压缩机组件及制冷设备

文档序号:483529 发布日期:2022-01-04 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 压缩机组件及制冷设备 (Compressor assembly and refrigeration equipment ) 是由 谭书鹏 王建华 叶容君 于 2021-10-18 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种压缩机组件,并公开了具有压缩机组件的制冷设备,其中压缩机组件,包括压缩机壳体、储液器和配重结构,所述储液器连接于所述压缩机壳体;所述配重结构包括悬臂件和配重件,所述配重件通过所述悬臂件连接于所述压缩机壳体和所述储液器中的至少一个。通过将配重结构设计成独立的结构,该结构可以放置在任意旋转机械上实现减振效果,可以实现模块化减振,具有安装方便,可靠性高的优势。另外,悬臂式配重安装方式,在增加旋转机械转动惯量的同时,又能起到动力吸振器的作用,对连接处局部振动噪音起到较好的抑制作用。(The invention discloses a compressor assembly and discloses refrigeration equipment with the compressor assembly, wherein the compressor assembly comprises a compressor shell, a liquid storage device and a counterweight structure, wherein the liquid storage device is connected to the compressor shell; the counterweight structure includes a cantilever member and a counterweight member coupled to at least one of the compressor housing and the reservoir via the cantilever member. Through designing the counter weight structure into independent structure, this structure can be placed and realize the damping effect on arbitrary rotating machinery, can realize the modularization damping, has simple to operate, advantage that the reliability is high. In addition, the cantilever type counterweight installation mode can play a role of a dynamic vibration absorber while increasing the rotational inertia of the rotary machine, and plays a good role in inhibiting local vibration noise at the joint.)

压缩机组件及制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷技术领域,特别涉及压缩机组件及制冷设备。

背景技术

压缩机壳体在运行过程中,将会产生振动和噪音,为了降低压缩机壳体在运行过程中的噪音,相关技术中,一般均是通过弹性脚垫将压缩机壳体固定至压缩机壳体的安装底盘上,其虽然在一定程度上可降低压缩机壳体运行过程中的振动和噪音,但压缩机壳体运行时的噪音和振动仍然很大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种压缩机组件,能够提升减振效果。

本发明还提出一种具有上述压缩机组件的制冷设备。

根据本发明的第一方面实施例的压缩机组件,包括压缩机、储液器和配重结构,所述压缩机包括压缩机壳体,所述储液器连接于所述压缩机壳体;所述配重结构包括悬臂件和配重件,所述配重件通过所述悬臂件连接于所述压缩机壳体和所述储液器中的至少一个。

根据本发明实施例的压缩机组件,至少具有如下有益效果:通过将配重结构设计成独立的结构,该结构可以放置在任意旋转机械上实现减振效果,可以实现模块化减振,具有安装方便,可靠性高的优势。另外,悬臂式配重安装方式,在增加旋转机械转动惯量的同时,又能起到动力吸振器的作用,对连接处局部振动噪音起到较好的抑制作用。

根据本发明的一些实施例,所述配重件位于所述储液器的下方。

根据本发明的一些实施例,所述悬臂件连接于所述压缩机壳体的下部。

根据本发明的一些实施例,所述悬臂件连接于所述储液器的底部。

根据本发明的一些实施例,所述悬臂件连接于所述压缩机壳体的下部,所述配重件位于所述压缩机壳体远离所述储液器的一侧。

根据本发明的一些实施例,所述配重件包括容器和配重材料,所述容器设有容腔,所述配重材料填充于所述容腔中。

根据本发明的一些实施例,所述配重材料为颗粒状固体材料。

根据本发明的一些实施例,所述配重材料包括水泥。

根据本发明的一些实施例,所述配重结构的重量为m1,所述压缩机组件的重量为m,满足:m1/m≥4%。

根据本发明的第二方面实施例的制冷设备,包括本发明的第一方面实施例的压缩机组件。

根据本发明实施例的制冷设备,至少具有如下有益效果:通过采用本发明的第一方面实施例的压缩机组件,具有安装方便,可靠性高的优势。另外,悬臂式配重安装方式,在增加旋转机械转动惯量的同时,又能起到动力吸振器的作用,对连接处局部振动噪音起到较好的抑制作用。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明,其中:

图1为相关技术中的压缩机组件的示意图;

图2为本发明一种实施例的压缩机组件的示意图;

图3为本发明另一种实施例的压缩机组件的示意图;

图4为本发明另一种实施例的压缩机组件的示意图;

图5为本发明另一种实施例的压缩机组件的示意图;

图6为本发明另一种实施例的压缩机组件的示意图;

图7为本发明另一种实施例的压缩机组件的示意图;

图8为无配重结构的压缩机组件与具有本发明实施例配重结构的压缩机组件的噪音对比图;

图9为本发明实施例压缩机组件的设置不同长度的悬臂件的振动效果对比图;

图10为本发明实施例压缩机组件的配重结构安装在不同位置的振动效果对比图。

附图标记:

101、压缩机壳体;102、储液器;103、上杯体;104、主杯体;105、下杯体;106、排气管;107、吸气管;

201、悬臂件;202、配重件;203、第一连接部;204、第二连接部;205、容器;206、配重材料;

501、回转轴线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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,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。

在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

压缩机是制冷设备的心脏,其是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力。

在压缩机中,储液器是重要构成部件,储液器是配装在空调蒸发器和压缩机吸气管部位,是防止液体制冷剂流入压缩机而产生液击的保护部件。在空调系统运转中,无法保证制冷剂能全部完全汽化;也就是从蒸发器出来的制冷剂会有液态的制冷剂进入储液器内,由于没有汽化的液体制冷剂因本身比气体重,会直接落放储液器筒底,汽化的制冷剂则由储液器的出口进入压缩机内,从而防止了压缩机吸入液体制冷剂造成液击。

压缩机在运行过程中,将会产生振动和噪音,为了降低压缩机在运行过程中的噪音,相关技术中,一般均是通过弹性脚垫将压缩机固定至压缩机的安装底盘上,其虽然在一定程度上可降低压缩机运行过程中的振动和噪音,但压缩机运行时的噪音和振动仍然很大。

然后,经研究发现,压缩机整机重量是影响压缩机振动大小的重要因素,相关技术中的压缩机,由于压缩机重量较轻,导致压缩机在运转时稳定性较差,产生较大的工作振动,从而影响压缩机的工作性能及可靠性,使压缩机的工作噪音较大。相关技术中通过在压缩机或储液器上增加配重的手段来提高压缩机整机转动惯量,但改善的效果仍不能满足要求。

下面参照图1至图10,说明本发明实施例的压缩机组件及制冷设备是如何解决噪音及振动的问题。

参照图1所示,可以理解的是,相关技术中,压缩机组件包括压缩机101和储液器102,压缩机包括压缩机壳体101、主轴承组件、泵体和副轴承组件,主轴承组件、泵体和副轴承组件设置在压缩机壳体101内,主轴承组件和副轴承组件分别设置在气缸组件的轴向两端,泵体的进气孔形成在主轴承组件或副轴承组件上,储液器102的排气管106连通泵体的进气孔。

储液器102包括上杯体103、主杯体104和下杯体105,储液器102设有排气管106和吸气管107,上杯体103、主杯体104和下杯体105由上至下依次相连,以形成完整的容器205杯体,上杯体103上还连接吸气管107,下杯体105上连接排气管106,排气管106与压缩机连接。

可以理解的是,传统三段式的储液器102中,上杯体103、主杯体104和下杯体105相互焊接而形成完整的容器205杯体,各部分之间通过焊接组合在一起,能够降低生产制造的难度,并且能够便于各部分的加工。

可以理解的是,旋压式储液器102的上杯体103、主杯体104和下杯体105采用一体成型的方式,即储液器102的杯体使用金属筒体,两端经过挤压成型。具体地,根据实际需求选取合适内径的金属筒体,然后通过对金属筒体的两端进行挤压,使金属筒体两端的内径收窄,形成上杯体103和下杯体105,金属筒体的主体则保留作为主杯体104,使得上杯体103、主杯体104和下杯体105一体成型。同时金属筒体两端的开口经过挤压后,分别形成与排气管106对接的排气孔以及与吸气管107对接的吸气孔。

可以理解的是,排气管106与下杯体105焊接在一起,具体地,排气管106与下杯体105通过火焰钎焊工艺连接在一起,火焰钎焊是利用可燃气体或液体燃料的气化产物与氧或空气混合燃烧所形成的火焰来进行钎焊加热的,通用性大,工艺过程较简单,操作技术容易掌握,也容易实现自动化的操作,火焰钎焊可在空气中完成,且不需要保护气体,同时钎料的选择范围宽,从低温的银基钎料到高温的镍和铜基钎料,都可以应用,并且对钎料的形状几乎没有要求,简单易用。火焰钎焊工艺属于现有技术,在此不再赘述。

此外,排气管106与下杯体105也可以通过高频感应钎焊工艺连接在一起,感应钎焊是利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法,将需要焊接的金属工件放在感应线圈内,通高频交流电,产生感应电磁场,在排气管106与下杯体105的连接处耦合产生感应电动势,在金属表面形成感应涡流,依靠在金属表面产生的涡流发热,并在焊接部位涂上焊粉,待达到钎料熔化温度时焊接即可,快捷高效,同时污染少,利于环境保护。感应钎焊钎焊工艺属于现有技术,在此不再赘述。

另外,排气管106与下杯体105也可以通过CMT(冷金属过渡技术)焊接工艺连接在一起,CMT焊接工艺通过前、后两套协同工作的焊丝输送机构,使焊丝的输送过程为间断送丝,后送丝机构按照恒定的送丝速度向前送丝,前送丝机构则按照控制系统的指令以Hz的频率控制着脉冲式的焊丝输送,数字式焊接控制系统能够根据电弧生成的开始时间自动降低焊接电流,直到电弧熄灭,并调节中脉冲式的焊丝输送,在熔滴从焊丝上滴落之后,数字控制系统再次提高焊接电流,进一步将焊丝向前送出,之后,重新生成焊接电弧,开始新一轮的焊接过程。这种“冷-热”之间的交替变化大大降低了焊接热量的产生,并减少了焊接热在被焊接件中的传导。CMT焊接工艺属于现有技术,在此不再赘述。

可以理解的是,吸气管107和上杯体103也可以采用上述的焊接方法进行焊接。

参照图2至7所示,本发明一种实施例的压缩机组件包括压缩机壳体101、储液器102和配重结构,配重结构可以连接在压缩机壳体101或储液器102上,并且配重结构可以连接在压缩机壳体101上部、中部或下部,同理,配重结构可以连接在储液器102上部、中部或下部。

需要说明的是,在另外一些实施例中,在压缩机壳体101和储液器102上可以同时安装有配重结构。

参照图2至7所示,可以理解的是,配重结构包括悬臂件201和配重件202,悬臂件201起到连接的作用,用于将配重件202连接到压缩机壳体101或储液器102上。这里将配重结构做成一个独立结构,因而可以实现模块化减振,即可以将配重结构放置在任意旋转机械上实现减振效果,具有安装方便,可靠性高的优势。

参照图8所示,可以理解的是,其横坐标表示频率(单位:Hz),纵坐标表示噪音值(单位:dB),图8中有填充的条形表示图1中无配重结构的压缩机组件测试得到的数值,无填充的条形表示图4中设置了配重结构的压缩机组件测试得到的数值。

可以看出,通过采用本发明实施例的压缩机组件,在多个频率下,都能够有效降低噪音值,特别是在频率达到4000Hz时,无配重结构的压缩机组件测试得到的噪音值达到69dB,而本发明实施例的压缩机组件测试得到的噪音值仅为63.6dB,降噪效果明显。

可以理解的是,悬臂件201还可以增加配重件202到旋转结构中心的距离,起到提升减振效果的作用。经过研究表明,当配重结构远离旋转结构中心时,减振效果更优,因为在配重结构的重量不变的情况下,配重结构离旋转结构中心越远,转动惯量越大。

其中,转动惯量(Momentum of Inertia),是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度。对于一个质点,转动惯量I=mr2,其中m是其质量,r是质点和转轴的垂直距离。

转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性,用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。

转动惯量只决定于刚体的形状、质量分布和转轴的位置,而同刚体绕轴的转动状态(如角速度的大小)无关。因此,当刚体的形状和质量分布不变时,改变转轴的位置的能够获得不同的转动惯量。

因此,悬臂件201可以增加配重件202到旋转结构中心的距离,增大转动惯量,起到提升减振效果的作用。

参照图9所示,可以理解的是,其横坐标表示不同的方案,纵坐标表示振动值(单位:m/s2),图9中有填充的条形表示检测压缩机壳体101壳体中部的振动值,无填充的条形表示检测储液器102杯体中部的振动值。横坐标中表示无配重结构的方案,为采用图1中所示的方案;表示有悬臂件201长度的方案,为采用图4中设置的配重结构位置。

参照图9所示,可以理解的是,当没有设置配重结构时,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为15.1m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为13.3m/s2;当设置了配重结构,且悬臂件201的长度为20mm时,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为14.2m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为12.5m/s2;当设置了配重结构,且悬臂件201的长度为50mm时,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为12.4m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为10.6m/s2;当设置了配重结构,且悬臂件201的长度为100mm时,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为10.7m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为9.8m/s2

所以,可以看出,随着悬臂件201的长度增长,配重件202到旋转结构中心的距离就越大,转动惯量也随着增大,起到提升减振效果的越明显。

另外,可以调节配重结构的固有频率,可以实现对不同频率下的振动进行抑制。配重件202相当于一个质量,悬臂件201相当于一个弹簧,配重件202和悬臂件201之间能够形成一个特定系统的固有频率。悬臂件201的长度或者厚度或者宽度都会影响弹簧的刚度,从而使得这个系统的固频发生变化。

可以理解的是,该悬臂式配重安装方式,在增加旋转机械转动惯量的同时,又能起到动力吸振器的作用,对连接处局部振动噪音起到较好的抑制作用。其中,动力吸振器是指利用共振系统吸收物体的振动能量以减小物体振动的设备。其原理是在振动物体上附加质量弹簧共振系统,这种附加系统在共振时产生的反作用力可使振动物体的振动减小。

参照图2至7所示,可以理解的是,悬臂件201包括第一连接部203和第二连接部204,第一连接部203用于连接压缩机壳体101或储液器102,第一连接部203竖直设置,第二连接部204水平设置,即第一连接部203与第二连接部204垂直,且第一连接部203的宽度大于第二连接部204的宽度。

通过设置第一连接部203,可以增大悬臂件201与压缩机壳体101或储液器102连接的接触面积,从而增加连接的稳定性。并且,由于第二连接部204水平设置并且连接配重件202,通过增加竖直设置的第一连接部203,可以方便与压缩机壳体101的侧壁或储液器102的侧壁连接,提高装配的方便性。可以理解的是,悬臂件201可以与压缩机壳体101或储液器102焊接或者通过螺钉等紧固件连接。

参照图2至7所示,可以理解的是,配重件202包括容器205和配重材料206,容器205设置有容腔(图中未示出),容器205还设置有与容腔配合的开口(图中未示出),配重材料206通过开口填充于容腔中。

通过填充配重材料206的方式来改变压缩机组件的转动惯量,使得配重结构更加方便安装,同时配重材料206的重量也方便调节,以适应不同的工况或者设备。

容器205内部可填充低成本固体结构,由于固体材料密度较液体材料具有更高的密度,因此在相同容积大小的情况下,减振效果更优。另外,可在容腔内部放置小颗粒固体材料,当配重结构与振动物体一起运动时,容腔内部小颗粒固体结构相互之间发生碰撞,耗散掉振动能量,从而起到更优的减振效果。

可以理解的是,配重材料206可以为减振颗粒、减振粉末或减振液体等固体。例如,配重材料206可以为橡胶颗粒、硅胶颗粒、树脂颗粒、珍珠岩颗粒、蛭石颗粒、橡胶粉末、硅胶粉末、树脂粉末、珍珠岩粉末或蛭石粉末等,成本低且减振效果好。

可以理解的是,配重材料206可以选择为水泥,水泥属于一种粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。同时,水泥还是一种价格低廉且密度大的填充物,能够满足多方面的使用要求。

可以理解的是,配重材料206还可以为水或油等液体,成本低且减振效果好,配重材料206选择更加灵活。

容腔为具有开口的结构,方便填充配重材料206,而上方没有障碍物,使得安装更加方便。同时,还可以在完成填充配重材料206后,在开口处盖设盖体,以封闭容腔。

可以理解的是,配重结构的重量为m1,压缩机组件的重量为m,满足:m1/m≥4%,即配重结构占整个压缩机组件的重量的4%以上。经过大量的试验发现,当m1/m<4%时,减振的效果提升不够显著,当m1/m≥4%,能够有效提升减振效果,并且可靠性高。

参照图5至图7所示,可以理解的是,由于储液器102连接在压缩机壳体101的一侧,因此,压缩机组件的回转轴线501并不是压缩机壳体101的轴线,而是朝向储液器102倾斜一定角度。具体如图5所示,储液器102设置在压缩机壳体101的右侧,回转轴线501的上端朝向储液器102倾斜。

参照图5所示,可以理解的是,悬臂件201连接于压缩机壳体101的下部,配重件202位于压缩机壳体101的靠近储液器102的一侧,且配重件202位于储液器102的下方。从图5可以看出,配重件202配置为远离回转轴线501,从而可以增加配重件202到回转轴线501的距离,进而增大转动惯量,提升减振效果。

参照图6所示,可以理解的是,悬臂件201连接于储液器102的底部,配重件202位于储液器102的下方。从图6可以看出,配重件202配置为远离回转轴线501,从而可以增加配重件202到回转轴线501的距离,进而增大转动惯量,提升减振效果。

参照图7所示,可以理解的是,悬臂件201连接于压缩机壳体101的上部,并且配重件202位于压缩机壳体101远离储液器102的一侧。从图7可以看出,配重件202配置为远离回转轴线501,从而可以增加配重件202到回转轴线501的距离,进而增大转动惯量,提升减振效果。

参照图10所示,可以理解的是,其横坐标表示不同的方案,纵坐标表示振动值(单位:m/s2),图10中有填充的条形表示检测压缩机壳体101壳体中部的振动值,无填充的条形表示检测储液器102杯体中部的振动值。横坐标中,方案一表示无配重结构的方案,并且为采用图1中所示的方案;方案二表示配重结构放置在压缩机壳体101下部,且位于储液器102对面的方案,即为采用图4中设置的配重结构位置。方案三表示配重结构放置在储液器102中部,即为采用图3中设置的配重结构位置。方案四表示配重结构放置在储液器102下部,即为采用图6中设置的配重结构位置。

参照图10所示,可以理解的是,在方案一中,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为15.1m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为13.3m/s2;在方案二中,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为14.2m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为12.5m/s2;在方案三中,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为13.4m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为11.4m/s2;在方案四中,在压缩机壳体101壳体中部检测到的数值为12.3m/s2,在储液器102杯体中部检测到的数值为10.5m/s2

参照图10所示,可以理解的是,在方案一和方案二的比较中,方案二的测得的压缩机壳体101壳体中部的数值和储液器102杯体中部的数值均更小,即配重结构放置在压缩机壳体101下部,且位于储液器102对面的方案,相比于没有设置配重结构的方案,减振效果更好。

在方案二、方案三和方案四的比较中,测得的压缩机壳体101壳体中部的数值和储液器102杯体中部的数值,方案三的小于方案二的,方案四的小于方案三的,也即证明了由于方案三的配重件202相比于方案二的配重件202更加远离回转轴线501,方案四的配重件202相比于方案三的配重件202更加远离回转轴线501,增加配重件202到回转轴线501的距离,可以提升减振效果。

可以理解的是,方案四的配重件202除了更加远离回转轴线501,可以提升减振效果,配重件202还设置在储液器102的下方,利用了压缩机组件的原有的空余空间,该位置不会增加压缩机组件的外径,不会占用制冷设备额外的空间,具有更高的可行性。

本发明实施例的制冷设备,其包括本发明实施例的压缩机组件。

本发明实施例的制冷设备,通过采用本发明实施例的压缩机组件,具有安装方便,可靠性高的优势。另外,悬臂式配重安装方式,在增加旋转机械转动惯量的同时,又能起到动力吸振器的作用,对连接处局部振动噪音起到较好的抑制作用。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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