全封闭活塞式氨制冷压缩机

摘要

本发明公开了一种全封闭活塞式氨制冷压缩机，它包括进气管、排气管、电动机和活塞式压缩装置，其中，在电动机和活塞式压缩装置之间连有一磁性联轴器。该磁性联轴器包括一屏蔽套，屏蔽套的开口部固设于活塞式压缩装置的壳体的口部，与压缩装置壳体形成一密封腔体。本发明可采用氨作为制冷剂，不会破坏大气臭氧层和产生温室效应，具有良好的环保性和节能性，能够用于温度在零下20℃～40℃之间的中低温制冷领域，也可用于需要气体压缩的其它领域。

说明书

技术领域

本发明涉及制冷压缩机，尤其涉及一种全封闭活塞式氨制冷压缩机。

背景技术

当前的制冷压缩机大多采用氟利昂作为制冷剂。为了减少温室效应，保护大气臭氧层，人们正努力地寻求采用低公害、环保类物质来替代氟利昂。氨是对大气臭氧层无破坏作用、对全球温室效应毫无作用的极少数工质之一，而且作为制冷剂使用价廉高效。但是氨蒸气对铜及铜合金(磷青铜除外)具有腐蚀作用，因此，在氨的制冷系统中不能使用铜和铜合金。另外，氨具有较大的毒性，一旦泄漏，将污染空气、食品，并刺激人的眼睛和呼吸器官。由于上述缺点，使得氨很少作为制冷剂应用于小型的制冷装置中。

活塞式制冷压缩机是应用最早的一种压缩机机型。按照电动机与压缩装置的组合型式，活塞式制冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式活塞式制冷压缩机。其中，全封闭式活塞式制冷压缩机是将压缩装置和电动机装在一个由熔焊或钎焊焊死的外壳内，这类压缩机没有外伸轴或轴封。在运转过程中，低压制冷剂蒸气进入电动机部分，使电动机得到冷却。由于电动机的线圈都是用铜线绕制而成，而氨对铜具有强烈的腐蚀，因而，采用现有结构的制冷压缩机无法采用氨作为制冷剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使用氨的安全、高效的全封闭活塞式氨制冷压缩机。

本发明所采用的技术方案是：一种全封闭活塞式氨制冷压缩机，包括进气管、排气管、电动机和设置在所述电动机下方的活塞式压缩装置，活塞式压缩装置包括压缩部件以及罩在压缩部件外的压缩装置壳体，压缩部件包括偏心轴、机体、气缸体、活塞、连杆、气阀和稳压室，稳压室与气缸体相连接，并与排气管相连通，气阀设置在气缸体与稳压室之间，其中，进气管和排气管设置在压缩装置壳体上；压缩机还包括一磁性联轴器，磁性联轴器连接在电动机和活塞式压缩装置之间；磁性联轴器包括圆环柱体状的外磁体和内磁体，内磁体同轴套设在外磁体内，在外磁体的外圆柱面上紧套有外磁体保护套，外磁体保护套具有高于外磁体的上沿部和低于外磁体的下沿部；在内磁体的内孔表面、外圆柱面和两个轴向端面上包覆有内磁体保护套；外磁体保护套与电动机的输出轴固定连接，在内磁体的内孔表面的内磁体保护套与活塞式压缩装置的偏心轴固定连接；磁性联轴器还包括一屏蔽套，屏蔽套为一下端开口的帽状体，屏蔽套的周壁穿套在外磁体与内磁体保护套之间的间隙内；屏蔽套的开口部固设于压缩装置壳体的口部，与压缩装置壳体形成一密封腔体，内磁体保护套、内磁体以及压缩部件设置在该密封腔体内；屏蔽套和内磁体保护套由非磁性材料制成。

本发明的技术效果是：1.本发明可采用氨作为制冷剂，不会破坏大气臭氧层和产生温室效应，具有良好的环保性及节能性；2.本发明能够将氨密封在屏蔽套和压缩装置壳体内，无泄漏，使用安全；3.采用了活塞式压缩装置，效率高，能够用于温度在零下20℃～40℃之间的中低温制冷领域；4.本发明还具有工作时噪声轻、体积小、结构紧凑等优点。

附图说明

图1为本发明的全封闭活塞式氨制冷压缩机的结构示意图；

图2为图1的全封闭活塞式氨制冷压缩机的P部分的放大结构示意图；

图3为本发明的外磁体和内磁体的磁极排列方式示意图。

具体实施方式

图1为本发明的全封闭活塞式氨制冷压缩机的结构示意图。本发明的制冷压缩机包括电动机3、磁性联轴器2和压缩装置1。电动机3、磁性联轴器2和压缩装置1从上至下依次垂直设置。在电动机3的下端设有一法兰31。在磁性联轴器2的外部设有一联轴器壳体4，联轴器壳体4对磁性联轴器2起到保护和支承的作用。联轴器壳体4的上端设有一与法兰31相匹配的法兰41，电动机3和联轴器壳体4通过法兰31和法兰41用螺栓紧固连接在一起。磁性联轴器2包括外磁体21、外磁体保护套22、内磁体23、内磁体保护套24、屏蔽套25、上轴承26以及下轴承27。外磁体21和内磁体23同轴设置，均为圆环柱体状，分别由若干个经径向充磁的瓦块状永磁体沿周向以极性交替方式紧密排列而成，在同一径向方向上的外磁体的瓦块状永磁体与内磁体的瓦块状永磁体极性相反。图3示意性地示出了外磁体21及内磁体23的磁极排列方式。在一种优选方式中，外磁体的厚度比内磁体的厚度薄，以达到在同等效果下节省用料的目的。再回到图1，在外磁体21的外圆柱面上紧套着一个外磁体保护套22，外磁体保护套的上端比外磁体高，高于外磁体的部分为上沿部；下端比外磁体低，低于外磁体的部分为下沿部。在外磁体保护套22的上端开有轴孔221，电动机3的输出轴32穿过轴孔221，通过键32a与外磁体保护套22连接。由此，电动机3可带动外磁体保护套22和外磁体21一起旋转。在内磁体23的内孔表面、外圆柱面及两个轴向端面上都固定包裹着内磁体保护套24。屏蔽套25为一下端开口的帽状体，其周壁穿套在外磁体21与内磁体保护套24之间的间隙内，其下端通过螺丝固定于设置在联轴器壳体4的下端的法兰42上。在屏蔽套25的上方和下方各套有上轴承26和下轴承27。上轴承26和下轴承27分别与外磁体保护套22的上沿部和下沿部的内壁紧密配合。在屏蔽套25的上端还设有一个小的台阶251，上轴承26的下端面放置在该台阶251上。下轴承27的上轴向端面与外磁体21的下轴向端面之间垫有一金属垫圈28，这样，可避免外磁体21在旋转时与下轴承27之间产生磨损。内磁体保护套24和屏蔽套25由耐氨腐蚀的非磁性材料制成，如不锈钢、钛、塑料等。外磁体保护套22由钢铁磁性材料制成，对所述外磁体向外的磁力线形成屏蔽，以向内增加磁力。压缩装置1包括压缩装置壳体15和压缩部件，压缩部件设置在压缩装置壳体15内。在压缩装置壳体的15的上端设有与法兰42相匹配法兰11。上述压缩部件包括稳压室10、机体12、连杆13、活塞14、气阀16、偏心轴17、上支承轴承18、下支承轴承19和端盖20。联轴器壳体4与压缩装置1通过法兰42和法兰11用螺钉连接在一起。也可以将法兰11和42直接焊接在一起。在本实施方式中，通过屏蔽套25与法兰42之间的连接以及法兰42与法兰11之间的连接，使得屏蔽套25与压缩装置壳体15连接构成一密封的腔体，将内磁体保护套24、内磁体23以及压缩装置壳体内的压缩部件密封在内，从而使得在该密封腔内的制冷剂蒸气不会外泄。在一种优选实施方式中，屏蔽套25的下端通过焊接或螺钉直接与法兰11连接在一起。在另一种优选实施中，将法兰11替换为盖板，该盖板与法兰42及屏蔽套25的下端焊接在一起。机体12与上支承轴承18之间、机体12与下支承轴承19之间、以及下支承轴承19与端盖20之间通过螺丝相互连接。偏心轴17穿过下支承轴承19、机体12、上支承轴承18及法兰42的中心孔，其上部穿过内磁体23的中心孔，并与内磁体23的内孔表面的内磁体保护套相连接。偏心轴17的上端与一套在其外径上的螺母相互连接，起到固定作用。在本实施例中，采用的是高强度胶将包裹在内磁体23的内孔表面的内磁体保护套24与偏心轴17的外壁粘结在一起。在另一种优选方式中，可采用键连接内磁体23与偏心轴17。在偏心轴17的外径的一侧设有一偏心销173，为防止偏心轴17的不平衡惯性力和力矩，在偏心轴17的外径的另一侧，在偏心销的上方和下方各设有一平衡块171和172。连杆13的一端套在偏心销173上，另一端通过活塞销与活塞14相连接。在本发明的一种优选实施方式中，在偏心轴17上套有两个成V形布置的连杆13，但不限于此。在机体12上，设有直接在机体12上加工而成的气缸体121。活塞14在偏心轴17及连杆13的带动下，在气缸体内做往复运动，并在气阀16的配合下完成吸入、压缩和输送气体的作用。图3为图1的P部分的结构示意图，更清楚地示出了活塞14、气阀16以及稳压室10的结构。稳压室10与气缸体121通过螺钉密封固连，在稳压室10的中间位置设有一块隔板103，隔板103将稳压室10的空间分成左、右两个腔体，其中，左腔体又和气阀16围成一个排气腔101，右腔体102与排气管6相连通，在隔板103上设有数个排气孔103a。活塞14在连杆13的带动下在气缸体121中运动，活塞14的顶部为下凹的形状。在活塞14和稳压室10之间设有气阀16。气阀16包括阀板16A和阀盖16B，在阀板16A的圆周上设有多个吸气孔161，在阀板16A的中心位置设有一凸起部，与活塞14的下凹部分配合，以达到减少余隙容积的目的。在阀盖16B上设有排气孔162、排气阀片163、弹簧片164，弹簧片164紧压在排气阀片163上。吸气时，制冷剂蒸气通过机体12的孔腔(图中未示)，再通过阀板16A上的吸气孔161进入气缸体121。排气时，从气缸体121排出的制冷剂蒸气克服弹簧片164的压缩力，顶开排气阀片163，通过阀盖16B上的排气孔162进入到气阀16与稳压室隔板103之间的排气腔101，然后从稳压室隔板103上的孔103a进到右腔体102，再通过设置在压缩装置壳体15上的排气管6排出到压缩机外。从气缸体121排出的制冷剂蒸气连续通过稳压室10的两个空腔再通过排气管6排出，一方面保证了排气压力更加均匀，另一方面具有良好的消声作用。如图1所示，在压缩装置壳体15的一侧设有进气管5。在压缩装置壳体15内设有润滑油7，本发明压缩机的润滑通过偏心轴17下端偏心油道的离心泵油作用进行。机体12通过多个底盘连接柱122与压缩装置壳体15刚性连接在一起。上述压缩装置的各部件可采用普通的钢铁材料，较佳的是，进气管5和排气管6由不锈钢制成。

工作时，氨的蒸气由进气管5进入压缩装置1的气缸体121内。电动机3的输出轴32旋转，带动外磁体保护套22和外磁体21一起旋转。当外磁体21旋转时，其与内磁体23之间所产生的磁力耦合力，无接触地带动位于屏蔽套25内的内磁体23及内磁体保护套24一起旋转，从而使得与内磁体保护套24连接在一起的偏心轴17也跟着旋转。与之相应，压缩装置1开始吸气、压缩、排气、膨胀等过程，排出的氨蒸气经气阀16的排气口162、稳压室10、排气管6后被排出。由于屏蔽套25和压缩装置壳体15形成了一密封的腔体，所以氨蒸气不会泄漏到制冷压缩机的外部，也不会腐蚀到电动机的铜线圈。

本发明采用氨作为制冷剂，不会破坏大气臭氧层和产生温室效应，安全、环保；压缩装置采用了活塞式压缩装置，工作效率高，能够用于温度在零下20℃～40℃之间的中低温制冷领域；此外，本发明也可使用氟利昂等作为制冷剂，并具有工作时噪声轻、体积小、结构紧凑等优点。本发明的全封闭活塞式氨制冷压缩机可用于冰箱、车辆及船用小型冷库等，也可用于需要气体压缩的其它领域。

虽然本发明的描述结合了特定的实施例，但是本领域普通技术人员应该理解本发明并不限于在此描述的实施例，并可以进行各种修改和变化而不背离本发明的精神和范围。