动涡盘、背压结构和二氧化碳压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种动涡盘、背压结构和二氧化碳压缩机。

背景技术

背压结构作为二氧化碳压缩机中重要的结构，对压缩机的运行工况至关重要。然而现有的背压结构的背压腔设置不合理，经常导致动涡盘收到的背压力不平衡而出现动涡盘翻覆的情况。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种动涡盘、背压结构和二氧化碳压缩机，其能够平衡背压腔与压缩腔之间的压力，从而保障动静涡盘的高效稳定地运转。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种动涡盘，用于与静涡盘形成压缩腔，以及与前盖组件形成背压腔，包括：

动盘体、动涡卷、引压孔和回压孔；所述动涡卷设置在所述动盘体上；

所述引压孔同时贯穿所述动涡卷和所述动盘体，且所述引压孔靠近所述静涡盘的排气孔以将所述排气孔附近的高压流体导流至所述背压腔；

所述回压孔贯穿地设置在所述动盘体上，以减小所述背压腔的压力。

本方案的动涡盘的引压孔的一端与压缩腔连接，引压孔的另一端与背压腔连接。当动涡盘开始转动时，动涡盘相对静涡盘运动并改变压缩腔的容积，从而实现压缩气体的目的。随着动涡盘的继续运转，排气孔的压力上升并在这里形成高压气流，这时排气孔处高压气体会通过动涡盘上的引压孔进气至背压腔；从引压孔过来的高压气体使得背压腔压力升高，如此产生背压力使动涡盘逐步贴紧静涡盘。当背压力上升到预设压力后，关闭引压孔，此时背压腔压力刚好处于临界平衡状态，即动涡盘轴线方向两侧的压力达到平衡，从而保障了动涡盘的平稳运行。

进一步的，随着动涡盘的继续转动，背压腔的压力也会继续升高，这时背压腔的高压气流会通过回压孔进入静涡盘一侧，以逐渐泄漏背压腔的压力，如此动涡盘端面与静涡盘端面脱落，此时打开引压孔排气口高压气体重新进入背压腔，使其达到新的平衡。

这样的动涡盘能够使得涡旋压缩机在整个背压腔在压缩机工作时，始终处于一个动态平衡的过程，而动涡盘组件背部压力也跟随压缩机排气压力的变化而变化，让动涡盘端面紧贴静涡盘，并降低涡盘型线端面气体泄漏，提高涡盘容积效率，进而提高产品制冷性能。

在可选的实施方式中，所述引压孔沿所述动涡盘的轴线方向延伸。这样的设置方式能够使得排气孔出的高压气流能够及时高效地输送至背压腔中，从而提高了引压孔的导流效率，进而保障了动涡盘平衡背压腔的压力的效果。

在可选的实施方式中，所述引压孔的孔径大于所述回压孔的孔径。回压孔仅仅用于将背压腔的压力轻微、缓慢的释放，以避免背压腔的压力过大，因此回压孔的孔径小于引压孔的压力能够在确保引压孔的导流效果的同时满足回压作用。

在可选的实施方式中，沿所述动涡盘的径向方向，所述回压孔位于远离所述引压孔的一侧。回压孔仅用于将背压孔的压力释放，并不会将背压腔的气流输送至压缩腔，从而保障了动涡盘能够安装预设方式压缩气体。将回压孔远离引压孔设置，能够保障回压的同时，避免对压缩腔的压缩效果产生影响。

在可选的实施方式中，沿所述动涡盘的径向方向，所述引压孔的端部位于所述动涡卷靠近中心的始端位置。

如此使得引压孔能够及时高效地将排气孔处的高压尽快导流至背压腔，且这样的设置方式加工便利，效果显著。

在可选的实施方式中，所述引压孔的孔径小于所述排气孔的孔径。

这样的设置方式能够避免引压孔将过多的气流导流至背压腔，而导致排气压力不足的问题。

在可选的实施方式中，所述动涡卷远离所述静涡盘的端面上还设置有油槽，所述引压孔贯穿至所述油槽。

油槽用于容纳润滑剂，以使得动涡盘和静涡盘的线端面能够得到充分的润滑，进而降低了动涡盘运动的摩擦阻力，如此使得动涡盘的运行更加顺畅和高效。

在可选的实施方式中，沿所述动涡卷的周向方向，所述油槽沿所述动涡卷的延伸方向设置。

这样的设置方式既契合了动涡卷的形状结构和延伸方向；又使得油槽中的润滑剂能够随着动涡盘的周向转动而流动，以保障动涡盘的润滑效果。

在可选的实施方式中，所述油槽为月牙槽。

第二方面，本发明提供一种背压结构，包括：

静涡盘、前盖组件和前述实施方式中任一项所述的动涡盘；所述动涡盘与所述静涡盘围合形成密闭的压缩腔，所述动涡盘远离所述静涡盘的一侧与所述前盖组件围合形成密闭的背压腔；

所述引压孔用于将所述排气孔附近的高压流体导流至所述背压腔；

所述回压孔用于连通将所述背压腔与所述压缩腔连接，以减小所述背压腔的压力。

在可选的实施方式中，所述背压结构包括密封组件；

所述密封组件设置所述动涡盘与所述前盖组件之间；所述动涡盘抵持在所述密封组件上。

这里的密封组件有一定变形量，能形成短时密封。通过密封组件和密封圈，在动涡盘背面形成背压腔体。

在可选的实施方式中，所述密封组件嵌设在所述前盖组件与所述静涡盘的端面之间。

第三方面，本发明提供一种二氧化碳压缩机，包括：

驱动组件、后盖组件和前述实施方式中任一项所述的背压结构；

所述后盖组件设置在所述静涡盘远离所述动涡盘的一侧；所述驱动组件与所述背压结构的所述动涡盘连接，以带动所述动涡盘相对所述静涡盘做偏心回转运动。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本方案的动涡盘的引压孔能够在排气孔处的压力升高时将高压气流导流至背压腔，上述高压气体使得背压腔压力升高，从而使动涡盘逐步贴紧静涡盘。当背压力上升到预设压力后，关闭引压孔，此时背压腔压力刚好处于临界平衡状态，即动涡盘轴线方向两侧的压力达到平衡，从而保障了动涡盘的平稳运行。而回压孔能够将背压腔的高压气体缓慢地释放至动涡盘靠近静涡盘一侧，如此动涡盘端面与静涡盘端面脱落，此时打开引压孔排气口高压气体重新进入背压腔，使其达到新的平衡。

这样的动涡盘能够使得涡旋压缩机在整个背压腔在压缩机工作时，始终处于一个动态平衡的过程，而动涡盘组件背部压力也跟随压缩机排气压力的变化而变化，让动涡盘端面紧贴静涡盘，并降低涡盘型线端面气体泄漏，提高涡盘容积效率，进而提高产品制冷性能。由于得到了相对恒定的动静涡盘贴合力，压缩机能适应范围更宽的转速及工作压力。

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为本发明实施例的动涡盘的结构示意图；

图2为本发明实施例的动涡盘的另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例的二氧化碳压缩机的结构示意图；

图4为本发明实施例的二氧化碳压缩机的另一视角的结构示意图。

图标：100-动涡盘；101-引压孔；102-回压孔；103-油槽；110-动盘体；120-动涡卷；20-背压结构；200-静涡盘；201-排气孔；300-前盖组件；401-压缩腔；402-背压腔；500-密封组件；610-防转销；620-防转孔；30-二氧化碳压缩机；31-驱动组件。

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。

涡旋压缩机是一种容积式压缩的压缩机，压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成。

通过使旋转涡旋部件在由自转限制机构进行自转限制的基础上，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，通过润滑用的机油，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。

二氧化碳压缩机是指用于使二氧化碳气体增压并实现输送的压缩机。在将二氧化碳作为制冷剂使用的情况下，压缩机的排出压力和吸入压力的压力差比将氟利昂作为制冷剂的以往的冷冻循环的压力差高约7-10倍以上。

然而现有的背压结构的背压腔设置不合理，经常导致动涡盘受到的背压力不平衡而出现动涡盘翻覆的情况。

为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种动涡盘、背压结构和二氧化碳压缩机。

请参考图1，本实施例提供了一种动涡盘100，用于与静涡盘200形成压缩腔401，以及与前盖组件300形成背压腔402，包括动盘体110、动涡卷120、引压孔101和回压孔102。

动涡卷120设置在动盘体110上；

引压孔101同时贯穿动涡卷120和动盘体110，且引压孔101靠近静涡盘200的排气孔201以将排气孔201附近的高压流体导流至背压腔402；

回压孔102贯穿地设置在动盘体110上，以减小背压腔402的压力。

本方案的动涡盘100的引压孔101的一端与压缩腔401连接，引压孔101的另一端与背压腔402连接。当动涡盘100开始转动时，动涡盘100相对静涡盘200运动并改变压缩腔401的容积，从而实现压缩气体的目的。随着动涡盘100的继续运转，排气孔201的压力上升并在这里形成高压气流，这时排气孔201处高压气体会通过动涡盘100上的引压孔101进气至背压腔402；从引压孔101过来的高压气体使得背压腔402压力升高，如此产生背压力使动涡盘100逐步贴紧静涡盘200。当背压力上升到预设压力后，关闭引压孔101，此时背压腔402压力刚好处于临界平衡状态，即动涡盘100轴线方向两侧的压力达到平衡，从而保障了动涡盘100的平稳运行。

进一步的，随着动涡盘100的继续转动，背压腔402的压力也会继续升高，这时背压腔402的高压气流会通过回压孔102进入静涡盘200一侧，以逐渐泄漏背压腔402的压力，如此动涡盘100端面与静涡盘200端面脱落，此时打开引压孔101排气口高压气体重新进入背压腔402，使其达到新的平衡。

这样的动涡盘100能够使得涡旋压缩机在整个背压腔402在压缩机工作时，始终处于一个动态平衡的过程，而动涡盘100组件背部压力也跟随压缩机排气压力的变化而变化，让动涡盘100端面紧贴静涡盘200，并降低涡盘型线端面气体泄漏，提高涡盘容积效率，进而提高产品制冷性能。

请继续参照图1至图4，以了解动涡盘100的更多结构细节。

从图中可以看出，在本实施例中，引压孔101沿动涡盘100的轴线方向延伸。这样的设置方式能够使得排气孔201出的高压气流能够及时高效地输送至背压腔402中，从而提高了引压孔101的导流效率，进而保障了动涡盘100平衡背压腔402的压力的效果。

可选的，在本实施例中，引压孔101的孔径大于回压孔102的孔径。

回压孔102仅仅用于将背压腔402的压力轻微、缓慢的释放，以避免背压腔402的压力过大，因此回压孔102的孔径小于引压孔101的压力能够在确保引压孔101的导流效果的同时满足回压作用。

进一步的，在本发明的本实施例中，沿动涡盘100的径向方向，回压孔102位于远离引压孔101的一侧。回压孔102仅用于将背压孔的压力释放，并不会将背压腔402的气流输送至压缩腔401，从而保障了动涡盘100能够安装预设方式压缩气体。将回压孔102远离引压孔101设置，能够保障回压的同时，避免对压缩腔401的压缩效果产生影响。

不难发现，在本发明的本实施例中，沿动涡盘100的径向方向，引压孔101的端部位于动涡卷120靠近中心的始端位置。

如此使得引压孔101能够及时高效地将排气孔201处的高压尽快导流至背压腔402，且这样的设置方式加工便利，效果显著。

在本实施例中，引压孔101的孔径小于排气孔201的孔径。这样的设置方式能够避免引压孔101将过多的气流导流至背压腔402，而导致排气压力不足的问题。

从图中还可以看出，在实施例中，动涡卷120远离静涡盘200的端面上还设置有油槽103，引压孔101贯穿至油槽103。

油槽103用于容纳润滑剂，以使得动涡盘100和静涡盘200的线端面能够得到充分的润滑，进而降低了动涡盘100运动的摩擦阻力，如此使得动涡盘100的运行更加顺畅和高效。

可选的，沿动涡卷120的周向方向，油槽103沿动涡卷120的延伸方向设置。这样的设置方式既契合了动涡卷120的形状结构和延伸方向；又使得油槽103中的润滑剂能够随着动涡盘100的周向转动而流动，以保障动涡盘100的润滑效果。

在本实施例中，油槽103为月牙槽。即油槽103为月牙形的沉槽。

使用时，压缩机工作时，首先排气孔201处高压气体会通过动盘上引压孔101进气背压腔402，随着背压腔402压力升高，动盘逐步贴紧静盘，最终，压力升到一定程度后，关闭引压孔101。此时，背压腔402压力刚好处于临界平衡状态。

当背压腔402压力通过周围零部件缝隙及回气孔逐渐泄漏时，动盘端面与静盘端面脱落，此时，排气口高压气体重新进入背压腔402，使其达到新的平衡。

整个背压腔402在压缩机工作时，始终处于一个动态平衡的过程，而动涡盘100组件背部压力也跟随压缩机排气压力的变化而变化，让动涡盘100端面紧贴静涡盘200，并降低涡盘型线端面气体泄漏，提高涡盘容积效率，进而提高产品制冷性能。由于得到了相对恒定的动静涡盘200贴合力，压缩机能适应范围更宽的转速及工作压力。

第二方面，本发明提供一种背压结构20，包括：

静涡盘200、前盖组件300和前述实施方式中任一项的动涡盘100；动涡盘100与静涡盘200围合形成密闭的压缩腔401，动涡盘100远离静涡盘200的一侧与前盖组件300围合形成密闭的背压腔402；

引压孔101用于将排气孔201附近的高压流体导流至背压腔402；

回压孔102用于连通将背压腔402与压缩腔401连接，以减小背压腔402的压力。

从图中还可以在本发明的本实施例中，背压结构20包括密封组件500；密封组件500设置动涡盘100与前盖组件300之间；动涡盘100抵持在密封组件500上。

进一步的，前盖组件300、转子之间设置密封圈，动涡盘100背面边沿设置密封组件500，这里的密封组件500有一定变形量，能形成短时密封。通过密封组件500和密封圈，在动涡盘100背面形成背压腔402。

可选的，密封组件500嵌设在前盖组件300与静涡盘200的端面之间。这样的设置方式能够进一步保障前盖组件300、静涡盘200和动涡盘100三者之间的密封效果，保障了涡旋压缩机的运行效率。

进一步的，本实施例的二氧化碳压缩机的背压腔需要做特殊密封处理。其密封组件由动涡盘上的密封结构及中机体上的O型高压油封、密封圈共同组成。如此以适应背压腔的巨大气流压力，进而保障二氧化碳压缩机的稳定运行。

从图3和图4中还可以看出，前盖组件300靠近动涡盘100的端面上设置有多个周向均匀布置的防转销610，动涡盘100靠近前盖组件300的端面上设置有多个周向均匀布置的防转孔620。防转销610与防转孔620一一对应配合，如此能够避免动涡盘100绕其中轴线自转。

第三方面，本发明提供一种二氧化碳压缩机30，包括：

驱动组件31、后盖组件和前述实施方式中任一项的背压结构20；

后盖组件设置在静涡盘200远离动涡盘100的一侧；驱动组件31与背压结构20的动涡盘100连接，以带动动涡盘100相对静涡盘200做偏心回转运动。

可选的，这里的驱动组件31为转子。转子通过配重平衡块与动涡盘100的中心连接，且转子带动动涡盘100做偏心回转运动。

进一步的，前盖组件300、转子之间设置密封圈，动盘背面边沿设置密封组件500，密封组件500有一定变形量，能形成短时密封。通过密封组件500和密封圈，在动涡盘100背面形成背压腔402。

综上，本发明实施例提供了一种动涡盘100、背压结构20和二氧化碳压缩机30，至少具有以下优点：

通过引压孔101和背压孔的协同配合，使得整个背压腔402在压缩机工作时，始终处于一个动态平衡的过程，而动涡盘100组件背部压力也跟随压缩机排气压力的变化而变化，让动涡盘100端面紧贴静涡盘200，并降低涡盘型线端面气体泄漏，提高涡盘容积效率，进而提高产品制冷性能。

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。