一种供油装置及包含其的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种润滑油供油装置及包含其的涡旋压缩机。

背景技术

高压腔涡旋压缩机通过泵体的相对运动导致容积变小从而实现气体压缩，在运行的过程中存在若干摩擦副，其润滑方式大多为油膜润滑，特别是泵体部分，在运转的过程中需要持续不断供油润滑，保证其寿命。

通常高压腔涡旋压缩机供油方式常采用油泵供油，将底部油池的油引到泵体部分，油泵与压缩机泵体为同轴结构，主轴旋转时同时带动压缩机泵体和油泵旋转，压缩机转速和油泵转速相同，所以，油泵的吐油量与压缩机转速成正相关；但由于压缩机泵体部分常设置在压缩机偏上位置，在压缩机低频启动时，油泵吐油量较少，又因为较长泵送距离，润滑油需要较长时间才能供应到上方的压缩机泵体中；在这段时间中，压缩机泵体处于少油运行甚至干磨状态，严重影响压缩机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种供油装置及包含其的涡旋压缩机，以解决现有技术中存在的压缩机在低频启动时，处于少油或干磨状态，影响使用寿命的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种润滑油供油装置，包括

送油组件，用于将润滑油输送到待润滑设备；

驱动组件，通过第一传动件与所述送油组件传动连接，能带动所述送油组件运转；

第二传动件，与待润滑设备连接，能在外部动力源作用下带动待润滑设备运转；

同步调节组件，设置在所述第一传动件和所述第二传动件之间，能控制所述第一传动件和所述第二传动件的连接或分离，以实现所述送油组件和待润滑设备的同步运转或独立运转。

作为本发明的进一步改进，所述第一传动件正转或反转时，所述同步调节组件处于同步状态，能实现所述第一传动件和所述第二传动件的传动连接；所述第一传动件反转或正转时，所述同步调节组件处于分离状态，能实现所述第一传动件和所述第二传动件的彼此分离。

作为本发明的进一步改进，所述同步调节组件包括内棘轮和外棘轮，所述内棘轮可转动的设置在所述第一传动件上，所述外棘轮设置在所述第二传动件上，还包括设置在所述第一传动件和所述外棘轮上用于限位和定位所述内棘轮的第一限位结构和第二限位结构；当所述同步调节组件处于同步状态时，所述内棘轮与所述外棘轮通过所述第二限位结构限位连接；当所述同步调节组件处于分离状态时，所述内棘轮与所述第一传动件通过所述第一限位结构限位连接。

作为本发明的进一步改进，所述内棘轮上设置有向外延伸形成的月牙形棘齿，所述第一限位结构包括用于承载所述内棘轮的棘轮底座和设置在所述棘轮底座上能与所述棘齿抵接的限位凸台；所述外棘轮为环形结构，套设在所述棘轮底座外侧；所述第二限位结构为设置在所述外棘轮内环上能与所述棘齿抵接的限位台阶。

作为本发明的进一步改进，所述内棘轮上设置有向外延伸形成的月牙形棘齿，所述第一限位结构包括设置在所述内棘轮相对两侧的挡销；所述外棘轮为环形结构，套设在所述内棘轮外侧；所述第二限位结构为设置在所述外棘轮内环上能与所述棘齿抵接的限位台阶。

作为本发明的进一步改进，所述内棘轮上设置有向外延伸形成的月牙形棘齿，所述第一限位结构包括设置在所述内棘轮转轴旁侧的轴键，所述内棘轮对应位置设置有限位挡窗；所述外棘轮为环形结构，套设在所述内棘轮外侧；所述第二限位结构为设置在所述外棘轮内环上能与所述棘齿抵接的限位台阶。

作为本发明的进一步改进，还包括设置在所述第一传动件顶部和所述第二传动件底部的端面轴承。

作为本发明的进一步改进，所述外棘轮和所述第二传动件之间还设置有偏心部。

作为本发明的进一步改进，所述送油组件包括内啮合齿轮泵、沿所述第一传动件和所述第二传动件轴向设置的输油通道、设置在所述棘轮底座和所述内棘轮上分别与所述输油通道连通的第一通孔和第二通孔；所述第二通孔为腰型孔。

作为本发明的进一步改进，所述第一传动件为下曲轴；所述第二传动件为与所述下曲轴同心设置的上曲轴。

本发明提供的一种涡旋压缩机，包括所述润滑油供油装置。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的润滑油供油装置，将曲轴采用分体式曲轴结构，并通过设置同步调节组件，可将油泵转动与压缩机泵体转动隔离，在低频启动时，主轴反向(顺时针)转动，此时通过同步调节组件，使油泵与压缩机泵体之间彼此分离，油泵运动但是压缩机泵体静止，油泵将冷冻油供给到泵体处，待供油充分后，主轴停止，进行换向，进行正向(逆时针)转动，通过同步调节组件，使油泵与压缩机泵体联动，油泵及泵体正常运转，压缩机正常工作，这样可有效避免低频启动时压缩机缺油或干磨，增加压缩机的可靠性

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明涡旋压缩机的剖面图；

图2是本发明涡旋压缩机中曲轴分体处的局部剖视图；

图3是本发明涡旋压缩机中曲轴的爆炸图一；

图4是本发明涡旋压缩机中曲轴的爆炸图二；

图5是本发明涡旋压缩机第一种实施例的正向旋转时同步调节组件所处位置示意图；

图6是本发明涡旋压缩机第一种实施例的反向旋转时同步调节组件所处位置示意图；

图7是本发明涡旋压缩机第二种实施例的正向旋转时同步调节组件所处位置示意图；

图8是本发明涡旋压缩机第二种实施例的反向旋转时同步调节组件所处位置示意图；

图9是本发明涡旋压缩机第三种实施例的正向旋转时同步调节组件所处位置示意图；

图10是本发明涡旋压缩机第三种实施例的反向旋转时同步调节组件所处位置示意图；

图11是图9中A局部放大图；

图12是本发明涡旋压缩机启动控制逻辑图。

图中1、下盖；2、垫圈；3、内啮合齿轮泵；4、下支架；5、支撑环；6、电机；7、上支架；8、进气管；9、静涡旋盘；10、动涡旋盘；11、十字滑环；12、平衡块；13、曲轴；13-1、上曲轴；13-2、下曲轴；14、棘轮底座；15、内棘轮；16、端面轴承；17、偏心部；18、外棘轮；19、挡销；20、轴键；21、限位挡窗。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种润滑油供油装置，包括

送油组件，用于将润滑油输送到待润滑设备；以下以待润滑设备为压缩机泵体为例进行具体说明；送油设备将压缩机底部油池内的润滑油抽到位于上部的压缩机泵体内；

驱动组件，通过第一传动件与送油组件传动连接，能带动送油组件运转；在此需要说明的是，驱动组件为电机，与第一传动件连接，当电机运转时能带动第一传动件跟随运转，由于送油组件与第一传动件传动连接，从而送油组件运转，能够进行润滑油送油动作；

第二传动件，与待润滑设备连接，能在外部动力源作用下带动待润滑设备运转；具体的，第二传动件一直延伸到压缩机上部与压缩机泵体连接；

同步调节组件，设置在第一传动件和第二传动件之间，能控制第一传动件和第二传动件的连接或分离，以实现送油组件和待润滑设备的同步运转或独立运转。

在此需要说明的是，本发明中第一传动件和第二传动件为曲轴13的分体结构，也就是将一根曲轴分成上下两段，下部为第一传动件，也就是下曲轴13-2，上部为第二传动件，也就是上曲轴13-1；上下曲轴为同心设置；

当电机带动第一传动件正转或反转(逆时针或顺时针)时，同步调节组件处于同步状态，能实现第一传动件和第二传动件的传动连接，也就是此时下曲轴13-2和上曲轴13-1连接在一起，能够同时被电机带动旋转，为一般涡旋压缩机的运行状态；在本发明中，正向旋转为如图5、图7和图9所示的逆时针旋转，反向旋转为如图6、图8和图10所示的顺时针旋转；第一传动件反转或正转时，也就是与前面同步转动状态相反方向旋转时，同步调节组件处于分离状态，能实现第一传动件和第二传动件的彼此分离。当上下曲轴处于彼此分离时，下部的曲轴被电机带动旋转能实现油泵的运转进行润滑油输送，而与上部曲轴连接的压缩机泵体保持静止不会跟随一起转动，从而能够避免，当压缩机低频启动时，在润滑油未进入到压缩机泵体处时由于干磨或缺油时，压缩机泵体跟随一起运转而导致寿命降低的问题。

如图3和图4所示，作为本发明的一种可选实施方式，同步调节组件包括内棘轮15和外棘轮18，内棘轮15可转动的设置在下曲轴13-2上，外棘轮18设置在上曲轴13-1上，还包括设置在下曲轴13-2和外棘轮18上用于限位和定位内棘轮15的第一限位结构和第二限位结构；当同步调节组件处于同步状态时，内棘轮15与外棘轮18通过第二限位结构限位连接；当同步调节组件处于分离状态时，内棘轮15与下曲轴13-2通过第一限位结构限位连接。需要说明的是，在下曲轴13-2顶部设置有转轴，内棘轮15套设在转轴上，能相对于转轴转动，如图5所示，当下曲轴13-2进行逆时针旋转时，内棘轮15会有一个像相反方向移动的趋势，并由于被下曲轴13-2带动旋转从而在惯性力作用下，向外甩出，在向外甩出后又因下曲轴13-2的带动会跟随下曲轴13-2进行同向转动，由于被甩出时会与第二限位结构抵接，通过第二限位结构实现内棘轮15与外棘轮18之间的连接和旋转角度的定位和限位，防止内棘轮15相对于外棘轮18转动，而造成转动角度过大，通过第二限位结构不仅使上下曲轴连接在一起实现了动力传输，使油泵和压缩机泵体同步转动，又使上下曲轴之间能够稳定的连接在一起不会脱开；如图6所示，当下曲轴13-2进行顺时针旋转时，内棘轮15会有一个像相反方向移动的趋势，并由于被下曲轴13-2带动旋转从而在惯性力作用下，向内甩出，在向内甩出后又因下曲轴13-2的带动会跟随下曲轴13-2进行同向转动，由于被向内甩出时会与第一限位结构抵接，通过第一限位结构实现内棘轮15与下曲轴13-2的连接以及内棘轮15的定位和限位。

如图5和图6所示，作为本发明的一种可选实施方式，内棘轮15上设置有向外延伸形成的月牙形棘齿，第一限位结构包括用于承载内棘轮15的棘轮底座14和设置在棘轮底座14上能与棘齿抵接的限位凸台；更进一步的，棘轮底座14上设置有形状与内棘轮15形状相适配的凸台，供内棘轮15套设的转轴穿设在棘轮底座14上，且该转轴位于棘轮底座14的偏心位置，凸台与转轴相对的一侧设置有与月牙形棘齿形状相适配的限位凸台，当内棘轮15在惯性力作用下向外甩出时，棘齿与内棘轮15本体部分的弯弧形结构正好卡在限位凸台处；外棘轮18为环形结构，套设在棘轮底座14外侧；第二限位结构为设置在外棘轮18内环上能与棘齿抵接的限位台阶。当内棘轮15在惯性力作用下向内甩出时，其棘齿末端正好抵接在限位台阶上。

如图7和图8所示，作为本发明的另一种可选实施方式，内棘轮15上设置有向外延伸形成的月牙形棘齿，第一限位结构包括设置在内棘轮15相对两侧的挡销19；两个挡销19位置需要根据内棘轮15规格和形状经计算获得，两挡销19设置位置需要能保证内棘轮15向内甩出时，能够使内棘轮15与下曲轴13-2连接并且通过挡销19进行旋转角度限位，防止内棘轮15旋转角度过大；外棘轮18为环形结构，套设在内棘轮15外侧；第二限位结构为设置在外棘轮18内环上能与棘齿抵接的限位台阶。

如图9-图11所示，作为本发明的第三种可选实施方式，内棘轮15上设置有向外延伸形成的月牙形棘齿，第一限位结构包括设置在内棘轮15转轴旁侧的轴键20，轴键20可与转轴一体设置，也可以独立设置，内棘轮15对应位置设置有限位挡窗21；限位挡窗21为腰型孔，或弯弧形孔，在内棘轮15绕其转轴旋转时，轴键20能沿限位挡窗21移动，并通过限位挡窗21两端进行内棘轮15左右摆动的极限位置的定位和限定；外棘轮18为环形结构，套设在内棘轮15外侧；第二限位结构为设置在外棘轮18内环上能与棘齿抵接的限位台阶。

具体的，在本发明的各实施方式中，棘轮底座14为圆形结构；内棘轮15包括圆形基部、沿基部向外延伸形成的半圆形凸部以及沿基部向外延伸形成的月牙形棘齿，棘齿和凸部紧邻设置，均位于基部的一侧半圆处，转轴位于基部上，第二通孔位于凸部处。

还包括设置在下曲轴13-2顶部和上曲轴13-1底部的端面轴承16。

外棘轮18和上曲轴13-1之间还设置有偏心部17。

送油组件包括内啮合齿轮泵3、沿上曲轴13-1和下曲轴1-2轴向设置的输油通道、设置在棘轮底座14和内棘轮15上分别与输油通道连通的第一通孔和第二通孔；其中，第二通孔为腰型孔，通过设置成腰型孔，是为了保证在内棘轮15旋转过程中能始终保持整个输油通道的畅通，能保证润滑油的持续输送。油泵为内啮合齿轮泵3，通过控制进油孔位置及大小实现正转反转均可正常供油。需要说明的是，该内啮合齿轮泵3为现有技术产品。

本发明提供了一种涡旋压缩机，包括上述的润滑油供油装置。

如图1和图2所示，进一步的，涡旋压缩机包括壳体和设置在壳体底部的下盖1，下支架4通过支撑环5固定在壳体底部，下曲轴13-2通过轴承转动设置在下支架4上，内啮合齿轮泵3与下曲轴13-2下端连接，且下支架4、支撑环5、下盖1和壳体之间围合成油池，内啮合齿轮泵3位于油池内；下盖1底部设置有垫圈2。电机6固定在壳体中部，与下曲轴13-2传动连接，平衡块12偏心设置在下曲轴13-2上，下曲轴13-2上端通过上支架7固定在壳体顶部，下曲轴13-2通过轴承与上支架7转动连接；静涡旋盘9固定在壳体顶部且与上支架7连接；动涡旋盘10连接在上曲轴13-1顶部，且位于静涡旋盘9内部；动涡旋盘10和上支架7之间设置有十字滑环11；静涡旋盘9的进气口处设置有进气管8。

本发明采用分体式曲轴设计，可将油泵运转与泵体运转隔离，通过曲轴正反转逻辑，低频启动时曲轴反向旋转，油泵转动供油，泵体静止，待泵体内供油充分后曲轴正向旋转，油泵及泵体正常运转，减少泵体缺油或干磨的风险，增加整体的可靠性。

本发明涡旋压缩机的具体控制逻辑为：如图12所示，压缩机开始启动时，通过控制器让压缩机反转具体的也就是控制电机6反向旋转，此时下曲轴13-2正常低频运转，上曲轴13-1通过分体式结构使其不转动，此时内啮合齿轮泵3可以正常工作向上泵油，将油池底部的油供给到泵体中，此过程中压缩机泵体不产生相对运动；经过一段时间后，油已经充分进入压缩机泵体区域后，压缩机停机并正向旋转，上曲轴13-1与下曲轴13-2在电机6的带动下一起运转，在正常供油的同时压缩机泵体一起运转，此时泵体已经处于冷冻油充分浸润状态，此时运转不存在少油或者干磨状态，大大提高压缩机的寿命与可靠性；由于采用内啮合齿轮泵，通过控制进出口位置可实现油泵正反转均可向上供油。

实施例1：

涡旋压缩机常规曲轴13为一体式，当电机6运转时驱动曲轴13，曲轴13带动内啮合齿轮泵3及动涡旋盘10运动，为实现上述控制逻辑，本发明设计一个分体式曲轴13，将驱动动涡旋盘10与驱动内啮合齿轮泵3可以分离，实现该功能的结构由棘轮底座14、内棘轮15、端面轴承16、外棘轮18及偏心部17组成，其中棘轮底座14与下曲轴13-2是一体的，外棘轮18与偏心部17是一体的，现对各个零件特征进行说明：

棘轮底座14：用于限制内棘轮15的旋转量程，使内棘轮生效；

内棘轮15：通过离心力作用及特殊结构实现与外棘轮18配合或者松脱，从而实现不同转动方向的运动合并或分离

端面轴承16：承载下曲轴13-2反转时的相对运动与止推作用；

外棘轮18：与上曲轴13-1的偏心部17是一体的，用于与内棘轮15配合驱动偏心部17及动涡旋盘10。

在启动下曲轴13-1反向旋转阶段，内棘轮15的外凸(棘齿)与外棘轮18内凹(限位台阶)无法配合，即此状态下内棘轮15无法带动外棘轮18运动，从而无法带动上曲轴13-1运动，此时就可以将泵体转动隔离，实现内啮合齿轮泵3转动而动涡旋盘10不转动。棘轮底座14的作用为限制内棘轮15的摆动角度，防止内棘轮15失效；分体式上下曲轴的上下端面靠端面轴承16连接，在二者相对运动的时候起到支撑与润滑的作用。

待泵体部分已经被充分浸润，电机6停止运行并正向旋转，此时在离心力的作用下内棘轮15外伸，其外凸部(棘齿)卡住外棘轮18的内凹(限位台阶)处，并在棘轮底座14的限制作用下，实现带动旋转；由于存在主副平衡块平衡系数问题，该结构只能有一个外凸、内凹配合，并且反向旋转的时候转速需要较小以减小不平衡量对曲轴13的影响，曲轴13分体设置位置与偏心部17越近越好，在反转的时候对整体稳定性影响越小，且该处为曲轴13外径最大位置，相关结构刚度可以得到保证。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。