一种压缩机和空调器的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机和空调器。


背景技术：

2.近年来，旋转式压缩机小型化、大排量、高速化发展已成为一种趋势，即旋转式压缩机的外径越做越小，对应压缩机排量越做越大，同时压缩机伴随着高速运行需求。
3.压缩机总排量v总＝nxv，n-气缸数量,v-单个缸的排量，即压缩机总排量的大小取决于单个缸的排量及缸的数量。而压缩机单个缸的排量v＝π*h*e*(d-e)，其中h
‑‑
气缸高度，d
‑‑
气缸内径，e
‑‑
曲轴偏心量，即单个缸的排量与气缸高度、气缸内径、曲轴偏心量成正比。当压缩机壳体内径一定的情况下，气缸内径有一个极限大值，而当气缸内径达到极限大值范围时，需要进一步提高缸的排量时，则只能增加气缸高度h：缸高越高，对应滚子滑片及曲轴偏心部受力越大，存在磨损风险越大，同时缸高高对应轴承跨距大，曲轴轴承边缘接触应力过大，轴承系统易出现磨损问题，压缩机可靠性风险大。另外，单个缸的排量增加后，对应的排气通道需要增大。
4.专利cn 212376877 u提出了一种多气缸的旋转式压缩机(至少包括4个气缸)的技术路线，通过增加气缸数量来实现大排量，提升压缩机制冷能力的前提下，有效降低压缩机曲轴所受气体合力，减小曲轴的弯曲程度，同时降低曲轴磨耗，保障压缩机的运转可靠性；但该专利提出的多气缸技术路线存在结构复杂，成本高不经济等问题。
5.由于现有技术中的双缸以上的压缩机在增大排量时，导致气缸高度增大，曲轴长度变长，在高频运行时曲轴在第一轴承和第二轴承之间由于长度增长会发生弯曲，导致曲轴与气缸等部件之间发生严重的磨损等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种压缩机和空调器。


技术实现要素：

6.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的双缸以上的压缩机在增大排量并运行在高频工况下会存在轴系磨损的缺陷，从而提供一种压缩机和空调器。
7.为了解决上述问题，本实用新型提供一种压缩机，其包括：
8.曲轴、第一气缸、第二气缸和隔板组件，所述隔板组件设置在所述第一气缸与所述第二气缸之间，所述曲轴包括位于所述第一气缸与所述第二气缸之间的中间轴段，所述隔板组件穿设于所述中间轴段上；所述隔板组件包括第一隔板，所述第一隔板与所述中间轴段相接以形成隔板轴承，用于对所述中间轴段进行支撑。
9.在一些实施方式中，所述隔板组件还包括第二隔板：所述第一隔板的轴向一端与所述第一气缸相接，所述第二隔板的轴向一端与所述第一隔板相接、所述第二隔板的轴向另一端与所述第二气缸相接；
10.所述中间轴段包括沿轴向相接的第一中间段和第二中间段，所述第一隔板套设于所述第一中间段的外周且与所述第一中间段接触配合，且所述第一中间段能够相对于所述
第一隔板转动；所述第二隔板位于所述第二中间段的外周且与所述第二中间段之间不接触且存在间隙。
11.在一些实施方式中，所述第一中间段为同心圆段，所述同心圆段的中心轴线与所述曲轴的旋转中心线重合。
12.在一些实施方式中，所述第一隔板与所述第一气缸固接，所述第二隔板与所述第二气缸固接；和/或，
13.所述第一隔板的轴向高度＞所述第二隔板的轴向高度。
14.在一些实施方式中，所述第一隔板上且与所述第二隔板相对的一侧设置有第一空腔，所述第二隔板上且与所述第一隔板相对的一侧设置有第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔相对接形成隔板排气腔，所述第一隔板上设置有第一排气孔，所述第一排气孔的一端能与所述第一气缸内部连通、另一端能与所述第一空腔连通，以将所述第一气缸中的排气导入所述第一空腔中，所述第二隔板上设置有第二排气孔，所述第二排气孔的一端能与所述第二气缸内部连通、另一端能与所述第二空腔连通，以将所述第二气缸中的排气导入所述第二空腔中。
15.在一些实施方式中，所述第一排气孔处设置有第一排气阀，所述第二排气孔处设置有第二排气阀。
16.在一些实施方式中，还包括壳体，所述曲轴、所述第一气缸、所述第二气缸和所述隔板组件均位于所述壳体的内部；所述第一气缸和所述第二气缸中的至少一个气缸的高度h、气缸内径d与所述壳体的内径f，三者满足：h/d≥0.45且h/f≥0.21。
17.在一些实施方式中，所述压缩机的最大转速≥120rps；和/或，所述壳体的外径≥160mm。
18.在一些实施方式中，所述曲轴还包括第一偏心部、第二偏心部，所述压缩机还包括第一滚子和第二滚子，所述第一滚子套设于所述第一偏心部的外周，所述第一滚子位于所述第一气缸内，被所述第一偏心部驱动而在所述第一气缸内运动；所述第二滚子套设于所述第二偏心部的外周，所述第二滚子位于所述第二气缸内，被所述第二偏心部驱动而在所述第二气缸内运动；所述中间轴段位于所述第一偏心部与所述第二偏心部之间。
19.在一些实施方式中，还包括转子平衡块、曲轴平衡块和电机转子，所述曲轴还包括长轴和短轴，所述曲轴平衡块设置于所述短轴上，所述电机转子设置于所述长轴上，所述转子平衡块连接设置于所述电机转子上，所述第一偏心部相对于所述第二偏心部而靠近所述长轴，所述第二偏心部相对于所述第一偏心部而靠近所述短轴，所述转子平衡块的质心与所述第一偏心部围绕所述曲轴的旋转中心线相对布置；所述曲轴平衡块的质心与所述第二偏心部围绕所述曲轴的旋转中心线相对布置。
20.在一些实施方式中，还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承套设于所述长轴上且与所述第一气缸相接，所述第一偏心部位于所述第一轴承和所述隔板组件之间；所述转子平衡块设置在所述电机转子靠近所述第一轴承的一侧，或所述转子平衡块设置在所述电机转子远离第一轴承的一侧。
21.在一些实施方式中，所述转子平衡块包括第一转子平衡块和第二转子平衡块，所述第一转子平衡块设置在所述电机转子的靠近所述第一轴承的一侧，所述第二转子平衡块设置在所述电机转子远离所述第一轴承的一侧。
22.在一些实施方式中，在垂直于所述曲轴的轴线的投影平面内，所述第一转子平衡块的质心和所述第二转子平衡块的质心以所述曲轴的旋转中心为圆心而所夹的圆心角＜180
°
。
23.在一些实施方式中，所述第二轴承套设在所述短轴上以支承所述短轴，在所述短轴上还设置有盖板，在所述盖板与所述第二轴承之间形成主排气腔，所述曲轴平衡块与所述短轴相接且位于所述主排气腔内。
24.在一些实施方式中，在垂直于所述曲轴的轴线的投影平面内，曲轴平衡块的质心与所述转子平衡块的质心呈相差180
°
相位的相对分布；和/或，在垂直于所述曲轴的轴线的投影平面内，所述曲轴平衡块为扇形结构；和/或，所述曲轴平衡块与所述短轴过盈装配。
25.本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的压缩机。
26.本实用新型提供的一种压缩机和空调器具有如下有益效果：
27.本实用新型通过在第一气缸与第二气缸之间设置隔板组件，隔板组件穿设于曲轴的中间轴段上，且隔板组件包括第一隔板，第一隔板与中间轴段相接且形成轴承的结构形式以对曲轴的中间轴段进行支撑，能够有效减小曲轴的扰度、挠度，有效减小曲轴中部段由于弯曲而与第一气缸、第二气缸、第一轴承和第二轴承相接处的磨损，减小接触应力，减小对第一轴承、第二轴承的受力，有效解决了压缩机高频运行时的轴系磨损问题，提高小壳体大排量双缸压缩机高频运行的可靠性，在保证性能的前提下，改善轴系磨损，提高压缩机运行频率，实现了小壳体大排量双缸压缩机有效的减磨，该压缩机结构紧凑、简单，运转稳定且可靠，尤其满足于大排量、高转速压缩机需求。
附图说明
28.图1为本实用新型实施例一的压缩机整机内部剖视图；
29.图2为图1中的泵体组件部分的剖视图；
30.图3为图1中的泵体转子组件部分的剖视图；
31.图4为本实用新型实施例二的泵体转子组件部分的剖视图；
32.图5为图1中的第二气缸的俯视图；
33.图6为图1中的第二气缸的侧视剖视图。
34.附图标记表示为：
35.1、曲轴；11、中间轴段；11a、第一中间段；11b、第二中间段；12、第一偏心部；13、第二偏心部；2、第一气缸；3、第二气缸；4、隔板组件；41、第一隔板；42、第二隔板；5、壳体；61、第一滚子；62、第二滚子；7、隔板排气腔；71、第一空腔；72、第二空腔；8、转子平衡块；81、第一转子平衡块；82、第二转子平衡块；9、曲轴平衡块；10、电机转子；14、长轴；15、短轴；16、第一轴承；17、第二轴承；18、盖板；19、电机定子；20、泵体组件；21、上盖；100、主排气腔。
具体实施方式
36.实施例一，如图1-3、5-6所示，本实用新型提供一种压缩机，其包括：
37.曲轴1、第一气缸2、第二气缸3和隔板组件4，所述隔板组件4设置在所述第一气缸2与所述第二气缸3之间，所述曲轴1包括位于所述第一气缸2与所述第二气缸3之间的中间轴段11，所述隔板组件4穿设于所述中间轴段11上；所述隔板组件4包括第一隔板41，所述第一
隔板41与所述中间轴段11相接以形成隔板轴承，用于对所述中间轴段11进行支撑。
38.本实用新型通过在第一气缸与第二气缸之间设置隔板组件，隔板组件穿设于曲轴的中间轴段上，且隔板组件包括第一隔板，第一隔板与中间轴段相接且形成轴承的结构形式以对曲轴的中间轴段进行支撑，能够有效减小曲轴的扰度、挠度，有效减小曲轴中部段由于弯曲而与第一气缸、第二气缸、第一轴承和第二轴承相接处的磨损，减小接触应力，减小对第一轴承、第二轴承的受力，有效解决了压缩机高频运行时的轴系磨损问题，提高小壳体大排量双缸压缩机高频运行的可靠性，在保证性能的前提下，改善轴系磨损，提高压缩机运行频率，实现了小壳体大排量双缸压缩机有效的减磨，该压缩机结构紧凑、简单，运转稳定且可靠，尤其满足于大排量、高转速压缩机需求。(增加辅助轴承后受力对比见表1，长短轴接触应力、偏心部倾斜变形降低40％～50％，减载效果明显)。
39.表1
40.方案无隔板轴承有隔板轴承上偏心变形mm/倾角
°
0.0251/0.007670.0134/0.0049下偏心变形mm/倾角
°
0.0262/0.00660.0152/0.0032短轴接触应力/mpa35.522.1长轴接触应力/mpa39.221.3中间轴接触应力/mpa/28.9
41.在一些实施方式中，所述隔板组件4还包括第二隔板42：所述第一隔板41的轴向一端与所述第一气缸2相接，所述第二隔板42的轴向一端与所述第一隔板41相接、所述第二隔板42的轴向另一端与所述第二气缸3相接；
42.所述中间轴段11包括沿轴向相接的第一中间段11a和第二中间段11b，所述第一隔板41套设于所述第一中间段11a的外周且与所述第一中间段11a接触配合，且所述第一中间段11a能够相对于所述第一隔板41转动；所述第二隔板42位于所述第二中间段11b的外周且与所述第二中间段11b之间不接触且存在间隙。这是本实用新型的隔板组件的进一步优选结构形式，通过第一隔板和第二隔板能够分别与第一气缸和第二气缸进行相接，以起到密封作用的同时，通过第一隔板与中间轴段的接触配合能够对中间轴段起到有效支撑作用，防止曲轴中部弯曲，减小应力，从而减小轴系磨损；第二隔板与中间轴段间隙不接触，通过第二隔板起到对第一气缸或第二气缸轴向密封的作用。
43.优选第一气缸为上气缸，与其相接的第一隔板为上隔板，同时第二气缸为下气缸，与其相接的第二隔板为下隔板；或者优选第一气缸为下气缸，与其相接的第一隔板为下隔板，同时第二气缸为上气缸，与其相接的第二隔板为上隔板。
44.在一些实施方式中，所述第一中间段11a为同心圆段，所述同心圆段的中心轴线与所述曲轴1的旋转中心线重合。本实用新型的第一中间段与第一隔板进行配合，且其与曲轴旋转中心线重合，能够使得第一中间段与曲轴同心旋转，通过第一隔板对其起到有效的旋转支撑的作用，即轴承支撑，不发生偏心，提高轴段支撑能力，减小曲轴的磨损。
45.在一些实施方式中，所述第一隔板41与所述第一气缸2固接，所述第二隔板42与所述第二气缸3固接；和/或，
46.所述第一隔板41的轴向高度＞所述第二隔板42的轴向高度。隔板轴承的隔板高度h1＞非隔板轴承的隔板高度h2,图2所示的示意图中第一隔板是隔板轴承，与曲轴同心圆配
合，故h1＞h2，能够有效提高曲轴支撑的作用。
47.在一些实施方式中，所述第一隔板41上且与所述第二隔板42相对的一侧设置有第一空腔71，所述第二隔板42上且与所述第一隔板41相对的一侧设置有第二空腔72，所述第一空腔71与所述第二空腔72相对接形成隔板排气腔7，所述第一隔板41上设置有第一排气孔未示出，所述第一排气孔未示出的一端能与所述第一气缸2内部连通、另一端能与所述第一空腔71连通，以将所述第一气缸2中的排气导入所述第一空腔71中，所述第二隔板42上设置有第二排气孔(未示出)，所述第二排气孔(未示出)的一端能与所述第二气缸3内部连通、另一端能与所述第二空腔72连通，以将所述第二气缸3中的排气导入所述第二空腔72中。本实用新型还通过在第一隔板和第二隔板上开设空腔以连通形成隔板的排气腔，能够增大排气腔的体积，提高压缩机的容积效率。
48.气缸内径受壳体外径限制，有最佳取值范围，超过该范围会存在各种可靠性问题。在气缸内径受限的情况下，通过增加缸高将排量增加到一个极值范围，必然会带来排气通道不足的问题，本发明涉及的压缩机通过隔板排气将排气通道增加到4个，可满足在极限缸高缸径下的大排量的排气损失在合理范围内，故本发明涉及的压缩机隔板具有：所述第一隔板和所述第二隔板上均开设有排气孔，所述排气孔处设有排气阀，所述第一隔板和所述第二隔板围成有隔板排气腔。
49.在一些实施方式中，所述第一排气孔处设置有第一排气阀，所述第二排气孔处设置有第二排气阀。通过两个排气阀能够分别起到打开和关闭隔板排气腔的效果。
50.在一些实施方式中，还包括壳体5，所述曲轴1、所述第一气缸2、所述第二气缸3和所述隔板组件4均位于所述壳体5的内部；所述第一气缸2和所述第二气缸3中的至少一个气缸的高度h、气缸内径d与所述壳体5的内径f，三者满足：h/d≥0.45且h/f≥0.21。旋转式压缩机总排量＝每个气缸的排量，即大排量可通过增加气缸个数和单个气缸的排量实现，本发明提出的旋转式双缸压缩机已限定气缸个数为2个，那大排量只能通过增加单个气缸的体积实现。而单个气缸的排量v＝π*h*e*(d-e)，其中h
‑‑
气缸高度，d
‑‑
气缸内径，e
‑‑
曲轴偏心量，即单个缸的排量与气缸高度、气缸内径、曲轴偏心量成正比。当压缩机壳体内径f一定的情况下，气缸内径有一个极限大值，而当气缸内径达到极限大值范围时，需要进一步提高缸的排量时，则只能增加气缸高度h：缸高h越高。因此，本发明的目的是开发一种满足h/d＞0.45且h/f＞0.21的小壳体大排量旋转式双缸压缩机。
51.本发明提出的双缸压缩机是一种旋转式双缸压缩机，该压缩机的特点具有壳体内径小，排量大，气缸个数少(2个)，即其特征在于：泵体组件，包括有第一气缸和第二气缸，其中至少一个所述气缸的高度h、气缸内径d与压缩机壳体的内径f，三者满足：h/d≥0.45且h/f≥0.21；(见示意图1、图5、图6)。
52.随着气缸高度h的增加，第一轴承和第二轴承之间的轴承跨距h增加，曲轴偏心部扰度大，活塞严重倾斜，曲轴与轴承边缘接触应力过大，导致压缩机运转不稳，轴承系统易出现磨损问题。针对该结构特性的压缩机，通过在第一轴承和第二轴承之间增加一个辅助轴承，即隔板轴承，可有效减小曲轴扰度和第一轴承、第二轴承的受力，减小曲轴的磨损。
53.在一些实施方式中，所述压缩机的最大转速≥120rps；和/或，所述壳体5的外径≥160mm。
54.在一些实施方式中，所述曲轴1还包括第一偏心部12、第二偏心部13，所述压缩机
还包括第一滚子61和第二滚子62，所述第一滚子61套设于所述第一偏心部12的外周，所述第一滚子61位于所述第一气缸2内，被所述第一偏心部12驱动而在所述第一气缸2内运动；所述第二滚子62套设于所述第二偏心部13的外周，所述第二滚子62位于所述第二气缸3内，被所述第二偏心部13驱动而在所述第二气缸3内运动；所述中间轴段11位于所述第一偏心部12与所述第二偏心部13之间。
55.在一些实施方式中，还包括转子平衡块8、曲轴平衡块9和电机转子10，所述曲轴1还包括长轴14和短轴15，所述曲轴平衡块9设置于所述短轴15上，所述电机转子10设置于所述长轴14上，所述转子平衡块8连接设置于所述电机转子10上，所述第一偏心部12相对于所述第二偏心部13而靠近所述长轴14，所述第二偏心部13相对于所述第一偏心部12而靠近所述短轴15，所述转子平衡块8的质心与所述第一偏心部12围绕所述曲轴1的旋转中心线相对布置；所述曲轴平衡块9的质心与所述第二偏心部13围绕所述曲轴1的旋转中心线相对布置。
56.曲轴在运转过程中，活塞及偏心部跟随做偏心运动，会产生不平衡的力和力矩。当气缸缸高及缸径都处于较极限大值范围时，对应活塞及曲轴偏心部质量大，那么对应产生的不平衡力和力矩，需要通过平衡系统来平衡，设置常规的单一转子平衡块，已无法兼顾性能、运转稳定性及轴系可靠性：即常规单一转子平衡块系统通过降低电机高度，可提高轴系在一定高转速下的可靠性，但性能衰减大；常规单一转子平衡系统通过降低平衡系数，可提高轴系一定高转速下的可靠性，但压缩机振动较大，运行稳定性差。故通过设置转子平衡块及曲轴平衡块，可有效确保一定高转速下的可靠性的同时，保证压缩机高速下的运转稳定及性能。本发明压缩机涉及的平衡系统，包括转子平衡块和曲轴平衡块，所述转子平衡块设置在所述转子上，所述曲轴平衡块设置在所述曲轴上。
57.故该压缩机曲轴，具有第一偏心部、第二偏心部以及设置于第一偏心部和第二偏心部之间的同心圆，所述第一活塞套设在第一偏心部，所述第二活塞套设在第二偏心部；隔板，包括有第一隔板和第二隔板，其中一个隔板是隔板轴承，与所述曲轴同心圆相配合。
58.在一些实施方式中，还包括第一轴承16和第二轴承17，所述第一轴承16套设于所述长轴14上且与所述第一气缸2相接，所述第一偏心部12位于所述第一轴承16和所述隔板组件4之间；所述转子平衡块8设置在所述电机转子10靠近所述第一轴承16的一侧，或所述转子平衡块8设置在所述电机转子10远离第一轴承的一侧。
59.实施例二，在一些实施方式中，所述转子平衡块8包括第一转子平衡块81和第二转子平衡块82，所述第一转子平衡块81设置在所述电机转子10的靠近所述第一轴承16的一侧，所述第二转子平衡块82设置在所述电机转子10远离所述第一轴承16的一侧。
60.在一些实施方式中，在垂直于所述曲轴1的轴线的投影平面内，所述第一转子平衡块81的质心和所述第二转子平衡块82的质心以所述曲轴1的旋转中心为圆心而所夹的圆心角＜180
°
。即所述第一转子平衡块81的质心和所述第二转子平衡块82的质心所述曲轴旋转中心线同边布置。
61.所述转子平衡块的质心与所述第一偏心部围绕所述曲轴的转动中心线相对布置；所述曲轴平衡块的质心与所述第二偏心部围绕所述曲轴的转动中心线相对布置。转子平衡块可以设置转子靠近第一轴承的一侧(见图3所示)，也可以设置在所述转子远离第一轴承的一侧。转子平衡块还可以是2个，分别布置在转子的上下两端面，质心相对于曲轴的中心
同边布置(见图4所示)。设置在不同的位置及不同数量的转子平衡块，相应调整重量满足平衡一定的平衡系数即可。图2和图3中体现的转子平衡块是设置在转子靠近第一轴承的一侧。
62.在一些实施方式中，所述第二轴承17套设在所述短轴15上以支承所述短轴15，在所述短轴15上还设置有盖板18，在所述盖板18与所述第二轴承17之间形成主排气腔100，所述曲轴平衡块9与所述短轴15相接且位于所述主排气腔100内。曲轴平衡块设置在第二轴承的排气腔内，可有效与油池隔离，避免曲轴平衡块在转动过程中搅拌油池。同时采用扇形结构，可最大化减小扰流(气流扰动)，降低损失。
63.本实用新型通过在密封结构与下法兰之间设置的排气腔，并且将曲轴平衡块设置于排气腔中且与曲轴的短轴相接，能够使得曲轴平衡块能够起到平衡曲轴偏心部的作用，并且不用再单独增设一个腔来放置曲轴平衡块，避免单独增加一个平衡腔带来的下腔加长系列问题，防止加长泵体重心上移，解决泵体重心上移的问题，充分利用空间，在轴向上大幅缩减泵体尺寸，有利于压缩机运行的稳定性，进而改善压缩机的振动及可靠性；并且本实用新型的曲轴平衡块由于设置在下法兰排气腔内，与曲轴短轴配合安装，曲轴与盖板之间具有密封结构，与油池完全隔离，避免曲轴平衡块在运转中搅油而带来功耗增加、轴系不稳及可靠性差等问题，有效解决平衡块搅油的问题；并且本实用新型的曲轴平衡块形状设计不受限制，易实现加工和装配。本技术的曲轴平衡块泵体结构，结构简单布局合理，不会造成压缩机功耗增加，轴系稳定、可靠性高、振动小。
64.本技术提出的压缩机结构紧凑，结构简单，运转稳定且可靠，尤其满足于大排量、高转速压缩机需求。
65.在一些实施方式中，在垂直于所述曲轴1的轴线的投影平面内，曲轴平衡块9的质心与所述转子平衡块8的质心呈相差180
°
相位的相对分布；和/或，在垂直于所述曲轴1的轴线的投影平面内，所述曲轴平衡块为扇形结构；和/或，所述曲轴平衡块9与所述短轴15过盈装配。
66.本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的压缩机。压缩机还包括电机定子19，上盖21。第一气缸、第二气缸、第一滚子、第二滚子、曲轴、隔板组件组成泵体组件20。
67.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。