CN104989647B - 气缸及具有其的旋转式压缩机的压缩组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸及具有其的旋转式压缩机的压缩组件。气缸包括：外缸体和内缸体，内缸体设在外缸体的内侧，内缸体的一部分与外缸体之间设有连接缸体，外缸体、内缸体和连接缸体之间限定出储液腔，外缸体和内缸体之间连接有加强筋，其中，气缸的高度为H，加强筋的轴向最大尺寸为h，0.15*H≤h＜H。根据本发明实施例的气缸，可提高气缸的整体刚性，避免气缸因气体压差大产生较大形变，从而保证气缸与相连部件之间的密封性，进而保证压缩机的密封性、可靠性良好。同时可以有效降低吸气压力损失，改善吸气流路通道，提高压缩机能效。气缸结构简单合理、利于减小压缩机整机体积。加强筋高度的限制可保证外缸体和内缸体之间更好地结合。

Description

气缸及具有其的旋转式压缩机的压缩组件

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其是涉及一种气缸及具有其的旋转式压缩机的压缩组件。

背景技术

中国专利文献CN102997521A公开了一种旋转式压缩机的储液结构，该储液结构包含设置在壳体内的电机和压缩机构部，电机与压缩机构部中的曲轴相连，该压缩机构部包括气缸、收纳在气缸内的活塞、通过偏心轴驱动活塞作偏心转动的曲轴以及支撑曲轴的主轴承和副轴承，主轴承和副轴承设置在气缸上。该储液结构的发明点是在气缸内设置有储液器腔，储液器腔由气缸、主轴承、副轴承等部件构成，但该结构还有一些问题有待改进，例如储液器腔的刚度与容积最佳化问题、储液器腔密封性能问题等。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的问题。为此，本发明旨在提供一种气缸，该气缸内设置了储液腔，且气缸刚度、封闭性可有所提升。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述气缸的旋转式压缩机的压缩组件。

根据本发明实施例的气缸，所述气缸用于压缩机的压缩组件，所述气缸包括：外缸体；内缸体，所述内缸体设在所述外缸体的内侧，所述内缸体沿周向的一部分与所述外缸体之间设有连接缸体，所述内缸体具有轴向贯通的中心孔以构成所述压缩腔，所述连接缸体上形成有径向连通所述压缩腔的滑片槽，所述外缸体、所述内缸体和所述连接缸体之间限定出储液腔，所述外缸体和所述内缸体之间连接有加强筋，其中，所述气缸的高度为H，所述加强筋的轴向最大尺寸为h，所述H、h满足：0.15*H≤h＜H。

根据本发明实施例的气缸，通过在储液腔内设置加强筋，可提高气缸的整体刚性，避免气缸因气体压差大产生较大形变，从而保证气缸与相连部件之间的密封性，进而保证压缩机的密封性良好，可靠性好。同时，加强筋的设置，可以有效降低吸气压力损失，改善吸气流路通道，从而提高压缩机能效。且由于加强筋加强了气缸的刚度，因此储液腔的体积在设计时可加大，提高了气液分离能力，这种气缸结构简单合理、利于减小压缩机整机体积。加强筋高度的设置，可保证加强筋的作用，使得气缸的外缸体和内缸体之间能够更好地结合为一体，同时避免因受力过大变形导致运动部件运行不畅、密封部位失效等问题。

有利地，所述外缸体的厚度为n，所述n≥2mm。由此，可加强储液腔的密封性。

在一些实施例中，所述气缸上设有分别连通所述滑片槽和所述气缸外部的退油槽。由此，当滑片槽内润滑油过多时，过多的润滑油可以从退油槽处流出，从而防止压缩机产生更多功耗，保证压缩机性能不至于恶化。

具体地，所述滑片槽的远离所述气缸中心的一端设有用于安装弹簧的弹簧孔，所述弹簧孔的直径为D；所述退油槽从所述气缸的外壁面向内凹入形成且连通所述弹簧孔，所述退油槽的连接所述弹簧孔的部分的宽度为A，所述A≤0.7*D。由此，可避免弹簧与弹簧孔的内壁面配合处太小导致弹簧容易飞出。

进一步地，所述气缸的外周壁上设有向外延伸的第一凸起部，所述第一凸起部对应所述滑片槽设置，且所述退油槽设在所述第一凸起部的外壁面上。由此，退油槽容易加工。

在一些实施例中，所述气缸的外周壁上还设有上下贯通且连通所述滑片槽的气缸集油通道。由此，气缸的上方和下方的润滑油可通过气缸集油通道流入滑片槽，保证滑片槽内的活动部件的润滑效果，从而保证压缩机具有良好的性能和较高的可靠性。

具体地，所述加强筋为多个，多个所述加强筋绕所述压缩腔均匀间隔分布。由此，可进一步提高气缸的刚度，保证储液腔的密封性。

有利地，所述气缸的外周壁上对应所述加强筋向外延伸以形成第二凸起部。由此，当第二凸起部为气缸的安装着力点时，加强筋支撑在气缸的对应第二凸起部处，可进一步提高气缸的刚度，保证压缩机的密封性。

根据本发明实施例的旋转式压缩机的压缩组件，包括：根据本发明上述实施例的气缸；主轴承，所述主轴承设在所述气缸的上端面上；副轴承，所述副轴承设在所述气缸的下端面上。

具体地，所述气缸的外周壁上还设有上下贯通且连通所述滑片槽的气缸集油通道，所述主轴承上设有向上贯通且连通所述气缸集油通道的上集油通道，所述副轴承上设有向下贯通且连通所述气缸集油通道的下集油通道。从而保证滑片的润滑和密封。

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是根据本发明一个实施例的气缸的主视结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的气缸的侧视结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的气缸的主视结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的气缸的立体结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的压缩组件的结构示意图。

附图标记：

10：压缩组件；

1：气缸；P：压缩腔；11：外缸体；12：内缸体；120：中心孔；13：连接缸体；14：弹簧孔；15：滑片槽；Q：储液腔；16：加强筋；17：退油槽；18：第一凸起部；19：第二凸起部；191：凹槽；

2：主轴承；3：副轴承；4：曲轴；

L：集油通道；L1：气缸集油通道；L2：上集油通道；L3：下集油通道。

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，旨在用于解释本发明，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”、“高度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“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，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的气缸1，该气缸1用于压缩机的压缩组件。其中，压缩组件包括曲轴4、活塞、滑片和弹簧(图未示出)，曲轴4与压缩机的电机相连以由电机带动曲轴4转动。活塞可转动地设在气缸1的压缩腔P内，且活塞外套在曲轴4上。滑片可移动地设在气缸1的滑片槽15内且滑片的一端伸入压缩腔P内，弹簧用于驱动滑片止抵在活塞的外周面上。其中，关于曲轴4、活塞、滑片和弹簧的结构以及在压缩机工作时的运动状态等已为现有技术，并为所属领域的技术人员所熟知，因此这里不再详细说明。

根据本发明实施例的气缸1，如图1所示，气缸1包括：外缸体11和内缸体12，内缸体12设在外缸体11的内侧，内缸体12沿周向的一部分与外缸体11之间设有连接缸体13，内缸体12具有轴向贯通的中心孔120以构成压缩腔P，连接缸体13上形成有径向连通压缩腔P的滑片槽15，外缸体11、内缸体12和连接缸体13之间限定出储液腔Q。

也就是说，储液腔Q在上下方向上贯通气缸1。可选地，外缸体11的轴向截面可为圆形，即外缸体11形成为圆形缸体，内缸体12的轴向截面也可为圆形，即内缸体12也形成为圆形缸体。储液腔Q形成为绕内缸体12周向设置的C形腔室。

具体地，气缸1在压缩腔P的内周壁上设有压缩腔吸入口，储液腔Q具有储液腔吸入口，储液腔Q通过压缩腔吸入口与压缩腔P连通。可选地，压缩腔吸入口沿气缸1的径向贯通内缸体12的侧壁，储液腔吸入口沿气缸1的径向贯通外缸体11的侧壁。

具体地，储液腔吸入口通过吸入管与压缩机外部的循环系统冷媒管路连接。压缩机通过吸入管吸入的气液混合物流入储液腔Q内，吸入的气液混合物中气态冷媒通过压缩腔吸入口流入压缩腔P以压缩成高压冷媒。而受重力作用影响，吸入的气液混合物中液态冷媒及润滑油降落汇聚到储液腔Q内。当然，液态冷媒在储液腔Q内吸收了气缸1的热量蒸发为气态后，仍会通过压缩腔吸入口流入压缩腔P以进行压缩，同时液态冷媒的蒸发也会防止气缸1温度过高。

其中，储液腔Q具有一定的容积，能够容纳一定量的液态冷媒，从而有效防止液压缩，同时能起到吸气缓冲的作用，减小压缩机吸气时吸气脉动产生的噪音，而且储液腔Q还可作为传统压缩机中的储液器，即根据本发明实施例的压缩机可以不设置传统压缩机外置的储液器，而由储液腔Q代替储液器并维持旋转式压缩机的正常工作。

优选地，压缩腔吸入口和储液腔吸入口在周向上位于连接缸体13的两侧。由此，可延长气液混合物在储液腔Q内流通路径，提高气液分离效果。

参照图1，外缸体11和内缸体12之间连接有加强筋16，这样，可有效增加气缸1的外缸体11和内缸体12之间的连接，提高整个气缸1的刚性，保证压缩机在运行时气缸1不会由于气体压差大发生较大的变形。

另外，考虑到气缸1的外缸体11和内缸体12之间的空腔为储液腔Q，而储液腔Q的作用为储存压缩机吸入的低压气体或者少量液体，然后低压气体会从储液腔Q流入到气缸1内缸体12内部进行压缩。由此，把加强筋16设置有储液腔Q内，可以有效降低吸气压力的损失，同时改善吸气流路通道，从而保证压缩机的性能。

为了保证加强筋16的作用，使得气缸1的外缸体11和内缸体12之间能够更好地结合为一体，同时避免因受力过大变形导致运动部件运行不畅、密封部位失效等问题，在加强筋16设置时需要控制加强筋16的最大高度，即加强筋16的轴向最大尺寸为h。在本发明实施例中，如图2所示，气缸1的高度设为H，H、h满足：h≥0.15*H，通过将加强筋16的轴向高度h设计成大于等于0.15倍的气缸高度H，加强筋16的强度可以得到很好地保证。

当然，由于加强筋16位于储液腔Q内，因此加强筋16的轴向高度h小于气缸1的轴向高度H，即H、h满足：0.15*H≤h＜H。

根据本发明实施例的气缸1，通过在储液腔Q内设置加强筋16，可提高气缸1的整体刚性，避免气缸1因气体压差大产生较大形变，从而保证气缸1与相连部件(如主轴承、副轴承等)之间的密封性，进而保证压缩机的密封性良好，可靠性好。同时，加强筋16的设置，可以有效降低吸气压力损失，改善吸气流路通道，从而提高压缩机能效。且由于加强筋16加强了气缸1的刚度，因此储液腔Q的体积在设计时可加大，提高了气液分离能力，这种气缸结构简单合理、利于减小压缩机整机体积。加强筋16高度的设置，可保证加强筋16的作用，使得气缸1的外缸体11和内缸体12之间能够更好地结合为一体，同时避免因受力过大变形导致运动部件运行不畅、密封部位失效等问题。

有利地，如图3所示，外缸体11的厚度为n，n≥2mm。也就是说，储液腔Q的外壁面与气缸1的外壁面之间最小距离为2mm。

这里需要说明的是，压缩机整个壳体内部为高背压结构，而气缸1的外缸体11和内缸体12之间的储液腔Q是低背压环境，因此在结构设计时要保证不让壳体内部的高背压气体泄漏进入到低背压环境中，因此气缸体11的厚度不能过薄，最小厚度应不小于2mm。另外，外缸体11一侧均有密封部位，以保证储液腔Q的密封性。

在一些实施例中，如图4所示，气缸1上设有分别连通滑片槽15和气缸1外部的退油槽17。

需要说明的是，本领域普通技术人员所熟知的，滑片槽15内的滑片的侧面是需要润滑与密封的，如果滑片侧面缺少润滑油，则在压缩机运行过程中很难保证滑片良好地与滑片槽15的内周壁接触，容易导致滑片磨损。同时会造成滑片侧面难以密封，高低压气体相互泄漏甚至连通，大大影响压缩机的性能与可靠性。因此在工作时需要有润滑油流入滑片槽15，例如压缩腔P内的润滑油可直接流入滑片槽15内。

但是当滑片槽15内润滑油过多，也会影响滑片的工作。因此设置连通滑片槽15和气缸1外部的退油槽17，可在滑片槽15内(例如,在滑片槽15远离气缸1中心的一端处)存有较多的润滑油时，当滑片往远离气缸1中心方向运动时，滑片会挤压润滑油，过多的润滑油可以从退油槽17处流出，从而防止压缩机产生更多功耗，保证压缩机性能不至于恶化。

具体地，如图4和图2所示，滑片槽15的远离气缸1中心的一端设有用于安装弹簧的弹簧孔14，弹簧孔14的直径为D。退油槽17从气缸1的外壁面向内凹入形成且连通弹簧孔14，退油槽17的连接弹簧孔14的部分的宽度为A，A≤0.7*D。这里退油槽17的宽度指的是，退油槽17在垂直于其延伸方向的尺寸，如图2的示例中，退油槽17沿气缸1的周向延伸，退油槽17的宽度指的是退油槽17在轴向上的尺寸。

这里，由于退油槽17的连接弹簧孔14，因此在作退油槽17的设计时，需要考虑到弹簧与弹簧孔14的内壁面之间的配合要求。具体而言，如果退油槽17的宽度过大，则弹簧与弹簧孔14的内壁面配合处太小，弹簧容易飞出。因此，为保证弹簧与弹簧孔14的内壁面之间的配合力不至于过小，退油槽17的连接弹簧孔14的部分的宽度A应小于弹簧孔14直径D的0.7倍。

进一步地，如图4所示，气缸1的外周壁上设有向外延伸的第一凸起部18，第一凸起部18对应滑片槽15设置，且退油槽17设在第一凸起部18的外壁面上，由此，退油槽17容易加工。在图4的示例中，退油槽17在气缸1的周向上贯通第一凸起部18。

具体地，如图1所示，加强筋16为多个，多个加强筋16绕压缩腔P均匀间隔分布。由此，可进一步提高气缸1的刚度，保证储液腔Q的密封性。

在一些示例中，如图3所示，气缸1的部分外周壁向外延伸以形成第二凸起部19。压缩机在装配时，气缸1可通过第二凸起部19固定在压缩机壳体上，相邻两个第二凸起部19之间形成的凹槽191可方便气缸1的上方及下方的流通。

有利地，如图1所示，气缸1的外周壁上对应加强筋16向外延伸以形成第二凸起部19。这样，当第二凸起部19为气缸1的安装着力点，即气缸1通过第二凸起部19固定时，加强筋16支撑在气缸1的对应第二凸起部19处，可进一步提高气缸1的刚度，保证压缩机的密封性。

在一些实施例中，如图5所示，气缸1的外周壁上还设有上下贯通且连通滑片槽15的气缸集油通道L1。由此，气缸1的上方和下方的润滑油可通过气缸集油通道L1流入滑片槽15，保证滑片槽15内的活动部件的润滑效果，从而保证压缩机具有良好的性能和较高的可靠性。

具体地，如图5所示，气缸集油通道L1连通退油槽17。

下面参考图5和图1描述根据本发明实施例的转式压缩机的压缩组件10。

根据本发明实施例的旋转式压缩机的压缩组件10，包括：根据本发明上述实施例的气缸1、主轴承2和副轴承3，主轴承2设在气缸1的上端面上，副轴承3设在气缸1的下端面上。压缩组件10还包括曲轴4，曲轴4与气缸1内的活塞配合，曲轴4的两端分别伸出气缸1且与主轴承2和副轴承3配合。

其中，如图1所示，气缸1包括：外缸体11和内缸体12，内缸体12设在外缸体11的内侧，内缸体12沿周向的一部分与外缸体11之间设有连接缸体13，内缸体12具有轴向贯通的中心孔120以构成压缩腔P，连接缸体13上形成有径向连通压缩腔P的滑片槽15，外缸体11、内缸体12和连接缸体13之间限定出储液腔Q。主轴承2和副轴承3分别设在气缸1的两端以封闭压缩腔P和储液腔Q，即压缩腔P由气缸1、主轴承2和副轴承3包络而成，储液腔Q也由气缸1、主轴承2和副轴承3包络而成。

根据本发明实施例的旋转式压缩机的压缩组件10，该压缩组件10的气缸1的内外缸体之间连接有加强筋16，可提高气缸1的整体刚性，避免气缸1变形，从而保证气缸1与主轴承2、副轴承3之间的密封性，进而保证压缩机的密封性良好，可靠性好。同时，加强筋16的设置，可以有效降低吸气压力损失，改善吸气流路通道，从而提高压缩机能效。且由于加强筋16加强了气缸1的刚度，因此储液腔Q的体积在设计时可加大，提高了气液分离能力，这种压缩组件10具有结构简单合理、整机体积小的特点。

具体地，如图5所示，气缸1的外周壁上设有上下贯通且连通滑片槽15的气缸集油通道L1，主轴承2上设有向上贯通且连通气缸集油通道L1的上集油通道L2，副轴承3上设有向下贯通且连通气缸集油通道L1的下集油通道L3。气缸集油通道L1、上集油通道L2、下集油通道L3构成上下贯通且连通滑片槽15的集油通道L。

需要说明的是，压缩机在运行时，压缩组件10排出的高压气态冷媒中，会有润滑油混合其中。混合流体容易在压缩机的上部进行分离，例如混合流体通过撞击电机的表面、通过转子的离心作用或者通过气流间的相互碰撞等，都能把高压气体中的油分离出来，形成油滴。通常情况下，形成的油滴可以收集并滴落在主轴承2的表面上。由于本发明实施例中设置了集油通道L，因此油滴很容易流入到该集油通道L，然后通过该集油通道L抵达滑片运动部位，从而保证滑片的润滑和密封。

另外，集油通道L向下可直接连通压缩机下方的下部油池。当压缩机内部油面较高时，油池油面就能通过集油通道L抵达滑片周边，保证滑片的润滑。

优选地，气缸集油通道L1连通退油槽17，从而集油通道L连通退油槽17。具体地，集油通道L的上端为扩口结构。

根据本发明实施例的旋转式压缩机的压缩组件10，密封性良好，可靠性好，能效高，且结构简单合理、整机体积小。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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 (9)

1.一种气缸，所述气缸用于压缩机的压缩组件，其特征在于，所述气缸包括：

外缸体；

内缸体，所述内缸体设在所述外缸体的内侧，所述内缸体沿周向的一部分与所述外缸体之间设有连接缸体，所述内缸体具有轴向贯通的中心孔以构成所述压缩腔，所述连接缸体上形成有径向连通所述压缩腔的滑片槽，所述外缸体、所述内缸体和所述连接缸体之间限定出储液腔，所述外缸体和所述内缸体之间连接有加强筋，其中，所述气缸的高度为H，所述加强筋的轴向最大尺寸为h，所述H、h满足：0.15*H≤h＜H；

其中，所述气缸上设有分别连通所述滑片槽和所述气缸外部的退油槽。

2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述外缸体的厚度为n，所述n≥2mm。

3.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述滑片槽的远离所述气缸中心的一端设有用于安装弹簧的弹簧孔，所述弹簧孔的直径为D；

所述退油槽从所述气缸的外壁面向内凹入形成且连通所述弹簧孔，所述退油槽的连接所述弹簧孔的部分的宽度为A，所述A≤0.7*D。

4.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述气缸的外周壁上设有向外延伸的第一凸起部，所述第一凸起部对应所述滑片槽设置，且所述退油槽设在所述第一凸起部的外壁面上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的气缸，其特征在于，所述气缸的外周壁上还设有上下贯通且连通所述滑片槽的气缸集油通道。

6.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述加强筋为多个，多个所述加强筋绕所述压缩腔均匀间隔分布。

7.根据权利要求1或者6所述的气缸，其特征在于，所述气缸的外周壁上对应所述加强筋向外延伸以形成第二凸起部。

8.一种旋转式压缩机的压缩组件，其特征在于，包括：

根据权利要求1-7中任一项所述的气缸；

主轴承，所述主轴承设在所述气缸的上端面上；

副轴承，所述副轴承设在所述气缸的下端面上。

9.根据权利要求8所述的旋转式压缩机的压缩组件，其特征在于，所述气缸为根据权利要求5所述的气缸，所述主轴承上设有向上贯通且连通所述气缸集油通道的上集油通道，所述副轴承上设有向下贯通且连通所述气缸集油通道的下集油通道。