用于離心式壓縮機的振動隔離安裝件的制作方法
【專利摘要】壓縮機流動路徑。一種壓縮機包括護罩、葉輪和驅動葉輪的電機。壓縮機還包括定位在葉片上游的第一入口、定位在葉輪下游的第一出口、定位在第一出口下游的第二入口以及定位在第二入口下游的第二出口。葉輪為離心式葉輪，流體經(jīng)由第一入口沿軸向方向進入壓縮機，且經(jīng)由第一出口沿徑向方向離開壓縮機，在第二入口和第二出口之間流動的流體用于冷卻電機的一個或多個部件。
【專利說明】用于離心式壓縮機的振動隔離安裝件
[0001 ] 本申請是申請日為2014年4月25日、申請?zhí)枮?01480032794.8、發(fā)明名稱為“用于離心式壓縮機的振動隔離安裝件”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種壓縮機和由流動穿過壓縮機的流體采取的路徑。
【背景技術】
[0003]壓縮機的外殼可被配置為使得離開葉輪的流體穿過壓縮機的內部返回，以便于冷卻壓縮機的部件。然而，這于是增加壓縮機的總體尺寸。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了一種壓縮機，包括護罩、葉輪、驅動葉輪的電機、定位在葉片上游的第一入口、定位在葉輪下游的第一出口、定位在第一出口下游的第二入口以及定位在第二入口下游的第二出口，其中，葉輪為離心式葉輪，流體經(jīng)由第一入口沿軸向方向進入壓縮機，且經(jīng)由第一出口沿徑向方向離開壓縮機，在第二入口和第二出口之間流動的流體用于冷卻電機的一個或多個部件。
[0005]葉輪可以是離心葉輪，其能關于它的尺寸實現(xiàn)相對高的質量流量和效率。流體于是經(jīng)由第一入口沿軸向方向進入壓縮機，且經(jīng)由第一出口沿徑向方向離開壓縮機。通過確保流體沿徑向方向離開第一出口，壓縮機不需要使得離開葉輪的流體轉向。結果，相對緊湊的壓縮機可被實現(xiàn)。此外，在壓縮機內的流動損失可以被降低。
[0006]線性路徑可建立在葉輪的出口和第一出口之間。這于是具有降低損失的益處，其否則在流體需要在葉輪和第一出口之間轉彎的情況可能發(fā)生。
[0007]壓縮機可包括擴散器，且第一出口可圍繞擴散器。實際上，第一出口可以是擴散器的出口。通過圍繞擴散器，相對大的表面積可以被實現(xiàn)用于出口，同時保持出口相對低的高度。此外，由于出口圍繞擴散器，經(jīng)由出口離開壓縮機的流體在流體膨脹進入到在殼體和壓縮機之間的空間時進一步擴散。
[0008]第一出口可包括繞壓縮機形成的環(huán)形開口。這于是具有出口的高度可被保持為相對較低，同時保持出口的相對大的表面積的益處。結果，相對緊湊的壓縮機可被實現(xiàn)。此外，由于出口為環(huán)形，經(jīng)由出口離開壓縮機的流體在流體膨脹進入到在殼體和壓縮機之間的空間時擴散。
[0009]壓縮機可包括電機，該電機用于驅動葉輪。在壓縮機內的過高溫度會導致電機的部件失效。因此，在第二入口和第二出口之間流動的流體可用于冷卻電機的一個或多個部件。特別地，流體可用于冷卻電機的電繞組或功率開關。結果，該繞組和開關能夠運載較高的電流且因此電機能夠在較高的電功率處操作。
[0010]安裝件可圍繞壓縮機且將殼體從壓縮機的徑向振動隔尚。
[0011]所述安裝件可在壓縮機和殼體之間建立密封，使得經(jīng)由第一出口離開壓縮機的所有流體都經(jīng)由第二入口重新進入壓縮機。這于是提供冷卻容納在壓縮機內的部件的益處。
[0012]所述安裝件可包括多個肋或凸塊，其變形以將殼體從壓縮機的振動隔離，和唇部密封件，用于在壓縮機和殼體之間建立密封。通過提供肋或凸塊，安裝件能夠實現(xiàn)相對良好的隔離，因為殼體和壓縮機之間的接觸可以在相對較小的表面積上實現(xiàn)。
[0013]安裝件可將殼體從壓縮機的徑向振動和軸向振動隔離。此外，安裝件可在第一入口和第一出口之間的位置處在壓縮機和殼體之間建立密封。這于是具有益處在于單個安裝件可以被用于吸收徑向和軸向振動，以及在第一入口和第一出口之間建立密封、在第二入口和第二出口之間建立約束。結果，產品的組裝可被簡化。
[0014]替代地，安裝件可以吸收徑向振動，且產品可包括另一安裝件用于吸收軸向振動。該另一安裝件于是在第一入口和第一出口之間的位置處在壓縮機和殼體之間建立密封。這于是具有益處在于，兩個安裝件可以模制有在單個安裝件情況下可能難以實現(xiàn)的結構。此夕卜，具有不同物理特性的材料可以用于兩個安裝件。例如，兩個安裝件可以由具有不同肖氏硬度的材料形成，使得每個安裝件具有適于安裝件要用來隔離的特定振動的彈性。
[0015]所述安裝件或另一安裝件可將離開第一出口的流體朝向第二入口的方向轉向。特別地，安裝件或另一安裝件可包括彎曲表面，用于轉向流體。結果，流體在第一出口和第二入口之間遵循較平滑的路徑，由此減低了流動損失。
[0016]本發(fā)明還提供了一種壓縮機，包括護罩、葉輪、擴散器、框架、驅動葉輪的電機、第一入口、第一出口、第二入口和第二出口，其中，第一入口包括定位在護罩中心處的圓形孔，第一出口圍繞擴散器，并包括由框架和護罩之間的軸向間隙限定的環(huán)形孔，第二入口定位在第一出口下方，并包括繞框架形成的多個孔。
【附圖說明】
[0017]為了本發(fā)明可被更容易地理解，本發(fā)明的實施例現(xiàn)在將要參考附圖通過實例而被描述，其中:
[0018]圖1是示出依照本發(fā)明的產品的分解視圖；
[0019]圖2是產品的振動隔離安裝件和壓縮機的分解視圖；
[0020]圖3是壓縮機的電機的分解視圖；
[0021]圖4是壓縮機的等角視圖；
[0022]圖5是穿過產品的殼體的一部分和振動隔離安裝件以及壓縮機的截面視圖；以及
[0023]圖6是如圖5的相同截面視圖，突出了由流動穿過產品的流體所采取的路徑。
【具體實施方式】
[0024]圖1的產品I包括殼體2、壓縮機3、徑向安裝件4和軸向安裝件5。安裝件4、5每一個定位在殼體2和壓縮機3之間，且用于將殼體2從壓縮機3產生的振動隔離。在該特定的實例中，產品I為手持式真空吸塵器。
[0025]現(xiàn)在參考圖2和3，壓縮機3包括電機20、葉輪21、框架22和護罩23。
[0026]電機20包括轉子組件30、定子組件31和電路組件32。轉子組件30包括軸34，轉子芯部35和軸承組件36附接到該軸34。定子組件31包括一對定子芯部37，電繞組38a繞定子芯部37纏繞。繞組38經(jīng)由端子連接器連接到電路組件32，該端子連接器還用于將電路組件32固定到定子組件31。轉子組件30和定子組件31每個被固定到框架22，其中轉子組件30通過軸承組件36固定到框架22。
[0027]葉輪21為離心式葉輪且被固定到電機20的軸34。
[0028]護罩23覆蓋在葉輪21和框架22的一端上。護罩23和框架22徑向地延伸超過葉輪21，且限定圍繞葉輪21的擴散器24?？蚣?2包括多個擴散器翼片25，其延伸穿過在護罩23中的孔26。一圈粘接劑27然后將護罩23固定到翼片25，且密封孔26。
[0029]壓縮機3包括定位于葉輪21的上游的第一入口40，定位于葉輪21的下游的第一出口 41，定位于第一出口 41的下游的第二入口 42，和定位于第二入口 42的下游的第二出口 43。
[0030]第一入口 40對應于護罩23中的入口，且包括定位在護罩23中心處的圓形孔。第一出口 41包括環(huán)形孔，其由在框架22和護罩23之間在周邊處存在的軸向間隙限定。第一出口41由此圍繞擴散器24。實際上，第一出口41可以被認為是擴散器24的出口。第二入口42定位在第一出口 41的下方，且包括繞框架22形成的多個孔。第二出口 43相似地包括多個孔，該孔限定在框架22的端部和電路組件32之間。
[0031 ]軸向安裝件4由彈性體材料形成，譬如天然或合成橡膠(例如EPDM)。軸向安裝件4在形狀上與護罩23相似，且包括盤狀部分50和從盤狀部分50向上延伸的圓柱形部分51。圓柱形部分51包括唇部密封件52，其繞圓柱形部分51的外側延伸。盤狀部分50包括向下突起的邊沿53。此外，邊沿53的自由端部稍微向外張開以限定彎曲唇部54。如下所說明的，該唇部54幫助朝向第二入口 42引導從第一出口 41離開的流體。軸向安裝件4附接到壓縮機3的護罩23。更特別地，圓柱形部分51密封抵靠護罩入口 40，且邊沿53張緊在護罩23的周邊上并與護罩23的周邊形成過盈配合。
[0032]徑向安裝件5相似地由彈性體材料形成，且包括套筒60、唇部密封件61、多個肋62和多個鎖定凸塊63，和多個端部凸塊64。唇部密封件61定位在套筒60的一個端部處且繞該端部延伸。肋62繞套筒60的外側間隔開且沿著套筒60的長度軸向地延伸。鎖定凸塊63為矩形形狀，且繞套筒60的內側間隔開。端部凸塊64延伸超過套筒60的相對端部。此外，端部凸塊64從套筒60徑向向內突出。
[0033]軸向安裝件5附接到壓縮機3的框架22。套筒60張緊在框架22上，并與框架22形成過盈配合。鎖定凸塊63于是與繞框架22的外側形成的相應凹部28接合，而端部凸塊64與框架22的自由端部接合。鎖定凸塊63用于將壓縮機3和徑向安裝件5對齊。鎖定凸塊63還用于防止壓縮機3相對于徑向安裝件5旋轉，同時鎖定凸塊63和端部凸塊64用于防止壓縮機3相對于徑向安裝件5軸向運動。因此，當將壓縮機3和安裝件4、5插入到殼體2中時，壓縮機3不能相對于安裝件4、5運動。
[0034]殼體3包括前部區(qū)段10和后部區(qū)段11。前部區(qū)段10包括端壁12和側壁13，其限定大體圓柱形凹部14，壓縮機3和安裝件4、5定位在凹部中。軸向安裝件4鄰接端壁12，且唇部密封件52密封抵靠端壁12。徑向安裝件5鄰接側壁13。此外，唇部密封件61密封抵靠側壁13，且肋62被側壁13稍微壓垮。后部區(qū)段7附接到前部區(qū)段6，從而封閉凹部14。后部區(qū)段7包括一些凸緣(未示出)，其鄰接徑向安裝件5的端部凸塊64。壓縮機3和安裝件4、5由此被前部區(qū)段6的端壁12和后部區(qū)段7的凸緣軸向地約束，且被前部區(qū)段6的側壁13徑向地約束。前部區(qū)段6的端壁12包括入口孔15，流體穿過該入口孔進入壓縮機3，且后部區(qū)段7包括多個排氣孔16，流體通過該排氣孔從壓縮機3排出。
[0035]軸向安裝件4的唇部密封件52在第一入口40和第一出口 41之間的位置處建立在殼體2和壓縮機3之間的密封，而徑向安裝件5的唇部密封件61在第二入口 42和第二出口 43之間的位置處建立在殼體2和壓縮機3之間的密封。兩個密封件52、61，殼體2和壓縮機3—起限定腔室44，其相對于第一出口 41和第二入口 42敞開，且相對于第一入口 40和第二出口 43封閉。
[0036]在操作期間，流體通過第一入口40進入壓縮機3 ο流體被葉輪21離心向外，流動通過擴散器35，且經(jīng)由第一出口 41離開壓縮機3。一旦離開壓縮機3，流體進入由密封件52、61界定的腔室44 ο由于腔室44僅對第一出口 41和第二入口 42敞開，流體經(jīng)由第二入口 42重新進入壓縮機3 ο流體于是穿過壓縮機3的內部且經(jīng)由第二出口 43離開壓縮機3。
[0037]第二入口42定位在電機的各部件(例如軸承組件36、轉子芯部35、定子組件31和電路組件32)的上游，且第二出口 43位于電機的各部件的下游。因此，當流體在第二入口 42和第二出口 43之間流動時，流體用于冷卻這些部件。
[0038]傳統(tǒng)的壓縮機可被配置為使得離開葉輪的流體穿過壓縮機的內部返回，以便于冷卻電機的部件。然而，流體通常通過壓縮機的外殼體返回，其包括一個或多個彎曲部用于將離開葉輪的流體返回。結果，壓縮機的總尺寸增大。不是使用壓縮機的外殼，殼體2和安裝件
4、5被替代地用于將流體返回到壓縮機3的內部。結果，更緊湊的配置可被實現(xiàn)。
[0039]由于第一入口40和第一出口41的位置，流體沿軸向方向(即沿平行于葉輪21的旋轉軸線的方向)進入壓縮機3，且沿徑向方向(即沿正交于旋轉軸線的方向)排出。此外，線性路徑建立在葉輪21的出口和第一出口 41之間。離開葉輪21的流體由此不需要在經(jīng)由第一出口41離開之前在壓縮機3內軸向轉向。結果，更緊湊的配置可被實現(xiàn)。此外，在壓縮機3內的流動損失可以被降低。
[0040]第一出口41包括環(huán)形開口，其圍繞或形成擴散器24的排出口。這于是具有第一出口 41的高度可被保持為相對較低，同時保持出口 41的相對大的表面積的益處。因此，相對緊湊的壓縮機3可以被實現(xiàn)，而第一出口41沒有建立對流體流的約束或其它阻礙。此外，由于第一出口 41為環(huán)形，經(jīng)由出口 41離開壓縮機3的流體在流體膨脹進入到在殼體2和壓縮機3之間的腔室44時進一步擴散?？上胂?，擴散器24可以被省略，且第一出口 41可以形成葉輪21的出口。這于是可以得到更緊湊的配置，代價是增大的流動損失。
[0041 ]軸向安裝件4包括彎曲唇部54，其定位在壓縮機3的第一出口 41處。彎曲唇部54用于將離開第一出口 41的流體朝向第二入口 42的方向轉向。由于唇部54是彎曲的，流體在第一出口 41和第二入口 42之間遵循較平滑的路徑，由此減低了流動損失。
[0042]定子組件31的繞組38和電路組件32的功率開關39(其被用于控制穿過繞組38的電流)通常由于它們所攜帶的電流的大小而產生高水平的熱量。第二入口 42和第二出口 43定位為使得流動穿過壓縮機3的內部的流體用于冷卻繞組38和功率開關39。這于是具有繞組38和功率開關39能夠運載較高的電流且因此電機20能夠在較高的電功率處操作的益處。
[0043]在上述實施例中，徑向安裝件4形成在殼體2和壓縮機3之間的密封，使得所有經(jīng)由第一出口41從壓縮機3排出的流體都經(jīng)由第二入口42重新進入壓縮機3。由于所有可用的流體被返回穿過壓縮機3的內部，于是這具有將冷卻最大化的優(yōu)勢。然而，可能不必返回所有離開第一出口41的流體為穿過壓縮機3的內部，以便于實現(xiàn)必要的冷卻。此外，改善的性能(例如質量流量或效率)可以通過僅返回流體的一部分穿過壓縮機3的內部而實現(xiàn)。因此，不是在殼體2和壓縮機3之間形成密封，徑向安裝件4可以替代地形成部分密封。部分密封可以采用僅繞壓縮機3的一部分接觸和密封抵靠殼體2的唇部或邊沿的形式。替代地，部分密封可以采用徑向地朝向殼體2延伸但是不必接觸殼體2的邊沿或凸緣的形式。因此，更一般地說，徑向安裝件4可以被認為是建立在殼體2和壓縮機3之間的約束(密封或部分密封)，其使得離開第一出口 41的流體經(jīng)由第二入口 42重新進入壓縮機3 ο在部分密封建立在殼體2和壓縮機3之間的情況下，離開第一出口41的流體的一部分經(jīng)由第二入口42重新進入壓縮機3，且流體的一部分繞過第二入口42ο例如，在圖5和6中所示的實施例中，繞過第二入口 42的流體將在殼體2和壓縮機3之間軸向地流動，且經(jīng)由排出開口 16離開產品I。因此，該旁路流體并不需要轉向或與電機20的部件撞擊，改善的性能可以被實現(xiàn)。
[0044]在上述實施例中，產品I包括兩個不同的安裝件4、5，用于將殼體2從壓縮機3的軸向和徑向振動隔離開。這于是具有兩個安裝件4、5可以模制或以其他方式形成有在單個安裝件情況下可能難以實現(xiàn)的結構。此外，如果需要，具有不同物理特性的材料可以用于兩個安裝件4、5。例如，兩個安裝件4、5可以由具有不同肖氏硬度的材料形成，使得每個安裝件4、5具有更適于安裝件4、5要用來隔離的特定振動的彈性。不考慮上述益處，單個安裝件可以替代地被用于將殼體2從軸向和徑向振動隔離。實際上，單個安裝件會簡化產品I的組裝。
[0045]徑向安裝件5包括肋62，其沿套筒60的長度軸向地延伸。可想象，不是軸向地延伸，肋62可繞套筒周向地延伸。這于是將避免獨立的唇部密封件61的需要，因為肋可以建立在殼體2和壓縮機3之間的必須的密封。然而，該配置的缺點在于套筒60的圓周大于套筒60的長度。結果周向肋會在較大的表面積上接觸殼體2，且由此從壓縮機3傳遞更多的振動到殼體2。軸向肋62具有進一步益處在于，將壓縮機3和安裝件4、5軸向地插入到凹部14中時，肋62被徑向地壓垮，且由此肋62的徑向順從性被相對良好地控制。相反，如果肋62繞套筒60周向地延伸，在壓縮機3和安裝件4、5被插入到凹部14中時，肋將更可能被被軸向地拉動而不是徑向地壓垮。這于是可不利地影響肋的徑向順從性，且由此影響肋吸收和隔離振動的效率。作為對肋62的替代，徑向安裝件5可以包括繞套筒60的外側定位的錐形凸塊(例如錐形短柱)。通過使用錐形凸塊，可以在更少接觸點的情況下將壓縮機3安裝在殼體2中，由此潛在地導致更好的隔離。然而，該配置的潛在問題在將壓縮機3和安裝件4、5軸向地插入到凹部14中時再次出現(xiàn)。例如，在插入期間凸塊將很可能被軸向地拉動，而不是被徑向地壓垮，且由此在凸塊徑向順從性上的控制可能相對較差。該問題可以通過將殼體2的第一區(qū)段10分為一些部分(例如兩個半圓柱形部分)而處理，其被裝到一起以包封壓縮機3和安裝件4、5。
[0046]徑向安裝件5的唇部密封件61僅被用于建立在殼體2和壓縮機3之間的密封。唇部密封件61不被用于吸收壓縮機3的徑向振動。因此，唇部密封件61被配置為使得密封提供用于壓縮機3的振動的差的傳遞路徑。特別地，唇部密封件61的徑向順從性比軸向肋62或錐形凸塊更大，如果被使用的話。結果壓縮機3的徑向振動被肋62或凸塊所針對，而不是唇部密封件62。因此，盡管唇部密封件61在相對較大的面積上接觸殼體2，殼體2繼續(xù)從壓縮機3的振動良好隔咼。
[0047]徑向安裝件5用于將殼體2從壓縮機3的徑向振動隔離，以及形成殼體2和壓縮機3之間的環(huán)形密封。在上述實施例中，由徑向安裝件5產生的密封確保從壓縮機3的第一出口41排出的流體經(jīng)由第二入口 42返回穿過壓縮機3的內部。然而，徑向安裝件5可以被用于將其他類型的壓縮機安裝在殼體中，特別地在流體沿徑向方向從殼體排出的情況下。例如，如果考慮圖5中所示的實施例，壓縮機3的第二入口 42可以被省略(即封閉)，且殼體2的排出開口 16可以定位在大體由參考標號13所指示的位置處。由徑向安裝件5建立的密封于是確保離開壓縮機3的流體將從殼體2經(jīng)由排出開口 16排出，即安裝件5的密封件61限定的腔室44僅對于第一出口 41和排出開口 16敞開。在該替代實施例和上述實施例兩者中，壓縮機3包括軸向入口 40和徑向出口 41。軸向入口 40定位在壓縮機3的一端，且徑向安裝件5在徑向出口41和壓縮機3的相對端部之間的位置處形成環(huán)形密封。
【主權項】
1.一種壓縮機，包括護罩、葉輪、驅動葉輪的電機、定位在葉片上游的第一入口、定位在葉輪下游的第一出口、定位在第一出口下游的第二入口以及定位在第二入口下游的第二出P, 其中，葉輪為離心式葉輪，流體經(jīng)由第一入口沿軸向方向進入壓縮機，且經(jīng)由第一出口沿徑向方向離開壓縮機，在第二入口和第二出口之間流動的流體用于冷卻電機的一個或多個部件。2.如權利要求1所述的壓縮機，其中第一入口包括定位在護罩中心處的圓形孔。3.如權利要求1所述的壓縮機，其中壓縮機包括擴散器，且第一出口圍繞擴散器。4.如權利要求1所述的壓縮機，其中壓縮機包括框架，電機安裝在框架上。5.如權利要求4所述的壓縮機，其中第一出口包括環(huán)形開口，環(huán)形開口繞壓縮機形成，并由框架和護罩之間的軸向間隙限定。6.如權利要求4所述的壓縮機，其中第二入口包括繞框架形成的多個孔。7.如權利要求4所述的壓縮機，其中第二出口包括繞框架形成的多個孔。8.如權利要求1所述的壓縮機，其中在第二入口和第二出口之間流動的流體用于冷卻電機的電繞組或功率開關。9.一種包括如前述權利要求中任一項所述的壓縮機的真空吸塵器，。10.—種壓縮機，包括護罩、葉輪、擴散器、框架、驅動葉輪的電機、第一入口、第一出口、第二入口和第二出口， 其中，第一入口包括定位在護罩中心處的圓形孔，第一出口圍繞擴散器，并包括由框架和護罩之間的軸向間隙限定的環(huán)形孔，第二入口定位在第一出口下方，并包括繞框架形成的多個孔。11.如權利要求10所述的壓縮機，其中，第一出口形成用于擴散器的排出口。12.如權利要求10所述的壓縮機，其中，線性路徑建立在葉輪的出口和第一出口之間。13.如權利要求10所述的壓縮機，其中，壓縮機包括第二出口，第二出口定位在第二入口下方，并包括繞框架形成的多個孔。14.如權利要求13所述的壓縮機，其中，壓縮機包括電路組件，第二出口的多個孔限定在框架的端部和電路組件之間。15.如權利要求10至14中任一項所述的壓縮機，其中，所述壓縮機包括安裝在框架內的電機，該電機定位在第二入口和第二出口之間。
【文檔編號】F04D29/58GK105864061SQ201610206750
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年4月25日
【發(fā)明人】R.希爾, A.克洛西爾
【申請人】戴森技術有限公司