轴包括用于连接电机的转子的连接段,连接段设置有止转平面,止转平面与阳转子轴的轴线平行。
67.在一些实施例中,连接段还设置有用于限制电机转子相对于阳转子轴沿阳转子轴的轴向移动的限位台阶面,限位台阶面与止转平面相交叉。
68.在一些实施例中,限位台阶面与止转平面一一对应地设置。
69.在一些实施例中,限位台阶面与阳转子轴的轴线垂直。
70.在一些实施例中,止转平面为多个,多个止转平面沿阳转子轴的周向并排布置。
71.在一些实施例中,转子组件包括阳转子和与阳转子啮合的阴转子,阳转子包括阳转子轴和套设在阳转子轴的阳转子本体,阳转子本体包括在阳转子轴螺旋地延伸的第一齿,
72.其中,(阳转子齿根直径d1-阳转子齿芯直径dc1)/中心距a=18%-50.6%,(阳转子齿顶直径d1-阳转子节圆直径dt1)/中心距a=36.4%-50.6%,
73.阳转子齿根直径d1为阳转子的第一齿的根部与阳转子的轴线的距离;
74.阳转子齿芯直径dc1为阳转子本体的轴孔的直径;
75.阳转子齿顶直径d1为第一齿的顶部与阳转子的轴线的距离;
76.阳转子节圆直径dt1为阳转子和阴转子的接触点到阳转子的轴线的距离;
77.中心距a为阴转子和阳转子的轴线之间的距离。
78.在一些实施例中,阳转子本体的长度为l1,其中,l1/d1=1.0-1.9。
79.在一些实施例中,阳转子的扭转角为250-320deg。
80.在一些实施例中,阴转子包括阴转子轴和套设在阴转子轴上的阴转子本体,阴转子本体包括在阴转子轴的轴向上螺旋地延伸的多个第二齿,多个第二齿相互平行,相邻两个第二齿形成与阳转子相适配的齿槽,
81.其中,(阴转子齿根直径d2-阴转子中心孔直径dc2)/中心距a=17.4%-46%。/中心距a=-3.6%-6.8%,
82.阴转子齿根直径d1为第二齿的根部与阴转子的轴线的距离;
83.阴转子中心孔直径dc2为阴转子轴的轴孔的直径;
84.阴转子齿顶直径d2为第二齿的顶部与阴转子的轴线的距离;以及
85.阴转子节圆直径dt2为阳转子和阴转子的接触点到阴转子8的轴线的距离。
86.在一些实施例中,阴转子本体的长度为l2,其中l2/d2=0.8-1.2。
87.在一些实施例中,
88.阳转子本体包括沿阳转子轴并排布置的第一阳转子本体和第二阳转子本体,第一阳转子本体与第二阳转子本体的螺旋方向相反;以及
89.阴转子本体包括沿阴转子轴并排布置的第一阴转子本体和第二阴转子本体,第一阴转子本体与第一阳转子本体啮合,第二阳转子本体与第二阴转子本体啮合。
90.在一些实施例中,螺杆压缩机还包括设在阴转子的两端的承载部件,承载部件的邻近阴转子的一侧设置有防撞击部件。
91.在一些实施例中,防撞击部件的材质为铜。
92.根据本发明的另一方面,还提供了一种空调系统,该空调系统包括上述的螺杆压缩机。
93.应用本发明的技术方案,螺杆压缩机包括壳体以及转子组件,转子组件可转动地设置在壳体内,以压缩壳体与转子组件之间的腔体内的冷媒。
94.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
95.为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
96.图1示出了一种相关技术的螺杆压缩机的结构示意图;
97.图2示出了另一种相关技术的螺杆压缩机的结构示意图;
98.图3示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的结构示意图;
99.图4示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的工作原理图;
100.图5示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的转子组件的结构示意图;
101.图6示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子的结构示意图;
102.图7示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子的纵截面的示意图;
103.图8示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图;
104.图9示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阴转子的纵截面的示意图;
105.图10示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的局部放大图;
106.图11示出了图10中a处的局部放大图;
107.图12示出了图10中b处的局部放大图;
108.图13示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的轴瓦的结构示意图;
109.图14示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阴转子轴的立体结构示意图;
110.图15示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子与电机的结构示意图;
111.图16示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子的结构示意图;
112.图17示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的另一可选的阳转子的结构示意图;
113.图18示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子和阴转子的立体结构示意图;
114.图19示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子和阴转子的横截面的结构示意图;
115.图20示出了本发明的第一实施例的螺杆压缩机的阳转子和阴转子的型线的示意图;
116.图21示出了本发明的第二实施例的螺杆压缩机的结构示意图;
117.图22示出了本发明的第二实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图;
118.图23示出了本发明的第二实施例的螺杆压缩机的阴转子的轴瓦的结构示意图;
119.图24示出了本发明的第二实施例的螺杆压缩机的阴转子轴的结构示意图;
120.图25示出了本发明的第二实施例的螺杆压缩机的端面的结构示意图;
121.图26示出了本发明的第二实施例的螺杆压缩机的阴转子的横截面的结构示意图。
122.图27示出了本发明的第三实施例的螺杆压缩机的结构示意图;
123.图28示出了本发明的第三实施例的螺杆压缩机的阳转子和阴转子的横截面的结构示意图;
124.图29示出了本发明的第四实施例的螺杆压缩机的结构示意图;
125.图30示出了本发明的第五实施例的螺杆压缩机的结构示意图;
126.图31示出了本发明的第六实施例的螺杆压缩机的结构示意图;以及
127.图32示出了本发明的第七实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图;
128.图33示出了本发明的第八实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图;以及
129.图34示出了本发明的第九实施例的螺杆压缩机的结构示意图。
具体实施方式
130.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
131.实施例一
132.图3示出了本实施例的螺杆压缩机的结构示意图,图4示出了本实施例的螺杆压缩机的工作原理图。图5示出了本实施例的螺杆压缩机的转子组件的结构示意图。
133.结合图3至5所示,本实施例的螺杆压缩机包括壳体3和转子组件,转子组件可转动地设置在壳体3内,以压缩壳体3与转子组件之间的腔体内的冷媒。
134.在本实施例中,转子组件配置成受力总和在转子组件的轴向上的分力的方向不变,因此本实施例的螺杆压缩机可仅设置承受一个方向的轴向力的推力轴承1,改善了相关技术中存在的因压缩机的转子受到的轴向力的方向不确定而需要设置可承受方向相反的两个轴向力的两个推力轴承的问题。
135.转子组件包括阳转子4和阴转子8。阳转子4包括阳转子轴4c以及设置在阳转子轴上的阳转子本体。在一些实施例中,阳转子本体包括沿阳转子轴4c的轴向并排设置的第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b,第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b的螺旋方向相反。
136.阴转子8包括与阳转子轴4c平行的阴转子轴8c以及设置在阴转子轴8c上的阴转子本体。阴转子本体包括沿阴转子轴8c的轴向并排设置的第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b。第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b螺旋方向相反。
137.螺杆压缩机还包括设置在壳体3的沿转子组件的轴向的两端两个承载部件6。螺杆压缩机还包括套设在阳转子轴4c上的两个径向轴承2。两个径向轴承2分别安装在两个承载部件6。
138.螺杆压缩机6还包括套设在阳转子轴4c上的推力轴承1,推力轴承1安装在一个承载部件6上。
139.第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b相对于转子组件的中心线对称地布置。第一阴转子本体8a和第二阴转子本体4b相对于转子组件的中心线对称地布置。
140.在一些实施例中,第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b相抵接,第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b的交界面垂直于转子组件的轴向,第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b对称地布置在交界面的两侧。
141.第一阴转子本体8a和第二阴转子本体4b相抵接,第一阴转子本体8a和第二阴转子本体4b对称地布置在上述的交界面的两侧。
142.在本实施例中,第一阴转子本体8a与第一阳转子本体4a啮合,以形成第一压缩部,第二阴转子本体4b与第二阳转子本体4b啮合,以形成第二压缩部。
143.第一压缩部包括设在壳体3上的第一进气口和设在壳体3上的第一排气口10a;第二压缩部包括设在壳体3上的第二进气口和设在壳体3上的第二排气口10b。
144.在本实施例中,第一进气口位于第一压缩部的邻近第二压缩部的一端,第一排气口10a位于第一压缩部的远离第二压缩部的一端;第二进气口位于第二压缩部的邻近第一压缩部的一端,第二排气口10b位于第二压缩部的远离第一压缩部的一端。
145.在一些实施例中,第一进气口和第二进气口相连,以形成一个整体的进气口,该进气口位于转子组件的轴向的中部,第一排气口10a和第二排气口10b分别位于转子组件的轴向的两端。如图4所示,进气口设置在第一压缩部和第二压缩部的相交处,冷媒由进气口进入到螺杆压缩机的内部后分成两部分,两部分冷媒分别向转子组件的两端流动。
146.如图5所示,第一排气口10a沿轴向延伸的长度为l1,第二排气口10b沿轴向延伸的长度为l2,l1大于l2。
147.阳转子4转动的过程中压缩阴转子的齿槽中的冷媒,当阴转子8转动至其齿槽与排气口连通时,完成对冷媒的压缩。因此,排气口在转子组件的轴向上的尺寸越大,排气口与进气口之间的距离越小,相应的压缩部的吸气压力和排气压力的差值也就越小。
148.在本实施例中,第一进气口和第一排气口10a在轴向上的间距不同于第二吸气口与第二排气口10b在轴向上的间距,第一压缩部的吸气压力和排气压力的差值不同于第二压缩部的吸气压力和排气压力的差值,因此第一压缩部施加给转子组件的轴向力不同于第二压缩部施加给转子组件的轴向力,第一压缩部施加给转子组件的轴向力和第二压缩部施
加给转子组件的轴向力的合力的方向固定,且可保证在压缩部因加工误差、吸气压力不均等造成施加给转子组件的轴向力波动时转子组件所承受的轴向力的方向不变。
149.在另一些实施例中,第一进气口位于第一压缩部的远离第二压缩部的一端,第一排气口位于第一压缩部的邻近第二压缩部的一端;第二进气口位于第二压缩部的远离第一压缩部的一端,第二排气口位于第二压缩部的邻近第一压缩部的一端。
150.在一些实施例中,第一排气口和第二排气口相连,以形成一个整体的排气口,该排气口位于转子组件的轴向的中部,第一进气口和第二进气口分别位于转子组件的轴向的两端。
151.如图5所示,第一压缩部还包括设在壳体上的第一补气口11a;第二压缩部还包括设在壳体3上的第二补气口11b。
152.在一些实施例中,第一补气口11a与第一进气口在轴向上的间距不同于第二补气口11a与第二进气口在轴向上的间距。第一压缩部相对于第二压缩部提前或滞后补气,从而使得第一压缩部和第二压缩部内冷媒施加给转子组件的轴向力差值能够抵消压缩部因加工误差、吸气压力不均等造成施加给转子组件的轴向力波动,从而保证转子组件所承受的轴向力的方向不变。
153.在一些实施例中,第一补气口11a流通面积不同于第二补气口11b的流通面积,从而使得第一压缩部和第二压缩部内冷媒施加给转子组件的轴向力不同,从而使得转子组件所承受的轴向力的方向不变。
154.在本实施例中,转子组件的轴向是水平。
155.图6示出了本实施例的螺杆压缩机的阳转子的结构示意图,图7示出了图6纵截面的结构示意图。
156.结合图6和图7所示,阳转子4包括第一阳转子本体4a和与第一阳转子本体4a一体的阳转子轴4c。阳转子4包括与第一阳转子本体4a沿阳转子轴4c并排设置的第二阳转子本体4b。第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b的螺旋方向相反。
157.第二阳转子本体4b设置有与阳转子轴4c相适配的中心孔,第二阳转子本体4b套设在阳转子轴4c。第二阳转子本体4b相对于阳转子轴4c固定,以随阳转子轴4c转动。
158.图8示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图,图9示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子的纵截面的示意图。
159.结合图8和图9所示,阴转子8包括阴转子轴8c和沿沿阴转子轴8c的轴向并排设置的第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b。第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b螺旋方向相反。
160.第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b均具有中心孔,第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b均可转动地套设在阴转子轴8c上。
161.结合体图3-4以及图6-9所示,螺杆压缩机还包括用于驱动阳转子4转动的电机5。阳转子轴4c与电机5的转子同轴并连接。
162.图10示出了螺杆压缩机的局部的结构示意图,如图3和10所示,螺杆压缩机还包括设在阴转子8的轴向的第一端的第一承载部件6a和设在阴转子8的轴向的第二端的第二承载部件6b。第一承载部件6a和第二承载部件6b上均设有用于承载阳转子轴4c的径向轴承2。第二承载部件6b上还设有推力轴承1,推力轴承1套设在阳转子轴4c上。第一承载部件6a位
于阴转子8的邻近电机5的一端。
163.阴转子轴8c的两端分别安装在第一承载部件6a和第二承载部件6b上,阴转子轴8c相对于承载部件6固定。第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b均可转动地套设在阴转子轴8c上。
164.阳转子4在电机5的带动下转动时,第一阳转子本体4a驱动与其啮合的第一阴转子本体8a转动,第二阳转子本体4b驱动与其啮合的第二阴转子本体8b转动。
165.第一阴转子本体8a和阴转子轴8c之间套设有轴承;第二阴转子本体8b和阴转子轴8c之间套设有轴承。
166.在一些实施例中,轴承包括滑动轴承9。滑动轴承9包括轴瓦。图13轴瓦的结构示意图。
167.结合图10所示,轴承包括套设在第一阴转子本体8a和阴转子轴8c之间的第一滑动轴承9a和第二滑动轴承9b。第一滑动轴承9a位于第一阴转子本体8a的邻近第一承载部件6a的一端,第二滑动轴承9b位于第一阴转子本体8a的邻近第二阴转子本体8b的一端。
168.轴承包括套设在第二阴转子本体8b和阴转子轴8c之间的第三滑动轴承9c和第四滑动轴承9d。第三滑动轴承9c位于第二阴转子本体8b的邻近第一阴转子本体8a的一端,第四滑动轴承9d位于第二阴转子本体8b的邻近第二承载部件8b的一端。
169.如图11所示,第二滑动轴承9b在阴转子轴8c的轴向上凸出于第一阴转子本体8a,第三滑动轴承9c在阴转子轴8c的轴向上凸出于第二阴转子本体8b。第二滑动轴承9b和第三滑动轴承9c抵接,从而使得第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b之间存在间隙,从而避免在螺杆压缩机工作的过程中,第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b之间发生干涉。
170.如图12所示,第一滑动轴承9a在阴转子轴8c的轴向上凸出于第一阴转子本体8a的邻近第一承载部件6a的一端,第一滑动轴承9a与第一承载部件6a抵接,第一阴转子本体8a与第一承载部件6a之间存在间隙。
171.在一些实施例中,第四滑动轴承9d凸出于第二阴转子本体8b的邻近第二承载部件6b的一端,以使第二阴转子本体8b与第二承载部件6b存在间隙。
172.在一些实施例中,第一阳转子本体4a的邻近第二阳转子本体4b的一端在阴转子轴8c的轴向上凸出于第一阴转子本体8a。第二阳转子本体4b的邻近第一阳转子本体4a一端阴转子轴8c的轴向上凸出于第二阴转子本体。
173.第一阳转子本体4a的远离第二阳转子本体4b的一端与第一阴转子本体8a平齐,并与承载部件6之间存在间隙,以避免在转子组件在转动的过程中与承载部件6发生干涉。
174.第二阳转子本体4b的远离第一阳转子本体4a的一端与第二阴转子本体8b平齐,并与承载部件6之间存在间隙,以避免在转子组件在转动的过程中与承载部件6发生干涉。
175.在本实施例中,滑动轴承9与第一阴转子本体8a或第二阴转子本体8b固定,滑动轴承9随第一阴转子本体8a或第二阴转子本体8b相对于阴转子轴8c转动而产生摩擦。因此,滑动轴承9采用耐磨的材料、如锡青铜等。
176.为了降低滑动轴承9的摩擦或摩擦产生的热量,阴转子轴8c上设置有用于向滑动轴承9和第二转子8c之间输送冷却液或润滑液的流路。
177.结合图10和14所示,流路包括第一孔道14和第二孔道15,第一孔道14沿阴转子轴8c的轴向延伸;第二孔道15沿阴转子轴8c的径向由第一孔道延伸至阴转子轴8c的外周面。
178.图15示出了本实施例的螺杆压缩机的阳转子和电机的转子的结构示意图。图16示出了本实施例的螺杆压缩机的阳转子的立体结构示意图。
179.结合图15和图16所示,阳转子轴4c包括用于连接电机5的转子的连接段,连接段设置有止转平面4e,止转平面4e与阳转子轴4c的轴线平行。电机转子5b上设置有与连接段相适配的安装孔。阳转子4的连接段插入到电机转子5b的安装孔内后,阳转子4与电机转子5b止转配合,从而使得阳转子4随电机转动。
180.如图16所示,连接段的止转平面4e由圆柱形的轴去除一部分形成,在形成止转平面4e的同时,在连接段和圆柱形段的交界处形成一个限位台阶面4d。限位台阶面4d用于限制电机转子5b相对于阳转子轴4c沿阳转子轴4c的轴向移动。
181.限位台阶面4d和止转平面4e一一对应地设置,限位台阶面4d和止转平面4e相交叉。
182.在一些实施例中,限位台阶面4d与阳转子轴4c的轴线垂直。
183.如图16所示,连接段的止转平面4e为两个,两个止转平面4e沿阳转子轴4c的周向并排布置。在图16所示的实施例中,两个止转平面4e沿阳转子轴4c的周向间隔180度。两个止转平面4e平行,从而形成扁平轴段。
184.阳转子4的连接段由原圆柱形的轴通过加工对称铣平而成,连接段的止转平面4e距离轴心的距离为轴直径的75%-85%即可。连接段的厚度过大,电机5转动时无法驱动阳转子4转动,容易出现阳转子4相对于电机转子5b滑动的现象;连接段厚度过小,扁平轴段自身的强度和抗弯性能会变差,甚至比开设定位键槽的结构还差。
185.相关技术中为了实现阳转子4的阳转子轴4c与电机转子5b的定位,需要在阳转子轴4c和电机转子5b设置键槽,以实现阳转子轴4c和电机转子5b的周向定位。为了实现阳转子轴4c和电机转子5b的轴向定位,需要在阳转子轴4c设置定位轴肩。
186.本实施例中,通过在圆柱形的轴的基础上去除一部分形成了止转平面4e和限位台阶面4d,从而实现了阳转子轴4c和电机转子5b的轴向定位和轴向定位,采用上述设计的螺杆压缩机具有结构简单、成本低廉和强度可靠的优点。
187.如图17所示,在一些实施例中,止转平面4e为多个,多个止转平面4e沿阳转子轴4c的周向并排布置。
188.如图18所示,在一些实施例中,阳转子4包括阳转子轴4c和阳转子本体4g,阳转子本体4g上设置有与阳转子轴4c相适配的轴孔,阳转子本体4g套设在阳转子轴4c上。阴转子8包括阴转子轴8c和阴转子本体8g,阴转子本体8g上设置有与阴转子轴8c相适配的轴孔。阴转子本体8g套设在阴转子轴8c上。
189.阳转子本体4g与阳转子轴4c通过键连接,或者阳转子本体4g与阳转子轴4c过盈配合。阴转子本体8g和阴转子轴8c通过键连接,或者阴转子本体8g和阴转子轴8c过盈配合。
190.阳转子轴4c和阴转子轴8c的中的至少一个的材质为金属,例如45号钢。
191.阳转子本体4g和阴转子本体8g中的至少一个的材质为金属或非金属,阳转子本体4g和阴转子本体8g的材质可以为45号钢、聚醚醚酮(peek)、珠光体型球墨铸铁(qt600-3)、不锈钢s30408和25号钢中的一种。
192.阳转子轴4c上设置的阳转子本体4g的数量可以为1个、2个或者3个。在一些实施例中,阳转子本体4g包括并排设在阳转子轴4c上的第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b。
第一阳转子本体4a的螺旋方向与第二阳转子本体4b的螺旋方向相反。
193.阴转子轴8c上设置的阴转子本体8g的数量可以为1个、2个或者3个。阴转子轴8c上设置的阴转子本体8g与阳转子轴4c上设置的阳转子本体4g一一对应地布置,阳转子本体4g与相应的阴转子本体8g啮合。
194.阳转子本体4g和阳转子轴4c为分体式结构,阴转子本体8g和阴转子轴8c为分体式结构。阳转子本体4g和阴转子本体8g上设置有与相应的转轴相适配的轴孔,轴孔的尺寸影响到阳转子本体4g和阴转子本体8g的刚度,从而影响到螺杆压缩机实际运行时转子的变形情况。
195.如图19所示,阳转子4包括在阳转子轴4c的周向上螺旋地延伸的第一齿。阴转子8包括在阴转子轴8c的周向上螺旋地延伸的第二齿。阴转子8包括多个平行的第二齿,相邻的第二齿之间形成与第一齿相适配的齿槽。在本实施例中,阳转子4包括平行地设置的5个第一齿,阴转子8包括平行地设置的6个第二齿。
196.本实施例中,针对孔的尺寸影响到阳转子本体4g和阴转子本体8g的刚度的问题,对阳转子4和阴转子8的参数进行了优化。
197.结合图19和20所示,阳转子4的参数包括阳转子齿根直径d1、阳转子齿芯直径dc1、阳转子齿顶直径d1和阳转子节圆直径dt1。阳转子齿根直径d1为第一齿的根部与阳转子4的轴线的距离。阳转子齿芯直径dc1为阳转子本体4g的轴孔的直径。阳转子齿顶直径d1为第一齿的顶部与阳转子4的轴线的距离。阳转子节圆直径dt1为阳转子4和阴转子8的接触点到阳转子4的轴线的距离。
198.中心距a是指阴转子8和阳转子4的轴线之间的距离。
199.其中,(阳转子齿根直径d1-阳转子齿芯直径dc1)/中心距a=18%-50.6%。(阳转子齿顶直径d1-阳转子节圆直径dt1)/中心距a=36.4%-50.6%。
200.阴转子8的参数包括阴转子齿根直径d2、阴转子中心孔直径dc2、阴转子齿顶直径d2和阴转子节圆直径dt2。阴转子齿根直径d1为第二齿的根部与阴转子8的轴线的距离。阴转子中心孔直径dc2为阴转子本体8g的轴孔的直径。阴转子齿顶直径d2为第二齿的顶部与阴转子8的轴线的距离。阴转子节圆直径dt2为阳转子4和阴转子8的接触点到阴转子8的轴线的距离。
201.(阴转子齿根直径d2-阴转子中心孔直径dc2)/中心距a=17.4%-46%。(阴转子齿顶直径d2-阴转子节圆直径dt2)/中心距a=-3.6%-6.8%。
202.单个阳转子本体4g的轴向长度为l1,单个阳转子本体4g的直径为d1,其中,l1/d1=1.0-1.9。
203.单个阴转子本体8g的轴向长度l2,单个阴转子本体8g的直径为d2,其中,l2/d2=0.8-1.2,优选地,l2/d2=1。
204.在一些实施例中,阳转子的扭转角范围250-320deg。转子端面型线从吸气端到排气端,圆周方向上扭转的角度即扭转角——例如,当一个型线扭转了一周360
°
后,此时端面型线与扭转前完全吻合。
205.实施例二
206.图21示出了本实施例的螺杆压缩机的截面结构示意图,图22示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图。
207.结合图21和图22所示,本实施例的螺杆压缩机在实施例一的基础上细化了润滑油流路,本实施例中,阴转子本体可转动地套设在阴转子轴8c上。阴转子本体8g与阴转子轴8c之间套设有滑动轴承9。
208.润滑油流路包括第一孔道14和第二孔道15,第一孔道14,沿阴转子轴8c的轴向延伸;第二孔道15沿阴转子轴8c的径向由第一孔道延伸至阴转子轴8c的外周面,以向滑动轴承9和转子本体之间输送润滑油。
209.图23示出了本实施例的螺杆压缩机的滑动轴承9的结构示意图,结合图21至23所示,润滑油流路还包括设置在滑动轴承9上的第三孔道92,第三孔道92与第二孔道15连通。第三孔道92沿滑动轴承9的厚度方向延伸。
210.滑动轴承9的外周面上设置有与第三孔道92连通的环形槽91。滑动轴承9套设在阴转子本体的中心孔中后,环形槽可存储一定的滑动轴承9工作时所需的润滑油。
211.阴转子本体的内周面上设置有沿阴转子轴8c的周向延伸的沟槽22,沟槽22与第二孔道15连通。在一些实施例中,沟槽22与环形槽91相连通。沟槽22也可以存储滑动轴承所需的润滑油。
212.图24示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子轴的结构示意图,结合图22和24所示,阴转子轴8c的外周面上设置有凹陷部8f,第二孔道15的出口端位于凹陷部8f的底部。在滑动轴承9套设在阴转子轴8c上后,凹陷部8f形成与第三孔道92相连通的腔室,有利于改善因装配误差导致第三孔道92和第二孔道15无法对准且连通的问题。
213.结合图21和图25所示,壳体3的邻近第一孔道14的出口端的一端设置有第一进油孔23,第一进油孔23与阳转子本体和阴转子本体之间的冷媒腔室连通,第一孔道14的出口端与第一进油孔23连通。
214.螺杆压缩机还包括位于第一孔道14的出口端的第一承载部6a,第一承载部6a上设置有第一轴承腔,第一轴承腔用于安装承载阳转子轴4c的轴承,第一孔道14的出口端与第一轴承腔连通。
215.第一轴承腔沿润滑油的流动方向位于第一孔道14的出口端的下游,且位于第一进油孔23的上游。
216.如图25所示,第一孔道14的进口端引入的润滑油的一部分经第二孔道15和第三孔道92输送到滑动轴承9和阴转子本体之间,另一部分输送到第一轴承腔中润滑第一轴承腔中的轴承,第一轴承腔与第一进油孔23连通,以使第一轴承腔排出的润滑油进入到阴转子和阳转子之间的压缩腔。
217.壳体3的邻近第一孔道14的进口端的一端设置有第二进油孔20,第二进油孔20与阳转子本体和阴转子本体之间的冷媒腔室连通,润滑油流路的进口17与第二进油孔20和第一孔道14的进口端均连通。
218.螺杆压缩机还包括位于第一孔道14的进口端的第二承载部6b,第二承载部6b上设置有第二轴承腔,第二轴承腔用于安装承载阳转子轴4c的轴承,第二轴承腔与润滑油流路的进口17连通。
219.第二轴承腔沿润滑油的流动方向位于润滑油流路的进口17的下游,且位于第二进油孔20的上游。
220.本实施例中,润滑油流路的进口17引入的润滑油的一部分进入到阴转子8上的第
一孔道14,另一部分经第二轴承腔由第二进油孔20进入到阴转子和阳转子之间的压缩腔。
221.在本实施例中,阴转子本体包括沿阴转子轴8c的轴向并排设置的第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b,第一阴转子本体8a的邻近第二阴转子本体8b的一端为吸气端。
222.阳转子本体包括沿阳转子轴4c的轴向并排设置的第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b,第一阳转子本体4a和第二阳转子本体4b的螺旋方向相反。第一阴转子本体8a与第一阳转子本体4a啮合,以形成第一压缩部,第二阴转子本体8b与第二阳转子本体4b啮合,以形成第二压缩部。
223.第一压缩部的吸气端位于其邻近第二压缩部的一端,第一压缩部的远离第二压缩部的一端为排气端。第二压缩部的吸气端位于其邻近第一压缩部的一端,第二压缩部的远离第一压缩部的一端为排气端。
224.第一进油孔23设在第一压缩部的排气端,第二进油孔设在第二压缩部的排气端。
225.如图26所示,阴转子本体的端面上设置有与第一孔道14连通的储油槽26以及连通储油槽26和阴转子8的齿槽25的流道24。
226.在一些实施例中,储油槽26与滑动轴承9与阴转子本体之间的间隙连通,以收集滑动轴承9与阴转子本体之间的润滑油。滑动轴承9与阴转子本体之间的润滑油经储油槽26和流道24进入到阴转子8的齿槽中。
227.储油槽26和流道24设在阴转子本体的吸气端的端面上。在一些实施例中,第一阴转子本体的吸气端的端面和第二阴转子本体的吸气端的端面上均设置有储油槽26和流道24。
228.如图21所示,本实施例的润滑油流路还包括设在润滑油流路的进口处的第一节流塞18和设在第一孔道14的出口端的第二节流塞19。
229.实施例三
230.图27示出了本实施例的螺杆压缩机的纵截面的结构示意图,图28示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子和阳转子的横截面的结构示意图。
231.结合图27和图28所示,本实施例与实施例二的不同在于,本实施例的阳转子和阴转子的数量均为一个。
232.实施例四
233.图29示出了本实施例的螺杆压缩机的结构示意图,结合图29所示,本实施例的螺杆压缩机与实施例一的不同在于:
234.螺杆压缩机,其特征在于,还包括与转子组件连接的电机5,电机5包括定子5a和转子5b。转子5b可转动地设置在定子5a的内腔中,并与阳转子轴4c或阴转子轴8c连接,定子5a和转子5b的沿电机的轴向错位布置,以使转子5b受到沿电机的轴向的电磁力。
235.电机的定子5a与电机的转子5b之间形成闭合回磁路后,电机转子5b作为载流导体会受到电磁力的拉动,由于存在轴向错位l,电磁力的拉动方向不再只切向于转子5b外圆,而是同时向相反于转子轴向偏移方向的一侧产生一电磁力,即此时转子所受电磁力合力可分解出一个轴向方向上的电磁力,对于永磁变频电机,这一电磁力在电机5a定子与转子5b之间会始终存在。对
236.于三相异步电动机,这一电磁力在电机接通电源后定子5a与转子5b之间随即会产生;对于阳转子4而言,即出现一个与气体力轴向分力相同方向的电磁力,确保了转子轴系
始终只受到一个固定方向的轴向力,因而只需要一套推力轴承即-正推力轴承即可,整个机构中无反向推力轴承;螺杆式压缩机多采用转子横向布置,即阳转子4和阴转子8轴线水平布置,因此所需的电磁力只需稍大于轴系的最大静摩擦力即可。
237.实施例五
238.图30示出了本实施例的螺杆压缩机的结构示意图,如图30所示,本实施例与实施例1的不同在于:
239.螺杆压缩机还包括设在承载部件6的内侧的防撞击部件12,防撞击部件12的材质为铜。
240.考虑到第一阳转子本体和第二阳转子本体的结构并非完全一致,且传统压缩机中阳转子4的轴向力较大,因此阳转子仍然沿用传统气体力承载方式,即采用圆柱滚子轴承与角接触轴承。
241.第一阴转子本体和第二阴转子本体结构完全一致,阴转子本体和阴转子轴之间设置有滑动轴承9,以平衡径向力。单个阴转子产生的轴向力相对较小,两个阴转子产生的轴向力相互抵消的前提下,理论上并不需要添加任何轴向承载结构。但实际使用过程中,开机前两对阴转子并未受到相反方向的轴向力而相互贴紧,会产生轴向晃动,晃动距离即为阴阳转子之间的齿面啮合间隙,以及停机前,转子反转带来轴向不稳定。为了解决轴向不稳定的小间隙晃动,在电机侧与非电机侧轴承座中分别嵌入一个铜环,铜环厚度略高于铜环腔深度,使铜环略高出端面0.03~0.05mm(转子啮合间隙),在压缩机开机前与停机后,阴转子产生不稳定轴向晃动时,铜环可顶住阴转子,使转子不至于擦伤轴承座端面。由于端面存在油膜以及铜环本身材质较软,铜环与阴转子端面不会产生刮伤。
242.实施例六
243.图31示出了本实施例的螺杆压缩机的结构示意图,如图31所示,本实施例与实施例一的不同在于:阴转子轴8c和阴转子本体之间设置有滚动轴承13。阴转子本体包括沿阴转子轴8c的轴向并排布置的第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b。
244.第一阴转子本体8a和阴转子轴8c之间设置有第一滚动轴承。在一些实施例中,第一滚动轴承为两个。可选地,两个第一滚动轴承分别位于第一阴转子本体8a的两端。
245.第二阴转子本体8b和阴转子轴8c之间设置有第二滚动轴承。在一些实施例中,第二滚动轴承为两个。可选地,两个第二滚动轴承分别设在第二阴转子本体8b的两端。
246.实施例七
247.图32示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图,如图32所示,本实施例的螺杆压缩机与实施例一的不同在于:阴转子本体和阴转子轴8c之间滑动配合。阴转子本体包括沿阴转子轴8c的轴向并排布置的第一阴转子本体8a和第二阴转子本体8b。
248.阴转子轴8c采用硬质合金材料,第一阴转子本体8a和第二阴转子本体采用自润滑非金属材料。
249.螺杆压缩机还包括用于箱阴转子轴8c和阴转子本体之间输送润滑油的润滑油流路。润滑油流路包括设在阴转子轴8c上的第一孔道14和第二孔道15。第一孔道14沿阴转子轴8c的轴向延伸,第二孔道15沿阴转子轴的径向延伸。第二孔道15由第一孔道14延伸至阴转子轴的周面上,以向阴转子轴8c和阴转子本体之间输送润滑油。
250.实施例八
251.图33示出了本实施例的螺杆压缩机的阴转子的结构示意图。如图33所示,本实施例与实施例七的不同在于:阴转子本体的数量为一个。
252.实施例九
253.图34示出了本实施例的螺杆压缩机的结构示意图。如图34所示,本实施例与实施例一的不同在于:螺杆压缩机的转子组件的轴向为竖直方向,从而使得转子组件在工作的过程中的受力的总和在轴向上的分力的方向不变。转子组件在工作的过程中的受力的总和在轴向上的分力的方向朝下,因此本实施例的螺杆压缩机可仅安装一个推力轴承。
254.以上仅为本发明的示例性实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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