CN101338743B - 一种往复活塞式压缩机机体 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种往复式压缩机机体，包括基体、第一主轴承孔、第二主轴承孔、一个或者两个水平布置的缸套、滑道；基体为一个腔体，主轴承孔均为圆柱形套筒，两者的轴承孔内腔的中轴线位于一条直线上，并对称布置在基体的前后两侧，通过基体上的通孔和基体内腔连通；采用两个缸套时，两缸套均为圆柱形套筒，两者的缸套内腔中轴线位于同一条直线上，并布置在基体左右两侧，所述该轴承孔内腔的中轴线和缸套内腔的中轴线在同一个平面上垂直相交；所述滑道为位于基体顶部的扁长形通孔，其宽度方向上的中心平面平行于所述缸套内腔的中轴线，并且相互之间在垂直方向上存在预定的距离。本发明为采用曲柄圆滑块机构的压缩机提供了适用的机体。

Description

一种往复活塞式压缩机机体

技术领域

本发明涉及压缩机技术，尤其是一种往复式压缩机机体。

背景技术

一般所称的压缩机是指制冷系统中所用的压缩机，这种压缩机利用原动机提供的机械能，从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，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，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发吸热的制冷循环。此外，在生产实践中还经常使用简称为空压机的空气压缩机，这种空气压缩机同样利用原动机的机械，将普通压力的空气转换成高压气体，作为压缩空气的气源。上述压缩机和空压机都属于广义概念的压缩机。

从工作结构上分类，压缩机可以分为往复式和旋转式。往复式压缩机使用活塞实现压缩做功，是比较广泛采用的一种压缩机形式。这种压缩机的工作原理可以简单的视为是将内燃机工作机构的反向应用，普通的内燃机是将燃烧产生的压力转化为曲轴的机械能输出，这种压缩机则从曲轴获得机械能输入，转化为活塞的运动，并由活塞对气体做功，实现对气体的压缩过程。由于上述原因，各种内燃发动机的基本结构也可以反向用作压缩机。

现有的常规技术下，往复式压缩机的基本结构与内燃机相同，采用活塞、连杆、曲轴构成的运动机构将活塞往复运动转化为曲轴旋转运动，上述机构通常被称为曲柄连杆机构。上述常规的曲柄连杆机构本身存在的惯性力不能完全平衡，运动学和热力学不尽合理等缺陷.特别是由于需要通过连杆连接曲轴和活塞，使曲轴必然位于距离活塞运动行程极限的一定距离之外，使压缩机机体必须设置专门的曲轴箱以容纳曲轴，曲轴箱部分占据了压缩机机体体积的很大份量。如果能够取消曲轴箱部分，则能够使机体的体积大幅降低，对于降低整机体积、重量以及降低制造成本均具有重要意义。

中国专利ZL95111403.4公开了一种往复活塞式内燃机.该专利提供的技术方案对内燃机的结构进行了革命，采用曲柄圆滑块机构实现常规技术下曲柄连杆机构的功能。这种机构采用与活塞体直接配合的圆滑块连接活塞和曲轴，使活塞的往复运动无须经过连杆的传递就可以转化为曲轴的旋转。由于圆滑块直接嵌入活塞的中间，使曲轴所在的位置就在活塞的行程的中间位置，不会远离活塞，这样就无需设置专门的曲轴箱容纳曲轴。

将上述专利提供的曲柄圆滑块机构的内燃机反向应用，就可以获得一种采用曲柄圆滑块机构的压缩机。但是，上述专利中提供的机体并不能充分体现上述曲柄圆滑块机构的优势，为此，有必要设计一种更为合理更能体现曲柄圆滑块机构优势的机体。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种往复式活塞压缩机机体，该机体充分发挥了上述曲柄圆滑块机构的长处，降低了机体的体积和成本。

本发明提供的往复式压缩机机体，包括基体、第一主轴承孔、第二主轴承孔、一个或者两个水平布置的缸套、滑道；所述基体为一个腔体，所述第一主轴承孔和第二主轴承孔均为圆柱形套筒，两者的轴承孔内腔的中轴线位于一条直线上，并对称布置在基体的前后两侧，通过基体上的通孔和基体内腔连通，其中第一主轴承孔为非动力输入端的主轴承孔；采用两个缸套时，两缸套均为圆柱形套筒，两者的缸套内腔中轴线位于同一条直线上，并布置在基体左右两侧，所述该轴承孔内腔的中轴线和缸套内腔的中轴线在同一个平面上垂直相交；采用一个缸套时，缸套为圆柱形套筒，并布置在基体左侧或者右侧，所述该轴承孔内腔的中轴线和缸套内腔的中轴线在同一个平面上垂直相交，所述基体上未安装缸套的另一侧则被封闭；所述滑道为位于基体顶部的扁长形通孔，其宽度方向上的中心平面平行于所述缸套内腔的中轴线，并且相互之间在垂直方向上存在预定的距离，所述基体顶部设置有顶部缸套接座，所述顶部缸套接座为一个封闭的凸圈，将所述滑道在基体顶部的通孔完全包围；通过该顶部缸套接座连接一个可分离缸套或者连接一个顶盖；所述水平布置的缸套为可分离缸套，通过基体上设置的接座安装在基体上。

优选地，所述基体底部具有连通油底壳的通孔，并设置有用于安装油底壳的底面螺纹孔。

优选地，所述第一主轴承孔和第二主轴承孔与所述基体之间分别设置有加强筋。

优选地，所述第一主轴承孔中设置有用于调整曲轴轴向间隙和对曲轴进行轴向定位的内螺纹。

优选地，所述基体上围绕所述第一主轴承孔设置有包围第一主轴承孔的凸圈作为后盖接座。

优选地，在所述第一主轴承孔的外径和所述后盖接座内径之间留有预定的间隙，作为平衡配重的运动空间。

优选地，所述水平布置的缸套为一个时，该基体上与安装缸套的一端相对的另一端开口被连接在接座上的端盖封闭。

优选地，所述缸套采用级差缸套。

本发明提供的压缩机机体，适于曲柄圆滑块结构的压缩机使用。该机体的所有加工型面均为圆或平面，使其加工相对简单，成本较低。

本发明提供的压缩机机体，可以根据不同的要求方便地改变缸套与基体的连接形式。当采用本发明优选实施例中提供的分离式的缸套结构时，可以使各个缸套便于更换，方便维修。并且由于零件的体积重量下降，使机体便于运输。采用这种分离式缸套结构的机体的另一个优点在于，其机体加工的最大长度缩短，使加工更加方便。

另外，该机体的结构形式只要稍作变化，就可以满足不同类型的采用曲柄圆滑块机构的压缩机。例如，当压缩机采用倒T字型三缸形式时，只要将顶部缸套接座连接一个缸套，就可将该机体用于上述压缩机；对于采用一个双工作部活塞的压缩机，则可以采用顶盖连接在顶部缸套接座上即可封闭滑道。这种方便变形的形式使生产组织非常方便，对节约成本意义重大。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的机体的轴侧图；

图2是图1所示机体从后端主轴承孔向前端方向看的视图；

图3是图1所示机体从顶部向下看的视图；

图4是图1所示的机体从底部向上看的视图。

具体实施方式

本发明第一实施例提供一种采用曲柄圆滑块机构的压缩机机体。该压缩机采用一个两端都具有工作部的活塞以及一个起动平衡滑块作用的单工作部活塞，上述压缩机构成倒T字型三缸压缩机。

根据上述曲柄圆滑块机构的结构原理，机体需要为活塞、动平衡滑块提供运动空间，并为曲轴提供支撑。

请参看图1，该图示出该机体的轴侧图，从该图可以看出该机体的基本结构。该机体包括第一缸套1、第二缸套2、第一主轴承孔3、第二主轴承孔4、滑道5，上述各个部件均通过中间位置作为基本构架的基体6连接在一起。另外，请参看图2-图4，其中，图2是图1所示机体从后端主轴承孔向前端方向看的视图；图3是图1所示机体从顶部向下看的视图，图4是图1所示的机体从底部向上看的视图。需要说明的是，本实施例中所说的机体在压缩机实际使用时，需要和缸盖、油底壳等零件配合，形成完整的压缩机壳体。

所述基体6为具有内部空腔的腔体，该腔体在前后左右上下六个方向均有通孔，其中左右通孔分别和第一缸套1和第二缸套2连通、前后通孔分别和第一主轴承孔3和第二主轴承孔4连通，顶部通孔形成所述滑道5，底部通孔与油底壳连通。基体6的内部空腔一方面供压缩机曲轴穿过，另一方面为活塞导向部提供容置和运动的空间，因此，其内部腔体尺寸、形状需要与上述要求相适应。

所述第一缸套1和第二缸套2均为圆柱形套筒，两者内部的圆柱形内腔称为缸套内腔I。两者的缸套内腔I的中轴线位于同一条直线上，并布置在基体6左右两侧，与基体6的内腔通过基体6在左右两端的通孔连通。所述缸套内腔I的尺寸和压缩机活塞相匹配，分别用于容置同一个活塞(图未示)两头的两个工作部在其中运动，为了和所述活塞工作部相匹配，上述缸套内腔I的内径面均加工为光滑面。上述第一缸套1和第二缸套2的外周面上具有若干翅片II，这些翅片II作为散热片，使压缩机工作过程中活塞工作部产生的热量可通过翅片II散发出去。

所述第一主轴承孔3和第二主轴承孔4均为圆柱形套筒，两者内部的圆柱形内腔称为轴承孔内腔III。第一主轴承孔3和第二主轴承孔4的两个轴承孔内腔III的中轴线位于一条直线上，并对称布置在基体6的前后两侧，通过基体6在前后两端的通孔和基体6内腔连通。该轴承孔内腔III的中轴线和缸套内腔I的中轴线在同一个平面上垂直相交。所述轴承孔内腔III作为压缩机曲轴的定位孔，用于安置曲轴轴承，其直径与曲轴轴承相匹配。上述第一主轴承孔和第二主轴承孔与基体6之间分别设置加强筋6-5，以加强第一主轴承孔和第二主轴承孔的刚度和强度。另外，在第一主轴承孔3作为非动力输入端，其内径设有内螺纹，用于调整曲轴的轴向间隙和对曲轴进行轴向定位。

所述滑道5为位于基体6顶部的通孔，该通孔为扁长形，并且该通孔具有一定的厚度。其作为短边的左右两侧为朝向外侧的圆弧形，并且两者相互对称，该形状和作为动平衡滑块的单工作部活塞的导向部相配，为其提供上下方向直线运动的轨道。因此，其宽度和该活塞的导向部厚度相对应。该滑道5宽度方向上的中心平面平行于所述第一缸套1和第二缸套2内部的圆柱形内腔I的中轴线，并且相互之间在垂直方向上存在预定的距离，该距离使该单工作部活塞与双工作部活塞之间具有合适的间隙，使两者可以方便地运动配合。该滑道5的长度方向上的中心线与所述第一主轴承孔3和第二主轴承孔4的圆柱形内腔III的中轴线位于同一平面上。

在所述基体6的底部具有底部通孔6-1。图4示出该底部通孔6-1。该通孔用于使基体6的内腔与安装在该机体底部的油底壳(图未示)联通，用于将润滑油流回油底壳。

除了上述结构外，该机体上还需要装配前盖、后盖、顶部缸套、油底壳等零件才能构成完整的压缩机壳体，因此，该机体还设置了对应的接座。以下分别予以说明。

图1中，基体6顶部设置有顶部缸套接座6-3，该顶部缸套接座6-3为设置在基体6顶部的环形凸圈，该环形凸圈将所述滑道5在基体6顶部的通孔完全包围，其上端面上设置有若干螺纹孔，称为顶部螺纹孔6-3-1，顶部缸套(图未示)即通过这些顶部螺纹孔6-3-1连接在基体6上，凸圈内的基体部分，设有通孔6-3-3，用于将顶部缸套中的润滑油流回油底壳。另外，该顶部缸套接座6-3的边沿还设置有止口6-3-2，这些止口6-3-2能够使顶部缸套获得定位。该顶部缸套和第一缸套1和第二缸套2具有相同的内外径尺寸和结构，只是在端部还设置有和上述顶部缸套接座6-3相配合的安装结构。该顶部缸套通过上述顶部缸套接座6-3与该机体连接后，即可获得适用于上述倒T字型三缸压缩机。

图1示出，在基体6上围绕作为非动力输入端的所述第一主轴承孔3设置有包围所述第一主轴承孔3的拱形凸圈，该拱形凸圈为后盖接座6-4，在该后盖接座6-4的前端面上设置有若干螺纹孔，称为后端螺纹孔6-4-1。通过该后盖接座6-4提供的连接面以及螺纹孔，可以采用螺纹连接方式连接后盖。在上述第一主轴承孔3的外径和所述后盖接座6-4内径之间留有预定的间隙，该间隙可作为平衡配重的运动空间。

另外，如图4所示，在基体6底面上设置有若干底面螺纹孔6-6，这些螺纹孔用于安装油底壳。在基体6底面上还设置有两个工艺孔6-2，以便该机体的加工。

上述实施例提供的压缩机机体能够满足采用曲柄圆滑块机构的压缩机的需求，将曲柄圆滑块结构恰当的容置在给机体内，活塞、动平衡滑块等运动部件均能够获得所需的运动轨道，并且可确保其运动轨迹符合所需的关系。

上述第一实施例仅仅是本发明提供的机体的一个实施例，实际上，上述机体还存在各种变形形式。

一种变形形式是，所述第一缸套1和第二缸套2为可分离缸套，即与基体6采用分体结构，具体是将上述实施例中顶部缸套与机体的连接形式使用在上述第一缸套1和第二缸套2上。采用该形式时，该机体需要进行改变，即需要在基体6左右两端设置相应的缸套接座，通过接座上的螺纹孔与独立为一体的可分离缸套连接。所述可分离缸套上与缸套接座连接的端部设置相对应的安装结构。

采用上述缸套独立的结构可以带来多方面的益处。

首先，这种机体形式便于更换缸套，方便了维修。缸套的内径面需要和活塞配合，活塞在其中往复运动，使该内径面容易磨损造成拉缸等缺陷，因此，缸套是机体最容易损坏的部位。该机体形式下，由于缸套与基体6可拆分的安装结合，使缸套可以随时按需要更换，维修非常方便。

其次，由于降低了单个零件的重量，便于运输。在许多交通不便的地区区，这一特点非常重要。

最后，该种结构形式缩短了机体加工长度，使其铸造和加工难度降低，废品率下降，成本降低。

上述实施例中，缸套和基体连接的变化可以根据需要进行多种形式的选择，满足不同类型的曲柄圆滑块压缩机的需求。

例如，上述第一实施例提供的机体稍作变形，可以方便的用于采用一个双工作部活塞的压缩机。这种压缩机在上述实施例采用单工作部活塞的位置仅仅采用一个动平衡滑块。采用该结构时，动平衡滑块的厚度与上述滑道5的宽度相适应，所述顶部缸套接座6-3用于连接一个顶盖，该顶盖具有与该顶部缸套接座6-3相配的安装结构，安装该顶盖后可以封闭滑道5。

进一步，还可以将上述第一实施例中的机体变形为只采用一个单工作部活塞的压缩机机体。此时，除了需要将顶部缸套接座6-3连接一个顶盖，还需要将另外两个缸套中的一个取消，并将基体未安装缸套的另一侧封闭。对于采用分离式缸套的机体，则只需要采用端盖连接在需要封闭的通孔的相应接座上即可。

另外，对于具有两个或者三个缸套的机体，各个缸套可以是相同的缸套也可以是不同的缸套。并且，除了采用上述实施例中采用的普通缸套外，还可以根据需要选用级差缸套。

根据上述实施例可以看出，本发明提供的机体采用基本的基体形式，其具有的缸套数目可以灵活设计以适应不同的需求。另外，上述机体不存在任何特殊形面，因此便于加工，加工成本也会降低。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种往复式压缩机机体，其特征在于，包括基体、第一主轴承孔、第二主轴承孔、一个或者两个水平布置的缸套、滑道；所述基体为一个腔体，所述第一主轴承孔和第二主轴承孔均为圆柱形套筒，两者的轴承孔内腔的中轴线位于一条直线上，并对称布置在基体的前后两侧，通过基体上的通孔和基体内腔连通，其中第一主轴承孔为非动力输入端的主轴承孔；采用两个缸套时，两缸套均为圆柱形套筒，两者的缸套内腔中轴线位于同一条直线上，并布置在基体左右两侧，所述该轴承孔内腔的中轴线和缸套内腔的中轴线在同一个平面上垂直相交；采用一个缸套时，缸套为圆柱形套筒，并布置在基体左侧或者右侧，所述该轴承孔内腔的中轴线和缸套内腔的中轴线在同一个平面上垂直相交，所述基体上未安装缸套的另一侧则被封闭；所述滑道为位于基体顶部的扁长形通孔，其宽度方向上的中心平面平行于所述缸套内腔的中轴线，并且相互之间在垂直方向上存在预定的距离，所述基体顶部设置有顶部缸套接座，所述顶部缸套接座为一个封闭的凸圈，将所述滑道在基体顶部的通孔完全包围；通过该顶部缸套接座连接一个可分离缸套或者连接一个顶盖；所述水平布置的缸套为可分离缸套，通过基体上设置的接座安装在基体上。

2.根据权利要求1所述的往复式压缩机机体，其特征在于，所述基体底部具有连通油底壳的通孔，并设置有用于安装油底壳的底面螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的往复式压缩机机体，其特征在于，所述第一主轴承孔和第二主轴承孔与所述基体之间分别设置有加强筋。

4.根据权利要求1所述的往复式压缩机机体，其特征在于，所述第一主轴承孔中设置有用于调整曲轴轴向间隙和对曲轴进行轴向定位的内螺纹。

5.根据权利要求1所述的往复式压缩机机体，其特征在于，所述基体上围绕所述第一主轴承孔设置有包围第一主轴承孔的凸圈作为后盖接座。

6.根据权利要求5所述的往复式压缩机机体，其特征在于，在所述第一主轴承孔的外径和所述后盖接座内径之间留有预定的间隙，作为平衡配重的运动空间。

7.根据权利要求1所述的往复式压缩机机体，其特征在于，所述水平布置的缸套为一个时，该基体上与安装缸套的一端相对的另一端开口被连接在接座上的端盖封闭。

8.根据权利要求1或者2所述的往复式压缩机机体，其特征在于，所述缸套采用级差缸套。

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