一种涡旋式压缩机及其设计方法.pdf

本发明公开了一种涡旋式压缩机及其设计方法。所述的涡旋式压缩机的定涡旋上有卸载孔，并在定涡旋上部的圆柱凸台上嵌套有可以上下移动的滑环，所述的滑环上表面与高低压隔板的下表面相接触，在所述的滑环与定涡旋之间有复位弹簧和卸载孔密封件，所述的复位弹簧安装在定涡旋上部的沉孔中，所述的卸载孔密封件安装在定涡旋上部与卸载孔对应的沉孔中。所述的设计方法包括根据涡旋式压缩机的设计要求确定压差设定值和计算复位弹簧的大小、刚度和数量。由于本发明的压缩腔中的气体可以通过卸载孔泄漏到低压腔，从而减缓了高压腔与低压腔压差建立的速度，降低了起动负载，从大大提高了涡旋式压缩机起动的可靠性，也减少了液击发生的可能。

1、  一种涡旋式压缩机，主要包括壳体(1)、上盖(2)、高低压隔板(3)、定涡旋(4)、动涡旋(5)、十字环(6)、上支撑(7)、曲轴(8)、转子(9)、电机(10)，所述的动涡旋(5)与定涡旋(4)相互配合形成多个压缩腔(18)，所述的定涡旋(4)与高低压隔板(3)之间通过高低压密封件(11)密封，所述的高低压隔板(3)将高压腔(16)与低压腔(17)分开，其特征在于：在所述的定涡旋(4)上有卸载孔(15)，并在定涡旋(4)上部的圆柱凸台上嵌套有可以沿着轴向上下移动的滑环(12)，所述的滑环(12)上表面与高低压隔板(3)的下表面相接触，在所述的滑环(12)与定涡旋(4)之间有复位弹簧(13)和卸载孔密封件(14)，所述的复位弹簧(13)安装在定涡旋(4)上部的沉孔中，所述的卸载孔密封件(14)安装在定涡旋(4)上部与卸载孔(15)对应的沉孔中。

2、  根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于：所述的定涡旋(4)上有两个或两个以上的卸载孔(15)，每个卸载孔(15)的上部均安装有卸载孔密封件(14)。

3、  根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于：所述的定涡旋(4)上部安装有两个或两个以上的复位弹簧(13)。

4、  一种涡旋式压缩机的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、根据涡旋式压缩机的设计要求确定高压腔(16)与低压腔(17)之间连通或关闭的压差设定值；
B、根据所述的压差设定值计算复位弹簧(13)的大小、刚度和数量。

5、  根据权利要求4所述的涡旋式压缩机的设计方法，其特征在于：所述的压差设定值应小于压缩机运转范围里吸、排气的最小压差，保证压缩机在运转范围里正常工作。

6、  根据权利要求4所述的涡旋式压缩机的设计方法，其特征在于：所述的复位弹簧(13)的大小、刚度和数量应满足以下要求：当高压腔(16)与低压腔(17)压差不高于所述的压差设定值时，所述的复位弹簧(13)可以推动滑环(12)离开卸载孔密封件(14)，并在压缩腔(18)的压力作用下卸载孔密封件(14)被推开，使卸载孔(15)打开；当高压腔(16)与低压腔(17)压差高于所述的压差设定值时，所述的滑环(12)在高压腔(16)的作用下压住卸载孔密封件(14)，使卸载孔(15)关闭。

一种涡旋式压缩机及其设计方法
技术领域
本发明涉及一种压缩机，特别是一种涡旋式压缩机及其设计方法。
背景技术
众所周知，现有的涡旋式压缩机包括设有螺旋形涡旋齿的定涡旋、与定涡旋相配合的设有螺旋形涡旋齿的动涡旋，动涡旋与定涡旋相互配合形成了容积可变的多个压缩腔，由电机带动曲轴驱动动涡旋沿其公转轨道公转，从而完成气体的吸入、压缩和排出。在起动过程中，所述的多个压缩腔同时压缩产生较大的阻力，使电机起动时的负载很大，导致起动困难甚至可能无法起动。并且，压缩机起动时，空调系统的液态制冷剂有可能进入压缩腔。由于液体的不可压缩性，强行压缩会造成压缩腔压力异常升高，可直接造成压缩机损坏，通常称这种情况为“液击”。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明要提出一种可以在起动时降低起动负载并减少液击发生可能性的涡旋式压缩机及其设计方法。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种涡旋式压缩机，主要包括壳体、上盖、高低压隔板、定涡旋、动涡旋、十字环、上支撑、曲轴、转子、电机，所述的动涡旋与定涡旋相互配合形成多个压缩腔，所述的定涡旋与高低压隔板之间通过高低压密封件密封，所述的高低压隔板将高压腔与低压腔分开，在所述的定涡旋上有卸载孔，并在定涡旋上部的圆柱凸台上嵌套有可以沿着轴向上下移动的滑环，所述的滑环上表面与高低压隔板的下表面相接触，在所述的滑环与定涡旋之间有复位弹簧和卸载孔密封件，所述的复位弹簧安装在定涡旋上部的沉孔中，所述的卸载孔密封件安装在定涡旋上部与卸载孔对应的沉孔中。
本发明所述的定涡旋上有两个或两个以上的卸载孔，每个卸载孔的上部均安装有卸载孔密封件。
本发明所述的定涡旋上部安装有两个或两个以上的复位弹簧。
一种涡旋式压缩机的设计方法包括以下步骤：
A、根据涡旋式压缩机的设计要求确定高压腔与低压腔之间连通或关闭的压差设定值；
B、根据所述的压差设定值计算复位弹簧的大小、刚度和数量。
本发明所述的压差设定值应小于压缩机运转范围里吸、排气的最小压差，保证压缩机在运转范围里正常工作。
本发明所述的复位弹簧的大小、刚度和数量应满足以下要求：当高压腔与低压腔压差不高于所述的压差设定值时，所述的复位弹簧可以推动滑环离开卸载孔密封件，并在压缩腔的压力作用下卸载孔密封件被推开，使卸载孔打开；当高压腔与低压腔压差高于所述的压差设定值时，所述的滑环在高压腔的作用下压住卸载孔密封件，使卸载孔关闭。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明的定涡旋上开有一个或多个卸载孔，连通压缩腔与低压腔，压缩腔中的气体可以通过所述的卸载孔泄漏到低压腔。由于压缩腔的部分气体可以泄漏入低压腔，从而减缓了高压腔与低压腔压差建立的速度，降低了起动负载，从大大提高了涡旋式压缩机起动的可靠性。
2、由于本发明的定涡旋上设有一个滑环，可以沿定涡旋的轴向滑动。在滑环与定涡旋之间设有弹性复位元件，可以使滑环向背离定涡旋方向移动一定距离。滑环与高低压密封件接触，当高压腔与低压腔的压差作用于高低压密封件时对滑环产生压力，使滑环向靠近定涡旋方向移动。在滑环与卸载孔之间设有卸载孔密封件，当滑环朝向定涡旋方向移动时，可以将卸载孔密封件压在卸载孔上，使卸载孔关闭；当滑环背向定涡旋方向移动时，在压缩腔的压力作用下卸载孔密封件被推开，使卸载孔打开。从而实现了卸载孔的自动关闭与打开。
3、由于本发明的定涡旋上开有一个或多个卸载孔，连通压缩腔与低压腔，如果液态制冷剂进入压缩腔也可以通过卸载孔泄漏入低压腔，不会产生过高的压力，从而减少了液击发生的可能。
4、由于本发明降低了起动负载，涡旋式压缩机可以使用效率更高而起动性能相对较低的电机，从而提高能效。
5、由于本发明通过高低压隔板和定涡旋实现滑环的定位和导向，高低压压差通过已有的高低压密封件传递，最大程度利用现有结构，而且未使用螺钉和加工困难的深孔，因此本发明设计合理、结构简单。
附图说明
本发明共有3幅附图。其中：
图1是涡旋式压缩机的结构示意图；
图2是涡旋式压缩机起动之前的局部结构视图；
图3是涡旋式压缩机完全起动之后的局部结构视图。
图中：1、壳体，2、上盖，3、高低压隔板，4、定涡旋，5、动涡旋，6、十字环，7、上支撑，8、曲轴，9、转子，10、电机，11、高低压密封件，12、滑环，13、复位弹簧，14、卸载孔密封件，15、卸载孔，16、高压腔，17、低压腔，18、压缩腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1所示，一种涡旋式压缩机主要包括壳体1、上盖2、高低压隔板3、定涡旋4、动涡旋5、十字环6、上支撑7、曲轴8、转子9、电机10，所述的动涡旋5与定涡旋4相互配合形成多个压缩腔18，所述的定涡旋4与高低压隔板3之间通过高低压密封件11密封，所述的高低压隔板3将高压腔16与低压腔17分开，在所述的定涡旋4上有卸载孔15，并在定涡旋4上部的圆柱凸台上嵌套有可以沿着轴向上下移动的滑环12，所述的滑环12上表面与高低压隔板3的下表面相接触，在所述的滑环12与定涡旋4之间有复位弹簧13和卸载孔密封件14，所述的复位弹簧13安装在定涡旋4上部的沉孔中，以限制复位弹簧13的位置，所述的卸载孔密封件14安装在定涡旋4上部与卸载孔15对应的沉孔中，以限制卸载孔密封件14的位置。所述的定涡旋4上有两个或两个以上的卸载孔15，每个卸载孔15的上部均安装有卸载孔密封件14。所述的定涡旋4上部安装有两个或两个以上的复位弹簧13。
一种涡旋式压缩机的设计方法包括以下步骤：
A、根据涡旋式压缩机的设计要求确定高压腔16与低压腔17之间连通或关闭的压差设定值；
B、根据所述的压差设定值计算复位弹簧13的大小、刚度和数量。
本发明所述的压差设定值应小于压缩机运转范围里吸、排气的最小压差，保证压缩机在运转范围里正常工作。所述的复位弹簧13的大小、刚度和数量应满足以下要求：当高压腔16与低压腔17压差不高于所述的压差设定值时，所述的复位弹簧13可以推动滑环12离开卸载孔密封件14，并在压缩腔18的压力作用下卸载孔密封件14被推开，使卸载孔15打开；当高压腔16与低压腔17压差高于所述的压差设定值时，所述的滑环12在高压腔16的作用下压住卸载孔密封件14，使卸载孔15关闭。
本发明的工作原理如下：如图2所示，在涡旋式压缩机起动之前，高压腔16压力和低压腔17压力相同，高低压密封件14两端无压差，在复位弹簧13的作用下滑环12向上移动与高低压隔板3接触，形成滑环12下表面与定涡旋4上表面之间的最大距离H；如图3所示，在涡旋式压缩机起动时，动涡旋5水平转动压缩腔18容积减小，与卸载孔15连通的压缩腔18中的气体可以沿卸载孔15流出、推开卸载孔密封件14流入低压腔17，因此只有部分气体被压缩排入高压腔16，从而使起动转矩大大减小，也可以在一定程度上防止液击；随着高压腔16中的压力上升、低压腔17中的压力降低，高低压密封件11两端出现压差，在压差的作用下对滑环12产生压力。随着压差的进一步增加这个压力也在增加，直到使复位弹簧13被压缩，滑环12向下移动，最终使卸载孔密封件14压在卸载孔15上将其密封关闭，形成滑环12下表面与定涡旋4上表面之间的最小距离L。