CN102182683A

CN102182683A - 可变排量平动贯穿叶片式压缩机

Info

Publication number: CN102182683A
Application number: CN 201110154168
Authority: CN
Inventors: 陆春晖; 陆鑫如; 罗朝琛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2031-06-10
Also published as: CN102182683B

Abstract

本发明公开了一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，包括机壳，缸体，前端盖，后端盖，主轴、叶片，平动机构和平动盘，以其还包括变排量机构，且所述变排量机构包括变量塞、支架，弹簧和电磁铁，且由与台阶状变量塞配装的设在前端盖上的台阶孔，沟通缸体左、右两个密封工作腔为主要特征，本发明还采用DU轴承作为运动副动配合构件，实现了少油或无油润滑，具有结构简单、体积小、功耗小、排量可变、节能降耗，使用寿命长等特点。

Description

可变排量平动贯穿叶片式压缩机

技术领域

本发明涉及一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，属于压缩机技术领域。

背景技术

已有的由本申请人在先申请的中国专利申请号201010215440.0名称为平动贯穿叶片式空调压缩机，具有体积小，重量轻，结构简单，功耗小和使用寿命长的特点。

当今世界所用压缩机大多数是容积式压缩机，是依靠密闭物理空间大小变化完成吸排气过程。由于其结构所形成的原始几何空间，一般是无法改变的，因而压缩机的排量也就不能改变。科技的发展要求节能环保智能化，要求压缩机排量随工况变化而变化。采用变频技术实现排量变化尽管很方便，但变频器要消耗15%能量，再加上摩擦损耗，能量损失不小。另有几种变量压缩机，是采用高压气旁通或以高压气作动力的办法，也要消耗部分能量。平动贯穿叶片式压缩机具有先天优势，很容易实现压缩腔与吸气腔内部贯通。由于气体不被压缩，因而出气口无气体排出，能量消耗极少，是一种简便易行的实现变排量的方案。为此，研发一种简单易行的可变排量平动贯穿叶片式压缩机，便成为业内的期待。

发明内容

本发明旨在提供一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，以有效节能，延长其使用寿命。

实现本发明目的的技术构想：一是不采用变频技术实现变排量，而是采用内部贯通进排气实现变排量；二是以本申请人在先申请的中国专利申请号201010215440.0为原始机，添加排量可变机构，从而实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发明实现其目的的技术方案是：

一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，包括固装在由设有壳体进气口的前壳体与设有壳体出气口的后壳体固定连接的机壳内的缸体，分别与缸体前后端密封连接的前端盖和后端盖，与前端盖呈轴孔动配合的主轴，叶片，平动机构，和设在缸体内的圆柱状平动盘；

所述平动盘的轴向两侧面，分别与前端盖和后端盖呈滑动密封配合；所述主轴的偏心轴，与平动盘所设的中心盲孔互呈轴孔动配合；

所述叶片与平动盘上沿其中心线布置的叶片槽互成滑动配合，宽度等于平动盘的轴向长度，而其高度等于缸体的内径。叶片将缸体分成左、右两个密封工作腔，且两个密封工作腔各设有具有单向阀的缸体进气口和缸体出气口；

所述缸体的型线由圆和两段与圆相切且平行对称布置的直线段组成，所述切线段的长度，等于主轴的偏心轴的偏心距的2倍加上叶片的厚度；

所述平动机构设在平动盘与后端盖之间，其创新点在于：

还包括变排量机构；所述变排量机构包括台阶形状变量塞，与前端盖连接的支架，套装在所述变量塞轴柄上的弹簧和与支架连接的电磁铁；所述台阶状变量塞与前端盖的相对于叶片部位所设的相应台阶孔互呈滑动密封配合。所述台阶孔沟通缸体左、右两个密封工作腔；当变量塞在电磁铁作用下外移时，所述台阶孔构成变量通道。电磁铁可接受在机的压力或温度传感器的控制；当所述压缩机用气负载的用气量或负载温度达到设定值时，电磁铁得电，吸动所述变量塞外移，令所述压缩机介质气体的变量通道开通，介质气体由所述压缩机缸体的一个密封工作腔回流到另一个密封工作腔，从而令所述压缩机压缩腔的排气口无气体排出，而实现排量可变。所述变排量机构也可以设在后端盖上，或者设在缸体上。

由以上所给出的技术方案可以明了，本发明由于在所述原始机的基础上，添加了变排量机构，而其电磁铁在电控器的精确控制下，实现缸体左、右两个密封工作腔之间的沟通，达到排量可变的目的。这样就可以令压缩机的驱动电机通过变排量而处于低负荷正常运转，有效避免了所述电机的无功损耗和时转时停，而造成的机件磨耗、影响使用寿命和过多消耗电能的弊病，从而实现了本发明的目的。

为了进一步降低能耗，减轻压缩机的负荷，在上述技术方案中，本发明还主张，所述变量塞设有轴向盲孔，径向盲孔和轴向直孔，且所述轴向盲孔与径向盲孔相贯通；当变量塞在电磁铁作用下外移时，由所述轴向盲孔，径向盲孔和轴向直孔构成泄漏通道。由于泄漏通道的存在，可以使270°至360°密封工作腔得到释放（请见附图4），压力不会升高，避免了无功损失。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述变排量机构是1个或者是2个，当变排量机构是2个时，则2个变排量机构相互对称布置。这一技术方案，如果变排量机构是1个，其实际排量将是额定排量的一半，加上控制缸体左右，两个密封工作腔沟通时间，其排量可在50~100%范围内变化；如果变排量机构是2个，并加以所述沟通时间控制，其排量可实现0~100%范围内变化。

在上述技术方案中，本发明还主张，所述平动机构，是由与平动盘固定连接的小直径销柱，与后端盖所设的大直径圆形盲孔呈轴孔间隙配合结构的销柱—孔平动机构。但不局限于此，例如采用诸如由本申请人在先申请的中国专利申请号201010215440.0的双曲柄组成的四边形平动机构。事实上，由缸体、主轴、叶片和平动盘所组成的结构形式，已经构成平动机构。但是由于叶片顶端的平面大窄，从可靠性和耐用性考虑，增加另一套平动机构更为合理。

鉴于上述技术方案中平动盘的制造加工工艺和本发明的结构特点，本发明所主张的与平动盘相配装的叶片的结构有两种：

其第一种结构是，所述叶片由2个呈T型结构的叶片组成；所述2个呈T型结构的叶片组合起来的总高度等于缸体的内径，而其片肩的高度大于主轴的偏心轴偏心距的2倍；所述2个叶片设在平动盘沿其直径线布置的工字型结构的叶片槽内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构。

其第二种结构是，所述叶片呈凹字型结构，所述呈凹字型结构的片肩的高度大于主轴的偏心轴偏心距的2倍，所述叶片嵌装在平动盘沿其直径线布置的凹字型结构的叶片槽内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构。

考虑到已有压缩机的运动副多数是高副结构，实现少、无油润滑的困难较大；而本发明所述运动副都是低副机构，采用固体润滑材料极为有利，实现不用油或少用油润滑比较方便、可靠，以有效避免润滑油被带入介质气体中造成不良影响，本发明还主张，在其运动副的相对部位，采用钢—铜—聚四氟乙烯三层复合材料的DU轴承制件，实现无油或少油润滑，以进一步提高本发明的品级。具体地说，本发明主张，所述主轴与前端盖轴孔动配合；所述主轴的偏心轴与平动盘的中心盲孔轴孔动配合；所述平动机构的销柱与圆形盲孔的轴孔间隙配合，均是通过DU轴承的轴孔配合；所述平动盘的两端平面和叶片，均由DU板件复合组成。

以上所述的DU轴承和DU板件，是技术成熟的市场可供产品。

上述技术方案得以实施后，本发明所具有的结构简单，体积小，功耗小，排量可变，节能降耗和使用寿命长等特点，是显而易见的。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式的缸体2、平动盘8和叶片6三者的装配关系示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1所示变排量机构11的结构示意图（放大）；

图4是如图1所示本发明的工作原理图；图中所示（a）为起始状态图，（b）为平动盘8逆时针平移90°的状态图，（c）为平动盘8平移180°的状态图；（d）为平动盘8平移270°的状态图。

具体实施方式

以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。

具体实施方式之一，参读附图1～3.

一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，包括固装在由设有壳体进气口1-1-1的前壳体1-1与具有壳体出气口1-2-1的后壳体1-2固定连接的机壳1内的缸体2，分别与缸体2前后端密封连接的前端盖3和后端盖4，与前端盖3呈轴孔动配合的主轴5，叶片6，平动机构7，和设在缸体2内的圆柱状平动盘8；

所述平动盘8的轴向两侧面，分别与前端盖3和后端盖4呈滑动密封配合；所述主轴5的偏心轴5-1，与平动盘8所设的偏离其中心线的第一盲孔8-1互呈轴孔动配合；

所述叶片6与平动盘8上沿其中心线布置的叶片槽8-2互成滑动配合，叶片的的宽度等于平动盘8的轴向长度，所述叶片6的高度等于缸体2的内径；所述叶片6将缸体2分成左、右两个密封工作腔，且两个密封工作腔各设有具有单向阀（图中未画出）的缸体进气口9和缸体出气口10；所述壳体进气口1-1-1与缸体进气口9相通；所述壳体出气口1-2-1与缸体出气口10相通。

所述缸体2的型线由圆和两段与圆相切且平行对称布置的直线段2-1组成；所述圆切线段2-1的长度，等于主轴5的偏心轴5-1的偏心距的2倍加上叶片6的厚度；

所述平动机构7设在平动盘8与后端盖4之间；

还包括变排量机构11；所述变排量机构11包括台阶形长圆状变量塞11-1，与前端盖3连接的支架11-2，套装在所述变量塞11-1轴柄上且两端分别与支架11-2和变量塞11-1侧面相抵的弹簧11-3和与支架11-1连接的且与变量塞11的轴柄相应对的电磁铁11-4；所述台阶形扁圆状变量塞11-1与前端盖3的相对于叶片6部位所设的相应扁圆状台阶孔3-1呈滑动密封配合，所述台阶孔3-1沟通缸体2左、右两个密封工作腔。当变量塞11-1在电磁体1-4作用下外移时，所述台阶孔3-1构成变量通道BT。而所述变排量机构11是2个，且2个变排量机构11相互对称布置。

所述平动机构7是由与平动盘8固定连接的小直径销柱7-1和与后端盖4所设的大直径圆盲孔7-2呈轴孔间隙配合结构的销柱一孔平动机构。

所述叶片6由2个呈T型结构的叶片组成；所述2个呈T型结构的叶片6组合起来的总高度等于缸体2的内径，而其片肩6-1的高度大于主轴5的偏心轴5-1偏心距的2倍，所述2个叶片6设在平动盘8沿其直径线布置的工字型结构的叶片槽8-2内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构。

所述主轴5与前端盖3通过 DU轴承呈轴孔动配合；所述主轴5的偏心轴5-1与平动盘8的中心盲孔8-1通过DU轴承呈轴孔动配合；所述平动机构7的销柱7-1与后端盖4的圆形盲孔7-2通过DU轴承呈轴孔间隙配合；所述平动盘8两端平面和叶片6均由DU板件复合组成（DU轴承图中未画出）。

具体实施方式之二，如附图1、2、3所示。

一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，所述叶片6呈凹字型结构，所述呈凹字型结构的叶片6的总高度等于缸体2的内径，其叶肩6-1的高度大于主轴5的偏心轴5-1偏心距的2倍；所述叶片6嵌装在平动盘8上沿其直径线布置的凹字型结构的叶片槽8-2内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构。所述变量塞11-1还设有轴向盲孔11-1-1，径向盲孔11-1-2和轴向直孔11-1-3，且轴向盲孔11-1-1与径向盲孔11-1-2相贯通；当变量塞11-1在电磁铁11-4作用下外移时，由小直径（例如≤ф5mm）轴向盲孔11-1-1、径向盲孔11-1-2和轴向直孔11-1-3构成泄漏通道XT。除此之外，其它均如同具体实施方式之一。

本发明工作过程的简要描述，如附图4所示。其具体工作过程，请参读本申请人在先申请的中国专利申请号201010215440.0的相关描述。当本发明压缩机实施温度控制时，由温度传感器启动电磁铁11-4，令变量塞11-1外移，形成变排量通道BT，使压缩腔与吸气腔贯通，压缩气体在缸体2两个密封工作腔之间流动，缸体出气口10无气体排出，从而实现压缩机的排量可变。当在具有泄漏通道XT的条件下，则有小部分气体排空。

本发明的使用范围不受本说明书描述的限制。

Claims

1.一种可变排量平动贯穿叶片式压缩机，包括固装在由设有壳体进气口（1-1-1）的前壳体（1-1）与设有壳体出气口（1-2-1）的后壳体（1-2）固定连接的机壳（1）内的缸体（2），分别与缸体（2）前后端密封连接的前端盖（3）和后端盖（4），与前端盖（3）呈轴孔动配合的主轴（5），叶片（6），平动机构（7），和设在缸体（2）内的圆柱状平动盘（8）；

所述平动盘（8）的轴向两侧面，分别与前端盖（3）和后端盖（4）呈滑动密封配合；所述主轴（5）的偏心轴（5-1），与平动盘（8）所设的中心盲孔（8-1）互呈轴孔动配合；

所述叶片（6）与平动盘（8）上沿其中心线布置的叶片槽（8-2）互成滑动配合，叶片（6）的宽度等于平动盘（8）的轴向长度，其高度等于缸体（2）的内径；叶片（6）将缸体（2）分成左、右两个密封工作腔，且两个密封工作腔各设有具有单向阀的缸体进气口（9）和缸体出气口（10）；

所述缸体（2）的型线由圆和两段与圆相切且平行对称布置的直线段（2-1）组成，直线段（2-1）的长度，等于主轴（5）的偏心轴（5-1）的偏心距的2倍加上叶片（6）的厚度；

所述平动机构（7）设在平动盘（8）与后端盖（4）之间；其特征在于：

还包括变排量机构（11）；所述变排量机构（11）包括台阶状变量塞（11-1），与前端盖（3）连接的支架（11-2），套装在所述变量塞（11-1）轴柄上的弹簧（11-3）和与支架（11-2）连接的电磁铁（11-4）；所述台阶状变量塞（11-1）与前端盖（3）的相对于叶片（6）部位所设的相应台阶孔（3-1）互呈滑动密封配合，所述台阶孔（3-1）沟通缸体（2）左、右两个密封工作腔；当变量塞（11-1）在电磁铁（11-4）作用下外移时，所述台阶孔（3-1）构成变量通道（BT）。

2. 根据权利要求1所述的可变排量平动贯穿叶片式压缩机，其特征在于，所述变量塞（11-1）设有轴向盲孔（11-1-1），径向盲孔（11-1-2）和轴向直孔（11-1-3），且所述轴向盲孔（11-1-1）与径向盲孔（11-1-2）相贯通；当变量塞（11-1）在电磁铁（11-4）作用下外移时，由所述轴向盲孔（11-1-1），径向盲孔（11-1-2）和轴向直径（11-1-3）构成泄漏通道（XT）。

3. 根据权利要求1所述的可变排量平动贯穿叶片式压缩机，其特征在于，所述变排量机构（11）是1个或者是2个，当变排量机构（11）是2个时，则2个变排量机构（11）相互对称布置。

4. 根据权利要求1所述的可变排量平动贯穿叶片式压缩机，其特征在于，所述平动机构（7），是由与平动盘（8）固定连接的小直径销柱（7-1），与后端盖（4）所设的大直径圆形盲孔（7-2）呈轴孔间隙配合结构的销柱—孔平动机构。

5. 根据权利要求1所述的可变排量平动贯穿叶片式压缩机，其特征在于，所述叶片（6）由2个呈T字型结构的叶片组成；所述2个呈T字型结构的叶片（6）组合起来的总高度等于缸体（2）的内径，而其片肩（6-1）的高度大于主轴（5）的偏心轴（5-1）偏心距的2倍；所述2个叶片（6）设在平动盘（8）沿其直径线布置的工字型结构的叶片槽（8-2）内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构。

6. 根据权利要求1所述的平动贯穿叶片式可变排量压缩机，其特征在于，所述叶片（6）呈凹字型结构，所述呈凹字型结构的叶片（6）的片肩（6-1）的高度大于主轴（5）的偏心轴（5-1）偏心距的2倍；所述叶片（6）嵌装在平动盘（8）沿其直径线布置的凹字型结构的叶片槽（8-2）内且互呈滑动配合，从而构成贯穿式叶片结构。

7. 根据权利要求1至6之一所述的可变排量平动贯穿叶片式压缩机，其特征在于，所述主轴（5）与前端盖（3）的轴孔动配合，所述主轴（5）的偏心轴（5-1）与平动盘（8）的中心盲孔（8-1）的轴孔动配合，所述平动机构（7）的销柱（7-1）与圆形盲孔（7-2），的轴孔间隙配合，均是通过DU轴承的轴孔配合；所述平动盘（8）的两端平面和叶片（6），均由DU板件复合组成。