CN107605728B - 泵体结构及具有其的压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵体结构及具有其的压缩机。泵体组件包括曲轴，曲轴具有偏心部；滚动活塞套设在偏心部的外周面上；连接组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件设置于偏心部的外周面上，第二连接件设置于滚动活塞的内壁面上，第一连接件与第二连接件相配合，曲轴通过连接组件带动滚动活塞转动。这样设置能够保证偏心部的外周与滚动活塞直接接触实现密封，同时起到减小偏心部质量的目的，从而减小压缩机泵体径向振动、摩擦功耗和噪音。提高了该压缩机的使用可靠性。

Description

泵体结构及具有其的压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机设备技术领域，具体而言，涉及一种泵体结构及具有其的压缩机。

背景技术

现有技术中，振动和噪声是衡量压缩机品质的重要因素之一。现有旋转压缩机为了提高性能，气缸采用扁平化结构设计，导致压缩机的曲轴偏心量变大，但是为了保证压缩机能够平稳运行，需对曲轴转子组件进行平衡设计。一般地，曲轴偏心量大时，设计出的主平衡块的高度和质量均较大，使得曲轴转子组件的惯性力大。该惯性力是单缸压缩机或三缸变容双极压缩机产生径向振动并增加该压缩机功耗的主要原因。加之滚动活塞与曲轴偏心部、上下法兰均会产生摩擦，发出机械噪声。

为了解决上述技术缺陷，现有技术中在曲轴的偏心部、滚动活塞内部挖孔，减小曲轴组件的旋转偏心惯性力，减小压缩机内平衡块的重量，达到减小压缩机径向振动的目的，由于曲轴偏心部与滚动活塞均处于高压环境中，若在曲轴偏心部及滚动活塞内部挖孔，会影响其强度，导致结构变形。若挖的孔太小，则达不到减小切向振动的目的。同时还会造成曲轴偏心部与滚动活塞部分接触，不能形成润滑油膜，导致曲轴偏心部和滚动活塞磨损很严重。现有技术中还在曲轴的偏心部的下端或是在曲轴偏心部的上端设计平衡块的方式，只是改变了设计平衡块的位置，对减小压缩机径向振动并没有明显改善的效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泵体结构及具有其的压缩机，以解决现有技术中的压缩机功耗大的问题。

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：曲轴，曲轴具有偏心部；滚动活塞，滚动活塞套设在偏心部的外周面上；连接组件，连接组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件设置于偏心部的外周面上，第二连接件设置于滚动活塞的内壁面上，第一连接件与第二连接件相配合，曲轴通过连接组件带动滚动活塞转动。

进一步地，第一连接件为多个，多个第一连接件沿偏心部的外周面间隔地设置，相邻两个第一连接件之间形成第一限位凹部。

进一步地，多个第一连接件中的一部分第一连接件在偏心部的轴向方向的第一位置处沿偏心部的外周面间隔地设置，另一部分的第一连接件在偏心部的轴向方向的第二位置处沿偏心部的外周面间隔地设置。

进一步地，第二连接件为多个，多个第二连接件沿内壁面间隔地设置，相邻两个第二连接件之间形成第二限位凹部，多个第一连接件与多个第二连接件相配合。

进一步地，多个第二连接件中的一部分第二连接件在内壁面的轴向方向的第一位置处沿内壁面的周向间隔地设置，另一部分的第二连接件在内壁面的轴向方向的第二位置处沿内壁面的周向间隔地设置。

进一步地，第一连接件为突出地设置于偏心部上的第一凸齿，第二连接件为突出地设置于内壁面上的第二凸齿，第一凸齿与第二凸齿相啮合。

进一步地，第一凸齿或第二凸齿的型线为渐开式齿形、圆弧式齿形、摆线式齿形中的一种。

进一步地，偏心部的轴向方向的长度为L，第一连接件的沿偏心部的轴向方向的长度为L1，其中，0＜L1≤L。

进一步地，第二连接件设置于内壁面的中部，滚动活塞的高度为H，第二连接件的沿滚动活塞的轴向方向的高度为h，第二连接件的下端面与滚动活塞的底部的距离为h1，其中，0＜h1≤H-h。

进一步地，第一连接件与偏心部一体成型，和/或第二连接件与滚动活塞一体成型。

进一步地，第一连接件与第二连接件相啮合。

进一步地，第一连接件和第二连接件中的一个仅为一个，第一连接件和第二连接件中的另一个为两个。

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

应用本发明的技术方案，在曲轴的偏心部的外周面和滚动活塞的内壁面上设置连接组件，该连接组件采用第一连接件和第二连接件配合的方式实现曲轴与滚动活塞连接密封的作用。这样设置能够保证偏心部的外周与滚动活塞直接接触实现密封，同时起到减小偏心部质量的目的，从而减小压缩机泵体径向振动、摩擦功耗和噪音。提高了该压缩机的使用可靠性。

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泵体结构的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的曲轴的第一实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的曲轴的第二实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的滚动活塞的第一实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的滚动活塞的第二实施例的结构示意图；

图6示出了根据本发明的滚动活塞的剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、曲轴；11、偏心部；20、滚动活塞；31、第一凸齿；32、第二凸齿；40、主平衡块；50、副平衡块。

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。

结合图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种泵体组件。

具体地，如图1所示，泵体组件包括曲轴10、滚动活塞20和连接组件。曲轴10具有偏心部11。滚动活塞20套设在偏心部11的外周面上。连接组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件设置于偏心部11的外周面上，第二连接件设置于滚动活塞20的内壁面上，第一连接件与第二连接件相配合，曲轴10通过连接组件带动滚动活塞20转动。

在本实施例中，应用本发明的技术方案，保证强度的前提下，在曲轴的偏心部的外周面和滚动活塞的内壁面上设置连接组件，该连接组件采用第一连接件和第二连接件配合的方式实现曲轴与滚动活塞连接密封的作用。这样设置能够保证偏心部的外周与滚动活塞直接接触实现密封，同时起到减小偏心部质量的目的，从而减小压缩机泵体径向振动、摩擦功耗和噪音。这样设置能够减小滚动活塞与上、下法兰之间的接触面积，从而减小了滚动活塞与上、下法兰之间的摩擦力，继而降低了该泵体组件的功耗。即在偏心部的外周面上设置连接件，能够降低偏心部与滚动活塞的接触面积，即采用该结构的偏心部能够减小偏心部的外周面朝向滚动活塞内壁面延伸的宽度，继而减小了整个偏心部的质量，提高了该压缩机的使用可靠性。

为了提高滚动活塞和曲轴的配合稳定性，可以将第一连接件设置为多个，多个第一连接件沿偏心部11的外周面间隔地设置，相邻两个第一连接件之间形成第一限位凹部12。

其中，为了提高滚动活塞和曲轴的连接可靠性和密封性能，还可以将多个第一连接件中的一部分第一连接件在偏心部11的轴向方向的第一位置处沿偏心部11的外周面间隔地设置，另一部分的第一连接件在偏心部11的轴向方向的第二位置处沿偏心部11的外周面间隔地设置。即在偏心部的轴线方向设置多排的第一连接件，此时，也可以在滚动活塞的内周面上设置多排的第二连接件与多排的第一连接件相配合，即多个第二连接件中的一部分第二连接件在内壁面的轴向方向的第一位置处沿内壁面的周向间隔地设置，另一部分的第二连接件在内壁面的轴向方向的第二位置处沿内壁面的周向间隔地设置。

如图4所示，第二连接件为多个，多个第二连接件沿内壁面间隔地设置，相邻两个第二连接件之间形成第二限位凹部21，多个第一连接件与多个第二连接件相配合，其中，配合时第一连接件延伸至第二限位凹部21内，位于第二限位凹部21两侧的第二连接件对第一连接件起到限位的作用。

如图3至图6所示，第一连接件为突出地设置于偏心部11上的第一凸齿31，第二连接件为突出地设置于内壁面上的第二凸齿32，第一凸齿31与第二凸齿32相啮合。这样设置能够有效地提高滚动活塞和曲轴之间的连接可靠性。

优选地，第一凸齿31或第二凸齿32的型线为渐开式齿形、圆弧式齿形、摆线式齿形中的一种。

如图2所示，偏心部11的轴向方向的长度为L，第一连接件的沿偏心部11的轴向方向的长度为L1，其中，0＜L1≤L。如图6所示，第二连接件设置于内壁面的中部，滚动活塞20的高度为H，第二连接件的沿滚动活塞20的轴向方向的高度为h，第二连接件的下端面与滚动活塞20的底部的距离为h1，其中，0＜h1≤H-h。这样设置同样能够提高滚动活塞和曲轴之间的连接可靠性。

其中，第一连接件与偏心部11一体成型，第二连接件与滚动活塞20一体成型。这样设置能够有效地提高偏心部和曲轴之间的连接强度。同时将第一连接件与第二连接件设置成相啮合的方式能够提高滚动活塞与曲轴之间的密封性。

在本实施例中，第一连接件和第二连接件中的一个仅为一个，第一连接件和第二连接件中的另一个为两个。这样设置同样能够起到曲轴带动滚动活塞的滚动进行冷媒压缩的作用。

上述实施例中的泵体结构还可以用于压缩机技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机。该压缩机包括泵体结构，泵体结构为上述实施例中的泵体结构。具体地，泵体组件包括曲轴10、滚动活塞20和连接组件。曲轴10具有偏心部11。滚动活塞20套设在偏心部11的外周面上。连接组件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件设置于偏心部11的外周面上，第二连接件设置于滚动活塞20的内壁面上，第一连接件与第二连接件相配合，曲轴10通过连接组件带动滚动活塞20转动。

在本实施例中，在曲轴的偏心部的外周面和滚动活塞的内壁面上设置连接组件，该连接组件采用第一连接件和第二连接件配合的方式实现曲轴与滚动活塞连接密封的作用。这样设置能够避免偏心部的外周与滚动活塞直接接触实现密封连接造成增加偏心部的质量的情况。即在偏心部的外周面上设置连接件，能够降低偏心部与滚动活塞的接触面积，即采用该结构的偏心部能够减小偏心部的外周面朝向滚动活塞内壁面延伸的宽度，继而减小了整个偏心部的质量，从而减小了具有该泵体结构的压缩机的噪音。提高了该压缩机的使用可靠性。

在本实施例中，滚动活塞更改为滚动齿轮的结构形式(内周面)、曲轴偏心部更改为曲轴偏心齿轮结构的形式，滚动齿轮结构的接触面积比滚动活塞结构减小很多，同时滚动齿轮结构与上下法兰的接触面积也同步减小，从而大幅度的降低压缩机的功耗。

滚动齿轮和曲轴偏心齿轮结构的偏心总质量要比滚动活塞和曲轴偏心部的偏心总质量减小很多，压缩机的旋转惯性力减小，达到降低压缩机径向振动的目的，起到减小径向振动及减小涡流噪声的问题。

把滚动活塞和曲轴偏心部的滑动配合方式做成齿轮配合方式后，由于齿轮配合方式不需要形成动压油膜润滑，故采用齿轮配合时，对齿轮结构高度没有要求，在保证结构强度的前提下，曲轴偏心部和滚动活塞做成齿轮结构的高度应尽可能低，从而达到大幅度降低曲轴偏心部和滚动活塞的偏心总质量，使得旋转惯性力降低，减小压缩机径向振动。同时对其进行平衡时，由于偏心总质量减小，设计的主平衡块40(副平衡块50)的高度降低，消声器排气口到主平衡块的距离增大，主平衡块40切割气流强度降低，可减小压缩机涡旋噪声。

齿轮配合方式使得滚动活塞与曲轴偏心部、上下法兰的接触面积减小，摩擦功耗也随之降低。

现有技术旋转压缩机的泵体结构，当曲轴偏心部旋转时，带动滚动活塞转动，滚动活塞与曲轴偏心部的连接方式为滑动摩擦配合，且滚动活塞与曲轴偏心部均为实体结构，一方面滚动活塞与曲轴偏心部接触面积较大，且滚动活塞与上下法兰的接触面积也较大，导致摩擦功耗升高。另一方面由于曲轴偏心部与滚动活塞呈实体结构，曲轴组件的偏心质量会很大，惯性力也会相应地增大，导致压缩机径向振动较大，同时在对偏心质量进行平衡设计时，主平衡块质量和高度也均会变大，使得主平衡块与消声器出口的距离变近，主平衡块对消声器出口的气流扰动严重，产生涡流噪声。

为了解决上述问题，本申请提出旋转压缩机滚动齿轮泵体结构。具体地，滚动活塞与曲轴偏心部的连接方式由滑动摩擦配合更改为齿轮配合方式，首先把滚动活塞实体结构加工成滚动齿轮结构，其中齿高h≤H，齿到滚动活塞底部的距离0＜h1≤H-h，齿轮数Z≥2。齿轮的形式可以是圆柱齿轮，也可以是非圆柱齿轮。圆柱齿轮的型线可以是渐开线齿轮、圆弧齿轮和摆线齿轮等。其次把曲轴偏心部的实体结构加工成曲轴偏心部齿轮结构，齿轮结构的中心线是曲轴偏心部中心线，齿高为0＜L1≤L，齿高与滚动齿轮可以等高，也可以不等高，只要保证滚动齿轮与曲轴偏心部齿轮结构能够很好啮合即可。齿数与滚动齿轮相同，齿轮型线与滚动齿轮相同。再次为了确保滚动齿轮与气缸成形成密封的吸气腔和压缩腔，必须控制滚动齿轮与曲轴偏心部齿轮结构的间隙大小，其值根据齿轮啮合方式确定。

与现有技术先比，该技术方案有以下效果：

通过把滚动活塞与曲轴偏心部的连接方式更改为齿轮啮合方式，一方面滚动齿轮与曲轴偏心部齿轮接触面积减小，且滚动齿轮与上下法兰的接触面积也减小，降低压缩机功耗。另一方面滚动齿轮和曲轴偏心部齿轮结构的偏心质量减小，压缩机径向振动随着减小，同时在对偏心质量进行平衡设计时，主平衡块质量和高度均会减小，使得主平衡块与消声器出口的距离变大，从而降低压缩机涡流噪声。

其中，滚动齿轮中的齿轮结构可沿轴向布置多排，曲轴偏心部齿轮结构也可沿轴向布置一排或多排，只要保证两种结构能够很好啮合即可。

上述两种实施方案都是基于齿轮啮合形式，在保证滚动活塞与曲轴偏心部转动的情况下，滚动活塞与曲轴偏心部之间也采用其它形状的方式来配合，譬如椭圆形、方形、梯形等结构。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

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 (9)

1.一种泵体组件，其特征在于，包括：

曲轴(10)，所述曲轴(10)具有偏心部(11)；

滚动活塞(20)，所述滚动活塞(20)套设在所述偏心部(11)的外周面上；

连接组件，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件设置于所述偏心部(11)的外周面上，所述第二连接件设置于所述滚动活塞(20)的内壁面上，所述第一连接件与所述第二连接件相配合，所述曲轴(10)通过所述连接组件带动所述滚动活塞(20)转动；

多个所述第一连接件中的一部分所述第一连接件在所述偏心部(11)的轴向方向的第一位置处沿所述偏心部(11)的外周面间隔地设置，另一部分的所述第一连接件在所述偏心部(11)的轴向方向的第二位置处沿所述偏心部(11)的外周面间隔地设置；

所述第一连接件为多个，多个所述第一连接件沿所述偏心部(11)的外周面间隔地设置，相邻两个所述第一连接件之间形成第一限位凹部(12)；

所述第二连接件为多个，多个所述第二连接件沿所述内壁面间隔地设置，相邻两个所述第二连接件之间形成第二限位凹部(21)，多个所述第一连接件与多个所述第二连接件相配合。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，多个所述第二连接件中的一部分所述第二连接件在所述内壁面的轴向方向的第一位置处沿所述内壁面的周向间隔地设置，另一部分的所述第二连接件在所述内壁面的轴向方向的第二位置处沿所述内壁面的周向间隔地设置。

3.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第一连接件为突出地设置于所述偏心部(11)上的第一凸齿(31)，所述第二连接件为突出地设置于所述内壁面上的第二凸齿(32)，所述第一凸齿(31)与所述第二凸齿(32)相啮合。

4.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，所述第一凸齿(31)或所述第二凸齿(32)的型线为渐开式齿形、圆弧式齿形、摆线式齿形中的一种。

5.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述偏心部(11)的轴向方向的长度为L，所述第一连接件的沿所述偏心部(11)的轴向方向的长度为L1，其中，0＜L1≤L。

6.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第二连接件设置于所述内壁面的中部，所述滚动活塞(20)的高度为H，所述第二连接件的沿所述滚动活塞(20)的轴向方向的高度为h，所述第二连接件的下端面与所述滚动活塞(20)的底部的距离为h1，其中，0＜h1≤H-h。

7.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，

所述第一连接件与所述偏心部(11)一体成型，和/或，

所述第二连接件与所述滚动活塞(20)一体成型。

8.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第一连接件与所述第二连接件相啮合。

9.一种压缩机，包括泵体结构，其特征在于，所述泵体结构为权利要求1至8中任一项所述的泵体结构。