CN106704184B - 泵体组件、压缩机和换热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵体组件、压缩机和换热系统。泵体组件包括：主轴，主轴具有中空腔体；负压部，负压部设置在主轴的第一端以使中空腔体具有负压；油管组件，油管组件设置在主轴的第二端并与主轴的中空腔体连通；气缸；第一法兰，第一法兰和气缸沿主轴的轴向叠置，第一法兰的朝向气缸一侧的端面上开设有润滑油槽，主轴的中空腔体与润滑油槽连通。通过在主轴的端部设置负压部，以使负压部工作时，能够在主轴的中空腔体内形成负压，以使压缩机的油池内的油通过油管组件吸入主轴的中空腔体内，而后经中空腔体在主轴转动的离心力作用下流向法兰的润滑油槽处，为气缸内的滑片提供可靠背压，有效解决了因背压不稳而导致背压油供应不足的问题。

Description

泵体组件、压缩机和换热系统

技术领域

本发明涉及换热技术领域，具体而言，涉及一种泵体组件、压缩机和换热系统。

背景技术

现有技术中的滑片式压缩机的背压依靠下法兰上的油道供给，通过油池和滑片槽尾部的压差来提供动力供给滑片运动，由于压差波动大、压差不稳，因而使泵体组件存在背压可靠性差的问题，从而造成滑片的跟随性差、甚至导致滑片前后腔的泄漏。

为了更好地进行说明，请参考图1至图3所示的滑片式压缩机的具体实施例。

如图1至图3所示的压缩机包括壳体10’、主轴20’、气缸30’、上法兰40’和下法兰50’，其背压油通过油道51’从油池60’供给到背压油槽52’。具体而言，该油道51’是开设在下法兰50’上的一个径向盲孔，如图2所示，油道51’终止于背压油槽52’，并与背压油槽52’连通，该背压油槽52’是开设在下法兰50’的上端面的一个非完整环槽，用来储存从油道51’供给来的背压油，并与主轴20’的滑片槽21’连通。

如图2所示，当压缩机运行时，背压油槽52’中的高压油将滑片70’推出滑片槽21’使其与气缸30’的内壁接触，从而形成封闭腔。背压油供给的动力主要通过油池60’的上方的排气高压和背压油槽52’的中压压差产生的压力将背压油从油池60’供到背压油槽52’中，从而实现提供背压。

上述结构的压缩机存在如下问题：

1.如图1所示，由于背压油供给的动力是通过油池60’的上方的排气高压和背压油槽52’的中压压差产生，而背压油槽52’与滑片槽21’连通，滑片70’在滑片槽21’中做伸缩运动会导致滑片槽21’的容积不断变化，即滑片槽21’的尾部压力是处于不断变化中的，因此会造成压差不稳定，当压差不足时会导致背压油供应不足的问题；

2.如图1所示，背压油道51’设置在下法兰50’上，受下法兰50’的外径尺寸的限制，油道51’的入口会与油池60’相距一段距离，当壳体10’内的油面较低时，会导致油道51’的入口在油面之上，从而导致背压油无法供给；

3.如图2所示，背压油槽52’有一段未连通区域，目的是为了防止当滑片70’转动到排气口位置时被头部气体力压退回滑片槽21’内，因为此时滑片70’的头部受到的是排气压力，为避免尾部的背压油槽52’不能提供足够的背压，需要增大背压，所以将此处封闭。由于此次滑片70’是往滑片槽21’内运动，而滑片槽21’的尾部体积是缩小的，因而将此处封闭会让封闭区的油因压缩而产生较高的油压，从而为滑片70’提供足够的背压。但是，由于油的压缩率很小，几乎不压缩，此设计会导致背压过大，导致此时滑片70’的头部与气缸30’摩擦严重；

4.该结构的背压油槽52’几乎在滑片70’的整个运行周期(除了排气位置)提供的都是接近排气压力的高压油，而在吸气阶段时，由于滑片70’的头部受到的气体力是吸气压力，此时滑片70’的尾部不需要太大的背压，太大的背压会增加滑片70’的头部的摩擦，造成功耗增大；

5.该结构在压缩机启动阶段，由于油道51’的空间较小，由滑片70’的伸出导致滑片槽21’的尾部的负压没有足够的留余气体来补充，造成启动时滑片槽21’的尾部负压，不有利于压缩机刚启动时滑片70’的伸出，不能保证滑片70’的跟随性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泵体组件、压缩机和换热系统，以解决现有技术中泵体组件因背压不稳而导致背压油供给不足的问题。

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：主轴，主轴具有中空腔体；负压部，负压部设置在主轴的第一端以使中空腔体具有负压；油管组件，油管组件设置在主轴的第二端并与主轴的中空腔体连通；气缸；第一法兰，第一法兰和气缸沿主轴的轴向叠置，第一法兰的朝向气缸一侧的端面上开设有润滑油槽，主轴的中空腔体与润滑油槽连通。

进一步地，第一法兰位于主轴的第二端，且第一法兰相对于气缸靠近主轴的第二端。

进一步地，主轴具有导油孔，中空腔体通过导油孔与润滑油槽连通。

进一步地，导油孔沿主轴的径向设置。

进一步地，第一法兰的与主轴配合的装配表面上开设有直流油槽，直流油槽的第一端与润滑油槽连通，直流油槽的第二端与油管组件连通。

进一步地，润滑油槽包括彼此独立的第一槽段和第二槽段，第一槽段与第一法兰的装配表面连通，第二槽段与直流油槽连通，且第一槽段内的润滑油的压力小于第二槽段内的润滑油的压力。

进一步地，第一槽段包括：第一背压槽段，第一背压槽段呈弧形；至少一个节流槽段，节流槽段的第一端与第一法兰的装配表面连通，节流槽段的第二端与第一背压槽段连通。

进一步地，第一背压槽段的曲率中心与第一法兰的中心重合。

进一步地，节流槽段为矩形槽，且节流槽段沿第一法兰的径向设置。

进一步地，第二槽段包括：第二背压槽段，第二背压槽段呈弧形；导引槽段，直流油槽通过导引槽段与第二背压槽段连通。

进一步地，导引槽段的宽度大于第二背压槽段的宽度。

进一步地，第二背压槽段相对于直流油槽对称设置。

进一步地，第二背压槽段的曲率中心与第一法兰的中心重合。

进一步地，润滑油槽还包括与第二槽段连通且与第一槽段隔离的卸荷槽段，卸荷槽段与第二槽段的一端连通，卸荷槽段和第二槽段均为弧形槽，卸荷槽段的宽度小于第二槽段的宽度。

进一步地，卸荷槽段和第二槽段的曲率及曲率半径均相等。

进一步地，泵体组件还包括设置在气缸内的滚子，泵体组件具有吸气阶段、压缩阶段和排气阶段，压缩阶段包括处于吸气阶段后的压缩前段、以及处于排气阶段前的压缩后段，当泵体组件处于吸气阶段和压缩前段时，滚子与第一槽段接触，滚子在第一槽段内的润滑油的作用下运动；当泵体组件处于压缩后段时，滚子与第二槽段接触，滚子在第二槽段内的润滑油的作用下运动；当泵体组件处于排气阶段时，滚子与卸荷槽段接触，滚子在卸荷槽段内的润滑油的作用下运动。

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

根据本发明的另一方面，提供了一种换热系统，包括压缩机，压缩机是上述的压缩机。

应用本发明的技术方案，通过在主轴的端部设置负压部，以使负压部工作时，能够在主轴的中空腔体内形成负压，以使压缩机的油池内的油通过油管组件吸入主轴的中空腔体内，而后经中空腔体在主轴转动的离心力作用下流向法兰的润滑油槽处，为气缸内的滑片提供可靠背压，有效解决了因背压不稳而导致背压油供应不足的问题，提高了泵体组件的背压可靠性和稳定性。由于本发明中的背压油的供给动力是由负压部产生的，因而只要主轴转动就能够立刻实现供油，从而使背压油的供给快速且可靠。

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示出了现有技术中的压缩机的结构示意图；

图2示出了现有技术中的气缸、滑片和下法兰的位置关系示意图；

图3示出了现有技术中的下法兰的结构示意图；

图4示出了本发明中的压缩机的结构示意图；

图5示出了图4的P处局部放大图；

图6示出了本发明的泵体组件中的各部件的连接关系示意图；

图7示出了本发明中的泵体组件的爆炸图；

图8示出了本发明中的法兰的结构示意图；以及

图9示出了本发明中的气缸、滑片和法兰的位置关系示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、主轴；11、中空腔体；12、导油孔；20、负压部；30、油管组件；40、气缸；61、滑片槽；50、第一法兰；51、润滑油槽；511、第一槽段；5111、第一背压槽段；5112、节流槽段；512、第二槽段；5121、第二背压槽段；5122、导引槽段；52、装配表面；521、直流油槽；513、卸荷槽段；60、滚子；70、滑片；80、第二法兰；90、油池。

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。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中泵体组件因背压不稳而导致背压油供给不足的问题，本发明提供了一种泵体组件、压缩机和换热系统。其中，压缩机包括下述的泵体组件，换热系统包括下述的压缩机。

如图4至图9所示，本发明中的泵体组件包括主轴10、负压部20、油管组件30、气缸40和第一法兰50，主轴10具有中空腔体11，负压部20设置在主轴10的第一端以使中空腔体11具有负压，油管组件30设置在主轴10的第二端并与主轴10的中空腔体11连通，第一法兰50和气缸40沿主轴10的轴向叠置，第一法兰50的朝向气缸40一侧的端面上开设有润滑油槽51，主轴10的中空腔体11与润滑油槽51连通。

本发明中的泵体组件还包括设置在气缸40内的滚子60、以及设置在滚子60的滑片槽61内的滑片70。

为了保证顺利供油，需要确保油管组件30的油管伸入油池90内。

通过在主轴10的端部设置负压部20，以使负压部20工作时，能够在主轴10的中空腔体11内形成负压，以使压缩机的油池90内的油通过油管组件30吸入主轴10的中空腔体11内，而后经中空腔体11在主轴10转动的离心力作用下流向第一法兰50的润滑油槽处，为气缸40内的滑片70提供可靠背压，有效解决了因背压不稳而导致背压油供应不足的问题，提高了泵体组件的背压可靠性和稳定性。由于本发明中的背压油的供给动力是由负压部产生的，因而只要主轴10转动就能够立刻实现供油，从而使背压油的供给快速且可靠。

优选地，负压部20是风扇、离心风机或贯流风机等。

在图4和图5所述的优选实施方式中，第一法兰50位于主轴10的第二端，且第一法兰50相对于气缸40靠近主轴10的第二端。

当然，泵体组件还包括第二法兰80，第二法兰80也可以具有上述的润滑油槽51，而第一法兰50相对于气缸40靠近主轴10的第一端。

当然，气缸40的两端的第一法兰50和第二法兰80也可以同时具有润滑油槽51。

如图4和图5所示，主轴10具有导油孔12，中空腔体11通过导油孔12与润滑油槽51连通。由于设置有导油孔12，因而当主轴10转动时，中空腔体11内的油会在离心作用下经导油孔12甩入润滑油槽51内，从而保证了润滑油槽51内背压油的供给可靠性。

优选地，导油孔12沿主轴10的径向设置。

当然，导油孔12还可以是相对于主轴10的径向倾斜布置的孔。

为了能够给润滑油槽51提供压力不同的润滑油，本发明中的第一法兰50的与主轴10配合的装配表面52上开设有直流油槽521，直流油槽521的第一端与润滑油槽51连通，直流油槽521的第二端与油管组件30连通(请参考图4至图8)。部分油可以通过直流油槽521直接流入润滑油槽51内，从而使油通过两条不同的油路均可到达润滑油槽51。

如图8和图9所示，润滑油槽51包括彼此独立的第一槽段511和第二槽段512，第一槽段511与第一法兰50的装配表面52连通，第二槽段512与直流油槽521连通，且第一槽段511内的润滑油的压力小于第二槽段512内的润滑油的压力。需要说明的是，由于第一槽段511内的润滑油的压力小于第二槽段512内的润滑油的压力，因而第一槽段511相对于第二槽段512而言是低压油槽段、而第二槽段512相对于第一槽段511而言是高压油槽段，第一槽段511的油是通过导油孔12流向装配表面52进而流入第一槽段511内的，而第二槽段512的油是通过直流油槽521和导油孔12内的油共同供给给第二槽段512的。通过实现分段背压控制，从而能够有效降低滑片70的头部的功耗。

为了保证背压的稳定性，通过将第一槽段511和第二槽段512隔离设置可以有效避免二者相互之间不会通过滑片槽61连通。

在图8所示的优选实施方式中，第一槽段511包括第一背压槽段5111和至少一个节流槽段5112，第一背压槽段5111呈弧形，节流槽段5112的第一端与第一法兰50的装配表面52连通，节流槽段5112的第二端与第一背压槽段5111连通。需要说明的是，导油孔12的油通过第一法兰50的装配表面52流入节流槽段5112后进入第一背压槽段5111内。而经导油孔12的高压油在通过装配表面52是会产生一定的降压从而形成中压油，而后再经过节流槽段5112后又会产生一定的降压形成低压油，最终到达第一背压槽段5111的油是经过两次降压后的低压油。

在图8所示的优选实施方式中，节流槽段5112为矩形槽，且节流槽段5112沿第一法兰50的径向设置。需要说明的是，节流槽段5112的形状不受限制，其可以是矩形槽，也可以是圆弧槽。

优选地，第一背压槽段5111的曲率中心与第一法兰50的中心重合。

在图8所示的优选实施方式中，第二槽段512包括第二背压槽段5121和导引槽段5122，第二背压槽段5121呈弧形，直流油槽521通过导引槽段5122与第二背压槽段5121连通。需要说明的是，导油孔12的油通过直流油槽521流入导引槽段5122后进入第二背压槽段5121内。由于直流油槽521与第二槽段512连通且有足够的流通面积，而高压油在整过油路上不会产生降压，从而保证了到达第二槽段512的油与油池90中的油具有相同的油压，该油压等于排气压力。

为了保证供油的可靠性，导引槽段5122的宽度大于第二背压槽段5121的宽度。

在图8所示的优选实施方式中，第二背压槽段5121相对于直流油槽521对称设置。

优选地，第二背压槽段5121的曲率中心与第一法兰50的中心重合。

在图8所示的优选实施方式中，润滑油槽51还包括与第二槽段512连通且与第一槽段511隔离的卸荷槽段513，卸荷槽段513与第二槽段512的一端连通，卸荷槽段513和第二槽段512均为弧形槽，卸荷槽段513的宽度小于第二槽段512的宽度。当然，卸荷槽段513的宽度也小于第一槽段511。

优选地，卸荷槽段513和第二槽段512的曲率及曲率半径均相等。

如图8和图9所示，当滑片70转动到排气角度时，此时滑片70的头部受到的气体力是排气压力，为了提供足够的背压(高于排气压力)来防止滑片70被压退回滑片槽61，通过设置卸荷槽段513，以使其与第二槽段512连通。当滑片70在位置1向位置2运动的过程中，滑片70相对于滑片槽61是退回运动，滑片槽61的尾部容积减小导致内部油液产生高背压，但由于设置有卸荷槽段513，能够使滑片70的尾部容积内的高压油有一部分通过细小的卸荷槽段513往第二槽段512处流动卸压，从而通过控制卸荷槽段513的尺寸可以对卸压量进行控制。由于卸荷槽段513的尺寸不大，因此泄漏产生的降压不会很大，这样既能保证此时滑片70的尾部能有足够大的背压(大于排气压力)，又不至于背压过大。另外，滑片70在运动到位置2时，卸荷槽段513与滑片槽61断开，保证了背压油的分段控制。

本发明中的泵体组件具有吸气阶段、压缩阶段和排气阶段，压缩阶段包括处于吸气阶段后的压缩前段、以及处于排气阶段前的压缩后段，当泵体组件处于吸气阶段和压缩前段时，滚子60与第一槽段511接触，滚子60在第一槽段511内的润滑油的作用下运动；当泵体组件处于压缩后段时，滚子60与第二槽段512接触，滚子60在第二槽段512内的润滑油的作用下运动；当泵体组件处于排气阶段时，滚子60与卸荷槽段513接触，滚子60在卸荷槽段513内的润滑油的作用下运动。

需要说明的是，第一槽段511对应泵体组件的吸气阶段和压缩前段，此时滑片70的头部受到的气体力较小，不需高背压；而第二槽段512对应泵体组件的压缩后段，此时滑片70的头部受到较大的气体力，需提供较高的背压才能保证滑片70不被压退回到滑片槽61内；卸荷槽段513对应泵体组件的排气阶段，此时滑片70的头部受到排气的气体力，需要大于排气压力的背压才能保证滑片70不被退回至滑片槽61内

本发明对润滑油槽51采用分段控制，在吸气阶段和压缩前段采用通过降压后的低压油提供背压，在压缩后段采用排气高背压，在排气阶段采用通过滑片槽61的封闭区产生的大于排气压力的油压，分段控制能降低吸气阶段和压缩前段中滑片70的头部所受到的力，降低摩擦功耗；且在排气阶段能够为滑片70提供充分的背压以保证滑片70与气缸40的跟随性，卸荷槽段513又能防止背压过高，有效降低了滑片70的头部功耗、减少了摩擦。

本发明中的压缩机在启动阶段，由于滑片70伸出而导致的滑片槽61的尾部的负压可以通过主轴10的中空腔体11内留余的气体补充，降低了滑片槽61的尾部的负压，有利于压缩机刚启动时滑片70的伸出，保证了滑片70的跟随性。

上述各阶段的角度可根据主轴10与气缸40的中心的偏置距离和容积变化率进行设计，不同结构参数的压缩机的角度不唯一。

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、工作、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数据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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

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 (14)

1.一种泵体组件，其特征在于，包括：

主轴(10)，所述主轴(10)具有中空腔体(11)；

负压部(20)，所述负压部(20)设置在所述主轴(10)的第一端以使所述中空腔体(11)具有负压；

油管组件(30)，所述油管组件(30)设置在所述主轴(10)的第二端并与所述主轴(10)的所述中空腔体(11)连通；

气缸(40)；

第一法兰(50)，所述第一法兰(50)和所述气缸(40)沿所述主轴(10)的轴向叠置，所述第一法兰(50)的朝向所述气缸(40)一侧的端面上开设有润滑油槽(51)，所述主轴(10)的中空腔体(11)与所述润滑油槽(51)连通；

所述第一法兰(50)的与所述主轴(10)配合的装配表面(52)上开设有直流油槽(521)，所述直流油槽(521)的第一端与所述润滑油槽(51)连通，所述直流油槽(521)的第二端与所述油管组件(30)连通；

所述润滑油槽(51)包括彼此独立的第一槽段(511)和第二槽段(512)，所述第一槽段(511)与所述第一法兰(50)的装配表面(52)连通，所述第二槽段(512)与所述直流油槽(521)连通，且所述第一槽段(511)内的润滑油的压力小于第二槽段(512)内的润滑油的压力，所述第一法兰(50)位于所述主轴(10)的第二端，且所述第一法兰(50)相对于所述气缸(40)靠近所述主轴(10)的第二端，所述主轴(10)具有导油孔(12)，所述中空腔体(11)通过所述导油孔(12)与所述润滑油槽(51)连通。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导油孔(12)沿所述主轴(10)的径向设置。

3.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第一槽段(511)包括：

第一背压槽段(5111)，所述第一背压槽段(5111)呈弧形；

至少一个节流槽段(5112)，所述节流槽段(5112)的第一端与所述第一法兰(50)的装配表面(52)连通，所述节流槽段(5112)的第二端与所述第一背压槽段(5111)连通。

4.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，所述第一背压槽段(5111)的曲率中心与所述第一法兰(50)的中心重合。

5.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，所述节流槽段(5112)为矩形槽，且所述节流槽段(5112)沿所述第一法兰(50)的径向设置。

6.根据权利要求4所述的泵体组件，其特征在于，所述第二槽段(512)包括：

第二背压槽段(5121)，所述第二背压槽段(5121)呈弧形；

导引槽段(5122)，所述直流油槽(521)通过所述导引槽段(5122)与所述第二背压槽段(5121)连通。

7.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述导引槽段(5122)的宽度大于所述第二背压槽段(5121)的宽度。

8.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述第二背压槽段(5121)相对于所述直流油槽(521)对称设置。

9.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述第二背压槽段(5121)的曲率中心与所述第一法兰(50)的中心重合。

10.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述润滑油槽(51)还包括与所述第二槽段(512)连通且与所述第一槽段(511)隔离的卸荷槽段(513)，所述卸荷槽段(513)与所述第二槽段(512)的一端连通，所述卸荷槽段(513)和所述第二槽段(512)均为弧形槽，所述卸荷槽段(513)的宽度小于所述第二槽段(512)的宽度。

11.根据权利要求10所述的泵体组件，其特征在于，所述卸荷槽段(513)和所述第二槽段(512)的曲率及曲率半径均相等。

12.根据权利要求10所述的泵体组件，其特征在于，所述泵体组件还包括设置在所述气缸(40)内的滚子(60)，所述泵体组件具有吸气阶段、压缩阶段和排气阶段，所述压缩阶段包括处于所述吸气阶段后的压缩前段、以及处于所述排气阶段前的压缩后段，

当所述泵体组件处于所述吸气阶段和所述压缩前段时，所述滚子(60)与所述第一槽段(511)接触，所述滚子(60)在所述第一槽段(511)内的润滑油的作用下运动；

当所述泵体组件处于所述压缩后段时，所述滚子(60)与所述第二槽段(512)接触，所述滚子(60)在所述第二槽段(512)内的润滑油的作用下运动；

当所述泵体组件处于所述排气阶段时，所述滚子(60)与所述卸荷槽段(513)接触，所述滚子(60)在所述卸荷槽段(513)内的润滑油的作用下运动。

13.一种压缩机，包括泵体组件，其特征在于，所述泵体组件是权利要求1至12中任一项所述的泵体组件。

14.一种换热系统，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机是权利要求13所述的压缩机。