涡盘结构和二氧化碳压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机技术领域，具体而言，涉及一种涡盘结构和二氧化碳压缩机。

背景技术

涡旋式压缩机一般是使固定涡旋部件以及旋转涡旋部件啮合，在双方之间形成压缩室。旋转涡旋部件沿圆轨道旋转时，压缩腔一面改变容积，一面移动，进行吸入、压缩、排出。通过对旋转涡旋部件的外周部以及涡卷卷体背面施加规定的背压，不使旋转涡旋部件离开固定涡旋部件而翻倒。

压缩机在工作过程中，在动涡盘所受到的气体力和惯性力的共同作用下，将产生倾覆力矩，使得动涡盘发生倾覆。此现象将导致动涡盘运动不平稳和型线侧面擦伤的问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种涡盘结构和二氧化碳压缩机，其能够克服动涡盘的倾覆力矩，保障动涡盘稳定高效地运动。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种涡盘结构，与转轴配合用于平衡涡旋压缩机的背压腔中的背压力，包括：

包括动涡盘、静涡盘和密封环；密封环和转轴固定连接；

所述密封环偏心地设置在背压腔中，且动涡盘所受的气体力和惯性力的合力F1与动涡盘所受的背压力F2的力矩相等、方向相反，以使动涡盘的倾覆力矩与动涡盘的背压力矩平衡。

本方案的涡盘结构通过设置密封环能够分隔背压力的分布。相对于靠近动盘气体力作用力一侧，将远离动盘气体力作用力一侧具有更多背压力，从而使得的背压力的一部分能够用于克服动盘气体力，如此使得动盘气体力产生的动盘倾覆力矩能够被动盘背压力产生的力矩克服。如此保证了动盘的倾覆力矩能够获得平衡，动盘能够平稳高效地运转。

进一步的，动涡盘绕电机轴偏心地做360°圆周平动过程中，动涡盘所受的气体力和惯性力的合力F1也将360°地发生变化；与此同时，动涡盘所受的背压力F2作用点也将360°地发生变化，且F1和F2的变化为一一对应关系。通过恰当的设计密封环的位置和背压腔内的压力值，使得F1和F2产生的对动盘的力矩正好相等，方向相反，最终达到两者平衡的目的。

当动涡盘将处于力矩平衡状态，动涡盘得以平稳地运行，能有效降低摩擦功耗，降低因动涡盘运行不平稳而产生的噪音值。

在可选的实施方式中，所述动涡盘靠近所述前盖的一侧设置凹槽，所述密封环嵌设在所述凹槽中。

在可选的实施方式中，所述前盖的靠近所述动涡盘的端面具有圆环形的配合面；

沿所述密封环的宽度方向，所述密封环的一端抵持在所述凹槽的底部，所述密封环的另一端抵持在所述配合面上。

在可选的实施方式中，所述密封环偏离所述动涡盘中心一侧所受的背压力大于所述密封环靠近所述动涡盘中心一侧所受的背压力。

在可选的实施方式中，沿所述动涡盘的径向方向，所述密封环靠近所述动涡盘中心一侧与动涡盘气体力均位于同一侧。

在可选的实施方式中，所述涡盘结构还包括固定件；所述密封环、所述固定件和所述转轴固定连接；

所述固定件与所述密封环连接以限定所述密封环的位置。

在可选的实施方式中，所述固定件为固定环，沿所述固定环的径向方向，所述固定环位于所述密封环偏离所述动涡盘中心一侧的厚度，大于所述固定环位于所述密封环靠近所述动涡盘中心一侧的厚度。

在可选的实施方式中，所述固定环与所述密封环同心设置。

在可选的实施方式中，所述密封环的一侧内壁抵近所述背压腔的内壁。

第二方面，本发明提供一种二氧化碳压缩机，包括：

前盖、后盖和前述实施方式中任一项所述的涡盘结构；

所述动涡盘与所述静涡盘形成压缩腔；所述静涡盘远离所述动涡盘的一侧与所述后盖形成排气腔，所述静涡盘的排气口正对所述排气腔；所述前盖与所述动涡盘之间形成背压腔，所述排气腔通过管路与所述背压腔连接；

所述密封环偏心地设置在背压腔中，以使动涡盘的倾覆力矩与动涡盘的背压力矩平衡。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本方案的涡盘结构通过在动盘与背压腔之间设置密封环，以分隔背压力的分布。相对于靠近动盘气体力作用力一侧，将远离动盘气体力作用力一侧具有更多背压力，从而使得的背压力的一部分能够用于克服动盘气体力，如此使得动盘气体力产生的动盘倾覆力矩能够被动盘背压力产生的力矩克服。如此保证了动盘的倾覆力矩能够获得平衡，动盘能够平稳高效地运转。这样的涡盘结构具有结构简单、加工便利的特点，具有显著的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例的涡盘结构的结构示意图；

图2为本发明实施例的二氧化碳压缩机的结构示意图；

图3为本发明实施例的二氧化碳压缩机的另一结构示意图。

图标：10-涡盘结构；100-动涡盘；101-凹槽；200-静涡盘；300-密封环；400-固定件；410-固定环；411-第一弧形块；412-第二弧形块；500-背压腔；501-配合面；21-前盖；23-压缩腔；24-引气孔；25-转轴；26-配重平衡块；27a-防转环；27b-防转销。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

压缩机在工作过程中，在动涡盘所受到的气体力和惯性力的共同作用下，将产生倾覆力矩，使得动涡盘发生倾覆。此现象将导致动涡盘运动不平稳和型线侧面擦伤的问题。

为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种涡盘结构和二氧化碳压缩机，在偏心背压力的作用下，去平衡动涡盘所承受的倾覆力矩。

请参考图1，本实施例提供了一种涡盘结构10，与转轴配合用于平衡涡旋压缩机的背压腔500中的背压力，包括动涡盘100、静涡盘200和密封环300。

密封环300和转轴25固定连接；密封环300偏心地设置在背压腔500中，且动涡盘100所受的气体力和惯性力的合力F1与动涡盘100所受的背压力F2的力矩相等、方向相反，以使动涡盘100的倾覆力矩与动涡盘100的背压力矩平衡。

本方案的涡盘结构10通过设置密封环300能够分隔背压力的分布。相对于靠近动盘气体力作用力一侧，将远离动盘气体力作用力一侧具有更多背压力，从而使得的背压力的一部分能够用于克服动盘气体力，如此使得动盘气体力产生的动盘倾覆力矩能够被动盘背压力产生的力矩克服。如此保证了动盘的倾覆力矩能够获得平衡，动盘能够平稳高效地运转。

进一步的，动涡盘100绕电机轴偏心地做360°圆周平动过程中，动涡盘100所受的气体力和惯性力的合力F1也将360°地发生变化；与此同时，动涡盘100所受的背压力F2作用点也将360°地发生变化，且F1和F2的变化为一一对应关系。通过恰当的设计密封环300的位置和背压腔500内的压力值，使得F1和F2产生的对动盘的力矩正好相等，方向相反，最终达到两者平衡的目的。

当动涡盘100将处于力矩平衡状态，动涡盘100得以平稳地运行，能有效降低摩擦功耗，降低因动涡盘100运行不平稳而产生的噪音值。

请继续参照图1至图3，以了解更多结构细节。

从图中可以看出，在本发明的本实施例中，动涡盘100靠近前盖21的一侧设置凹槽101，密封环300嵌设在凹槽101中。如此能够进一步的减小涡盘结构10的空间，提高涡盘结构10的空间利用率。

可以理解的是在，在本发明的其他本实施例中，密封环300还可以设置在背压腔500与动涡盘100相互配合的其他位置，动涡盘100可以是开孔、开环槽等方式，这里仅仅是一个示例，不做限定。

在本发明的本实施例中，前盖21的靠近动涡盘100的端面具有圆环形的配合面501；

沿密封环300的宽度方向，密封环300的一端抵持在凹槽101的底部，密封环300的另一端抵持在配合面501上。

如此能够保障密封环300稳固地设置在背压腔500中的合适位置。

可选的，在本发明的本实施例中，密封环300偏离动涡盘100中心一侧所受的背压力大于密封环300靠近动涡盘100中心一侧所受的背压力。

进一步的，在本发明的本实施例中，沿动涡盘100的径向方向，密封环300靠近动涡盘100中心一侧与动涡盘100气体力均位于同一侧。

在本发明的本实施例中，涡盘结构10还包括固定件400，密封环300、固定件400和转轴固定连接；固定件400与密封环300连接以限定密封环300的位置。

可选的，固定件400为固定环410，沿固定环410的径向方向，固定环410位于密封环300偏离动涡盘100中心一侧的厚度，大于固定环位于密封环300靠近动涡盘100中心一侧的厚度。固定环410抵持在密封环300的内壁上。

这样的设置方式能够保障密封环300在径向和轴向方向均获得可靠的紧固，保障涡盘结构10的可靠性。

请继续参阅图1和图3，需要说明的是，本实施例中，密封环300、固定环410和转轴25固定连接，如此能够保障背压力的作用方向与动盘气体力作用方向保持一致。

具体的，因为动涡盘100是时刻转动的。随着动涡盘100的转动，动盘气体力作用方向也在周向的移动；同时，背压腔500相对静涡盘200的位置也在周向移动，相应的背压力作用方向也会周向移动以匹配动盘气体力作用方向，从而实现动涡盘100的倾覆力矩与动涡盘100的背压力矩平衡。

可选的，在本发明的本实施例中，固定环410与密封环300同心设置。进一步的，在本发明的本实施例中，密封环300的一侧内壁抵近背压腔500的内壁。

从图3中可以看出，本实施例的固定环410包括呈弧形延伸的第一弧形块411和第二弧形块412，第一弧形块411和第二弧形块412分别对称地设置在转轴25径向方向的两侧。第一弧形块411和第二弧形块412的圆弧外表面的半径均与密封环300的半径相同。

具体的，第一弧形块411和第二弧形块412通过配重平衡块26连接。在本实施例中，配重平衡块26为扇形结构，沿扇形结构的外弧面，第一弧形块411和第二弧形块412分别设置在配重平衡块26的两端。

从图中还可以看出，沿密封环300的径向方向，第一弧形块411的厚度大于第二弧形块412的厚度。

第二方面，本发明提供一种二氧化碳压缩机，包括前盖21、后盖和前述实施方式中任一项的涡盘结构10；

动涡盘100与静涡盘200形成压缩腔23；静涡盘200远离动涡盘100的一侧与后盖形成排气腔，静涡盘200的排气口正对排气腔；前盖21与动涡盘100之间形成背压腔500，排气腔通过管路与背压腔500连接；

密封环300偏心地设置在背压腔500中，以使动涡盘100的倾覆力矩与动涡盘100的背压力矩平衡。

进一步的，排气腔通过管路与背压腔500的引气孔24连接。动涡盘100通过防转环27a和防转销27b以防止自转。动涡盘100通过转轴25的带动做偏心运动。转轴25上还有配重平衡块26，以推动背压腔500密封环300做偏心圆周运动。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本方案的涡盘结构10通过在动盘与背压腔500之间设置密封环300，以分隔背压力的分布。相对于靠近动盘气体力作用力一侧，将远离动盘气体力作用力一侧具有更多背压力，从而使得的背压力的一部分能够用于克服动盘气体力，如此使得动盘气体力产生的动盘倾覆力矩能够被动盘背压力产生的力矩克服。如此保证了动盘的倾覆力矩能够获得平衡，动盘能够平稳高效地运转。这样的涡盘结构10具有结构简单、加工便利的特点，具有显著的经济效益。

动涡盘100将处于力矩平衡状态，动涡盘100得以平稳地运行，能有效降低摩擦功耗，降低因动涡盘100运行不平稳而产生的噪音值。

以上，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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。