一种涡旋式压缩机及其油气分离装置的制作方法

1.本发明涉及涡旋式压缩机，尤其是一种涡旋式压缩机及其油气分离装置。


背景技术：

2.涡旋压缩机主要由控制部分、电机部分、压缩部分组成，压缩部分有一对涡旋盘，涡旋压缩机的主要压缩过程由涡旋盘实现，冷媒经过涡旋盘压缩成为高温高压气体，高温高压气体经静涡盘上的排气孔排出，流通到电机区域后再经排气管排出。压缩机使用过程中为了润滑、密封以及冷却的需要，常常使用液体状的机油。这些机油对运动副进行润滑，因此可以减少摩擦和磨损；同时，由于润滑油的存在而使得通过配合间隙所产生的泄漏量大为减少；最后，润滑油可以冷却压缩机的关键运动件如轴承、转子和气缸等等，从而提高压缩机的工作可靠性。在涡旋压缩机工作的过程中，高温高压气体将充满压缩机的内部空间，当高温高压气体流通时会将压缩机内的润滑油带走。因此在压缩气体排出之前，需要通过油气分离装置，对气体进行油气分离。
3.现有的涡旋压缩机，例如中国实用新型专利（公开号：cn211343344u，公开日：20200825）公开了一种具有油气分离机构的卧式涡旋压缩机，属于智能装备驱动控制技术领域，包括静涡旋盘、动涡旋盘、油气分离装置、偏心轴、壳体、定子、转子、轴承座一、轴承座二、动涡旋盘轴承、排气口、进气管和出气管；油气分离装置包括内筒体、外筒体、螺旋分隔板和导气管，螺旋分隔板呈螺旋状设置在外筒体的内壁和内筒体的外壁之间，螺旋分隔板将油气分离腔体分割为螺旋形的气体流道。本实用新型的油气流动过程中与外筒体的内壁和内筒体的外壁碰撞，凝聚成油，油导回压缩机的储油腔内，被分流对轴承座轴承、动涡旋盘轴承、轴承座摩擦垫和静盘摩擦垫等运动易损件进行润滑，增强了涡旋压缩机运转的平稳性与耐久性，降低摩擦噪音，提高了运动易损件的使用寿命。
4.上述涡旋压缩机存在以下问题：仅对空气进行一次过滤，无法保证空气中润滑油的含量合格。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种涡旋式压缩机及其油气分离装置，压缩后的气体先经过静盘背面的粗分离腔第一次过滤，再将气体通入后盖板内侧的二次分离腔，再一次过滤，最后将气体通入后盖板外侧的油气分离装置中进行精细分离，通过多次过滤，确保最后的气体中润滑油含量合格。
6.为本发明的目的，采用以下技术方案予以实施：一种涡旋式压缩机的油气分离装置，包括油气精分离组件、后盖板、二次分离盖板、粗分离盖板、静盘、动盘和机身；二次分离盖板、粗分离盖板、静盘、动盘均位于机身内；机身内的下部设有油池；静盘固定设置在机身上；动盘配合设置在静盘一侧的涡旋部上，动盘和静盘之间形成压缩室；静盘的另一侧的端面上设置环形外圈和第一导气筋；环形外圈沿着静盘的外边沿设置，环形外圈上设置粗分离盖板，使得环形外圈和粗分离盖板之间形
成粗分离腔；第一导气筋为弧形，位于环形外圈之内；环形外圈下部留有缺口，第一导气筋将缺口分隔成粗分离排气口和第一下油口；第一下油口位于粗分离排气口的下方；第一导气筋的开口朝向第一下油口，第一下油口连通油池并通过润滑油密封；第一导气筋中部设有连通压缩室的粗分离进气口，第一导气筋的外侧与环形外圈的内侧之间形成气流通道，气流通道一端与粗分离进气口连通，另一端连通至粗分离排气口；机身尾部设置有后盖板，后盖板与机身之间形成二次分离腔，粗分离排气孔与二次分离腔连通；后盖板内侧的端面上设置第二导气筋，第二导气筋上设置二次分离盖板；第二导气筋与二次分离盖板之间形成型腔，在第二导气筋的一个侧部设置有连通二次分离腔的型腔进气口，并在第二导气筋的内侧设置有贯穿后盖板的型腔出气口；在第二导气筋的底部设有第二下油口；后盖板的外侧设置油气分离座，油气分离座上设置油气精分离组件，油气精分离组件和油气分离座之间形成精细分离腔；精细分离腔设有进气端和出气端；精细分离腔的进气端与型腔出气口连通。
7.作为优选，环形外圈上设置粗分离盖板安装孔，粗分离盖板通过螺栓连接在粗分离盖板安装孔上；第一导气筋沿静盘轴向的长度与环形外圈相同。
8.作为优选，第一导气筋构成回油座和进气座；回油座设置在静盘的上部，进气座设置在静盘的下部；进气座将缺口分隔成粗分离排气口和第一下油口。
9.作为优选，油气精分离组件包括油分芯棒、油分芯和油分芯罩；油分芯棒的下部与型腔出气口连接；油分芯棒的外侧包覆设置油分芯，油分芯的外侧设置油分芯罩，油分芯罩设置在油气分离座上。
10.作为优选，油分芯的材料为棉。
11.作为优选，静盘上设有回油座，回油座内设有回油孔，回油孔与压缩室连通；油气分离座的下部设置贯穿后盖板的单向回油组件安装孔，单向回油组件安装孔内设置单向回油组件，单向回油组件的出口端穿过回油孔延伸到压缩室内。
12.作为优选，第二导气筋上设置二次分离盖板安装孔，二次分离盖板通过螺栓固定安装在二次分离盖板安装孔上。
13.作为优选，精细分离腔的出口端设置最小压力阀；最小压力阀为机械式。
14.一种涡旋式压缩机，包括上述的油气分离装置以及十字滑环、油封组件、曲轴、进气口连接件、进气阀组件和电机；动盘与机身之间通过十字滑环连接；动盘中心与曲轴上的偏心轴段连接，曲轴中部通过轴承转动设置在机身中部的曲轴连接孔上，且曲轴与机身之间设置油封组件；曲轴的末端设置在电机内；后盖板外侧面上设置进气阀组件，后盖板内侧面上与进气阀组件对应的位置设置进气口连接件，进气口连接件依次穿过二次分离盖板和粗分离盖板与静盘上的进气口连接，进气口连通压缩室。
15.作为优选，机身下部设有与油池连通的出油口以及用于冷却后的润滑油回流的回流通道；回流通道上设置有回流进油口、第一回流出口和第二回流出口；静盘上设置冷却油通道，冷却油通道的进口与第一回流出口连通；冷却油通道的出口位于压缩室内；第二回流出口设置在机身中部的曲轴连接孔上；机身与电机之间设置散热器；散热器外侧周向为进风口，内侧周向为出风口；散热器内设置若干散热片，散热片之间设置油道，油道的进油孔与出油口连通，油道的出油孔与回流进油口连通；散热器的内侧设置固定托，固定托为中空
结构；固定托的一侧与机身固定连接，且这一侧的形状与散热器内侧的形状匹配；固定托另一侧设置有连接法兰，连接法兰固定设置在电机的外壳上；连接法兰的外周上设置多个径向出风口；曲轴上位于连接法兰处设置风叶。
16.综上所述，本发明的优点是：1.从压缩室排出的气体依次经过粗分离腔、二次分离腔、型腔和精细分离腔，气体通过上述分离腔多次过滤，提高油气分离的效果；粗分离腔、二次分离腔和型腔中通过导气筋，延长气体流动的路径，进一步提高油气分离效果；粗分离腔、二次分离腔和型腔中，分离出来的油在重力的作用下流回油池中。在精细分离腔中，过滤的油在压缩室负压的作用下回流回压缩室内。
17.2.取消了油气桶使机器的结构更加紧凑，取消了复杂的管网结构使机器的易损件减少，降低了机器的维护成本。
18.3.润滑油在机头内部循环路径短，减少了润滑油的用量，提高润滑油使用效率，而且润滑油在机头内部与空气接触面积小，降低了润滑油发生乳化的概率。
19.4.机头内部的结构具有吸声效果，整机的噪音明显下降。
20.5.电子控制元件使用量减少，降低了整机故障率及制造成本。
附图说明
21.图1为涡旋压缩机的结构示意图。
22.图2为涡旋压缩机的爆炸结构示意图。
23.图3为静盘远离涡旋部那侧的结构示意图。
24.图4为静盘涡旋部那侧的结构示意图。
25.图5为粗分离盖板和静盘的结构示意图。
26.图6为粗分离过程示意图。
27.图7为后盖板和二次分离盖板的结构示意图。
28.图8为二次分离过程示意图。
29.图9为后盖板外侧的结构示意图。
30.图10为后盖板及其上安装的部件的结构示意图。
31.图11为图10中a
‑
a处的剖视图。
32.图12为机身内部的结构示意图。
33.图13为机身外部的结构示意图。
34.图14为散热器、固定托、连接法兰、风叶和曲轴的爆炸结构示意图。
具体实施方式
35.如图1到6所示，一种涡旋式压缩机的油气粗分离装置，包括粗分离盖板5、静盘6、动盘7和机身9。粗分离盖板5、静盘6、动盘7均位于机身9内。机身9内的下部设有油池。静盘6固定设置在机身9上。动盘7配合设置在静盘6一侧的涡旋部上，动盘7和静盘6之间形成压缩室。静盘6的另一侧的端面上设置环形外圈601、第一导气筋602、回油座603和进气座604。环形外圈601沿着静盘6的外边沿设置，环形外圈601上设置粗分离盖板安装孔6011，粗分离盖板5通过螺栓20连接在粗分离盖板安装孔6011上。环形外圈601和粗分离盖板5之间形成粗
分离腔。第一导气筋602为弧形，位于环形外圈601之内，第一导气筋602沿静盘6轴向的长度与环形外圈601相同，使得粗分离盖板5同时与环形外圈601和第一导气筋602接触，从而限定唯一的气流通道。回油座603和进气座604由第一导气筋602构成。回油座603设置在静盘6的上部，进气座604设置在静盘6的下部。环形外圈601下部留有缺口，进气座604或者第一导气筋602将缺口分隔为粗分离排气口605和第一下油口606。第一导气筋602的开口朝向第一下油口606，第一下油口606与油池连通并通过润滑油密封。第一导气筋602中部设有连通压缩室的粗分离进气口607，第一导气筋602的外侧与环形外圈601的内侧之间形成气流通道，气流通道一端与粗分离进气口607连通，另一端连通至粗分离排气口605。
36.粗分离时，压缩室中的气体通过粗分离进气口607进入粗分离腔中，并沿着第一导气筋602的内侧向第一导气筋602的外侧移动，在第一导气筋602的导向下，气流围绕第一导气筋602和环形外圈601之间的气流通道顺时针流动，最后从粗分离排气口605排出。气体中的润滑油落在粗分离盖板5和第一导气筋602上，并在重力的作用下，最终流回到油池中。
37.如图1到11所示，一种涡旋式压缩机的油气分离装置，该装置包括上述的油气粗分离装置以及油气精分离组件1、后盖板2和二次分离盖板3。二次分离盖板3位于机身9内。机身9尾部通过螺栓固定设置有后盖板2，后盖板2与机身9之间形成二次分离腔，粗分离排气孔605与二次分离腔连通。后盖板2内侧的端面上设置圆弧形的第二导气筋201，第二导气筋201上设置二次分离盖板安装孔2011，二次分离盖板3通过螺栓固定安装在二次分离盖板安装孔2011上。第二导气筋201与二次分离盖板3之间形成型腔，在第二导气筋201的一个侧部设置有连通二次分离腔的型腔进气口202，并在第二导气筋201的内侧设置有贯穿后盖板2的型腔出气口203。在第二导气筋201的底部设有第二下油口206。二次分离后的润滑油通过第二导气筋201和二次分离盖板3流回到油池中。
38.二次分离过程中，气体从粗分离排气孔605进入二次分离腔，并沿着第二导气筋201的外侧顺时针移动，通过型腔进气口202进入型腔内，继续沿着第二导气筋201的内侧流动，最终进入型腔出气口203。气体中的润滑油在二次分离盖板3和第二导气筋201的作用下，流动油池中。第二导气筋201的形状能有效延长空气流动的路径，提高油气分离效果。
39.如图9到图11所示，后盖板2的外侧设置油气分离座204，油气分离座204上设置油气精分离组件1，油气精分离组件1和油气分离座204之间形成精细分离腔。精细分离腔设有进气端和出气端。精细分离腔的进气端与型腔出气口203连通。精细分离腔的出口端设置最小压力阀17，最小压力阀17为机械式，当出口处的压力达到额定压力时，最小压力阀17开启，开始排气。油气精分离组件1包括油分芯棒101、油分芯102和油分芯罩103。油分芯棒101的下部与型腔出气口203连接。油分芯棒101的外侧包覆设置油分芯102，油分芯102材料为棉。油分芯102的外侧设置油分芯罩103，油分芯罩103设置在油气分离座204上。回油座603上设有回油孔6031。油气分离座204的下部设置贯穿后盖板2内外两侧的单向回油组件安装孔205，单向回油组件安装孔205内设置单向回油组件4，单向回油组件4的末端穿过回油孔6031延伸到压缩室内，单向回油组件4用于将精细分离后的润滑油导回到压缩室中。单向回油组件4内部开有安装单向阀的小孔、外壁开有四个o型圈安装槽以及限位台阶。
40.精细分离时，气体从型腔出气口203进入油气精分离组件1中，并沿着油分芯棒101移动，在油分芯102的作用下，对气体进行过滤，过滤后的气体进入精细分离腔的出口，当出口处的压力达到额定压力时，最小压力阀17开启，开始排气。过滤出的油向下流到单向回油
组件4的入口处，并在压缩室负压的作用下，回流到压缩室内。
41.该油气分离装置具有以下优势：1.从压缩室排出的气体依次经过粗分离腔、二次分离腔、型腔和精细分离腔，气体通过上述分离腔多次过滤，提高油气分离的效果；粗分离腔、二次分离腔和型腔中通过导气筋，延长气体流动的路径，进一步提高油气分离效果；粗分离腔、二次分离腔和型腔中，分离出来的油在重力的作用下流回油池中。在精细分离腔中，过滤的油在压缩室负压的作用下回流回压缩室内。
42.2.取消了油气桶使机器的结构更加紧凑，取消了复杂的管网结构使机器的易损件减少，降低了机器的维护成本。
43.3.润滑油在机头内部循环路径短，减少了润滑油的用量，提高润滑油使用效率，而且润滑油在机头内部与空气接触面积小，降低了润滑油发生乳化的概率。
44.4.机头内部的结构具有吸声效果，整机的噪音明显下降。
45.5.电子控制元件使用量减少，降低了整机故障率及制造成本。
46.如图1到图14所示，一种涡旋式压缩机，包括上述的油气分离装置以及十字滑环8、油封组件13、曲轴15、进气口连接件16、进气阀组件19和电机21。动盘7与机身9之间通过十字滑环8连接。动盘7中心与曲轴15上的偏心轴段连接，曲轴15中部通过轴承12转动设置在机身9中部的曲轴连接孔93上，且曲轴15与机身9之间设置油封组件13，油封组件13用于将润滑油封堵在机身9内。曲轴15的末端设置在电机21内，曲轴15通过电机21驱动。后盖板2外侧面上设置进气阀组件19，后盖板2内侧面上与进气阀组件19对应的位置设置进气口连接件16，进气口连接件16穿过二次分离盖板3和粗分离盖板5与静盘6上的进气座604连接，进气座604上设有与压缩室连通的进气口6041，进气口连接件16用于将进气阀组件19导入的空气向内输送到压缩室中。后盖板2上设置用于观察机身9内部油池液面高度的油视镜18和用于检测机身9内部气压的压力表22。机身9顶部设置温度传感器10和吊环11。
47.如图12和图13所示，机身9下部设有与油池连通的出油口91以及用于冷却后的润滑油回流的回流通道92。回流通道92上设置有回流进油口921、第一回流出口922和第二回流出口923。如图3到图5所示，静盘6上设置冷却油通道608，冷却油通道608的进口6081与第一回流出口922连通，冷却油通道608的出口6082位于压缩室内，冷却油通道608用于将冷却后的润滑油通入压缩室。第二回流出口923设置在机身9中部的曲轴连接孔93上，用于将冷却后的润滑油供给曲轴15及其轴承12。
48.如图14所示，机身9与电机21之间设置散热器14。散热器14外侧周向为进风口，内侧周向为出风口。散热器14内设置若干散热片，散热片之间设置油道，油道的进油孔1401与出油口91连通，油道的出油孔1402与回流进油口921连通。由于压缩室和曲轴连接孔93处的压力低于机身内的压力，从而油池中油通过出油口91进入油道内，进入油道的润滑油通过散热片冷却，然后从出油孔1402排出回到回流通道92中。由于散热器为环形，使得油道的路径延长，有利于润滑油的冷却。
49.散热器14的内侧设置固定托23，固定托23为中空结构。固定托23的一侧与机身9固定连接，且这一侧的形状与散热器14内侧的形状匹配。固定托23另一侧设置有连接法兰24，连接法兰24固定设置在电机21的外壳上。连接法兰24的外周上设置多个径向出风口2401。曲轴15上位于连接法兰24处设置风叶25。
50.动作时，曲轴15带动压缩机机头和风叶25同时动作，机头内，压缩室的和曲轴连接孔93为低压区，机身内为高压区，从而机头中的润滑油在压差的作用下进入散热器14内部，而风叶25将散热器14内侧的空气抽出，使得冷风从散热器14的外周进入散热器内侧，对散热器14内部的油进行冷却，热风从径向出风口2401中排出，冷却后的润滑油流回机头内。
51.散热结构的优点是风叶25直接设置在曲轴15上，使得散热器14与机头同步动作。散热器14形状为环形，增大油的冷却路径，提高散热效果。