申请/专利权人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司

申请日：2018-12-06

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN109386463B

主分类号：F04C18/02

分类号：F04C18/02;F04C29/04;F04C27/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2019.03.22#实质审查的生效;2019.02.26#公开

摘要：本发明提供一种压缩机。该压缩机包括动盘1、冷却管和曲轴3，冷却管穿设在曲轴3内，且冷却管的部分设置在动盘1的密封部内，冷却管随动盘1同步运动，并相对于曲轴3转动。根据本发明的压缩机，能够有效降低密封部件处的温度。

主权项：1.一种压缩机，其特征在于，包括动盘（1）、冷却管和曲轴（3），所述动盘（1）具有涡旋齿，所述涡旋齿的端部具有密封部，所述冷却管穿设在所述曲轴（3）内，且所述冷却管的部分设置在所述动盘（1）的密封部内，所述冷却管随所述动盘（1）同步运动，并相对于所述曲轴（3）转动。

全文数据：压缩机技术领域本发明属于空气压缩技术领域，具体涉及一种压缩机。背景技术无油空气涡旋压缩机的最大工作压力约1.0MPa，压比达到10，采用风冷装置对动静涡旋盘进行冷却的情况下，最大工作压力下的排气温度达到170℃。动静涡旋盘齿顶开设密封槽，密封槽内部设置密封部件，密封部件要求具有较高的耐温性，一般要求密封部件材料耐高温达到200℃以上，兼顾具有很好的耐磨性，实际压缩机运行过程中密封部件容易出现高温熔化，导致整机无法打气。为实现整机的可靠运行，单独从材料方面提升耐温性难度比较大，通过设置动静涡旋盘的风冷仍然不能有效的降低密封部件处的温度，同样存在密封部件失效的可能性。发明内容因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种压缩机，能够有效降低密封部件处的温度。为了解决上述问题，本发明提供一种压缩机，包括动盘、冷却管和曲轴，冷却管穿设在曲轴内，且冷却管的部分设置在动盘的密封部内，冷却管随动盘同步运动，并相对于曲轴转动。优选地，冷却管的进口和出口之间形成压差，以使冷却液经从进口流经密封部后从出口流出。优选地，动盘的中心处设置有轴向通孔，动盘的密封部开设有密封槽，曲轴上开设有安装孔，密封槽通过轴向通孔与安装孔连通，冷却管从曲轴的尾部进入，经安装孔、轴向通孔和密封槽后原路折返，并从曲轴的尾部伸出。优选地，安装孔相对于曲轴的中心轴线的偏心量与动盘相对于曲轴的中心轴线的偏心量相同。优选地，安装孔为圆孔；和或，轴向通孔为圆孔。优选地，密封部还包括设置在密封槽内的密封部件，密封部件与密封槽之间形成安装冷却管的安装槽，冷却管与密封部件接触。优选地，安装槽的宽度大于冷却管的直径且小于冷却管直径的1.5倍。优选地，安装槽为矩形槽或椭圆槽，冷却管的进管和出管在安装槽内并排设置。优选地，密封槽的尾部呈圆弧状弯折。优选地，压缩机还包括冷却液箱，冷却液箱包括通过隔板隔开的第一腔体和第二腔体，隔板上设置有节流孔，第一腔体和第二腔体通过节流孔连通，冷却管的出口伸入第一腔体内，冷却管的进口伸入第二腔体内，冷却管的出口高度低于冷却管的进口高度，且冷却管的进口和出口能够同时伸入液面下。优选地，冷却管的出口位于第一腔体的液面下，曲轴具有使冷却管的进口位于第二腔体的液面下的第一转动角度，以及使冷却管的进口位于第二腔体的液面上的第二转动角度。优选地，第一腔体的顶部设置有连接口，第一腔体通过连接口连通至排气压力；和或，第二腔体的顶部设置有开口，第二腔体通过开口连通至大气。优选地，隔板的底端设置有连通第一腔体和第二腔体的连通口。优选地，冷却管为软管。优选地，位于安装孔内的冷却管外套设有防护套。优选地，冷却管的进管和出管外分别套设有防护套，位于进管的防护套延伸至进管的下垂段，位于出管外的防护套延伸至出管的下垂段。本发明提供的压缩机，包括动盘、冷却管和曲轴，冷却管穿设在曲轴内，且冷却管的部分设置在动盘的密封部内，冷却管随动盘同步运动，并相对于曲轴转动。压缩机的动盘密封部内设置有冷却管，因此能够通过位于密封部内的冷却管对密封部的密封部件形成更加有效的冷却，降温效果更佳，避免了动静涡旋盘密封部件在较高温环境下工作，容易出现磨损和熔融的问题，有效延长了密封部件的使用寿命，提高了整体的可靠性，同时由于冷却管能够随动盘同步运动，并且相对于曲轴转动，因此使得冷却管在动盘内的设置能够顺利实现，不会影响动盘的运行，同时可以对动盘进行更加充分的冷却，有效解决了现有技术中动盘由于运动状态的限制而导致的冷却水管的布置难以实现的问题。附图说明图1为本发明实施例的压缩机处于第一状态的剖视图；图2为图1的A处的放大结构图；图3为图1的压缩机在曲轴尾端的局部放大图；图4为本发明实施例的压缩机处于第二状态的剖视图；图5为本发明实施例的压缩机的动盘的立体结构图；图6位本发明实施例的压缩机的冷却管在动盘内部分的结构示意图。附图标记表示为：1、动盘；2、支架；3、曲轴；4、驱动电机；5、冷却液箱；6、隔板；7、连接口；8、开口；9、进管；10、出管；11、密封部件；12、节流孔；13、第一腔体；14、第二腔体；15、密封槽；16、轴向通孔；17、安装孔；18、安装槽；19、连通口。具体实施方式结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，压缩机且冷却管的部分设置在动盘1的密封部内，冷却管随动盘1同步运动，并相对于曲轴3转动。压缩机的动盘1的密封部内设置有冷却管，因此能够通过位于密封部内的冷却管对密封部的密封部件11形成更加有效的冷却，降温效果更佳，避免了动静涡旋盘密封部件在较高温环境下工作，容易出现磨损和熔融的问题，有效延长了密封部件11的使用寿命，提高了整体的可靠性；同时由于冷却管能够随动盘1同步运动，并且相对于曲轴3转动，因此使得冷却管在动盘1内的设置能够顺利实现，不会影响动盘的运行，同时可以对动盘进行更加充分的冷却，有效解决了现有技术中动盘1由于运动状态的限制而导致的冷却水管的布置难以实现的问题。在本实施例中，曲轴3的中心轴线水平设置。压缩机还包括支架2和驱动电机4，其中支架2为曲轴3的安装提供支撑结构，驱动电机4与曲轴3驱动连接，驱动曲轴3转动，进而通过曲轴3驱动动盘1平动，使得动盘1与静盘之间空间发生连续挤压变化，实现对空气的压缩。在本实施例中，冷却管的进口和出口之间形成压差，以使冷却液经从进口流经密封部后从出口流出。通过在冷却管的进口和出口之间形成压差，可以在该压差的作用下将冷却液从进口压到出口，使得冷却液的流动无需增加冷却水循环泵，直接利用压差作用就能够实现冷却液流动，对动盘的密封部件11形成有效密封，整机结构更加简单，更加易于实现。在本实施例中，动盘1的中心处设置有轴向通孔16，动盘1的密封部开设有密封槽15，曲轴3上开设有安装孔17，密封槽15通过轴向通孔16与安装孔17连通，冷却管从曲轴3的尾部进入，经安装孔17、轴向通孔16和密封槽15后原路折返，并从曲轴3的尾部伸出。本实施例中，冷却管在动盘1上的设置路径与动盘1上的密封槽15的结构相同，例如为螺旋形，此时冷却管也设置为螺旋形，从而能够保证冷却管可以充分分布在动盘1的密封槽15的各个位置，对动盘1的密封部件11形成更加有效的冷却，降低密封部件11工作时的温度，有效延长密封部件11的使用寿命。优选地，安装孔17相对于曲轴3的中心轴线的偏心量与动盘1相对于曲轴3的中心轴线的偏心量相同，安装孔17与曲轴偏心部同轴设置。此种结构能够保证冷却管设置在曲轴3的安装孔17的内部，并且使得冷却管相对于动盘1无运动。在曲轴3转动的过程中，动盘1平动不自转，曲轴偏心部既自转又绕曲轴3的中心轴线公转，冷却管相对于曲轴偏心部转动，并在曲轴偏心部的带动作用下平动，由于曲轴偏心部与动盘1之间仅发生相对转动，因此，使得与曲轴偏心部之间仅发生相对转动的冷却管能够随动盘1一同平动，使得冷却管在动盘1内的设置成为现实。在本实施例中，冷却管为一根水管，该水管从曲轴3的尾端进入安装孔17，然后经轴向通孔16之后，进入密封槽15，并沿着密封槽15的结构设置，并在到达密封槽15的尾部之后弯折，然后沿着原路折返回来，并经轴向通孔16再次进入到安装孔17，然后经安装孔17从曲轴尾部穿出，实现冷却管的设置。优选地，安装孔17为圆孔；和或，轴向通孔16为圆孔，从而便于冷却管在安装孔17和轴向通孔16内的设置，并且不会影响冷却管相对于曲轴3的转动，转动阻力更小。在本实施例中，密封部还包括设置在密封槽15内的密封部件11，密封部件11与密封槽15之间形成安装冷却管的安装槽18，冷却管与密封部件11接触。动盘1的密封部件11扣在并排设置的进管9和出管10上，且内侧壁与冷却管接触，外侧壁与密封槽15接触，从而能够实现与冷却管之间的有效换热，提高密封部件11的换热效率。由于冷却管与密封部件11直接接触，因此能够更加有效地降低密封部件11的温度。优选地，安装槽18在动盘1的轴向上的宽度大于或等于冷却管的直径且小于冷却管直径的1.5倍，能够使得冷却管的进管9和出管10可以尽可能地沿着动盘1的径向设置，而非沿着轴向设置，从而使得进管9和出管10均能够尽可能地与密封部件11进行接触，进一步提高冷却管对密封部件11的冷却效率。优选地，安装槽的宽度等于，使得进管9和出管10能够充分与密封部件11接触，形成更加有效的冷却效果。在本实施例中，安装槽18为矩形槽或椭圆槽，冷却管的进管9和出管10在安装槽18内并排设置，使得进管9和出管10能够尽量沿着密封部件11的接触面排开，与密封部件11之间实现充分接触。优选地，密封槽15的尾部呈圆弧状弯折，可以使得冷却管在动盘1的密封槽15的尾部能够沿着圆弧状弯折折回，从而能够尽可能地减小冷却液流动方向改变对冷却液流动所造成的不利影响，提高冷却液的流动效率，提高冷却液的冷却效果。在本实施例中，压缩机还包括冷却液箱5，冷却液箱5包括通过隔板6隔开的第一腔体13和第二腔体14，隔板6上设置有节流孔12，第一腔体13和第二腔体14通过节流孔12连通，冷却管的出口伸入第一腔体13内，冷却管的进口伸入第二腔体14内，冷却管的出口高度低于冷却管的进口高度，且冷却管的进口和出口能够同时伸入液面下。优选地，隔板6底部设置有连通口19，第一腔体13和第二腔体14通过该连通口19连通。由于冷却管的出口高度低于冷却管的进口高度，因此在冷却管的进口和出口同时伸入液面下时，可以通过冷却管对于第一腔体13和第二腔体14内的冷却液形成虹吸现象，使得冷却液能够从第一腔体13经冷却管流动到第二腔体14内，在冷却液流动的过程中，会带走动盘1的密封部件11上的热量，从而对密封部件11进行有效散热。在本实施例中，当第二腔体14内的液面降低到一定高度下时，冷却管的出口始终位于第一腔体13的液面下，曲轴3具有使冷却管的进口位于第二腔体14的液面下的第一转动角度，以及使冷却管的进口位于第二腔体14的液面上的第二转动角度。由于冷却管相对于曲轴3能够转动，且冷却管相对于曲轴3偏心设置，因此曲轴3在旋转的过程中，冷却管随着曲轴3的旋转反复上升下降，因此，当在虹吸作用下，第二腔体14降低到一定高度下时，此时当冷却管转动至最底部时，冷却管的进管9的管口伸入液面下，当冷却管转动至最高点时，冷却管的进管9的管口伸出液面，此时，冷却液有两种运动状态，当冷却管的进管9的管口伸出液面时，由于第一腔体13内的气体压力高于第二腔体14内的气体压力，且冷却管的两端不能够形成虹吸，因此在第一腔体13内的气体压力作用下，冷却液经出管10和进管9反向流动至第二腔体14内，当冷却管的进管9的管口伸入液面下时，此时进管9和出管10均伸入液面之下，且第二腔体14内的液面高度高于第一腔体13内的液面高度，进管9的管口高度高于出管10的管口高度，因此可以形成虹吸现象，使得冷却液经进管9和出管10向第一腔体13内流动。因此，在此过程中，冷却液也能够一直保持流动，并在流动过程中对动盘1进行降温。例如，以曲轴的横截面中心为原点建立坐标系，坐标系分四个象限，当曲轴转动至45至135°时，此时冷却管9的管口较高，伸出液面之上，当曲轴转动至0至45°以及135至360°时，此时冷却管9的管口较低，伸入液面之下，此时可以认为，曲轴转动至45至135°时为第二转动角度，曲轴转动至0至45°以及135至360°时为第一转动角度。由于实际上动盘1相对于曲轴3的偏心量较小，因此也可以忽略在曲轴3转动过程中偏心量对于进管9的管口高度变化的影响，认为在整个冷却液的冷却循环过程中，进管9的管口是始终位于第二腔体14内的液面之下的。优选地，第一腔体13的顶部设置有连接口7，第一腔体13通过连接口7连通至排气压力；和或，第二腔体14的顶部设置有开口8，第二腔体14通过开口8连通至大气。在压缩机未运行或者是处于停机间隙时，由于第一腔体13和第二腔体14两者均是与大气连通，因此两者的液面能够趋于平衡，当液面稳定时，第一腔体13内的液面高度是与第二腔体14内的液面高度相同的。在压缩机运行过程中，将排气压力通过连接口7引入第一腔体13中，由于隔板6的分隔及节流孔12的节流作用，第一腔体13中的压力逐渐升高，第二腔体14通过开口8与大气连通，第一腔体13中的液面降低，第二腔体14中的液面升高，出管10初始状态伸入液体内部，进管9暴露在空气中，由于第一腔体13压力升高，当第一腔体13内的压力达到一定值时，可以迫使冷却液体从出管10进入，从进管9流出，此时液体充满整个冷却管。当第二腔体14内的液面高度相对于第一腔体13内的液面高度高出一定值后，此时第一腔体13内的气体压力和液体压力之和与第二腔体14内的气体压力和液体压力之和趋于平衡，当两者达到平衡且液面稳定后，第一腔体13的液面低，第二腔体14的液面高。曲轴3旋转过程中，进管9浸没在第二腔体14较高的液面中，利用虹吸原理，冷却水从进管9进入从出管10流出，实现了冷却水的循环。由于节流孔12的存在，第一腔体13内的气体会始终向着气压较低的第二腔体14内流动，使得第一腔体13和第二腔体14内的气体和液体压力之和总是趋于平衡，当第一腔体13和第二腔体14内的气体和液体压力之和达到平衡时，此时由于液面高度差的存在，冷却液能够继续从第二腔体14内通过冷却管流入第一腔体13内，从而对动盘1的密封部件11进行冷却，之后第二腔体14内的气体压力继续升高，再次使得第一腔体13和第二腔体14内的气体和液体压力之和达到平衡，从而使得冷却液能够始终在虹吸作用下向着液面高度较低的第一腔体13内流动。当达到压缩机的停歇间隙时，此时第一腔体13和第二腔体14两者均是与大气连通，使得两个腔体内的液面又能够达到平衡，从而实现冷却液的循环流动冷却。由于曲轴3能够在360°范围内旋转，在曲轴3旋转的过程中，当液面高度降低到一定高度之下时，冷却管随着曲轴3的曲轴偏心部上下运动，随着曲轴偏心部高度的不同，能够伸入到第二腔体14的液面下，或者位于第二腔体14的液面上方，因此冷却液在曲轴3转动的一定角度范围内是连续位于第二腔体14的液面下的，在这个过程中，冷却管的进管9和出管10能够在第一腔体13和第二腔体14的冷却液之间形成虹吸现象，从而实现在管路内部的流动。优选地，冷却管为软管，更加便于根据动盘1的密封部件11的结构来实现冷却管，降低了冷却管的设置难度，提高了冷却管对密封部件11的冷却效果。优选地，位于安装孔17内的冷却管外套设有防护套，由于冷却管是相对于安装孔17转动的，因此冷却管与安装孔17之间会产生转动摩擦，容易对冷却管造成磨损，降低冷却管的使用寿命。通过在冷却管外套设防护套，能够通过防护套对冷却管形成保护，避免冷却管与安装孔17之间发生摩擦，延长冷却管的使用寿命。优选地，冷却管的进管9和出管10外分别套设有防护套，位于进管9的防护套延伸至进管9的下垂段，位于出管10外的防护套延伸至出管10的下垂段。通过控制防护套的长度，能够方便地将进管9和出管10的下垂段调整至合适位置处，更加容易实现冷却管的设置，同时能够避免曲轴3的结构对冷却管的结构造成损坏，使得冷却管能够更加方便在第一腔体13和第二腔体14之间实现冷却液的流动循环。本发明的上述实施例中，冷却管与密封部件11之间直接接触，可以降低密封部件11的温度，从而提高密封部件11的可靠性。由于本发明中的冷却管利用虹吸原理实现冷却水的循环流动，因此不需要单独增加循环泵，整机结构更加简单。本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种压缩机，其特征在于，包括动盘1、冷却管和曲轴3，所述冷却管穿设在所述曲轴3内，且所述冷却管的部分设置在所述动盘1的密封部内，所述冷却管随所述动盘1同步运动，并相对于所述曲轴3转动。2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述冷却管的进口和出口之间形成压差，以使冷却液经从进口流经所述密封部后从出口流出。3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述动盘1的中心处设置有轴向通孔16，所述动盘1的密封部开设有密封槽15，所述曲轴3上开设有安装孔17，所述密封槽15通过所述轴向通孔16与所述安装孔17连通，所述冷却管从所述曲轴3的尾部进入，经所述安装孔17、所述轴向通孔16和所述密封槽15后原路折返，并从所述曲轴3的尾部伸出。4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述安装孔17相对于所述曲轴3的中心轴线的偏心量与所述动盘1相对于所述曲轴3的中心轴线的偏心量相同。5.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述安装孔17为圆孔；和或，所述轴向通孔16为圆孔。6.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述密封部还包括设置在所述密封槽15内的密封部件11，所述密封部件11与所述密封槽15之间形成安装所述冷却管的安装槽18，所述冷却管与所述密封部件11接触。7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述安装槽18的宽度大于所述冷却管的直径且小于所述冷却管直径的1.5倍。8.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述安装槽18为矩形槽或椭圆槽，所述冷却管的进管9和出管10在所述安装槽18内并排设置。9.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述密封槽15的尾部呈圆弧状弯折。10.根据权利要求3至8中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括冷却液箱5，所述冷却液箱5包括通过隔板6隔开的第一腔体13和第二腔体14，所述隔板6上设置有节流孔12，所述第一腔体13和所述第二腔体14通过所述节流孔12连通，所述冷却管的出口伸入所述第一腔体13内，所述冷却管的进口伸入所述第二腔体14内，所述冷却管的出口高度低于所述冷却管的进口高度，且所述冷却管的进口和出口能够同时伸入液面下。11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述冷却管的出口位于所述第一腔体13的液面下，所述曲轴3具有使所述冷却管的进口位于所述第二腔体14的液面下的第一转动角度，以及使所述冷却管的进口位于所述第二腔体14的液面上的第二转动角度。12.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述第一腔体13的顶部设置有连接口7，所述第一腔体13通过所述连接口7连通至排气压力；和或，所述第二腔体14的顶部设置有开口8，所述第二腔体14通过所述开口8连通至大气。13.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述隔板6的底端设置有连通所述第一腔体13和第二腔体14的连通口19。14.根据权利要求3至8中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述冷却管为软管。15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，位于所述安装孔17内的所述冷却管外套设有防护套。16.根据权利要求15所述的压缩机，其特征在于，所述冷却管的进管9和出管10外分别套设有所述防护套，位于所述进管9的防护套延伸至所述进管9的下垂段，位于所述出管10外的防护套延伸至所述出管10的下垂段。

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