УЗЕЛ ХОЛОДИЛЬНОГО КОМПРЕССОРА Российский патент 1999 года по МПК F04B39/12 

Изобретение относится к узлу холодильного компрессора, установленного в корпусе и имеющего всас, при том, что корпус имеет всасывающий патрубок, подключенный ко всасу каналом всасывания.

В известных узлах такого рода (патент США 4 969 804) канал всасывания снабжен на обоих концах кольцевым уплотнением и закреплен внутри всаса и всасывающего патрубка. Во всасе предусмотрен небольшой осевой люфт. Однако значительные перемещения компрессора относительно канала всасывания невозможны. Поэтому вибрации компрессора, особенно при его пуске и останове, будут передаваться внешнему корпусу, вызывая нежелательный шум.

В заявке ФРГ 36 33 487 A1 предложена компрессорная система, в которой трубчатый уплотняющий элемент вставлен во всасывающий патрубок. На другом конце уплотняющий элемент имеет расширенную коническую часть, которая при сборе принимает такое положение относительно компрессора, что ее кромка охватывает всас. Расширенная часть имеет прорези, что делает ее в определенном смысле гибкой, т. е. способной в некоторой степени гасить вибрации и колебания компрессора. Однако прорези способствуют значительной постоянной утечке хладагента внутрь корпуса, т. е. окружающей компрессор капсулы, и его нагреву. И хотя компрессор может всасывать также и разогретый хладагент, его работа при этом становится менее эффективной.

В основу изобретения положена задача создания такого компрессорного узла, в котором компрессор может относительно свободно перемещаться без заметного снижения эффективности.

Поставленная задача решена тем, что в узле холодильного компрессора указанного типа согласно изобретению труба всасывания на связанном с корпусом конце выполнена в виде телескопической трубки, способной вдвигаться во всасывающий патрубок.

Это делает возможными относительно большие перемещения компрессора. Телескопическое сопряжение телескопической трубки со всасывающим патрубком допускает перемещения относительно большой амплитуды без появления зазоров в канале всасывания. Наоборот, благодаря возвратно-поступательному скольжению становятся возможными перемещения телескопической трубки во всасывающем патрубке. Более того, поток хладагента в этом случае большей частью не вступает в контакт с внутренней стенкой "корпусного" конца канала всасывания, который нагревается от корпуса компрессора, особенно на первых 2-3 см. Если такой контакт и вызываемое этим расстояние тепла в хладагенте удается устранить, хладагент останется холодным, и эффективность компрессора возрастет.

Канал всасывания предпочтительно заканчивается на торце телескопической трубки и снабжен всасывающим фланцем, на который опирается фланец телескопической трубки. При такой конструкции можно ограничиться изменением (формы) лишь той части трубы всасывания, которая обеспечивает телескопическую подвижность всасывающего патрубка, не изменяя конструкцию трубы всасывания в целом. Таким образом, конструкция остается простой и недорогой. Два фланца обеспечивают удовлетворительное соединение телескопической трубки с каналом всасывания.

Фланец трубы всасывания и телескопическая трубка предпочтительно относительно подвижны на некотором расстоянии перед входом трубы всасывания в полость корпуса. Таким образом, соединение между трубой всасывания и телескопической трубкой даже оказывается не жестким. Наоборот, допустимы смещения. Хотя телескопическая направляющая трубы всасывания во всасывающем патрубке позволяет компрессору колебаться не только в одном направлении, но до некоторой степени допускает колебания также в другом направлении, возможность смещения фланцев друг относительно друга обеспечивает определенную возможность для компрессора совершать колебания практически в любом направлении без их передачи корпуса через жесткое присоединение трубы всасывания. В то же время при наличии таких колебаний труба всасывания остается герметичной, так что во время работы компрессора хладагент не проникает, либо практически не проникает внутрь корпуса. Таким образом, можно поддерживать эффективность компрессора на относительно высоком уровне.

Предпочтительно устройство, создающее смещающее усилие, приложенное к телескопической трубе в направлении от всасывающего патрубка. В этой конструкции даже отпадает необходимость соединять фланцы между собой. Наоборот, устройство, создающее смещающее усилие, поджимает этим создаваемым усилием фланец телескопической трубки к фланцу трубы всасывания. Этого поджимающего усилия достаточно для создания довольно герметичного соединения между трубой всасывания и телескопической трубкой. Правда, могут возникнуть относительно небольшие зазоры, но так как давления внутри трубы всасывания и внутри внешнего корпуса практически одинаковы, то сколь-нибудь значительные количества хладагента не смогут проникнуть через эти маленькие течи внутрь корпуса. Кроме того, эти зазоры возникают во время работы лишь на короткое время. В остальном же соединение, создаваемое прижатием фланцев друг к другу, достаточно плотно, чтобы предотвратить утечку хладагента.

В качестве приспособления, создающего смещающее усилие, предпочтительна пружина. Она является конструктивным элементом, который после установки практически постоянно создает смещающее усилие. Следовательно, нет необходимости вносить энергию извне или прикладывать внешнюю силу.

Пружина предпочтительно установлена между фланцем телескопической трубки и корпусом. В этом случае имеется достаточно большая опорная поверхность для пружины, необходимая для поджатия телескопической трубки. Пружина не препятствует протеканию потока хладагента.

Пружина предпочтительно выполнена в виде конической спирали и в сжатом виде она по существу является спиралью. Это несмотря на наличие пружины, дает телескопической трубке относительно большую степень подвижности. Телескопическая трубка может быть вдвинута во всасывающий патрубок так глубоко, что только толщина проволоки пружины будет отделять фланец телескопической трубки от корпуса. Иными словами, при такой форме пружины ее отдельные витки сами укладываются вплотную друг к другу. При использовании обычной цилиндрической (винтовой) пружины ее минимальная высота была бы больше.

Фланец трубы всасывания обычно образует острый угол с трубой всасывания. Таким образом, фланец трубы всасывания не перемещается под прямым углом к трубе всасывания. Поэтому возникают не только силы втягивания-выталкивания телескопической трубки относительно всасывающего патрубка, но и силы, смещающие фланцы друг относительно друга. Следовательно, любое силовое воздействие на телескопическую трубку, способное вызывать заклинивание, очень мало.

В качестве направляющей телескопической трубки предпочтительно служит держатель трубки, закрепленный во всасывающем патрубке. Это обеспечивает относительно хорошее уплотнение при осевом перемещении телескопической трубки внутри направляющей относительно всасывающего патрубка. Лишь внутреннюю поверхность держателя трубки необходимо подгонять к наружной поверхности телескопической трубки. Соответственно, нет необходимости в точной обработке всасывающего патрубка. Это уменьшает стоимость изготовления и повышает эксплуатационную надежность узла.

На наружной поверхности держателя трубки предпочтительно предусмотрены выступы, которыми он соприкасается с внутренней стенкой всасывающего патрубка. Такая конструкция имеет два преимущества. Во-первых, теплообмен между всасывающим патрубком и держателем трубки происходит только через выступы. Если теплопередача происходит через малое поперечное сечение, только малое количество тепла может быть передано держателю трубки и затем через телескопическую трубку хладагенту, так что компрессор будет работать с лучшей эффективностью. Во-вторых, от конструкции всасывающего патрубка требуется только обеспечивать усилие, достаточное для удержания держателя трубки с помощью выступов. Никаких иных требований к форме всасывающего патрубка нет. В частности, нет необходимости, например, чтобы он был строго круглым.

Кроме того, предпочтительно, чтобы на телескопической трубке были предусмотрены направляющие, по которым она перемещается в держателе. При такой конструкции допустима даже некоторая деформация держателя при установке его во всасывающем патрубке. При перемещении телескопической трубки при помощи направляющих в держателе необходимо лишь, чтобы держатель был выдержан по размерам соответственно размерам вблизи этих направляющих. В остальном допускаются деформации, что в свою очередь, облегчает сборку, так как при этом можно работать быстрее и не уделять особого внимания точной установке держателя. В дополнения к этому будет ограничен нагрев телескопической трубки.

Держатель трубки предпочтительно имеет фланец держателя, прилегающий изнутри к корпусу. Таким образом, держатель вставлен во всасывающий патрубок с внутренней стороны корпуса, а фланец держатель лежит на корпусе. Благодаря этому всасывающий патрубок изолирован от полости корпуса. В этом случае фланец держателя лицевой стороной соприкасается с внутренней стороной корпуса. При наличии пружины ее лучше всего установить между фланцем держателя и фланцем телескопической трубки. Тогда усилие пружины дополнительно прижимает фланец держателя к внутренней стороне корпуса. В дополнение к этому передача вибраций и, таким образом, шума будет несколько меньше.

Вблизи ведущего конца, расположенного во всасывающем патрубке, телескопическая трубка имеет стопор, упирающийся в держатель при движении телескопической трубки внутрь корпуса и ограничивающий это движение. Таким образом, движение телескопической трубки ограничено на одном конце стопором и на другом конце фланцем телескопической трубки. Даже если компрессор совершает относительно большие движения, такие, как при транспортировке компрессорной системы, телескопическая трубка остается в положении, исключающем случайное выскальзывание из всасывающего патрубка.

Вблизи ведущего конца телескопическая трубка предпочтительно имеет прорези. Благодаря этому ведущий конец приобретает некоторую упругость, так что стопор приобретает способность отгибаться внутри при выдвигании телескопической трубки внутрь держателя. Как только стопор минует держатель трубки, он может защелкиваться наружу.

Предпочтительно также, чтобы, в ведущем противоположном фланцу конце держателя был предусмотрен вырез в осевом направлении для стопора, служащий для него осевой направляющей. Это несколько упрощает сборку. Телескопическая трубка, ее держатель и пружина могут быть собраны отдельно от корпуса и затем установлены в нем как сборочная единица.

Предпочтительно также увеличение диаметра всасывающего патрубка и/или толщины его стенки в той его части, которая принимает телескопическую трубку. Это увеличивает прочность на изгиб в этой области, так что, возможный изгиб всасывающего патрубка произойдет за пределами этой части, он не повлияет на подвижность телескопической трубки во всасывающем патрубке.

Далее описано предпочтительное воплощение изобретения со ссылками на чертежи, где показаны на:
фиг. 1 - схематический вид узла холодильного компрессора,
фиг. 2 - первое воплощение узла всасывающего патрубка холодильного компрессора,
фиг. 3 - вторая воплощение со всасывающим патрубком и трубой всасывания в первой позиции,
фиг. 4 - частичное вертикальное сечение узла с фиг. 3 со всасывающим патрубком и трубой всасывания во второй позиции.

фиг. 5 - частичное вертикальное сечение телескопической трубки, и
фиг. 6 - частичное вертикальное сечение держателя трубки.

На фиг. 1 представлен схематический вид угла 1 холодильного компрессора, в котором компрессор 2 упруго закреплен в корпусе 3. Компрессор 2 соединен с приводом не показанными особо средствами. Компрессор 2 имеет всас 4, соединенный трубкой 5 всасывания со всасывающим патрубком 6. Аналогично, компрессор имеет вывод 7 высокого давления, соединенный с нагнетательным патрубком 9 линией 8 высокого давления.

На фиг. 2 боле детально показано соединение трубы 5 всасывания со всасывающим патрубком 6. Труба 5 всасывания имеет установленный под острым углом (к своей оси всасывающий фланец 10. Телескопическая трубка 11 упирается во фланец 10 своим фланцем 12, являющимся продолжение трубы всасывания. Телескопическая трубка 11 вставлена во всасывающий патрубок 6 и может телескопически перемещаться в нем. Между фланцем 12 телескопической трубки и корпусом 3 установлена коническая спиральная поджимная пружина 13. Когда пружина полностью сжата, ее витки лежат вплотную в одной плоскости, перпендикулярной оси.

Спиральная поджимная пружина 13 прижимает телескопическую трубку ее фланцем 12 к всасывающему фланцу 10, который в свою очередь поджат идущей от компрессора трубой 5 всасывания. Эти две противодействующие силы достаточны для оппозитного удержания обоих фланцев 10, 12. Тем не менее, определенное взаимное смещение двух фланцев допустимо. Это смещение возможно при условии, что труба 5 всасывания не открывается. Поэтому при перемещении компрессора внутри корпуса 3, с одной стороны, телескопическая трубка 11 более или менее вдвигается во всасывающий патрубок 6, а, с другой стороны, всасывающий фланец 10 смещается вбок относительно фланца 12 телескопической трубки. Благодаря установке телескопической трубки 11 во всасывающем патрубке 6 допустимы даже небольшие наклонные движения трубы 5 всасывания. Однако при увеличении наклона всасывающий фланец 10 может отойти от фланца 12 телескопической трубки, образуя небольшую течь. Эта течь возникает ненадолго и потому не имеет большого значения.

Нет необходимости непосредственно присоединять трубу 5 всасывания к компрессору 2. Наоборот, на пути трубы 5 всасывания можно дополнительно установить звукопоглотитель. При необходимости альтернативным вариантом может быть установка звукопоглотителя перед всасывающим патрубком 6.

На фиг. 3 и 4 показаны различные средства соединения трубы всасывания со всасывающим патрубком, причем идентичные детали обозначены одинаковыми номерами. Соответствующие (ранее указанным) детали обозначены номерами, увеличенными на 100.

Теперь телескопическая трубка 111 вставлена во всасывающий патрубок 106 не непосредственно, а, напротив, через держатель 14 трубки, показанный в увеличенном масштабе на фиг. 6. Полый корпус 15 держателя 14 имеет внешние выступы 16, фиксирующие его внутри всасывающего патрубка 106. На корце, выступающем из всасывающего патрубка 106, держатель 14 имеет фланец 17, который плотно прилегает к внутренней стороне корпуса 3. Фланец 17 предотвращает проваливание держателя 14 во всасывающий патрубок 106 во время сборки или в процессе работы. На ведущем, т.е. удаленном от фланца 17 конце в держателе 14 выполнен вырез 18, имеющий в простейшем случае форму щели, начинающейся от ведущего конца. Благодаря такой щели держатель 14 приобретает на этом конце некоторую гибкость. Можно, конечно, выполнить несколько таких же щелей по окружности.

Так как держатель 14 трубки закреплен во всасывающем патрубке 106 выступами 16, при изготовлении этого патрубка 106 его точная обработка не требуется. Более того, выступы 16 обеспечивают дополнительное преимущество, несколько уменьшая передачу тепла от всасывающего патрубка 106 к держателю 14 трубки.

Аналогично, полый корпус 19 телескопической трубки 111 имеет на наружной стороне направляющие 29, обеспечивающие ее скольжение внутри держателя 14. На ведущем удаленном от фланца 12 конце полого корпуса 19 телескопической трубки также имеются щели 21, придающие гибкость этому концу. На ведущем же конце направляющие 20 имеют радиально направленные наружи выступы 22, которые могут быть скошены к ведущему концу. Если теперь вставить телескопическую трубку 111 в держатель 14, то ведущий конец полого корпуса 19 благодаря щелям 21 может оказаться несколько сжатым так, что выступы 22 выйдут за пределы держателя 14 и защелкнутся на нем. Таким образом они образуют стопор, упирающийся в держатель 14 при движении телескопической трубки 111 из всасывающего патрубка 106 и ограничивающий такое движение. Благодаря этому даже при таких относительно больших перемещениях трубы всасывания, которые наблюдаются не во время нормальной работы, а при транспортировке узла 1 холодильного компрессора, телескопическая трубка 111 надежно удерживается во всасывающем патрубке 106. Выступы 22 могут быть введены в вырезы 18, благодаря чему на довольно большом протяжении телескопическая трубка 111 независимо от ее положения сможет двигаться направленно вдоль продольной оси, с учетом ограничения такого движения стопором. Во время работы держатель 14 трубки вместе с телескопической трубкой образует на определенном участке изолирующий элемент, так что последние несколько сантиметров своего пути перед входом в корпус поток хладагента проходит в телескопической трубке 111 без контакта со стенкой всасывающего патрубка 106. Контакт телескопической трубки 111 со всасывающим патрубком, или, точнее с держателем 14, также ограничен, так что передача тепла хладагенту очень мала.

На фиг. 3 показано соединение трубы 5 всасывания со всасывающим патрубком 106 в положении, когда всасывающий фланец 10 сравнительно далек от стенки корпуса 3. На фиг. 4 показано другое крайнее положение, когда всасывающий фланец 10 фактически соприкасается со стенкой корпуса 3. Здесь можно видеть, что витки пружины 13 лежат вплотную один к другому.

Возможности перемещения трубки 5 всасывания относительно всасывающего патрубка 106 показаны тремя стрелками 23, 24, 25; 23 указывает на телескопическое перемещение телескопической трубки 111, 24 - на возможное перемещение между фланцем 10 трубы всасывания и фланцем 12 телескопической трубки, а последняя стрелка 25 представляет наклонные движения, исключительно редко возникающие во время работы, но чаще при транспортировке узла холодильного компрессора. Изображенная конструкция допускает подъем трубы всасывания при наклоне в направлении стрелки 25 без повреждения показанных деталей.

Во многих случаях даже не происходит отделения фланцев друг от друга, так как держатель 14 трубки можно установить во всасывающем патрубке 106 настолько свободно, что он до известной степени будет следовать наклонным движениям.

При использовании конструкции с держателем 14 трубки спиральную поджимную пружину лучше всего устанавливать между фланцем 17 держателя и фланцем 12 телескопической трубки. Тогда спиральная поджимная пружина 13 служит одновременно для вдавливания держателя 14 во всасывающий патрубок 106.

Изготовление относительно просто. Например, держатель 14, пружина 13 и телескопическая трубка 111 могут быть собраны, а затем вставлены во всасывающий патрубок 106. Перед установкой компрессора узел приводят в положение, показанное на фиг. 4. После установки пружину 13 отпускают, и фланец 12 телескопической трубки оказывается прижатым к фланцу 10 трубы всасывания.

Разумеется, можно осуществлять прижим всасывающего фланца 10 к фланцу 12 телескопической трубки иным образом.

Всасывающий патрубок 106 имеет увеличенный диаметр и/или утолщенную стенку на участке, принимающем телескопическую трубку. Это увеличивает прочность на изгиб, так что при изгибе всасывающего патрубка 106, как это показано, например, прерывистыми линиями, не происходит деформации на участке перемещения телескопической трубки. Эта простая мера исключает ручную подгонку, несмотря на наличие телескопической трубки 111.

Значительная подвижность компрессора 2, допускаемая показанным соединением, означает, что для подвески компрессора 2 в корпусе 3 можно обойтись относительно небольшим количеством пружин. Кроме того, снижена передача шума к корпусу 3.

Узел может быть использован в холодильных компрессорах для снижения шума без ущерба для эффективности и работы компрессора. Всасывающий патрубок корпуса компрессора соединен со всасывающей трубой, телескопической трубкой. Труба всасывания и телескопическая трубка оканчиваются фланцами, опирающимися один на другой и имеющими возможность смещения один относительного другого. Между фланцем телескопической трубки и корпусом установлено приспособление, содержащее поджимающее усилив в направлении от всасывающего патрубка. Приспособление может быть выполнено в виде пружины, например, имеющей форму конической спирали. Фланец трубы всасывания может быть установлен под острым углом к трубе. Телескопическая трубка может быть установлена подвижно в держателе, иметь наружную направляющую и стопор. Это позволяет обеспечить подвижность компрессора относительно трубы всасывания и снизить вибрацию. 13 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Узел холодильного компрессора, установленного в корпусе и имеющего всас, при этом корпус имеет всасывающий патрубок, соединенный со всасом трубой всасывания, которая на присоединенном к корпусу конце имеет форму телескопической трубки, выполненной с возможностью телескопического перемещения во всасывающем патрубке, отличающийся тем, что труба 5 всасывания на торце, примыкающем к телескопической трубке 11, 111, оканчивается фланцем 10, на который при приложении силы опирается фланец 12 телескопической трубки, соединенный с телескопической трубкой 11, 111, при этом фланец 10 трубы всасывания и фланец 12 телескопической трубки могут смещаться один относительно другого на определенное расстояние от того, как труба 5 всасывания окажется открытой внутрь корпуса 3. 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что он снабжен приспособлением, создающим поджимающее усилие, воздействующее на телескопическую трубку 11, 111 в направлении от всасывающего патрубка 6, 106. 3. Узел по п.2, отличающийся тем, что приспособление, создающее поджимающее усилие, выполнено в виде пружины 13. 4. Узел по п.3, отличающийся тем, что пружина 13 установлена между фланцем 12 телескопической трубки и корпусом 3. 5. Узел по п.3 или 4, отличающийся тем, что пружина 13 имеет форму конической спирали и в сжатом виде по существу представляет собой спираль. 6. Узел по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что фланец 10 трубы 5 всасывания расположен под острым углом a к этой трубе. 7. Узел по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что телескопическая трубка 111 установлена с возможностью перемещения в держателе 14 трубки, закрепленном во всасывающем патрубке 106. 8. Узел по п.7, отличающийся тем, что держатель 14 трубки имеет наружные выступы 16, которыми он упирается во внутреннюю стенку всасывающего патрубка 106. 9. Узел по п.7 или 8, отличающийся тем, что телескопическая трубка 111 имеет наружные направляющие 20, которые направляют ее при движении внутри держателя 14 трубки. 10. Узел по любому из пп.7 - 9, отличающийся тем, что держатель 14 трубки имеет фланец 17, прилегающий к корпусу 3 изнутри. 11. Узел по любому из пп.7 - 10, отличающийся тем, что телескопическая трубка 111 вблизи ведущего находящегося во всасывающем патрубке 106 конца имеет стопор 22, который упирается в держатель 14 трубки и ограничивает вдвижение телескопической трубки 111 внутрь корпуса. 12. Узел по п.11, отличающийся тем, что телескопическая трубка 111 имеет прорези на своем ведущем конце. 13. Узел по п.11 или 12, отличающийся тем, что держатель 14 трубки на своем ведущем удаленном от фланца 17 конце имеет направленный вдоль оси вырез 18, в который входит стопор 22. 14. Узел по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что всасывающий патрубок 106 имеет увеличенный диаметр и/или увеличенную толщину стенки на участке, в который входит телескопическая трубка 111.