具有润滑剂收集装置的容积式压缩机的制作方法

发明领域

本发明处于制造容积式压缩机的领域。特别地，本发明涉及容积式叶轮压缩机(volumetriclobecompressor)，该容积式叶轮压缩机包括用于收集润滑油的装置，该装置允许容积式压缩机在低转速下同样可以使用。

背景技术：

容积式压缩机，例如在wo2017/021941中描述的容积式压缩机，通常包括主体，该主体限定腔室，该腔室容纳两个直的或螺旋的叶轮转子。主体在端部处被两个纵向相对的头部封闭，用作防护件的盖被约束到头部。承载转子从而允许转子相对于主体旋转的滚动轴承被定位在头部处。具体地，通过被包含在每个头部与相关的盖之间的容积中的润滑剂浴来确保头部的润滑和所述轴承的润滑。

允许叶轮旋转的传动机构被定位在一个头部处。这种机构通过连接到外部马达的轴来运行。传动机构被部分地定位于润滑剂浴中。因此，齿轮的运动足以将油带到相关的轴承处。

油分配盘通常被设置为用于润滑另一个头部。这种盘在润滑剂浴中拖动并且在防护件内分配润滑剂；润滑剂的一部分到达支撑转子的滚动轴承。油分配盘被整体地紧固在转子中的一个转子的端部处，并且围绕相应的旋转轴线与该转子整体地旋转。已经注意到，对于中转速到高转速(该转速为超过700rpm)，盘的旋转足以确保轴承的润滑。相反，对于低转速(例如包括在200rpm与700rpm之间的转速)，油分配盘不能确保润滑。就容积式体积的潜在用途而言，这方面是一个关键因素。

为了消除这一缺点，已经提出了外部润滑系统，这些外部润滑系统允许对轴承进行润滑，而与转子每分钟的转数无关。这些系统提供外部润滑回路，该外部润滑回路设置有相关的循环泵并且被配置为将润滑油带到滚动轴承处。这些系统的主要缺点在于其复杂性，并且因此主要缺点在于相关的成本。此外，这些系统显著地增加了故障风险，并且因此影响可靠性。最后，润滑系统还会影响压缩机的整体体积，因此当可供安装的空间受到限制时成为一个关键因素。

因此，本发明的主要任务是提供一种能够克服上述缺点的容积式压缩机。在该任务的范围内，本发明的第一个目的是提供一种容积式压缩机，其中在低转速下也确保滚动轴承的润滑。本发明的另一个目的是提供一种压缩机，其中这种润滑不需要外部系统的辅助，而是通过仅利用叶轮转子的旋转来获得。本发明的非最后的目的是提供一种容积式压缩机，该容积式压缩机是可靠的并且是以有竞争力的成本容易制造的。

概述

本发明涉及一种容积式压缩机，该容积式压缩机包括中空主体，该中空主体限定运行腔室，该运行腔室用于容纳绕相应的大体平行的旋转轴线旋转的至少两个叶轮转子。压缩机还包括被设置在所述主体的端部处的至少一个头部和至少一个盖，盖被固定到所述头部，以便限定被包含在所述盖与所述头部之间的头部容积，并且在运行期间易于调节润滑剂浴。根据本发明的压缩机还包括两个滚动轴承，每个滚动轴承被插入在所述头部与相应的叶轮转子之间，以允许该相应的叶轮转子围绕相应的旋转轴线进行旋转。此外，压缩机包括至少两个润滑管道，这些润滑管道中的每个润滑管道在所述头部容积中的润滑开口与所述至少两个滚动轴承的相应的滚动轴承之间延伸。

根据本发明，压缩机包括油分配盘，该油分配盘被容纳在头部容积中并且被整体地连接到所述至少两个叶轮转子中的一个叶轮转子。当这种油分配盘进行旋转时，该油分配盘易于移动润滑剂浴中的润滑剂。

根据本发明，压缩机还设置有容器，该容器用于收集被所述油分配盘移动的所述润滑剂；这种容器被布置在比润滑管道的润滑开口的高度更高的高度处。此外，压缩机包括至少两个分配通道，这些分配通道中的每个分配通道从收集容器延伸，从而使得沿着该分配通道流动的润滑油到达相应的润滑管道中的一个润滑管道的润滑开口。

已经展示的是，收集容器和两个分配通道同样能够在低转速下(特别是同样能够在允许的最大转速的约十分之一的转速下)确保滚动轴承的润滑。这是通过仅利用转子的旋转来获得的，而无需外部系统的辅助。

附图简述

本发明的进一步的特征和优点从通过非限制性示例提供的且在附图中示出的以下详细描述将变得更加明显，在附图中：

-图1是根据本发明的容积式压缩机的局部的立体视图；

-图2是根据本发明的容积式压缩机的分解的立体视图；

-图3是图1中的容积式压缩机的前视图；

-图4是根据图3中的线iv-iv的截面视图；

-图5是被包括在图1和图2的容积式压缩机中的根据本发明的润滑剂收集装置的立体视图；

-图6是图5中的润滑剂收集装置的前视图；

-图7是图5中的润滑剂收集装置的侧视图。

在附图中，相同的数字和相同的字母表示相同的元件或部件。

具体实施方式

参照图1至图4，根据本发明的容积式压缩机100包括主体30，该主体限定运行腔室50。压缩机100还包括在主体30纵向相对侧上的第一头部61和第二头部62。第一头部61和第二头部62被连接到主体30，从而在纵向方向上形成腔室50的边界。

压缩机100在正交于其从头部61、62中的一个头部到另一个头部的纵向延伸的方向上包括搁置基部31和相对的顶部32，压缩机100通过该搁置基部被约束到外部支撑结构(未示出，原因在于该外部支撑结构不是本发明的目的)。搁置基部31被限定为两对搁置支架33，每对搁置支架被设置在相应的头部61、62上。通常设置为使搁置基部根据几乎水平的平面来布置。

主体30还包括在压缩机100的顶部32上的抽吸部分51和腔室50的排放部分(附图中未示出)。抽吸部分51和排放部分被配置成分别用于抽吸和排放待压缩的工作流体，例如空气。

压缩机100还包括分别被紧固到第一头部61和第二头部62的两个盖70，以便分别限定被包含在第一头部61与相应的盖70之间以及被包含在第二头部62与相应的盖70之间的两个相应的头部容积60。

头部容积60在运行期间易于调节润滑剂浴。在运行期间，即，当压缩机100通过搁置在搁置基部31上被约束到外部支撑结构时，每个头部容积60被分成更靠近搁置基部31的、容纳润滑剂浴的底部部分65和更靠近压缩机100的顶部32的、相对的顶部部分66。

润滑剂可以通过多个开口91被引入头部容积60中，该多个开口91在压缩机100的顶部32处被限定在盖70中。

压缩机100包括至少一对叶轮转子80’、80”。转子80’、80”的叶轮被容纳在腔室50中。转子80’、80”的端部从第一头部61和第二头部62二者突出在头部容积60中。转子80’、80”在头部61、62处由各自的滚动轴承90承载，以便各自绕相应的旋转轴线y1、y2旋转。旋转轴线y1、y2彼此平行，并且限定压缩机100的中心平面y1y2，该中心平面大体平行于搁置基部31。参考附图，两个滚动轴承90被插入在叶轮转子80’、80”中的每个叶轮转子与第一头部61之间，以允许相应的叶轮转子80’、80”绕相应的旋转轴线y1、y2旋转。类似地，两个滚动轴承90(在附图中未示出)被插入在叶轮转子80’、80”中的每个叶轮转子与第二头部62之间，以允许相应的叶轮转子80’、80”绕相应的旋转轴线y1、y2旋转。

用于压缩工作流体的一对转子80’、80”的运行本身是已知的并且是常规的，并且因此不再进一步详细描述。两个头部61、62中的一个头部容纳运动传动机构，该运动传动机构根据本身已知的原理通过轴75被连接到外部马达。在附图中，容纳所述机构的头部用附图标记62表示，并且与用附图标记61表示的头部(在下文中也被表示为“第一头部61”)相对。

特别地，根据本发明，压缩机100包括两个润滑管道81，这些润滑管道中的每个润滑管道在头部容积60中的润滑开口82与相应的滚动轴承90之间延伸。润滑开口82面向压缩机100的顶部32，即，在相对于搁置表面31的相反侧上，润滑开口82被布置在头部容积60的顶部部分66中。在运行期间，润滑管道81的润滑开口82面朝上，其中搁置基部根据几乎水平的平面被布置。润滑开口82实质上描绘了在对应的润滑管道中用于润滑油的入口。

附图示出了润滑管道81的优选的但在任何情况下非限制性的实施例。特别地，在所示的实施例中，压缩机100包括用于每个转子80’、80”、至少用于第一头部61的两个安装法兰。每个法兰被用于将滚动轴承90紧固到第一头部61。特别地，每个润滑管道81被限定在安装法兰与第一头部61之间。

也就是说，在所示的实施例中，每个安装法兰由两个衬套21、22组成。特别地，第一衬套21包括中空圆柱形主体42，该圆柱形主体相对于相应的滚动轴承90是同轴的并且位于滚动轴承90的外部。第一衬套21还包括第一肩部41，该第一肩部具有相对于圆柱形主体42的更小的直径。第一肩部41限定用于滚动轴承90的第一轴向端部90a(即，用于滚动轴承90的面向压缩机100的腔室50的轴向端部)的邻接表面。

第一衬套21还包括第二肩部43，该第二肩部具有相对于圆柱形主体42的更大的直径，并且与第一肩部41轴向相对，因此，第二肩部43面向相应的头部容积60。第二肩部43可以被用于通过围绕相应转子的相应旋转轴线y1、y2均匀分布的多个螺钉45(在附图的实施例中为四个螺钉45)将第一衬套21紧固到第一头部61。

第二衬套22包括中空且同轴的圆柱形主体44，该圆柱形主体用作用于滚动轴承90的第二轴向端部90b的邻接部，该第二轴向端部90b与第一轴向端部90a相对。第二衬套22在相对于相应的滚动轴承90的轴向相对侧上包括第三肩部46，该第三肩部具有相对于圆柱形主体44的更大的直径。第三肩部46可以被用于通过围绕相应的旋转轴线y1、y2均匀分布的多个螺钉47(在附图的实施例中为三个螺钉47)将第二衬套21紧固到相应的第一衬套21的第二肩部43。

如图4中所示，每个润滑管道81在相应的安装法兰的第一衬套21与第一头部61之间延伸。特别地，润滑管道81的第一延伸部81a被限定在第一衬套21的第二肩部43与头部61之间；与第一延伸部81a连通的第二延伸部81b被限定在圆柱形主体42与头部61的圆柱形座(圆柱形主体42本身被容纳在该圆柱形座中)之间；并且与第二延伸部81b连通的第三延伸部81c被限定在第一肩部41的与轴承的邻接表面相对的更内的表面与头部61的相应表面之间。上面提到的延伸部81a、81b、81c可以被沿着衬套21的壁41、42、43形成的相应的凹槽限定。更准确地说，值得注意的是润滑开口82实质上如何限定第一延伸部81a中润滑油的入口。

在替代的实施例(附图中未示出)中，用于至少一个安装法兰的相关的润滑管道可以被限定在两个衬套21、22之间，因此也就是说，被限定在上文定义的第二衬套22的第三肩部46与第一衬套21的第二肩部43之间。

根据本发明的压缩机100还包括油分配盘1，该油分配盘被容纳在第一头部61的头部容积60中并且被整体地连接到两个叶轮转子80’、80”中的一个叶轮转子(特别是被连接到根据附图的变型的叶轮转子80’)。当油分配盘1与被约束到其上的叶轮转子80’一起进行旋转时，该油分配盘1易于使润滑剂浴的润滑剂从底部部分65朝向顶部部分66移动。

优选地，通过沿着油分配盘1的外边缘设置的多个槽口15(在附图的实施例中为两个在直径方向上布置的槽口15)来获得盘1的油分配功能。槽口15可以通过挤压边缘来获得，或者可以被限定为径向凹陷部。槽口15允许油从底部部分65拖动。

在高速下，特别是对于超过2000rpm的转速，油分配盘1的旋转在所有方向上分配润滑剂，并且因此也朝向润滑管道81的润滑开口82分配润滑剂。在中速至高速(例如，700rpm以上)，这种机构足以确保滚动轴承90的润滑。

在低速(例如，在250rpm与700rpm之间)下，并且参照图3，当油分配盘1分别沿顺时针方向或沿逆时针方向旋转时，润滑剂指示性地遵循图3中指示的轨迹a或b。

这些轨迹a和b在头部容积60的顶部部分66的位于旋转轴线y1、y2之间的中间区域中相交。

参考附图，并且特别是参考图5至图7中详细所示的实施例，根据本发明的压缩机100在头部容积60的顶部部分66中包括容器51，该容器51用于收集被油分配盘1通常根据轨迹a或b移动的润滑剂。容器51相对于润滑管道81的润滑开口82被布置在较高的水平位置处。这样的水平位置或高度是相对于搁置表面31考量的。

此外，根据本发明的压缩机100包括两个润滑剂分配通道52，这些润滑剂分配通道中的每个通道从容器51延伸，使得沿着分配通道52本身流动的润滑油可以到达润滑管道81的润滑开口82。

根据附图中所示的优选实施例，每个润滑剂分配通道52从收集容器51延伸直至自由端部53，该自由端部53被布置成使得在运行期间，自由端部53和润滑开口82沿着竖直方向z对准，因此直至所述润滑开口82。润滑开口82相对于所述自由端部53被布置在较低的水平位置处(例如参见图1和图3)。

特别地，容器51被布置成在低速时截断润滑剂的轨迹a和b二者，并且收集润滑剂，通过两个分配通道52朝向相应的润滑管道81的每个润滑开口82发送润滑剂。

优选地，收集容器51包括面向压缩机100的顶部32的第一入口57，该第一入口用于当油分配盘1根据顺时针方向旋转时收集遵循轨迹a的润滑剂。收集容器51还包括面向压缩机100的搁置基部31的第二入口58，该第二入口用于当油分配盘1根据逆时针方向旋转时收集遵循轨迹b的润滑剂。在运行期间，第一入口57和第二入口58沿着竖直方向z彼此间隔开。

当油分配盘1被约束到另一个叶轮转子80”(在附图中未示出的变型)时，相同的润滑剂收集和分配系统也允许达到本目标。在这种变型中，当油分配盘1根据图3中的逆时针方向旋转时，面向压缩机100的顶部32的第一入口57收集润滑剂，而当油分配盘1根据图3中的顺时针方向旋转时，面向压缩机100的搁置基部31的第二入口58收集润滑剂。

如图5至图7所示，收集容器51的形状优选地被设计为类似于收集滴盘(collectingdriptray)，该收集滴盘具有完全敞开的并且与第一入口57重合的上侧和相对的下方的底侧51a，该底侧51a包括与第二入口58重合的中间孔。容器51进一步包括侧边缘51b，该侧边缘用于容纳被收集在容器51中的润滑剂。侧边缘51b具有朝向分配通道52的敞开侧，以允许润滑剂朝向自由端部53和润滑开口82流出。

润滑剂由于重力从端部53下落到润滑开口82。端部53的形状被设计为类似于相对于相应的分配通道52的倾斜凸片，以促进润滑剂朝向相应的润滑管道81的润滑开口82流出。分配通道52被布置成平行于搁置基部31，从而使得当搁置基部31水平地布置时，该分配通道也几乎水平地布置。替代地，分配通道52可以稍微倾斜，以便促进润滑剂朝向相应的端部53流出。

根据附图中所示的优选实施例，收集容器51通过牢固地联接到容器51的支撑板55被紧固到滚动轴承90的安装法兰中的至少一个安装法兰。支撑板55和容器51彼此焊接在一起，或者更优选地，由同一金属板折叠制成。在容器51和支撑板55之间实施的联接使得下方的底侧51a相对于支撑件55倾斜大于90°的角度α，以便促进润滑剂从容器51朝向分配通道52流出，并且因此朝向润滑管道81流出。

支撑板55的紧固通过两个螺钉59来进行，这两个螺钉59分别与设置在支撑板55上的相应的通孔54以及与两个螺纹盲孔联接，这两个螺纹盲孔被设置在设置于头部容积60中的滚动轴承90的每个安装法兰的每个第一衬套21上。替代地(根据未示出的另一个变型)，支撑板55可以被连接在设置于头部容积60中的滚动轴承90的每个安装法兰的每个第二衬套22上。替代地(根据未示出的另一个变型)，支撑板55可以仅被连接到设置于头部容积60中的滚动轴承90的安装法兰中的一个安装法兰，或者被直接连接到第一头部61的表面。

支撑板55与滚动轴承90的一个或两个安装法兰的连接是有利的，原因在于这不会需要通过熔接获得的头部61、62的结构改型。因此，本发明也可以通过可能仅对一个或两个第一衬套21或者一个或两个第二衬套22进行改型来适用于现有压缩机的第一头部61。

收集容器51、包括自由端部53的分配通道52和支撑板55形成可单独操作的组件，该组件定义润滑剂收集装置50，该润滑剂收集装置如上所述可以被联接到现有容积式压缩机的头部61、62。

当该润滑剂收集装置50被约束到相应的头部61、62时，附图5至图7的润滑剂收集装置50相对于纵向平面zz对称，该纵向平面正交于搁置基部31，并且平行于旋转轴线y1、y2并且与旋转轴线y1、y2间隔相等。在运行期间，当搁置基部31水平地布置时，纵向平面zz竖直地布置。

替代地(根据未示出的其他变型)，特别是当相应的头部61、62相对于纵向平面zz不对称时，润滑剂收集装置50可以具有另外的形状。在所有情况下，润滑剂收集装置50优选地包括具有能够实现上述作用的结构的用于收集润滑剂的容器51和用于分配润滑剂的两个通道52。

在附图中未示出、但是在任何情况下都落入本发明的保护范围内的可能的替代实施例中，两个分配通道52可以分别被限定为在头部61的前表面上延伸的凹槽。每个凹槽可以通过相应的润滑开口82与相应的润滑管道81直接连通。容器51可以与每个凹槽连通，从而使得收集的油朝向相应的润滑管道流动。

根据同样落入本发明的保护范围内的另一个变型，分配通道52可以部分地被限定为从容器51延伸的第一延伸部(与容器51集成)，并且部分地被限定为由在头部61中形成的凹槽限定的第二延伸部。在这些假设的实施例中，收集在容器中的流体会首先被输送通过限定于头部61中的凹槽中的第一延伸部，并且随后通过凹槽本身被带到相应的润滑开口82，而不是由于重力落入到润滑开口82中。