[发明专利]往复式压缩机肘销轴承和润滑通道

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是非临时专利申请，要求2009年5月28日提交的美国临时专利申请序列号61/181,929在35USC§119(e)下的优先权。

技术领域

本公开涉及往复式压缩机，并且更具体地涉及适合与二氧化碳制冷剂一起使用的往复式压缩机。更加具体地，本公开涉及改进的连接杆/肘销设计，用于这种往复式压缩机的更加可靠的操作。

背景技术

压缩机在许多应用中用于压缩各种流体。一种类型的压缩机是往复式活塞压缩机。在往复式活塞压缩机中，曲轴使至少一个偏心轮旋转。每个偏心轮进而驱动连接杆，该连接杆通过肘销连接到活塞。连接杆通常包括较大的近端，其衬垫有接收该偏心轮的轴承。连接杆还包括较小的远端，其也配备有轴承，该轴承通常被接收在肘销上，该肘销将连接杆连接到活塞。

从传递致动力到活塞，这些连接杆轴承中遇到了大量的摩擦。因此，本领域已知的是，向压缩机中的各种运动表面提供润滑剂以促进活塞和连接杆的运动。通常，润滑剂被驱动到曲轴内侧的润滑剂路径中，在那里，润滑剂被分布到每个偏心轮和主轴承的供给孔。润滑剂也可被向上传输通过连接杆到远端或肘销轴承，以润滑活塞中的肘销和对应的轴承。

在往复式压缩机中，肘销承载用于压缩气体的负载。肘销必须配合在活塞内，所以用于轴承表面的区域被接收肘销的活塞孔的尺寸所限制。此外，肘销要求润滑剂维持油膜来可靠地承载负载。

例如，在CO₂压缩机中，活塞孔相比于其他压缩机较小，所以肘销轴承表面区域相对于CO₂压缩机所需的高负载而言较小。活塞内的空间也小，这阻止了依赖于向肘销泼溅供给润滑剂的设计。由于与向肘销输送润滑剂相关联的问题，诸如用于连接杆的铝以及用于肘销的钢之类的典型材料并不充分可靠。

美国专利No. 7,128,528公开了两级CO₂压缩机和涡壳式CO₂压缩机，其依赖于用于其轴承的特殊材料（例如石墨），但是却没有解决与往复式CO₂压缩机或类似往复式压缩机的肘销上的应力以及向肘销输送润滑剂相关联的问题。美国专利公开2006/0171824公开了一种穿过连接杆的中心部分通向肘销的迂回的润滑剂输送路径。然而，该设计不允许包括围绕肘销的轴承，从而没有完全解决钢制肘销的过早磨损和失效的问题。

因此，需要一种改进的往复式压缩机肘销/轴承/连接杆设计，其提供向肘销的可靠润滑剂输送以及肘销和连接杆的可靠的长期操作。

发明内容

公开了改进的压缩机，其为具有小活塞的往复式压缩机的肘销和连接杆提供更好的磨损特性，例如用于诸如CO₂的较高压力工作流体的往复式压缩机。

一种所公开的压缩机包括至少一个偏心轮和连接杆，连接杆包括近端和远端。连接杆的近端包括近侧贯通开口，近侧贯通开口形成连接在偏心轮周围的近侧轴承表面。连接杆的远端包括远侧贯通开口，远侧贯通开口形成可衬垫有轴承插入件的远侧轴承表面，轴承插入件进而可衬垫有轴承材料，轴承材料可包括碳，例如石墨。轴承插入件连接在肘销周围。肘销连接到活塞的内部。活塞能在气缸中运动以压缩工作流体。

连接杆的远端还可包括润滑剂通道，润滑剂通道延伸穿过连接杆的远端并穿过经衬垫的轴承插入件以提供通向肘销的流体传输。可设置润滑剂供应系统，用于通过润滑剂通道向活塞的内部和肘销供应或泼溅供给润滑剂。

当结合附图阅读时，本公开的这些和其他方面和特征将从以下详细描述而变得更加明显。

附图说明

为了更完整地理解所公开的方法和设备，应当参照在附图中更详细示出的实施例，附图中：

图1是根据本公开制造的压缩机的剖面图；

图2是图1所示压缩机的连接杆的侧剖面图；

图3是图1-2所示连接杆的分解图；

图4是图1的标记为4的区域的放大图，特别地示出了连接杆的远端、轴承、肘销和活塞；

图5是图1所示压缩机的两个轴承杆、肘销、活塞和密封件的局部分解图；并且

图6是轴承插入件、肘销和润滑剂通道的放大剖面图。

应当理解，附图不必是按比例的并且所公开的实施例有时被概略地且以局部视图示出。在某些情况下，可能已经省略了对于理解所公开的方法和设备不是必需的细节，或者使得其他细节难以理解的细节。当然，应当理解的是本公开不限于本文所示的具体实施例。

具体实施方式