專利名稱：用于變速密閉壓縮機(jī)的離心油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于往復(fù)式變速密閉壓縮機(jī)的油泵，特別是用于冰箱和冷凍機(jī)的主軸式壓縮機(jī)的油泵。
這些裝置要求其相應(yīng)的密閉壓縮機(jī)具有準(zhǔn)確的制冷量，足以從冷凍介質(zhì)中排除內(nèi)熱。由于制冷量與由壓縮機(jī)泵送的致冷物質(zhì)的流量成正比，致冷量的變化意味著由壓縮機(jī)所泵送物質(zhì)的流量變化。這一連續(xù)不斷獲取物質(zhì)流量變化的技術(shù)是通過(guò)改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速取得的。
研究表明，變速壓縮機(jī)要求15Hz到100Hz或者說(shuō)900到6000rpm的工作范圍以取得良好的致冷性能。這種速度的變化會(huì)影響壓縮機(jī)的機(jī)械運(yùn)行，特別是影響油泵的運(yùn)行，這里，油泵的任務(wù)在于將滑油泵送到壓縮機(jī)械的軸承和其他如連桿和活塞等要求潤(rùn)滑的部分中去。
離心泵是密閉式壓縮機(jī)最常用的滑油泵送機(jī)械，這不僅是由于其價(jià)格較低，還由于其足以在3000到3600rpm的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，而這種轉(zhuǎn)速取決于電網(wǎng)的頻率。然而，這種機(jī)械在低速下卻無(wú)法運(yùn)行。
普通的離心油泵，如圖1所示目前使用著的油泵，當(dāng)壓縮機(jī)要求在低速下工作時(shí)就不能將滑油泵送到軸承中去。
離心泵的運(yùn)行限度與其大小半徑(R)和(r)之差有關(guān)，這可從以下等式中看出，這一等式?jīng)Q定著離心泵的性能ω＝〔(2·g·h)/(R2—r2)〕1/2其中h為要求從油面到軸承的泵送高度；g為萬(wàn)有引力常數(shù)；R為泵的較大半徑；r為較小半徑；ω為角速度(rd/sec)。
僅僅通過(guò)增大泵的較大半徑(R)來(lái)提高油泵的效率是難以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)?，增大半?R)對(duì)完成所需泵送工作來(lái)說(shuō)確實(shí)是必不可少的，可是，在這同時(shí)也影響到壓縮機(jī)軸的外徑，因而也影響整個(gè)壓縮機(jī)的制造工藝及其性能，這是由于這樣會(huì)加大摩擦損失。應(yīng)該看到，直徑上較小的變化不足以在接近或低于900rpm的轉(zhuǎn)速下達(dá)到離心泵送所要求的程度。
在密閉式壓縮機(jī)中廣泛應(yīng)用的具有立軸或臥軸的普通離心泵可查閱專利US4,478,559、US4,569,639、DT209,877和FR2,492,471。但上述離心泵在低于900rpm左右的轉(zhuǎn)速下并不能工作或工作效率很低。
在另一種解決辦法中，如一屬同一申請(qǐng)人而在審理中的專利申請(qǐng)所述，提高泵送效率是通過(guò)一個(gè)具有上行螺旋凹槽的油泵轉(zhuǎn)子取得的，凹槽沿一所述轉(zhuǎn)子縱向延伸體的外表設(shè)置。這種辦法雖在較一般油泵為低的轉(zhuǎn)速(600rpm)下體現(xiàn)了潤(rùn)滑的效率，但其泵送的效果是通過(guò)沿油泵轉(zhuǎn)子的螺旋凹槽對(duì)滑油作機(jī)械引流取得的。
這樣，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于往復(fù)式主軸變速密閉壓縮機(jī)的油泵，其泵送性能1即轉(zhuǎn)速在約600rpm下的性能，與作機(jī)械引流的油泵相當(dāng)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種以上所述油泵，在不改變缸體構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和尺寸的條件下提高其泵送能力。
本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種制造和組裝簡(jiǎn)單的油泵。
本發(fā)明的第四個(gè)目的在于提供一種在壓縮機(jī)的油槽內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生滑油渦流的油泵，這種渦流產(chǎn)生在某些普通的油泵中。
這些和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)是從采用本發(fā)明的一種變速密閉壓縮機(jī)的油泵中取得的，此油泵具有一密閉殼體，殼體在其底部構(gòu)成一滑油槽，在其內(nèi)部裝有一缸體，缸體支撐一偏心主軸，主軸上裝一電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子，偏心軸具有至少一個(gè)油路，油路具有通向偏心軸下端的一下端和一通向偏心軸中段偏上部分外邊的上端，在缸體內(nèi)，偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件在其下部裝有一油泵轉(zhuǎn)子的上部延伸體和一管套，管套裝在壓縮機(jī)的內(nèi)部，并至少圍著所述油泵轉(zhuǎn)子上位于轉(zhuǎn)子以外的部分，所述油泵轉(zhuǎn)子在其位于轉(zhuǎn)子以外的延伸體上具有一離心區(qū)，離心區(qū)沿徑向延伸而超出偏心軸下端的邊緣，并具有一下端開(kāi)口，此開(kāi)口始終浸在油槽內(nèi)，并始終與至少一個(gè)上部徑向開(kāi)口作流體溝通，此開(kāi)口與至少一個(gè)導(dǎo)油軸向通路連通，此通路是在油泵轉(zhuǎn)子上所述轉(zhuǎn)子以外部分的外周表面和相鄰的管套內(nèi)壁部分上一個(gè)相應(yīng)的扇形段之間構(gòu)成的，所述軸向通路通過(guò)至少一個(gè)引流通路與油路的下端連通，此引流通路是縱向穿過(guò)油泵轉(zhuǎn)子的上部延伸體設(shè)置的。
上述油泵的優(yōu)點(diǎn)并不受壓縮機(jī)實(shí)際尺寸的影響，在此油泵內(nèi)，最小的轉(zhuǎn)速(60rpm)可很容易地通過(guò)調(diào)節(jié)油泵轉(zhuǎn)子直徑取得。油泵在高于6000rpm的轉(zhuǎn)速下也可使用而并不損害其運(yùn)行，還可將其用于按一般方法安裝的壓縮機(jī)，也就是馬達(dá)裝在機(jī)體的下部。
現(xiàn)就本發(fā)明參照
如下，附圖中圖1示出屬現(xiàn)有技術(shù)油泵的徑向縱剖面圖，裝在一密閉壓縮機(jī)內(nèi)，示有尺寸h1、h2、R和r；
圖2a和2b分別示出屬現(xiàn)有技術(shù)的油泵在一正常的角速度(2a)下和在一降低的角速度(2b)下泵送滑油時(shí)的放大視圖；圖3以一縱視圖示出帶有本發(fā)明油泵的密閉壓縮機(jī)內(nèi)部；圖4為本發(fā)明油泵的放大橫剖面圖。
如以上各圖所示，一主軸變速密閉壓縮機(jī)具有一密閉殼體1，在其底部構(gòu)成一滑油槽2，在其內(nèi)部裝有一缸體3，缸體具有一用以支撐一偏心主軸5的軸承4，軸5具有一上端5a、一下端5b和一電動(dòng)馬達(dá)6，馬達(dá)具有一裝在缸體3上的定子7和一裝在偏心軸5上的轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子裝在偏心軸5位于軸承4下面的一個(gè)區(qū)段上，構(gòu)成一偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件，所述偏心軸5至少具有一油路9，油路具有一通向偏心軸5下端5b的下端9b和一在軸承4的區(qū)段上通向偏心軸5中段偏上部分外面的上端9a，所述偏心軸5在其下端5b與一離心泵轉(zhuǎn)子10的上端10a配接，此轉(zhuǎn)子下端開(kāi)口10b浸在油槽2內(nèi)的滑油中。
在圖2a和2b所示的壓縮機(jī)中，軸承和其他構(gòu)件的潤(rùn)滑是通過(guò)偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心作用完成的，在壓縮機(jī)的正常工作下，旋轉(zhuǎn)速度約為3000—3600rpm。
但，在一般低于2000rpm的低速旋轉(zhuǎn)下，構(gòu)件的潤(rùn)滑處于臨界狀態(tài)，有時(shí)甚或根本無(wú)潤(rùn)滑，這是由于在油路9內(nèi)通過(guò)離心作用所形成的油柱不再到達(dá)所述油路9的上流9a。
在這種壓縮機(jī)中，油泵的效率是其浸在槽2中的較小直徑(半徑r)和其較大直徑(半徑R)之間比例關(guān)系的函數(shù)，所述兩值越接近，所述油泵的潤(rùn)滑強(qiáng)度越低，這在本報(bào)告一開(kāi)始就已提到。
按本發(fā)明，采用離心泵來(lái)提高泵送能力是通過(guò)加大所述較小半徑r和一較大半徑R之間的差值取得的，半徑r涉及為使滑油進(jìn)入油泵轉(zhuǎn)子10所設(shè)下端開(kāi)口10b的開(kāi)度，半徑R涉及油泵離幾何軸線的最大間距。比較大半徑R取決于至少應(yīng)設(shè)置的一個(gè)徑向通路11的長(zhǎng)度，此通路最好與滑油入口的下端開(kāi)口10b正交，并通過(guò)所述下端開(kāi)口10b使取自油槽2的滑油與一下面將予說(shuō)明的取油區(qū)相溝通。
在另一可能的結(jié)構(gòu)中，所述徑向通路11從油泵轉(zhuǎn)子10的下端開(kāi)口10b斜向上方。
如在PI9201761中所述，本發(fā)明的油泵轉(zhuǎn)子具有一形成一夾持式筒形頭部的接裝用上部12和一管套20。接裝用頭部12防止油泵轉(zhuǎn)子10與偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這是由所述頭部12的側(cè)壁對(duì)在偏心軸5下端5b所形成的一軸向空腔內(nèi)壁所施加的壓力取得的，或者是由此側(cè)壁在偏心軸5未延伸到轉(zhuǎn)子8下端面的情況下對(duì)在轉(zhuǎn)子8軸向中心孔下部所形成的一軸向空腔內(nèi)壁所施加的壓力取得的。
按本發(fā)明，所述頭部12在其下端連接著與所述油泵轉(zhuǎn)子10幾何軸線同心的一個(gè)周邊環(huán)形凹槽13，此凹槽與相鄰的管套20內(nèi)壁構(gòu)成一油環(huán)，從油槽2中泵送來(lái)的滑油不斷地留存在此凹槽上以便將其送到油路9中去。
在所述周邊凹槽13和油路9之間的流體溝通是通過(guò)一個(gè)在頭部12內(nèi)部的L形引流通路14取得的，這樣，其較短的徑向延伸部分與一中心軸向延伸部分相連接，用以提升滑油。所述引流通路14具有一通向偏心軸5油路內(nèi)部的出油上端14a和一通向周邊凹槽13的進(jìn)油下端14b，此進(jìn)油下端與一以下將予說(shuō)明的油路連接，在此油路內(nèi)留存著從油槽2中離心泵送來(lái)并將無(wú)功率損耗地將其引向油路9的滑油。
在另一可能的結(jié)構(gòu)形式中，將周邊凹槽13設(shè)置于頭部12周邊上引流通路14下端14b所在的一扇形段上。在以上任一解決辦法中，所述周邊凹槽13可在圍繞所述頭部12的外壁直至與所述引流通路14的下端14b連接的情況下沿一向上延伸的螺旋形線路隨意設(shè)置，此線路不超出偏心軸的下端。這樣，為對(duì)滑油進(jìn)行引流，所述螺旋形凹槽應(yīng)設(shè)在頭部12與管套20內(nèi)壁接觸的部位上，占有所述頭部12周壁上的一弧形延伸段，取決于所需引向油路9的油量。
盡管圖中未示出，在另一結(jié)構(gòu)方案中，引流通路14可成為至少一個(gè)從周邊凹槽13向上延伸到油泵轉(zhuǎn)子10上端10a的在外表面上的縱槽。另一可供選擇的結(jié)構(gòu)方案具有帶若干引流通路14的頭部12，通路縱向穿過(guò)所述頭部的內(nèi)部，并形成一束向上輻散的通路。在再一可供選擇的結(jié)構(gòu)方案中，頭部12結(jié)合采用多個(gè)引流通路和多個(gè)外表凹槽而在周邊凹槽13和油路9之間保持流體溝通。
油泵轉(zhuǎn)子10還具有一離心下部，此下部具有一離心底部15，底部最好呈扁圓形，在其中心，從其上表面向上設(shè)置頭部12，從其下表面向下，與頭部找正設(shè)置一泵送管路16，此管路為管狀導(dǎo)管，始終浸在油槽2中，通過(guò)此管路將滑油引向徑向通路11。所述管路16具有一上部開(kāi)口16a，使油泵轉(zhuǎn)子10的下部開(kāi)口10b與徑向通路11連通。所述徑向通路11具有一外端11b，此端與圓形底部15的下緣相隔一定距離，從而與管套20相互構(gòu)成一配油環(huán)路17，這里不斷留存著從油槽2離心泵送來(lái)的滑油。
滑油轉(zhuǎn)子10上位于偏心軸5以外的部分圍有管套20，此管套固定在壓縮機(jī)的某一部分上，例如固定在其殼體上，使其不能與所述油泵轉(zhuǎn)子10一起旋轉(zhuǎn)。這種固定可以如PI9201761中所述進(jìn)行。在所示實(shí)施例中，通過(guò)一固定臂50作所述固定，此臂又固定在壓縮機(jī)的內(nèi)部，例如固定在其殼體1上。
所述管套20具有一上部開(kāi)口20a，上部開(kāi)口對(duì)著偏心軸5的下端5b，具有與油路9的下端9b相配的直徑，并與一下部開(kāi)口20b連通，下部開(kāi)口的直徑略大于油泵轉(zhuǎn)子10相應(yīng)底部15的直徑。所述下部開(kāi)口20b對(duì)著油槽2，并以其端邊始終與所述油槽2內(nèi)的滑油相隔一定距離。管套20始終與油泵轉(zhuǎn)子10保持一定間距，從而與轉(zhuǎn)子之間形成一盡量小的徑向間隙，為防止所述管套20與偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件一起旋轉(zhuǎn)以致停止滑油的引流工作，所述間隙是必要的。
如以上提到的專利文件所述，如果頭部12上并不固定在所述軸向空腔內(nèi)的區(qū)段具有周邊凹槽而凹槽在此區(qū)段上作進(jìn)一步的螺旋狀延伸，這樣，圖中雖未示出，管套20的上端20a可插入軸向空腔內(nèi)。
所述管套20上部開(kāi)口20a的邊緣與偏心軸5相隔一較小距離，從而使其間呈現(xiàn)一薄層潤(rùn)滑油膜，油膜在偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件旋轉(zhuǎn)時(shí)防止所述部件之間的接觸磨損。
在此結(jié)構(gòu)形式中，管套20的下部開(kāi)口20b在所述套管20的體內(nèi)部分上形成一周邊裙體，其壁面平行于偏心軸5下端5b的壁面，此裙體構(gòu)成所述配油環(huán)形通路17的外壁。從所述環(huán)形通路17的某一部分中，最好相對(duì)于所述周邊裙體縱向地延伸著一潤(rùn)滑流體的上升通路18，此通路使通過(guò)徑向通路11離心泵送來(lái)的滑油通向頭部12引流通路14的進(jìn)油口14b。此上升通路由管套20內(nèi)壁的一凹槽構(gòu)成，凹槽寬度至少與通路11的直徑相當(dāng)，以免產(chǎn)生滑油環(huán)形通路16的飽和狀態(tài)，從而使滑油返回油槽2，降低泵速效率。
在滑油泵送工作中，油泵轉(zhuǎn)子10從油槽2中將滑油離心泵送到通路11中，這里，由于半徑R增大，所述滑油通向油路17而使能量增加，并無(wú)明顯耗損地保持到所述滑油到達(dá)油泵轉(zhuǎn)子10的上端10a，再通向油路9。
權(quán)利要求
1.離心油泵，用于變速密閉壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)具有一密閉殼體(1)，在其底部構(gòu)成一滑油槽(2)，在其內(nèi)部裝有一缸體(3)，缸體支撐一偏心立軸(5)，立軸上裝一電動(dòng)馬達(dá)(6)的轉(zhuǎn)子(8)，偏心軸(5)具有至少一個(gè)油路(9)，油路具有一通向偏心軸(5)下端(5b)的下端(9b)和一通向偏心軸(5)中段偏上部分外邊的上端(9a)，在缸體內(nèi)，偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件在其下部裝有一油泵轉(zhuǎn)子(10)的上部延伸體(12)和一管套(20)，管套裝在壓縮機(jī)的內(nèi)部，并至少圍著所述油泵轉(zhuǎn)子(10)上位于轉(zhuǎn)子(8)以外的部分，油泵的特征是所述油泵轉(zhuǎn)子(4)在其位于轉(zhuǎn)子(8)以外的延伸體上具有一離心區(qū)(15)，離心區(qū)徑向延伸而超出偏心軸(5)下端(5b)的邊緣，并具有一下端開(kāi)口(10b)，此開(kāi)口始終浸在油槽(2)內(nèi)，并始終與至少一個(gè)上部徑向開(kāi)口(11b)作流體溝通，此開(kāi)口與至少一個(gè)導(dǎo)油軸向通路(18)連通，此通路是在油泵轉(zhuǎn)子(10)上所述轉(zhuǎn)子(8)以外部分的外周表面和相鄰的管套(20)內(nèi)壁部分上一個(gè)相應(yīng)的扇形段之間構(gòu)成的，所述導(dǎo)油軸向通路通過(guò)至少一個(gè)引流通路(14)與油路(9)的下端連通，此引流通路是縱向穿過(guò)油泵轉(zhuǎn)子(10)的上部延伸體(12)設(shè)置的。
2.按權(quán)利要求1所述油泵，其特征是導(dǎo)油軸向通路(18)由管套(20)相應(yīng)的相鄰內(nèi)壁部分上的一凹槽構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1所述油泵，其特征是導(dǎo)油軸向通路(18)與一配油環(huán)路(17)連通，環(huán)路在油泵轉(zhuǎn)子(10)內(nèi)部和管套(20)之間構(gòu)成，所述環(huán)路(17)與上部徑向開(kāi)口(11b)作流體溝通。
4.按權(quán)利要求2所述油泵，其特征是離心區(qū)由一扁圓底部(15)構(gòu)成，底部具有上下周邊，在其內(nèi)部至少設(shè)有一個(gè)徑向通路(11)，此通路連通下端開(kāi)口(10b)和上部徑向開(kāi)口(11b)。
5.按權(quán)利要求3所述油泵，其特征是各徑向通路與偏心軸(5)正交。
6.按權(quán)利要求1所述油泵，其特征是各導(dǎo)油軸向通路(18)通過(guò)至少一個(gè)引流通路(14)與油路(9)連通，引流通路縱向設(shè)置在油泵轉(zhuǎn)子(10)上部的內(nèi)部。
7.按權(quán)利要求6所述油泵，其特征是引流通路(14)為一設(shè)在所述油泵轉(zhuǎn)子(10)內(nèi)的軸向中心部分，其上端(14c)通向油路(9)，其至少一個(gè)徑向下端(14b)通向?qū)в洼S向通路(18)。
8.按權(quán)利要求7所述油泵，其特征是引流通路(14)的各下端(14b)通向一環(huán)形油路(13)，此油路在油泵轉(zhuǎn)子(10)上位于轉(zhuǎn)子(8)下端邊緣以外并與此邊緣相鄰的本體部分上沿周邊設(shè)置。
全文摘要
離心油泵，用于變速密閉壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)具有一密閉殼體，在其內(nèi)部裝有一缸體，缸體支撐一偏心主軸，主軸上裝一電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子，偏心軸具有至少一個(gè)油路，油路具有一通向偏心軸的下端，在缸體內(nèi)偏心軸和轉(zhuǎn)子的組合件在其下部裝有一油泵轉(zhuǎn)子的上部延伸體和一管套，管套裝在壓縮機(jī)的內(nèi)部，并至少圍著所述油泵轉(zhuǎn)子上位于轉(zhuǎn)子以外的部分，所述油泵轉(zhuǎn)子具有一離心區(qū)，離心區(qū)沿徑向延伸。
文檔編號(hào)F04B39/02GK1127541SQ9419288
公開(kāi)日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1994年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月4日
發(fā)明者曼夫瑞德·克魯格, 迪特曼·E·B·莉莉 申請(qǐng)人:巴西利亞壓縮機(jī)公司