專利名稱：密封式機(jī)器的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封式壓縮機(jī)的傳感器，尤其涉及一種被設(shè)計(jì)成能焊接到密封式壓縮機(jī)的密封殼體的傳感器。
背景技術(shù)：
和

發(fā)明內(nèi)容
近些年來，密封式電動(dòng)壓縮機(jī)組在制冷應(yīng)用中的使用日益普遍。該電動(dòng)壓縮機(jī)組用來壓縮制冷劑蒸氣。壓縮機(jī)通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該電動(dòng)機(jī)使壓縮機(jī)的曲軸或者驅(qū)動(dòng)軸以相對高的速度旋轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)這些密封式壓縮機(jī)以使電動(dòng)壓縮機(jī)組無論如何都無故障運(yùn)行。
當(dāng)這些密封式壓縮機(jī)在其使用期限內(nèi)不出現(xiàn)任何問題時(shí)，這對于改進(jìn)控制和保護(hù)而監(jiān)控制冷系統(tǒng)的不同制冷劑壓力來說是有利的，但對于系統(tǒng)和壓縮機(jī)故障查找的診斷來說應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)問題。在數(shù)量增加的空調(diào)或者制冷系統(tǒng)中，需要在制冷回路的一個(gè)或者幾個(gè)部位監(jiān)控制冷劑的壓力。典型監(jiān)控的壓力包括壓縮機(jī)方面需留意的吸氣壓力和排出壓力。一般利用一個(gè)壓力傳感器來檢測這些壓力，該壓力傳感器被螺紋擰入位于接近壓縮機(jī)的制冷劑吸入和/或排出管線接頭上。這些壓力傳感器都比較昂貴，如果不是必須于制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行，出于經(jīng)濟(jì)考慮會(huì)不使用這些傳感器。
假定在制冷行業(yè)有一種比較便宜的壓力傳感器可以使用，那大多數(shù)目前建造的制冷系統(tǒng)就可通過使用這種壓力傳感器得到改進(jìn)。事實(shí)上，這種壓力傳感器可以用在所有制冷系統(tǒng)而不是一些有限的系統(tǒng)上以改進(jìn)控制、保護(hù)以及系統(tǒng)和壓縮機(jī)本身故障查找的診斷。
本發(fā)明向現(xiàn)有技術(shù)提供一種用于空調(diào)和制冷壓縮機(jī)的焊接式壓力傳感器。這種焊接式壓力傳感器是一個(gè)低成本的部件，將其焊接到壓縮機(jī)殼體花費(fèi)少而且也很容易。焊接式壓力傳感器可以是充油式壓力傳感器、干式壓力傳感器或者是以殼體形成壓力傳感器隔膜的干式壓力傳感器。本發(fā)明的焊接式壓力傳感器使作為傳感裝置一部分的電子設(shè)備設(shè)置在壓縮機(jī)殼體的外部，而僅將傳感機(jī)構(gòu)設(shè)置在密封式殼體內(nèi)部。
通過下邊的詳細(xì)描述將明白本發(fā)明還有其他應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解，指明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的這些詳細(xì)描述以及特定實(shí)例都僅僅為了闡述本發(fā)明，而不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。


通過詳細(xì)的描述以及附圖，將更全面地理解本發(fā)明。附圖中 圖1是沿一種渦旋式制冷壓縮機(jī)中心的垂直截面圖，該壓縮機(jī)采用一對本發(fā)明的壓力傳感器； 圖2是圖1中一個(gè)壓力傳感器的放大剖面圖； 圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中壓力傳感器的放大剖面圖；和 圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中壓力傳感器的放大剖面圖。
具體實(shí)施例方式下邊關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是本發(fā)明的示范，決不是用來限制本發(fā)明及其應(yīng)用或者使用。
現(xiàn)在參照附圖，附圖中提及的數(shù)字所指代的是這幾個(gè)附圖中相應(yīng)的零件。圖1展示的是一個(gè)用數(shù)字10指代的渦旋壓縮機(jī)，其采用了本發(fā)明的壓力傳感器。壓縮機(jī)10由一個(gè)大體圓柱形密封式殼體12組成，該密封式殼體具有一個(gè)焊接在殼體上端部的蓋14和一個(gè)焊接在殼體下端部的基座16，基座具有多個(gè)與其整體形成的安裝腳(未示出)。蓋14設(shè)有一個(gè)其內(nèi)安有一般排出閥(未示出)的制冷劑排出管接頭18。其他附加在殼體的主要元件包括一個(gè)橫向延伸的隔板22、一個(gè)適當(dāng)固定在殼體12的主軸承體24、一個(gè)下部軸承體26以及一個(gè)焊接到殼體12的壓力傳感器28和一個(gè)焊接到蓋14的壓力傳感器28。沿隔板22的周邊將隔板焊接到與蓋14被焊接到殼體12相同的位置上。下邊的軸承體26也具有多個(gè)徑向向外延伸的支腿，每一個(gè)支腿都適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ跉んw12上。一個(gè)截面基本上是正方形只是四角被切圓的電動(dòng)機(jī)30配合壓入殼體12。位于定子上的圓角間的平臺設(shè)有連接定子和殼體的通道，這有益于潤滑油從殼體的上部回流至殼體的底部。
在其上端部具有一個(gè)偏心曲柄銷34的驅(qū)動(dòng)軸或者曲軸32可旋轉(zhuǎn)地軸頸連接在主軸承體24的軸承36以及下部軸承體26的第二軸承38內(nèi)。在曲軸32的下端部有一個(gè)相對大直徑的同軸孔40，該孔與從曲軸32的上部向上延伸的一個(gè)徑向向外傾斜的小直徑孔42連通。在孔40內(nèi)設(shè)有一個(gè)攪拌器44。內(nèi)部殼體12的下部限定一個(gè)吸入腔46，在吸入腔內(nèi)部分地填充潤滑油至稍稍高出轉(zhuǎn)子48的下端的位置。充當(dāng)泵的孔40將潤滑流體向上抽吸到曲軸32，并進(jìn)入通道42，最后到達(dá)壓縮機(jī)所有需要潤滑的部分。
曲軸32由一個(gè)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)定子30、穿過定子的線圈50以及一個(gè)配合壓入曲軸32的轉(zhuǎn)子48，在轉(zhuǎn)子上端和下端各自有平衡物52和54。
主軸承體24的上表面設(shè)有一個(gè)平推軸承面56，在平推軸承面上設(shè)置一個(gè)繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件58，渦旋部件的上表面具有普通的螺旋葉片或者卷體60。從繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件58的下表面向下突出有一個(gè)柱狀轂，該轂內(nèi)有一個(gè)軸頸軸承62，其內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸襯64，該驅(qū)動(dòng)軸襯具有一個(gè)使曲軸銷34可驅(qū)動(dòng)設(shè)置的內(nèi)部孔66。曲軸銷34的一個(gè)面上有一個(gè)平臺，其與形成在孔66一部分中的平面(未示出)驅(qū)動(dòng)嚙合以形成一個(gè)徑向柔性的驅(qū)動(dòng)裝置，這些內(nèi)容可見受讓人的美國專利證書4877382，本發(fā)明參考引用該專利公開的內(nèi)容。在繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件58和軸承體24之間也設(shè)置一個(gè)歐氏聯(lián)軸節(jié)68，其鍵連接到繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件58和非繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件70以阻止繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件58的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。歐氏聯(lián)軸節(jié)68優(yōu)選為受讓人待審的美國專利證書5320506公開的類型，本發(fā)明參考引用該專利公開的內(nèi)容。
非繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件70也設(shè)有一個(gè)與繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件58的卷體60以嚙合方式定位的卷體72。非繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件70有一個(gè)中間設(shè)置的排出管線74，該排出管線與向上開口的凹部76連通，該凹部又依次與由蓋14和隔板22限定的排出消音腔室78流體連通。非繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件70上也形成有一個(gè)環(huán)形凹部80，在環(huán)形凹部內(nèi)設(shè)有一個(gè)密封件82。凹部76和80以及密封件82相互協(xié)作以限定軸向壓力偏置腔室，軸向壓力偏置腔室接收由卷體60和72壓縮的壓縮流體以向非繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件70施加一個(gè)軸向的偏置力，從而促使每一個(gè)卷體60、72的頂端在相對的端板表面密封接合。密封件82優(yōu)選于美國專利5156539所詳細(xì)描述的類型，本發(fā)明參考引用該專利公開的內(nèi)容。非繞行運(yùn)動(dòng)的渦旋部件70被設(shè)計(jì)成以合適的方式安裝到軸承體24，該方式在前述的美國專利4877382或者美國專利5102316中公開，因此，本發(fā)明參考引用這些專利公開的內(nèi)容。
壓縮機(jī)10的傳感器從整體上可分為兩種方式。首先，傳感器可完全設(shè)置在殼體12內(nèi)，信號導(dǎo)線可利用一個(gè)密封的導(dǎo)孔(feedthrough)經(jīng)由殼體12傳送。但是，這種方法將使作為傳感器一部分的感應(yīng)電子設(shè)備暴露于殼體12內(nèi)的苛刻環(huán)境，該苛刻環(huán)境不僅包括制冷劑、潤滑油，還包括極端溫度和極端壓力的擺動(dòng)。這種苛刻環(huán)境將影響傳感器的可靠性。因此，這不是所希望的方法。
在第二個(gè)方法中，作為儀器一部分的電子設(shè)備可放置在壓縮機(jī)10殼體12的外部，并且僅將傳感機(jī)構(gòu)本身設(shè)置在殼體12內(nèi)。這種方法避免了將電子設(shè)備暴露于殼體12內(nèi)的苛刻環(huán)境。當(dāng)利用該第二方法時(shí)，因?yàn)橛蓚鞲袡C(jī)構(gòu)產(chǎn)生的信號(電流/電壓等)電平非常小(為毫安培/毫伏)，并且必須通過盡可能少的導(dǎo)線將其輸入放大器和信號處理電子設(shè)備，所以有必要將傳感機(jī)構(gòu)非常接近于電子設(shè)備。采用第二方法的壓力傳感器28不僅達(dá)到期望的絕緣目的，也極接近于電子設(shè)備。
參照附圖2，該圖詳細(xì)地展示了壓力傳感器28。該壓力傳感器28是一個(gè)充油式壓力傳感器，其由外殼100、本體102、隔膜104、壓力傳感裝置106、信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備108以及保護(hù)件或蓋110組成。
外殼100是一個(gè)杯狀金屬外殼，其被設(shè)計(jì)成電阻焊接在由殼體12所限定的孔內(nèi)。電阻焊接是這樣的一種方法，其將兩個(gè)具有精心設(shè)計(jì)的幾何形狀的金屬物體放置在兩個(gè)與低交流或者直流電壓由相連的銅電極之間。這兩個(gè)電極受到一個(gè)強(qiáng)大的力的作用來擠壓這兩個(gè)金屬片以使其連接。一旦這種擠壓壓力達(dá)到一個(gè)期望的值，交流電壓或者直流電壓施加到電極上。于是，產(chǎn)生一非常大的電流(典型地?cái)?shù)千安培)，該電流經(jīng)由金屬片從一個(gè)電極流到另一個(gè)電極。這種大電流在結(jié)合點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)較高的局部溫度的增加。在所希望的結(jié)合區(qū)，高溫熔化了兩個(gè)金屬片，并且將這兩個(gè)金屬片粘合在一起。經(jīng)過精確控制的時(shí)間后，切斷電流，冷卻熔料。冷卻后的地方呈現(xiàn)出兩個(gè)金屬片的焊接接頭。電阻焊接是一個(gè)相當(dāng)普遍的方法，由于其費(fèi)用低、可控制并且最后的結(jié)合點(diǎn)不僅堅(jiān)固而且防漏，所以電阻焊接廣泛運(yùn)用于壓縮機(jī)的構(gòu)造上。
為清楚起見，圖2放大了本體102。本體102經(jīng)由一個(gè)孔112延伸，該孔經(jīng)外殼100延伸。通過焊接、玻璃熔接或者其他現(xiàn)有技術(shù)公知的方法將本體102密封在孔112內(nèi)。本體102限定了一個(gè)內(nèi)部孔114，該內(nèi)部孔具有一個(gè)擴(kuò)大部分116、一個(gè)套或者中間部分118、一個(gè)直徑減小的部分120以及一個(gè)上腔室或者螺紋部分122。隔膜104設(shè)置在放大部分116內(nèi)，并通過激光焊接或者別的方式連接到在放大部分116和中間部分118之間形成的臺肩124上。中間部分118填充有硅油或者其他任何一種流體。壓力傳感裝置106通過激光焊接或者別的方式連接到在直徑減少部分120和螺紋部分122之間形成的臺肩126上。壓力傳感裝置106和隔膜104將中間部分118內(nèi)的硅油密封。壓力傳感裝置106包括一個(gè)壓力傳感芯片128和一個(gè)與壓力傳感芯片128電氣連接的密封導(dǎo)孔130。
信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備108位于螺紋部分122內(nèi)，并且經(jīng)密封導(dǎo)孔130與壓力傳感芯片128電氣連接。保護(hù)蓋110被螺紋容納或者以其他方式固定到螺紋部分122。保護(hù)蓋110包括一個(gè)孔132。為了與壓縮機(jī)10的操作系統(tǒng)連接，多根信號輸出導(dǎo)線134經(jīng)由該孔132從信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備108伸出。
參照圖3，其圖示了一種壓力傳感器28’。壓力傳感器28’是壓力傳感器28的直接替換。壓力傳感器28’是一個(gè)干式壓力傳感器，其由一個(gè)外殼200、一個(gè)壓力傳感裝置206、信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備208以及一個(gè)密封(potting)材料310形式的保護(hù)部件組成。
外殼200是一個(gè)杯狀金屬外殼，其被設(shè)計(jì)成電阻焊接在殼體12上。外殼200限定一個(gè)開口于殼體12外部的套212。套212的底部限定了一個(gè)隔膜214。壓力傳感裝置206被粘結(jié)或者以其他方式固定在套212內(nèi)的隔膜214上。信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備208位于套212內(nèi)，并且與壓力傳感裝置206電氣連接。在信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備208的位置之上，密封材料310填充套212以保護(hù)壓力傳感器28’。多根信號輸出導(dǎo)線234經(jīng)由密封材料310從信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備208延伸以與壓縮機(jī)10的操作系統(tǒng)連接。
參照圖4，其圖示了一種壓力傳感器28”。壓力傳感器28”也是壓力傳感器28的直接替換。壓力傳感器28”是一個(gè)干式壓力傳感器，其由一個(gè)外殼300、一個(gè)壓力傳感裝置306、信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備308以及一個(gè)保護(hù)的密封材料310組成。
外殼300是一個(gè)作為殼體12的一部分整體形成的杯狀外殼。由于外殼300整體形成為殼體12的一個(gè)整體部分，所以不使用上述的電阻焊接操作。外殼300限定了一個(gè)開口于殼體12外側(cè)的套312。套312的底部限定了一個(gè)隔膜314。壓力傳感裝置306被粘結(jié)或者以其他方式固定在套312內(nèi)的隔膜314上。信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備308位于套312內(nèi)，并且與壓力傳感裝置306電氣連接。在信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備308的位置之上，密封材料310填充套312以保護(hù)壓力傳感器28”。多根信號輸出導(dǎo)線334經(jīng)由密封材料310從信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備308延伸以與壓縮機(jī)10的操作系統(tǒng)連接。
本發(fā)明的描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示范。因此，不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的變形屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。這些變形沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種密封體，其包括一個(gè)限定一個(gè)流體套的密封殼體組件；一個(gè)鄰近所述套設(shè)置的隔膜；一個(gè)與所述隔膜聯(lián)接的壓力傳感裝置；以及與所述壓力傳感裝置電氣連接的信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的密封體，其特征在于，所述密封殼體組件包括一個(gè)限定一個(gè)孔的殼體和一個(gè)固定在所述孔內(nèi)的外殼，所述套設(shè)置在所述外殼內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的密封體，其特征在于，所述外殼限定一個(gè)孔，所述壓力傳感裝置包括一個(gè)經(jīng)所述孔延伸的本體，所述本體限定所述的套，所述隔膜與所述本體連接。
4.如權(quán)利要求3所述的密封體，其特征在于，所述壓力傳感裝置與所述本體連接，所述套設(shè)置在所述隔膜和所述壓力傳感裝置之間，所述套填充有一種流體。
5.如權(quán)利要求3所述的密封體，其特征在于，所述信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備設(shè)置在由所述本體限定的一個(gè)腔室內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3所述的密封體，其特征在于，還包括一個(gè)在所述信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備周圍的保護(hù)部件。
7.如權(quán)利要求6所述的密封體，其特征在于，所述保護(hù)部件包括一個(gè)固定到所述本體的蓋。
8.如權(quán)利要求2所述的密封體，其特征在于，所述套包括一個(gè)封閉套，所述隔膜形成所述封閉套的一部分。
9.如權(quán)利要求8所述的密封體，其特征在于，所述壓力傳感裝置固定到位于所述封閉套內(nèi)的所述隔膜上。
10.如權(quán)利要求9所述的密封體，其特征在于，所述信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備設(shè)置在所述封閉套內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的密封體，其特征在于，還包括一個(gè)在所述信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備周圍的保護(hù)部件，所述保護(hù)部件包括一個(gè)設(shè)置在所述封閉套內(nèi)的密封材料。
12.如權(quán)利要求1所述的密封體，其特征在于，所述套包括一個(gè)與所述殼體整體形成的封閉套，所述隔膜形成所述封閉套的一部分。
13.如權(quán)利要求12所述的密封體，其特征在于，所述壓力傳感裝置固定在所述封閉套內(nèi)的所述隔膜上
14.如權(quán)利要求13所述的密封體，其特征在于，所述信號調(diào)節(jié)電子設(shè)備設(shè)置在所述封閉套內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的密封體，其特征在于，所述保護(hù)部件包括一個(gè)設(shè)置在所述封閉套內(nèi)的密封材料。
16.如權(quán)利要求1所述的密封體，其特征在于，所述殼體限定一個(gè)孔，并還包括一個(gè)電阻焊接在所述孔內(nèi)的外殼，所述壓力傳感裝置連接到所述外殼，所述外殼密閉地密封所述殼體。
17.如權(quán)利要求16所述的密封體，其特征在于，所述壓力傳感裝置包括一個(gè)充油式壓力傳感器。
18.如權(quán)利要求17所述的密封體，其特征在于，所述充油式壓力傳感器密閉地密封所述殼體。
19.如權(quán)利要求18所述的密封體，其特征在于，所述壓力傳感裝置包括一個(gè)干式壓力傳感器。
20.如權(quán)利要求1所述的密封體，其特征在于，所述隔膜與所述殼體一體形成。
全文摘要
一種密封式渦旋壓縮機(jī)包括密封殼體。經(jīng)由該殼體可監(jiān)控殼體內(nèi)的壓力。一個(gè)實(shí)施例中，外殼被電阻焊接到經(jīng)由殼體延伸的孔內(nèi)。充油式壓力傳感器或干式壓力傳感器與外殼相連。充油式壓力傳感器經(jīng)殼體內(nèi)的孔延伸。干式壓力傳感器位于殼體外側(cè)的外殼上。在另一個(gè)實(shí)施例中，殼體形成壓力傳感器的隔膜部分。
文檔編號F04C18/04GK1865663SQ20051012877
公開日2006年11月22日 申請日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
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