CN106050653B - 泵体组件及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵体组件及具有其的压缩机。其中，泵体组件包括气缸组件，气缸组件包括气缸及活塞，气缸具有容纳腔，活塞设置于容纳腔内，活塞具有转轴安装孔，活塞的外周面与容纳腔的腔壁之间形成第一压缩腔；转轴，活塞通过转轴安装孔套设于转轴上，转轴的外周面与转轴安装孔的孔壁之间形成第二压缩腔。在泵体组件内设置第一压缩腔和第二压缩腔，有效地增加了该泵体组件的排气量，从增加了具有该泵体组件的压缩机的能效。

Description

泵体组件及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机设备技术领域，具体而言，涉及一种泵体组件及具有其的压缩机。

背景技术

现有技术中全轴承转缸活塞压缩机方案为单缸压缩机，压缩机的排量由于受到结构方面的限制，使得现有技术中的压缩机的排量偏低。而且，在压缩机中，由于偏心力的存在，使得现有技术中的单缸全轴承转缸活塞压缩机的受力存在不平衡性，增大了压缩机的振动噪声。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泵体组件及具有其的压缩机，以解决现有技术中压缩机排量小的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种泵体组件，包括：气缸组件，气缸组件包括气缸及活塞，气缸具有容纳腔，活塞设置于容纳腔内，活塞具有转轴安装孔，活塞的外周面与容纳腔的腔壁之间形成第一压缩腔；转轴，活塞通过转轴安装孔套设于转轴上，转轴的外周面与转轴安装孔的孔壁之间形成第二压缩腔。

进一步地，转轴安装孔的孔壁包括至少一个第一直面，转轴上设置有与第一直面相配合的第二直面。

进一步地，转轴安装孔的孔壁包括两个第一直面，两个第一直面沿活塞的轴线方向相互平行地设置。

进一步地，转轴安装孔的内壁还包括两个第一过渡面，两个第一过渡面分别连接在两个第一直面之间，两个第一过渡面中的至少一个呈弧形面。

进一步地，转轴安装孔的横截面呈矩形。

进一步地，气缸组件还包括：气缸套，套设于气缸上；滚针支架，套设于气缸上并位于气缸与气缸套之间。

进一步地，活塞的外周面上包括至少一个第三直面，容纳腔的内壁设置有与第三直面相配合的第四直面。

进一步地，转轴安装孔的孔壁包括至少一个第一直面，转轴上设置有与第一直面相配合的第二直面，第四直面与第一直面垂直。

进一步地，活塞的外周面上包括两个第三直面，两个第三直面沿活塞的轴线方向相互平行地设置。

进一步地，气缸套上设置有与第二压缩腔相连通的吸气通道和/或排气通道。

进一步地，气缸套的内腔的轴线与转轴的轴线不共线。

进一步地，容纳腔的腔壁上具有两个第四直面，两个第四直面沿气缸的轴线方向相互平行地设置。

进一步地，容纳腔还包括两个第二过渡面，两个第二过渡面分别连接在两个第四直面之间，两个第二过渡面中的至少一个呈弧形面。

进一步地，泵体组件还包括：第一法兰，设置于气缸组件的上端面，第一法兰上开设有连通外界和第一压缩腔的第一进气通道；第二法兰，设置于气缸组件的下端面，第二法兰上开设有连通外界和第二压缩腔的第二进气通道。

进一步地，第一法兰上还开设有与第一压缩腔相连通的第一排气通道，第二法兰上还开设有与第二压缩腔相连通的第二排气通道。

进一步地，第二法兰上设置有进油孔，进油孔与转轴的通油孔连通。

进一步地，泵体组件还包括：挡油板，设置于第二法兰的下端面上，挡油板上开设有用以进油的通孔，通孔与进油孔连通。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。

应用本发明的技术方案，泵体组件包括气缸组件和转轴。气缸组件包括气缸及活塞。气缸具有容纳腔，活塞设置于容纳腔内，活塞具有转轴安装孔，活塞的外周面与容纳腔的腔壁之间形成第一压缩腔。活塞通过转轴安装孔套设于转轴上，转轴的外周面与转轴安装孔的孔壁之间形成第二压缩腔。在泵体组件内设置第一压缩腔和第二压缩腔，有效地增加了该泵体组件的排气量，从增加了具有该泵体组件的压缩机的能效。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的压缩机的实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的泵体组件的爆炸结构示意图；

图3示出了图1中的泵体组件的结构示意图；

图4示出了图1中的泵体组件的第一视角的剖面结构示意图；

图5示出了图1中的泵体组件的第二视角的剖面结构示意图；

图6示出了图1中的泵体组件的转轴的结构示意图；

图7示出了图6中的转轴的剖面结构示意图；

图8示出了图1中的活塞的立体结构示意图；

图9示出了图8中的活塞的俯视图；

图10示出了图8中的活塞的剖面结构示意图；

图11示出了图1中的气缸的立体结构示意图；

图12示出了图1中的第一法兰的立体结构示意图；

图13示出了图12中的第一法兰的主视图；

图14示出了图12中的第一法兰的剖面结构示意图；

图15示出了图1中的汽缸套的立体结构示意图；

图16示出了图1中的第二法兰的立体结构示意图；

图17示出了图16中的第二法兰的主视图；

图18示出了图16中的第二法兰的剖面结构示意图；

图19示出了图1中的泵体组件中的第一压缩腔压缩示意图；以及

图20示出了图1中的泵体组件中的第二压缩腔压缩示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、气缸组件；11、容纳腔；12、气缸；120、第二过渡面；121、第四直面；13、气缸套；131、吸气通道；132、排气通道；14、滚针支架；20、活塞；21、转轴安装孔；211、第一直面；212、第一过渡面；213、第三直面；30、转轴；31、通油孔；32、油孔；40、第一法兰；41、第一进气通道；411、吸气口；42、第一排气通道；421、排气口；50、第二法兰；51、第二进气通道；511、吸气口；52、第二排气通道；521、排气口；53、进油孔；60、螺钉；70、阀片组件；80、挡油板；90、油板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图2至4所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种泵体组件。该泵体组件包括气缸组件10和转轴30。其中，气缸组件10包括气缸12和活塞20。气缸12具有容纳腔11，活塞20设置于容纳腔11内，活塞20具有转轴安装孔21，活塞20的外周面与容纳腔11的腔壁之间形成第一压缩腔。活塞20通过转轴安装孔21套设于转轴30上。转轴30的外周面与转轴安装孔21的孔壁之间形成第二压缩腔。

在本实施例中，在泵体组件内设置第一压缩腔和第二压缩腔，有效地增加了该泵体组件的排气量，从增加了具有该泵体组件的压缩机的能效。具体地，如图5所示，第一压缩腔指的是图5中A示出的区域部分，当活塞20朝向A区域移动时，位于A区域相对侧的活塞20的外周面与气缸12的容纳腔11腔壁会形成与A区域相对的空腔，即在活塞20外周面相对的两侧会形成两个空腔。其中一个为吸气腔，另一个为压缩腔。同样地，在转轴30的相对的两侧的外周面也会形成两个空腔，如图5中B区域所示以及与B区域相对的一个区域，其中一个空腔为吸气腔，另一个空腔为压缩腔。

如图6至图10所示，转轴安装孔21的孔壁包括至少一个第一直面211，转轴30上设置有与第一直面211相配合的第二直面。这样设置能够有效地增加转轴30与转轴安装孔21之间的密封性，同时也增强了转轴30与活塞20之间的连接强度，增加了泵体组件的可靠性。

优选地，转轴安装孔21的孔壁包括两个第一直面211，两个第一直面211沿活塞20的轴线方向相互平行地设置。这样设置能够进一步地增加转轴30与转轴安装孔21之间的密封性，同时也增强了转轴30与活塞20之间的连接强度，增加了泵体组件的可靠性。

在本实施例中，转轴安装孔21的内壁还包括两个第一过渡面212，两个第一过渡面212分别连接在两个第一直面211之间，两个第一过渡面212中的至少一个呈弧形面。这样设置能够使得转轴30外周面为曲面时，转轴30的曲面与转轴安装孔21的弧形过渡面相适配，有效地提高了泵体组件的功效。进一步地，由于转轴安装孔21内设有弧形的第一过渡面212，使得第二压缩腔的体积得到有效增加，继而增加了泵体组件的排气量。当然，转轴安装孔21的横截面也可以设置成矩形。

如图15所示，气缸组件10还包括气缸套13和滚针支架14。气缸套13套设于气缸12上。滚针支架14套设于气缸12上并位于气缸12与气缸套13之间。这样设置使得气缸12的主体外圆面与滚针支架14同轴设置且相互配合，组成滚动轴承。

在本实施例中，活塞20的外周面上包括至少一个第三直面213，容纳腔11的内壁设置有与第三直面213相配合的第四直面121。这样设置使得泵体组件在运行时能够有效地增加气缸12与活塞20之间的稳定性和可靠性。

优选地，第四直面121与第一直面211垂直。这样设置能够有效地增加泵体组件的压缩能效。

如图8所示，当活塞20的外周面上设置有两个第三直面213时，且两个第三直面213沿活塞20的轴线方向相互平行地设置。容纳腔11的腔壁上也设置有相应的两个第四直面121，两个第四直面121沿气缸12的轴线方向相互平行地设置。这样设置使得泵体组件在运行的过程中能够增加气缸12与活塞20的稳定性和可靠性。当然，容纳腔11也可以设置成具有两个第二过渡面120，两个第二过渡面120分别连接在两个第四直面121之间，两个第二过渡面120中的至少一个呈弧形面。这样设置使得活塞20的外周为弧面的部分能够与呈弧形面的第二过渡面120相配合，有效地提高了泵体组件的功效。进一步地，由于容纳腔11内设有弧形的第二过渡面120，使得第一压缩腔的体积得到有效增加，继而增加了泵体组件的排气量。

如图2、图11至图16所示，泵体组件还包括第一法兰40和第二法兰50。第一法兰40设置于气缸组件10的上端面，第一法兰40上开设有连通外界和第一压缩腔的第一进气通道41和第一排气通道42。

如图17至图18所示，第二法兰50设置于气缸组件10的下端面，第二法兰50上开设有连通外界和第二压缩腔的第二进气通道51和第二排气通道52。第二法兰50上还设置有进油孔53。进油孔53与转轴30的通油孔31连通。如图6和图7所示，转轴30的通油孔31贯通转轴30的轴线方向设置。转轴30的径向方向还设置有与通油孔31相连通的油孔32，其中，图7中示出了油孔32的个数为三个。当然，油孔32的设置个数可以根据具体的转轴结构进行调整。

其中，第二法兰50的下端面上设置有挡油板80，挡油板80上开设有用以进油的通孔，通孔与进油孔53连通。

如图19所示，示出了泵体组件中的第一压缩腔工作时的吸气、压缩、排气的工作示意图，具体为：气缸工作时，第一压缩腔从第一法兰40的第一进气通道41进气，活塞20转动的同时活塞20的外周面压缩第一压缩腔中的气体并将压缩后的气体从第一排气通道42中排出。

如图20示出了泵体组件中的第二压缩腔工作时的吸气、压缩、排气的工作示意图，具体为：气缸工作时，第二压缩腔从第二法兰50的第二进气通道51进气，转轴30朝向活塞另一侧移动的同时转轴30的外周面压缩第二压缩腔中的气体并将压缩后的气体从第二排气通道52中排出。当泵体组件进行作业时，第一压缩腔和第二压缩腔的工作模式是相互独立的，各自的压缩过程不会发生相互的影响。

上述实施例中泵体组件还可用于压缩机设备技术领域。根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机。如图1所示，该压缩机包括泵体组件，泵体组件为上述实施例中的泵体组件。其中，泵体组件包括气缸组件10和转轴30。气缸组件10包括气缸12及活塞20。气缸12具有容纳腔11，活塞20设置于容纳腔11内，活塞20具有转轴安装孔21，活塞20的外周面与容纳腔11的腔壁之间形成第一压缩腔。活塞20通过转轴安装孔21套设于转轴30上，转轴30的外周面与转轴安装孔21的孔壁之间形成第二压缩腔。在泵体组件内设置第一压缩腔和第二压缩腔，有效地增加了该压缩机的排气量，从增加了压缩机的能效。

本发明基于十字滑块原理，提供的压缩机泵体结构。气缸中心轴与转轴中心轴存在e的偏心量(压缩机的偏心量)，活塞相当于十字滑块机构中的滑块，气缸中心到活塞中心的距离以及转轴中心到活塞中心的距离分别相当于连杆。这样就构成十字滑块原理的主体结构。

转轴30由两部分组成：长轴部分和活塞20支承部分。压缩机内，电机转子组件固定于长轴部。同时，长轴与上法兰即第一法兰40相配合。活塞支承部分由两相互平行且有一定距离的平面构成即第二直面，第二直面与活塞20上开设的转轴安装孔21相配合。转轴30的中部开有贯穿整个转轴的轴向通油孔31，在活塞支承面上开有油槽，油槽上开设有沿转轴径向的油孔32并与通油孔31连通。

活塞主体结构为有一定粗糙度要求的方块，内部开设长方形通孔。方块型活塞上下端面分别于第一法兰、第二法兰配合，活塞外周的平面与气缸开设的平行面配合实现往复运动，同时形成十字滑块原理的一个连杆。活塞的头部圆弧面与气缸圆弧面配合组成压缩腔。活塞内部开设的长方形通孔内有一对平行平面(活塞支撑面)，与转轴活塞支撑面配合往复运动，形成十字滑块原理的另外一个连杆。

气缸主体结构为有一定粗糙度要求的圆柱体，气缸内部开设通孔(即为活塞孔)。通孔由圆弧面和平面组成，通孔圆弧面与活塞头部圆弧面配合，平面分别与活塞通孔内平面配合。

上法兰的径向开设有用于泵体吸气的第一进气通道41，上法兰的一个端面(与气缸配合)有两个沉槽和两个轴向孔，分别为第一压缩腔的吸气口411和第一压缩腔的第一排气通道42的排气口421。其中，两个中的一个沉槽与排气口421相连通，另一个沉槽与第一进气通道41连通。排气口421上装有阀片组件70及阀片挡板，阀片组件70中的阀片和阀片挡板通过阀螺钉固定在排气口处的槽内，使排气阀片刚好盖住排气口421。上法兰螺钉孔中心所构成的圆与上法兰轴孔存在一定的偏心，偏心量为e，该偏心量机为整机的偏心量，压缩机行S＝2*e。即气缸套13的内腔的轴线与转轴30的轴线不共线。气缸套13的内腔的轴线为过螺钉孔中心所构成圆的圆心的轴线。

下法兰即第二法兰50的径向开设用于泵体吸气的第二进气通道51，下法兰的一个端面(与气缸配合)有两个沉槽和两个轴向孔，分别为第二压缩腔的吸气口511和第一压缩腔的第二排气通道52的排气口521。其中，两个中的一个沉槽与排气口521相连通，另一个沉槽与第二进气通道51连通。排气口521上装有阀片组件70及阀片挡板，阀片组件70中的阀片和阀片挡板通过阀螺钉固定在排气口处的槽内，使排气阀片刚好盖住排气口521。下法兰轴向开设进油孔53并与压缩机的油池相连通，进油孔53与转轴30中的通油孔31同轴设置。同时上法兰、下法兰上均开设有螺钉孔，通过螺钉60固定于气缸套13上。

气缸套13主体结构为有一定粗糙度要求的空心圆柱，气缸套13的端面开设有螺钉孔，螺钉孔贯穿气缸套13轴向并与螺钉60配合固定上、下法兰。气缸套13的内圆面与滚针保持架配合安装，与气缸12的外圆面组成滚动轴承，气缸套13的端面上同时开设两个轴向通道，两个轴向通道分别为下法兰的吸气通道131和排气通道132，吸气通道131和排气通道132分别与第二压缩腔相连通。当然，也可以只在气缸套13上设置吸气通道131或排气通道132与第二压缩腔相连通。

泵体组件的安装过程如下：转轴30贯穿活塞20，二者支撑面相互配合安装。活塞20安装在气缸活塞孔中，滚针保持架组件即滚针支架14与气缸12同轴安装。气缸套13与滚针保持架组件同轴配合安装。上、下法兰通过螺钉孔固定于气缸套13上。上、下法兰螺钉孔同轴，与转轴30的轴心存在e偏心量，从而完成泵体装配。

压缩机运转过程如下：电机驱动转轴30旋转，转轴30驱动活塞20运动，活塞20带动气缸12转动。在运动过程中，转轴30和气缸12都绕其自身中心旋转，活塞20相对于气缸仅往复运动，活塞20相对于转轴30往复运动，两个往复运动相互垂直，即构成十字滑块机构运行原理。随着活塞20与气缸12之间的往复运动，活塞20的头部弧面、气缸12的活塞孔圆弧面及上、下法兰端面形成的两个空腔(第一压缩腔的吸气腔和排气腔)逐渐变化，完成吸气、压缩、排气过程。同时活塞20内部通孔壁面、轴支撑部位圆弧面以及上、下法兰端面形成的两个空腔(第二压缩腔的吸气腔和排气腔)，完成吸气、压缩、排气过程。其中，第一压缩腔的吸气腔与第二压缩腔的吸气腔在排气过程相差90°。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种泵体组件，其特征在于，包括：

气缸组件(10)，所述气缸组件(10)包括气缸(12)及活塞(20)，所述气缸(12)具有容纳腔(11)，所述活塞(20)设置于所述容纳腔(11)内，所述活塞(20)具有转轴安装孔(21)，所述活塞(20)的外周面与所述容纳腔(11)的腔壁之间形成第一压缩腔；

转轴(30)，所述活塞(20)通过所述转轴安装孔(21)套设于所述转轴(30)上，所述转轴(30)的外周面与所述转轴安装孔(21)的孔壁之间形成第二压缩腔；

所述气缸组件(10)还包括：

气缸套(13)，套设于所述气缸(12)上；

滚针支架(14)，套设于所述气缸(12)上并位于所述气缸(12)与所述气缸套(13)之间；

所述气缸套(13)上设置有与所述第二压缩腔相连通的吸气通道(131)和/或排气通道(132)。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述转轴安装孔(21)的孔壁包括至少一个第一直面(211)，所述转轴(30)上设置有与所述第一直面(211)相配合的第二直面。

3.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述转轴安装孔(21)的孔壁包括两个第一直面(211)，两个所述第一直面(211)沿所述活塞(20)的轴线方向相互平行地设置。

4.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，所述转轴安装孔(21)的内壁还包括两个第一过渡面(212)，两个所述第一过渡面(212)分别连接在两个所述第一直面(211)之间，两个所述第一过渡面(212)中的至少一个呈弧形面。

5.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述转轴安装孔(21)的横截面呈矩形。

6.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述活塞(20)的外周面上包括至少一个第三直面(213)，所述容纳腔(11)的内壁设置有与所述第三直面(213)相配合的第四直面(121)。

7.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述转轴安装孔(21)的孔壁包括至少一个第一直面(211)，所述转轴(30)上设置有与所述第一直面(211)相配合的第二直面，所述第四直面(121)与所述第一直面(211)垂直。

8.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述活塞(20)的外周面上包括两个第三直面(213)，两个所述第三直面(213)沿所述活塞(20)的轴线方向相互平行地设置。

9.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述气缸套(13)的内腔的轴线与所述转轴(30)的轴线不共线。

10.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述容纳腔(11)的腔壁上具有两个第四直面(121)，两个所述第四直面(121)沿所述气缸(12)的轴线方向相互平行地设置。

11.根据权利要求10所述的泵体组件，其特征在于，所述容纳腔(11)还包括两个第二过渡面(120)，两个所述第二过渡面(120)分别连接在两个所述第四直面(121)之间，所述两个第二过渡面(120)中的至少一个呈弧形面。

12.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述泵体组件还包括：

第一法兰(40)，设置于所述气缸组件(10)的上端面，所述第一法兰(40)上开设有连通外界和所述第一压缩腔的第一进气通道(41)；

第二法兰(50)，设置于所述气缸组件(10)的下端面，所述第二法兰(50)上开设有连通外界和所述第二压缩腔的第二进气通道(51)。

13.根据权利要求12所述的泵体组件，其特征在于，所述第一法兰(40)上还开设有与所述第一压缩腔相连通的第一排气通道(42)，所述第二法兰(50)上还开设有与所述第二压缩腔相连通的第二排气通道(52)。

14.根据权利要求12所述的泵体组件，其特征在于，所述第二法兰(50)上设置有进油孔(53)，所述进油孔(53)与所述转轴(30)的通油孔(31)连通。

15.根据权利要求14所述的泵体组件，其特征在于，所述泵体组件还包括：

挡油板(80)，设置于所述第二法兰(50)的下端面上，所述挡油板(80)上开设有用以进油的通孔，所述通孔与所述进油孔(53)连通。

16.一种压缩机，包括泵体组件，其特征在于，所述泵体组件为权利要求1至15中任一项所述的泵体组件。