CN104265632A - 气缸组件和具有其的回转式压缩机、泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸组件和具有其的回转式压缩机、泵，所述气缸组件包括：气缸、多个滑片和活塞，气缸上形成有至少三个滑片槽，每个滑片槽的两侧具有吸入孔和排出孔；每个滑片设在对应的滑片槽内；活塞设在气缸的压缩腔内，活塞包括主体部和至少三个凸起部，主体部与压缩腔同轴设置，每个凸起部从主体部的外周壁向外延伸至压缩腔的内壁，每个凸起部的外周面形成为光滑的曲面，每相邻的两个凸起部之间通过连接段相连，连接段为光滑的曲面段，且凸起部与连接段之间光滑过渡。根据本发明的气缸组件，活塞在压缩腔内不是偏心转动，当将气缸组件应用在回转式压缩机上时，回转式压缩机的曲轴与轴承不易磨耗。

Description

气缸组件和具有其的回转式压缩机、泵

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，尤其是涉及一种气缸组件和具有其的回转式压缩机、泵。

背景技术

针对回转式压缩机或泵，要形成不断的容积变化从而达到压缩目的，常规地做法是其曲轴旋转时，由于曲轴上具有偏心部，可以使得活塞在运转过程中与气缸内径构成的腔体体积随着转角变化而变化，从而达到压缩气体或液体的作用。

然而，上述结构存在以下两个缺陷：第一、由于曲轴带有偏心部，当安装完活塞后，整个旋转部件存在偏心质量，会导致旋转部件的动平衡差。为了解决此问题，一般采用在电机部的转子上使用平衡块结构，由此来实现静平衡；但当压缩机或泵在工作时由于曲轴存在挠度，转子上的平衡块结构会发生偏移，则存在较大的离心力作用，最终破坏整个旋转部件的动平衡。第二、压缩腔有活塞外径、气缸内径、滑片侧面及上下轴承端面密封而成，当压缩腔在随着转角变化而压缩工质时，活塞会受到压缩阻力矩，且进一步传递至曲轴、主轴承和副轴承，当压缩阻力矩较大、转速较高时，压缩机或泵的可靠性将会受到很大的考验，尤其是曲轴与轴承磨耗。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种气缸组件，所述气缸组件的可靠性高。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述气缸组件的回转式压缩机。

本发明的再一个目的在于提出一种具有上述气缸组件的泵。

根据本发明实施例的气缸组件，包括：气缸，所述气缸具有压缩腔，所述气缸上形成有与所述压缩腔连通的至少三个滑片槽，每个所述滑片槽的两侧分别具有吸入孔和排出孔；多个滑片，每个所述滑片可移动地设在对应的所述滑片槽内；以及活塞，所述活塞设在所述压缩腔内，所述活塞包括主体部和至少三个凸起部，所述主体部与所述压缩腔同轴设置，每个所述凸起部从所述主体部的外周壁向外延伸至所述压缩腔的内壁，所述气缸和所述活塞之间通过所述至少三个凸起部分隔成至少三个腔室，当每个所述滑片的至少部分伸入所述压缩腔内时所述滑片将对应的所述腔室分隔成吸入腔室和压缩腔室，每个所述凸起部的外周面形成为光滑的曲面，每相邻的两个所述凸起部之间通过连接段相连，所述连接段为光滑的曲面段，且所述凸起部与所述连接段之间光滑过渡。

根据本发明实施例的气缸组件，通过将活塞的主体部与压缩腔同轴设置，且在活塞的主体部的外周壁设置延伸至压缩腔的内壁的至少三个凸起部，活塞在压缩腔内不是偏心转动，当将气缸组件应用在回转式压缩机上时，无需在回转式压缩机的电机的转子上设置平衡块，就可实现静平衡。且当回转式压缩机或泵工作时，能有效保证回转式压缩机或泵的可靠性。另外，通过将活塞的外周面设置为光滑的表面，滑片的跟随性好。

可选地，每个所述凸起部的外周面形成为向外凸出的弧面，所述连接段为与其相邻的两个所述凸起部分别相切的弧面段。

进一步可选地，所述主体部形成为圆形形状，所述连接段与所述主体部相切。

进一步地，所述气缸组件进一步包括：吸入阀片，所述吸入阀片设在所述吸入孔处以单向地将压缩工质从所述气缸外部通入到所述压缩腔内。

可选地，所述吸入孔的个数和所述排出孔的个数相等。

可选地，所述活塞包括主体部和四个凸起部，所述滑片槽为四个且所述四个滑片槽沿所述气缸的周向间隔开分布。

可选地，所述气缸为对称结构。

可选地，所述活塞为对称结构。

可选地，所述气缸组件的压缩工质为气体或液体。

根据本发明第二方面实施例的回转式压缩机，包括根据本发明上述第一方面实施例的气缸组件。

根据本发明第三方面实施例的泵，包括根据本发明上述第一方面实施例的气缸组件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的气缸组件的示意图；

图2是图1中所示的活塞的示意图；

图3是根据本发明实施例的气缸组件的活塞受力示意图。

附图标记：

100：气缸组件；

1：气缸；11：滑片槽；12：吸入孔；13：排出孔；

131：吸入腔室；132：压缩腔室；

2：滑片；

3：活塞；31：主体部；32：凸起部；321：外周面；33：连接段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的气缸组件100，气缸组件100可以用于回转式压缩机或泵内。在本申请下面的描述中，以气缸组件100用于回转式压缩机内为例进行说明。其中，回转式压缩机可以为单缸压缩机，也可以为多缸压缩机。

如图1所示，根据本发明实施例的气缸组件100，包括气缸1、多个滑片2以及活塞3。

参照图1，气缸1大体为圆环状，气缸1具有压缩腔，气缸1上形成有与压缩腔连通的至少三个滑片槽11，至少三个滑片槽11在气缸1的周向上间隔开分布，每个滑片槽11沿气缸1的径向延伸，每个滑片2可移动地设在对应的滑片槽11内。

其中，每个滑片槽11的两侧分别具有吸入孔12和排出孔13，吸入孔12和排出孔13均形成在气缸1上，且吸入孔12和排出孔13均邻近对应的滑片槽11布置，吸入孔12用于将外部的压缩工质例如气体或液体等通过吸入孔12通入到压缩腔内，排出孔13用于将压缩后的冷媒排出。

活塞3设在压缩腔内，且活塞3在压缩腔内可转动。具体而言，活塞3包括主体部31和至少三个凸起部32，主体部31与压缩腔同轴设置，换言之，主体部31的中心轴线与压缩腔的中心轴线重合。

每个凸起部32从主体部31的外周壁向外延伸至压缩腔的内壁，气缸1和活塞3之间通过至少三个凸起部32分隔成至少三个腔室。其中，每个凸起部32的外周与压缩腔的内壁接触，也就是说，在气缸1的横截面上、每个凸起部32与压缩腔的内壁分别具有一个接触点，以将压缩腔分隔成至少三个独立的腔室。

如图1所示，在活塞3转动的过程中，每个凸起部32与压缩腔的内壁始终保持接触，从而气缸1和活塞3之间的空间被分隔成至少三个独立的腔室，且多个滑片2的内端(即头部)均与活塞3的外周壁相止抵。这里，需要说明的是，方向“内”指的是朝向压缩腔中心的方向，其相反的方向被定义为“外”，即远离压缩腔中心的方向。

当每个滑片2的至少部分伸入压缩腔内时，即滑片2未完全收纳在滑片槽11内时，滑片2将对应的腔室分隔成吸入腔室131和压缩腔室132，此时吸入腔室131与吸入孔12连通，压缩腔室132与排出孔13连通，这样外部的压缩工质可以通过吸入孔12进入到吸入腔室131内，且随着活塞3的旋转，压缩腔室132内的压缩工质被压缩，当压力到达一定值时，排出孔13打开，压缩后的压缩工质排出至压缩腔外。

当将气缸组件100运用在回转式压缩机内时，活塞3可以由曲轴(图未示出)带动转动，此时由于活塞3和曲轴不存在偏心，从而不需要像传统的回转式压缩机那样，在电机的转子上设置平衡块，这样使得回转式压缩机的整个旋转系统的静平衡效果较好。并且，在回转式压缩机工作时，即使电机存在部分挠度变形现象，也不会因为上述平衡块的使用而导致进一步恶化变形的情况发生。

其中，曲轴可以与活塞3固定连接，或者曲轴也可以与活塞3可拆卸地连接，例如，曲轴与活塞3键连接，此时活塞3的角速度与曲轴的转速大致相同。

为了保证吸入腔室131和压缩腔室132之间的分隔效果，滑片2必须始终较好地与活塞3的外周贴合，即跟随性要好，可以将每个凸起部32的外周面321形成为光滑的曲面，每相邻的两个凸起部32之间通过连接段33相连，连接段33为光滑的曲面段，且凸起部32与连接段33之间光滑过渡。由此，由于滑片2在回转式压缩机工作时存在加速度变化和速度方向切换现象，通过将活塞3的外周面设置为光滑的表面，各个凸起部32之间可以很好的过渡，解决了滑片2跟随性差的问题，保证了回转式压缩机的可靠性和性能。其中，连接段33为向内凹入的曲面段，此时连接段33始终不与气缸1接触。

根据本发明实施例的气缸组件100，通过将活塞3的主体部31与压缩腔同轴设置，且在活塞3的主体部31的外周壁设置延伸至压缩腔的内壁的至少三个凸起部32，活塞3在压缩腔内不是偏心转动，当将气缸组件100应用在回转式压缩机上时，无需在回转式压缩机的电机的转子上设置平衡块，就可实现静平衡。且当回转式压缩机或泵工作时，能有效保证回转式压缩机或泵的可靠性。另外，通过将活塞3的外周面设置为光滑的表面，滑片2的跟随性好。

根据本发明的一个优选实施例，每个凸起部32的外周面321形成为向外凸出的弧面，连接段33为与其相邻的两个凸起部32分别相切的弧面段。如图1和图2所示，活塞3的外周面的各个弧面之间为光滑相切过渡。当回转式压缩机或泵工作时，由于滑片2的内端抵触于活塞3的外周面上，活塞3随电机同转速旋转，由于活塞3的外周面为光滑相切的弧面，滑片2可以很好地与活塞3的外周面始终保持接触，从而进一步保证了吸入腔室131与对应的压缩腔室132之间的分隔效果。

参照图2，主体部31形成为圆形形状，连接段33与主体部31相切。由此，加工方便，且滑片2具有更好的跟随性。这里，需要说明的是，图2中示出的主体部31的轮廓线仅仅是为了方便理解而示出，而不能理解为对本申请中的活塞3的加工方式以及加工尺寸等的限制。

根据本发明的进一步实施例，为了保证每个腔室的容积效率，气缸组件100还包括：吸入阀片，吸入阀片设在吸入孔12处以单向地将压缩工质从气缸1外部通入到压缩腔内。也就是说，外部的压缩工质例如气体或液体等只能通过吸入孔12进入到压缩腔内，而不能从压缩腔内通过吸入孔12排出。

当活塞3转过吸入压缩工质时，吸入阀片则打开；当完成吸入状态时，吸入阀片则关闭。由此，可以减小压缩工质的回流量，从而极大地提高了单个腔室的容积效率。

吸入孔12的个数和排出孔13的个数相等。例如，每个滑片槽11的两侧分别设有一个吸入孔12和一个排出孔13，此时吸入孔12和排出孔13一一配合工作。气缸1上设置的吸入孔12和排出孔13的数量可以为偶数，也可以为奇数。

根据本发明的一个具体实施例，活塞3包括主体部31和四个凸起部32，滑片槽11为四个，且四个滑片槽11沿气缸1的周向间隔开分布。优选地，四个凸起部32沿主体部31的周向均匀分布，同样地，四个滑片槽11沿气缸1的周向均匀分布，此时气缸1和活塞3均为对称结构，也就是说，活塞3外周的最大横向尺寸为L，如图2所示，各接触点相对最远点之间的距离相等。

参照图1并结合图2，气缸1上设置有四个吸入孔12，相对应地也设置了四个排出孔13，活塞3的外周面由多个光滑相切的弧面构成，其中活塞3与压缩腔的内壁具有四个接触点，四个接触点分别与压缩腔的内壁抵触，用于分隔相邻的吸入腔室131和压缩腔室132。同时气缸1上有四个用于容纳滑片2的滑片槽11，滑片2的内端抵触于活塞3的外周面上。从图1中可看出，整个气缸组件100构成了四个吸入腔室131和四个压缩腔室132，当回转式压缩机运行时，四个吸入腔室131同时吸入压缩工质，四个压缩腔室132也同时对压缩工质进行压缩，当压力达到要求数值时，压缩工质从排出孔13排出。可以理解，凸起部32的个数可以根据实际要求具体设计，本发明对此不作特殊限定。

回转式压缩机或泵由于采用了对称活塞3结构，并且存在多个压缩腔室132一同工作，各腔室均会产生压缩阻力矩，但压缩阻力矩在同一转角下大小相等，总阻力矩等于各压缩腔数值之和。由于阻力矩对活塞3的总体合力理论上为零，并在一个平面内，例如，图3中的低压侧阻力Fps之和、高压侧阻力Fpd之和分别为零，这样曲轴和回转式压缩机的轴承(包括主轴承和副轴承)的支撑力将会大大降低，从而实现高可靠性、低功耗。

根据本发明第二方面实施例的回转式压缩机(图未示出)，包括根据本发明上述第一方面实施例的气缸组件100。其中，气缸组件100的压缩工质可以为气体。

根据本发明第三方面实施例的泵(图未示出)，包括根据本发明上述第一方面实施例的气缸组件100。其中，气缸组件100的压缩工质可以为液体。

根据本发明实施例的回转式压缩机或泵的其他构成以及操作对于本领域技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种气缸组件，其特征在于，包括：

气缸，所述气缸具有压缩腔，所述气缸上形成有与所述压缩腔连通的至少三个滑片槽，每个所述滑片槽的两侧分别具有吸入孔和排出孔；

多个滑片，每个所述滑片可移动地设在对应的所述滑片槽内；以及

活塞，所述活塞设在所述压缩腔内，所述活塞包括主体部和至少三个凸起部，所述主体部与所述压缩腔同轴设置，每个所述凸起部从所述主体部的外周壁向外延伸至所述压缩腔的内壁，所述气缸和所述活塞之间通过所述至少三个凸起部分隔成至少三个腔室，当每个所述滑片的至少部分伸入所述压缩腔内时所述滑片将对应的所述腔室分隔成吸入腔室和压缩腔室，每个所述凸起部的外周面形成为光滑的曲面，每相邻的两个所述凸起部之间通过连接段相连，所述连接段为光滑的曲面段，且所述凸起部与所述连接段之间光滑过渡。

2.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，每个所述凸起部的外周面形成为向外凸出的弧面，所述连接段为与其相邻的两个所述凸起部分别相切的弧面段。

3.根据权利要求2所述的气缸组件，其特征在于，所述主体部形成为圆形形状，所述连接段与所述主体部相切。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的气缸组件，其特征在于，进一步包括：

吸入阀片，所述吸入阀片设在所述吸入孔处以单向地将压缩工质从所述气缸外部通入到所述压缩腔内。

5.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述吸入孔的个数和所述排出孔的个数相等。

6.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述活塞包括主体部和四个凸起部，所述滑片槽为四个且所述四个滑片槽沿所述气缸的周向间隔开分布。

7.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述气缸为对称结构。

8.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述活塞为对称结构。

9.根据权利要求1所述的气缸组件，其特征在于，所述气缸组件的压缩工质为气体或液体。

10.一种回转式压缩机，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的气缸组件。

11.一种泵，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的气缸组件。