具有第一和第二欧丹联结件的涡旋式压缩机 |
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| 申请号 | CN201310690782.1 | 申请日 | 2013-12-17 | 公开(公告)号 | CN103883523B | 公开(公告)日 | 2017-06-20 |
| 申请人 | 丹佛斯商用压缩机有限公司; | 发明人 | 帕垂斯·邦尼弗伊; 伊夫·罗森; 英格里德·克劳丁; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的涡旋式 压缩机 （2）包括：第一定涡旋构件（9）；具有第一动涡旋构件（11）的动涡旋装置（10）；第一欧丹联结件（27），其设置在第一动涡旋构件（11）与第一定涡旋构件（9）之间，用于防止第一动涡旋构件（11）相对于第一定涡旋构件（9）转动；相对于动涡旋装置（10）与第一定涡旋构件（9）对向设置的固定元件（7）；以及第二欧丹联结件（28），其设置在动涡旋装置（10）与固定元件（7）之间，用于防止动涡旋装置（10）相对于固定元件（7）转动。第一欧丹联结件（27）能够相对于第一定涡旋构件（9）沿第一位移方向滑动。第二欧丹联结件（28）能够相对于固定元件沿与第一位移方向横交的第二位移方向滑动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种涡旋式压缩机(2)，包括： |
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| 说明书全文 | 具有第一和第二欧丹联结件的涡旋式压缩机技术领域背景技术[0002] 已知的涡旋式压缩机包括： [0003] -定涡旋构件，其包括固定端板和设置在固定端板一面上的固定涡旋盘，[0004] -动涡旋构件，其包括活动端板和设置在活动端板一面上的活动涡旋盘，固定涡旋盘和活动涡旋盘形成多个压缩腔室， [0005] -支撑框架，也称为曲轴箱，动涡旋构件的活动端板可滑动地安装在支撑框架上，[0006] -设置在动涡旋构件和支撑框架之间的欧丹联结件（Oldham coupling），该欧丹联结件配置成防止动涡旋构件相对于支撑框架转动，该欧丹联结件安装成可相对于支撑框架沿第一位移方向滑动， [0007] -适于驱动动涡旋构件作轨道运动的驱动轴，以及 [0008] -用于驱动驱动轴围绕转动轴线转动的电机。 [0009] 为了减少欧丹联结件沿第一位移方向往复平移运动产生的压缩机振动，该涡旋式压缩机进一步包括附接至驱动轴的旋转配重。 [0010] 但是，由欧丹联结件的往复平移运动引起的不平衡不能因为旋转配重的引入而得到完美的补偿，这会导致存在剩余失衡，并因此具有残余压缩机振动。这种残余压缩机振动可能会引起涡旋式压缩机的某些部分损坏，并可能会降低涡旋式压缩机的效率。 发明内容[0011] 本发明的目的在于提出一种改进的涡旋式压缩机，其能够解决传统涡旋式压缩机所遇到的上述问题。 [0012] 本发明另一个目的在于提出一种可靠且易于平衡的涡旋式压缩机。 [0013] 根据本发明的这种涡旋式压缩机包括： [0014] -第一定涡旋构件，所述第一定涡旋构件包括第一固定端板和设置在所述第一固定端板的一面上的第一固定涡旋盘， [0015] -动涡旋装置，所述动涡旋装置至少包括第一动涡旋构件，所述第一动涡旋构件包括第一活动端板和设置在所述第一活动端板的一面上的第一活动涡旋盘，所述第一固定涡旋盘和所述第一活动涡旋盘形成了多个第一压缩腔室， [0016] -第一欧丹联结件，所述第一欧丹联结件设置在所述第一动涡旋构件和所述第一定涡旋构件之间，并且被配置成防止所述第一动涡旋构件相对于所述第一定涡旋构件转动，所述第一欧丹联结件能够相对于所述第一定涡旋构件沿第一位移方向滑动，[0017] -第二欧丹联结件，所述第二欧丹联结件被配置成防止所述动涡旋装置相对于所述第一定涡旋构件转动，所述第二欧丹联结件能够相对于所述第一定涡旋构件沿第二位移方向滑动， [0018] 其中，所述第一和第二欧丹联结件的第一和第二位移方向基本上彼此正交。 [0019] 由于所述第一和第二欧丹联结件的相对横向运动，所述第一和第二欧丹联结件的重心可等效为旋转质量，该旋转质量能够通过附接至驱动轴的旋转配重而容易地得到平衡。因此，由第一和第二欧丹联结件的平移运动产生的压缩机振动可极大地减少。这种压缩机振动的限制可导致压缩机可靠性和效率的改善。 [0020] 根据本发明一实施例，第一和第二欧丹联结件的每一个都经历着分别沿着第一和第二位移方向的往复运动。 [0021] 例如，所述第一和第二欧丹联结件的第一和第二位移方向可相对于彼此是正交的，或相对彼此倾斜80～100°的角度（优选为85～95°）。 [0022] 根据本发明一实施例，所述第一和第二欧丹联结件被配置成：在工作中，所述第一和第二欧丹联结件的等效重心沿一圆形轨迹运动。 [0023] 根据本发明一实施例，所述涡旋式压缩机进一步包括驱动轴和电机，其中，所述驱动轴适于驱动所述动涡旋装置作轨道运动，所述电机用于驱动所述驱动轴绕转动轴线转动。 [0024] 根据本发明一实施例，所述第一和第二位移方向基本垂直于所述驱动轴的转动轴线。 [0025] 根据本发明一实施例，所述圆形轨迹的中心基本位于所述驱动轴的转动轴线上。所述第一和第二欧丹联结件的这种设置允许消除由于第一和第二欧丹联结件的运动引起的剩余失衡，并因此极大地改善压缩机的平衡。 [0026] 根据本发明一实施例，所述第一和第二欧丹联结件被配置成：所述第一和第二欧丹联结件的重心的中间行程位置基本位于所述驱动轴的转动轴线上。 [0027] 根据本发明一实施例，该涡旋式压缩机还包括附接至所述驱动轴的配重，所述配重用于平衡所述第一和第二欧丹联结件的总质量。 [0028] 根据本发明一实施例，相对于所述驱动轴的转动轴线，配重的重心基本上在直径方向上与所述第一和第二欧丹联结件的等效重心以及动涡旋装置的重心是相反的。 [0029] 根据本发明一实施例，所述第一欧丹联结件沿所述第一位移方向的行程长度基本等于所述第二欧丹联结件沿所述第二位移方向的行程长度。 [0030] 根据本发明一实施例，第一和第二欧丹联结件分别包括第一和第二环形体，所述第一和第二环形体基本彼此平行。 [0031] 根据本发明一实施例，第一欧丹联结件包括： [0032] -第一环形体， [0033] -设置在所述第一环形体的第一侧上的第一对第一接合突起，所述第一欧丹联结件的第一接合突起滑动地接合在第一对第一导向凹槽中，所述第一导向凹槽设置在所述第一定涡旋构件上，所述第一导向凹槽偏置并基本平行于所述第一位移方向延伸，以及[0034] -设置在所述第一环形体的第二侧上的第二对第二接合突起，所述第一欧丹联结件的第二接合突起滑动地接合在第二对第二导向凹槽中，所述第二导向凹槽设置在所述第一动涡旋构件上，所述第二导向凹槽偏置并基本垂直于所述第一位移方向延伸。 [0035] 根据本发明一实施例，第一环形体围绕第一固定涡旋盘和第一活动涡旋盘布置。 [0036] 根据本发明一实施例，第一欧丹联结件的第一接合突起从第一环形体的第一侧基本垂直伸出，第一欧丹联结件的第二接合突起从第一环形体的第二侧基本垂直伸出。 [0037] 根据本发明另一实施例，第一对第一接合突起可设置在第一定涡旋构件上，并且第一对第一导向凹槽可设置在第一环形体的第一侧上。 [0038] 根据本发明另一实施例，第二对第二接合突起可设置在第一动涡旋构件上，并且第二对第二导向凹槽可设置在第一环形体的第二侧上。 [0039] 因此，例如，第一环形体可包括位于其第一侧上的第一对导向凹槽和位于其第二侧上的第二对第二导向凹槽。第一环形体还可包括在其第一侧和第二侧之一上的一对接合突起以及在其另一侧上的一对导向凹槽。 [0040] 根据本发明一实施例，所述涡旋式压缩机还包括相对于所述动涡旋装置与所述第一定涡旋构件对向设置的固定元件，所述第二欧丹联结件设置在所述动涡旋装置和所述固定元件之间，并被配置以防止所述动涡旋装置相对于所述固定元件转动，所述第二欧丹联结件能够相对于所述固定元件沿所述第二位移方向滑动。 [0041] 根据本发明一实施例，第二欧丹联结件包括： [0042] -第二环形体， [0043] -设置在所述第二环形体的第一侧上的第一对第一接合突起，所述第二欧丹联结件的第一接合突起滑动地接合在设置在所述固定元件上的第一对第一导向凹槽中，该第一导向凹槽偏置并基本平行于所述第二位移方向延伸，以及 [0044] -设置在所述第二环形体的第二侧上的第二对第二接合突起，所述第二欧丹联结件的第二接合突起滑动地接合在设置在所述动涡旋装置上的第二对第二导向凹槽中，该第二导向凹槽偏置并基本垂直于所述第二位移方向延伸。 [0045] 根据本发明一实施例，第二欧丹联结件的第一接合突起从第二环形体的第一侧基本垂直伸出，第二欧丹联结件的第二接合突起从第二环形体的第二侧基本垂直伸出。 [0046] 根据本发明另一实施例，第一对第一接合突起可设置在固定元件上，并且第一对第一导向凹槽可设置在第二环形体的第一侧上。 [0047] 根据本发明另一实施例，第二对第二接合突起可设置在动涡旋装置上，并且第二对第二导向凹槽可设置在第二环形体的第二侧上。 [0048] 因此，例如，第二环形体可包括位于其第一侧上的第一对导向凹槽和位于其第二侧上的第二对第二导向凹槽。第二环形体还可包括在其第一侧和第二侧之一上的一对接合突起以及在其另一侧上的一对导向凹槽。 [0049] 根据本发明一实施例，所述固定元件由支撑框架形成，所述第一动涡旋构件的第一活动端板安装成可在所述支撑框架上滑动。 [0050] 根据本发明一实施例，所述涡旋式压缩机还包括封闭机壳和吸入口，所述封闭机壳和所述支撑框架界定出低压容积，所述吸入口通向所述低压容积。 [0051] 根据本发明一实施例，所述第二欧丹联结件设置在所述支撑框架和第一活动端板之间。 [0052] 根据本发明一实施例，所述第二欧丹联结件的第二接合突起滑动地接合在第二导向凹槽中，并且所述第二导向凹槽设置在所述第一动涡旋构件上。 [0053] 根据本发明一实施例，所述固定元件由第二定涡旋构件形成，所述第二定涡旋构件包括第二固定端板和设置在所述第二固定端板的一面上的第二固定涡旋盘；所述动涡旋装置还包括第二动涡旋构件，所述第二动涡旋构件包括第二活动端板和设置在所述第二活动端板一面上的第二活动涡旋盘，所述第二固定涡旋盘和所述第二活动涡旋盘形成多个第二压缩腔室，所述第二欧丹联结件设置在所述第二动涡旋构件和所述第二定涡旋构件之间，尤其设置在第二活动端板和第二固定端板之间。 [0054] 根据本发明一实施例，第一和第二动涡旋构件接合或连接在一起。 [0055] 根据本发明一实施例，第一和第二活动端板彼此固定在一起。 [0056] 根据本发明一实施例，所述第一和第二活动端板由一公共端板形成，所述第一和第二活动涡旋盘设置在所述公共端板的正反两面上。 [0057] 根据本发明一实施例，第二环形体围绕第二固定涡旋盘和第二活动涡旋盘设布置。 [0058] 本发明还涉及一种操作涡旋式压缩机的方法，包括以下步骤： [0059] -为涡旋式压缩机配备： [0060] 第一定涡旋构件，所述第一定涡旋构件包括第一固定端板和设置在所述第一固定端板的一面上的第一固定涡旋盘， [0061] 动涡旋装置，所述动涡旋装置至少包括第一动涡旋构件，所述第一动涡旋构件包括第一活动端板和设置在所述第一活动端板的一面上的第一活动涡旋盘，所述第一固定涡旋盘和所述第一活动涡旋盘形成了多个第一压缩腔室， [0062] 第一欧丹联结件，所述第一欧丹联结件设置在所述第一动涡旋构件和所述第一定涡旋构件之间，并且被配置成防止所述第一动涡旋构件相对于所述第一定涡旋构件转动，所述第一欧丹联结件能够相对于所述第一定涡旋构件沿第一位移方向滑动，[0063] 第二欧丹联结件，所述第二欧丹联结件被配置成防止所述动涡旋装置相对于所述第一定涡旋构件转动，所述第二欧丹联结件能够相对于所述第一定涡旋构件沿第二位移方向滑动，所述第二欧丹联结件的第二位移方向基本与所述第一欧丹联结件的第一位移方向正交，以及 [0064] -使所述动涡旋装置沿轨道移动运动，从而分别沿所述第一和第二位移方向使所述第一和第二欧丹联结件移动。 [0065] 根据本发明一实施例，所述配备步骤还包括为涡旋式压缩机配备： [0066] 适于驱动所述动涡旋装置作轨道运动的驱动轴，以及 [0067] 用于驱动所述驱动轴绕转动轴线转动的电机，并且 [0068] 所述方法还包括利用附接至驱动轴的配重来平衡所述第一和第二欧丹联结件的总质量的步骤。 附图说明[0070] 当连同附图一起阅读将更好地理解本发明的以下详细描述的两个实施例。但是，应当了解的是，本发明并不限于所公开的具体实施例。 [0071] 图1为根据本发明第一实施例的涡旋式压缩机的纵向剖面图。 [0072] 图2为图1中的涡旋式压缩机的局部分解立体图。 [0073] 图3a，3b，3c和3d为图2中的两个欧丹联结件在多个操作位置时的示意图。 [0074] 图4为根据本发明第二实施例的涡旋式压缩机的纵向剖面图。 [0075] 图5和图6分别为从图4的涡旋式压缩机的动涡旋装置和两个欧丹联结件的上方和下方来看的立体示意图。 具体实施方式[0076] 图1示出了一种竖向放置的涡旋式制冷压缩机2。但是，根据本发明的涡旋式制冷压缩机2也可以倾斜放置或水平放置，而无需对其结构作出明显的改变。 [0077] 图1中示出的涡旋式制冷压缩机2包括由壳体4限定的封闭机壳3。壳体4的顶端和底端分别由顶盖5和底座6封闭。 [0078] 该涡旋式制冷压缩机2还包括固定在封闭机壳3中的支撑框架7。封闭机壳3和支撑框架7界定出了低压容积。 [0079] 该涡旋式制冷压缩机2还包括布置在支撑框架7上方的涡旋压缩单元8。涡旋压缩单元8具有定涡旋构件9和动涡旋装置10。具体而言，定涡旋构件9相对于封闭机壳3固定，动涡旋装置10包括动涡旋构件11。该动涡旋构件11由支撑框架7的上部面支承并可与支撑框架7的上部面滑动接触。 [0080] 已知的是，定涡旋构件9具有端板12和涡旋盘13。该涡旋盘13从端板12朝向动涡旋构件11延伸。动涡旋构件11具有端板14和涡旋盘15，该涡旋盘15从端板14朝向定涡旋构件9延伸。动涡旋构件11的涡旋盘15与定涡旋构件9的涡旋盘13相互交错以在它们之间形成多个压缩腔室16。压缩腔室16具有可变容积，当动涡旋构件11被驱动相对于定涡旋构件9作轨道活动时，所述压缩腔室的容积从外往内减少。定涡旋构件9的端板12在其中心部位包括排出孔17，所述排出孔17通往中央压缩腔室16并通向高压排放腔室18。 [0081] 该涡旋式制冷压缩机2还包括制冷剂吸入口19和排放出口20。吸入口19通往低压容积，用以对压缩机实施制冷剂的供应。排放出口20通往排放腔室18。 [0083] 该涡旋式制冷压缩机2还包括驱动轴24。驱动轴24适于驱动动涡旋构件11作轨道运动。驱动轴24伸入转子21的轴向通道22并且可转动地连接至转子21，以使得驱动轴24可被转子21驱动绕转动轴线A转动。驱动轴24在其顶端包括偏心销25，所述偏心销25偏心于驱动轴24的中心，并且插入在动涡旋构件11的连接套筒部分26中。 [0084] 该涡旋式制冷压缩机2还包括第一欧丹联结件（Oldham coupling）27和第二欧丹联结件28。第一欧丹联结件27安装成可相对于定涡旋构件9沿第一位移方向D1滑动，第二欧丹联结件28安装成可相对于支撑框架7沿第二位移方向D2滑动，第二位移方向D2与第一位移方向D1基本正交。第一和第二位移方向D1，D2均基本垂直于驱动轴24的转动轴线A。第一和第二欧丹联结件27，28被配置用于防止动涡旋构件11相对于定涡旋构件9和支撑框架7转动。第一和第二欧丹联结件27，28中的每一个都经历着分别沿第一和第二位移方向D1，D2的往复运动。 [0085] 第一欧丹联结件27包括环形体29。该环形体29布置在定和动涡旋构件9，11的端板12，14之间并围绕涡旋盘13，15。第一欧丹联结件还包括设置在环形体29的第一侧上的一对第一接合突起31和设置在环形体29的第二侧上的一对第二接合突起32。第一欧丹联结件27的第一接合突起31滑动地接合在一对第一导向凹槽33中，该第一导向凹槽33设置在定涡旋构件9的端板12上。第一导向凹槽33偏置并平行于第一位移方向D1延伸。第一欧丹联结件27的第二接合突起32滑动地接合在一对第二导向凹槽34中，该第二导向凹槽34设置在动涡旋构件11的端板14上。第二导向凹槽34偏置并平行于第二位移方向D2延伸，即，垂直于第一位移方向D1。 [0086] 根据图2所示的本发明的实施例，第一和第二接合突起31，32分别从环形体28的第一和第二侧垂直地伸出。 [0087] 第二欧丹联结件28包括环形体35。该环形体35布置在支撑框架7和动涡旋构件11的端板14之间。第二欧丹联结件28的环形体35基本平行于第一欧丹联结件27的环形体29延伸。 [0088] 第二欧丹联结件28还包括设置在环形体35的第一侧上的一对第一接合突起36和设置在环形体35的第二侧上的一对第二接合突起37。第二欧丹联结件28的第一接合突起36滑动地接合在一对第一导向凹槽38中，该第一导向凹槽38设置在支撑框架7上。第一导向凹槽38偏置并平行于第二位移方向D2延伸。第二欧丹联结件28的第二接合突起37滑动地接合在一对第二导向凹槽39中。该第二导向凹槽39设置在动涡旋构件11的端板14上。第二导向凹槽39偏置并平行于第一位移方向D1延伸，即，垂直于第二位移方向D2。根据图2所示的本发明的实施例所述，第一和第二接合突起36，37分别从环形体35的第一和第二侧垂直地伸出。 [0089] 如图3a-3d所示，第一和第二欧丹联结件27，28被配置成这样，即，在运行中，第一和第二欧丹联结件27，28的等效重心（resulting center of gravity）CGR沿着一圆形轨迹运动。该圆形轨迹的中心位于驱动轴24的转动轴线A上。 [0090] 进一步地，如图3b和3c所示，第一和第二欧丹联结件27，28被配置成：第一和第二欧丹联结件27，28的重心CG1，CG2的中间行程位置（middle-stroke position）位于驱动轴24的转动轴线A上。第一欧丹联结件27沿第一位移方向D1的行程长度S1可以基本等于第二欧丹联结件28沿第二位移方向D2的行程长度S2。 [0091] 该涡旋式制冷压缩机2还包括附接至驱动轴24的旋转配重41。该旋转配重41一方面用于平衡第一和第二欧丹联结件27，28的总质量，另一方面用于平衡动涡旋构件11的质量。相对于驱动轴24的转动轴线A而言，配重41的重心基本上在直径方向上与第一和第二欧丹联结件27，28的等效重心以及动涡旋构件11的重心是相反的。 [0092] 图4-6示出了根据本发明第二实施例的涡旋式制冷压缩机2。它与图1和2中公开的压缩机的主要不同之处在于：其支撑框架7被第二定涡旋构件42所替代，该第二定涡旋构件42包括端板43和涡旋盘44，端板43例如固定至定涡旋构件9的端板12，涡旋盘44从端板43朝定涡旋构件9伸出；并且其动涡旋装置10还包括第二动涡旋构件46。该动涡旋构件46包括从端板14朝定涡旋构件42延伸的涡旋盘47。动涡旋构件46的涡旋盘47与定涡旋构件42的涡旋盘44相互交错，以在它们之间形成多个压缩腔室48。 [0093] 因此，根据第二实施例所述，涡旋盘15，47设置在动涡旋构件11的端板14的正反面上。但是，根据本发明另一实施例，动涡旋构件46也可包括固定至动涡旋构件11的端板14的单独的端板。 [0094] 此外，根据第二实施例所述，第二欧丹联结件28布置在动涡旋构件11的端板14与定涡旋构件42的端板43之间，并且围绕涡旋盘44，47。此外，第二欧丹联结件28的第一接合突起36滑动地接合在一对导向凹槽中，该导向凹槽设置在定涡旋构件42的端板43上。 [0095] 当然，本发明不限于以上通过非限制性示例描述的实施例，而是相反涵盖了所有可能的实施方式。 |
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