CN107725359B - 泵体组件、流体机械及换热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵体组件、流体机械及换热设备。其中，泵体组件包括：两个结构件；气缸，设置在两个结构件之间，气缸具有内腔及与内腔连通的滑片槽；滚子；滑片组件，可移动地设置在滑片槽内，滑片组件包括滑片，滑片的头部与滚子的外周面接触且将内腔分隔为两个工作腔，滑片的头部朝向结构件的一侧设置有第一过流结构，至少一个结构件的朝向滑片一侧的表面上设置有第二过流结构，当滑片运动至第一过流结构与第二过流结构连通时，第一过流结构与第二过流结构间形成过流间隙以使滑片两侧的工作腔连通，此时，气缸处于排气结束且过压缩状态。本发明解决了现有技术中泵体组件在排气结束后气缸内气体易发生过压缩的问题。

Description

泵体组件、流体机械及换热设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种泵体组件、流体机械及换热设备。

背景技术

目前，泵体组件的滚子、气缸、滑片及上下法兰形成密闭容积，且滑片将气缸的内腔分隔成两个工作腔，滚子在内腔内的转动实现两个工作前容积的变化，易实现泵体组件的吸气、压缩及排气。

然而，气缸的排气口与滑片距离较近。当滚子转过排气口后，滚子与滑片之间形成封闭的工作腔。在滚子转动过程中，该工作腔内残余的气体受到了过度压缩，导致该工作腔内的压力急速增大，导致滑片受到的摩擦力增大，泵体组件的整体功耗增加，这不仅影响了泵体组件的工作性能，也对泵体组件的使用寿命具有一定影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泵体组件、流体机械及换热设备，以解决现有技术中泵体组件在排气结束后气缸内气体易发生过压缩的问题。

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：结构件，结构件为两个；气缸，设置在两个结构件之间，气缸具有内腔及与内腔相连通的滑片槽；滚子；滑片组件，可移动地设置在滑片槽内，滑片组件包括滑片，滑片的头部与滚子的外周面相接触且将内腔分隔为两个工作腔，滑片的头部朝向结构件的一侧设置有第一过流结构，至少一个结构件的朝向滑片一侧的表面上设置有第二过流结构，当滑片运动至第一过流结构与第二过流结构连通时，第一过流结构与第二过流结构之间形成过流间隙以使滑片两侧的两个工作腔连通，此时，气缸处于排气结束且过压缩状态。

进一步地，两个结构件包括上法兰和下法兰。

进一步地，第二过流结构为凹槽，凹槽与滑片槽错开设置。

进一步地，第二过流结构为凹槽，滑片槽在结构件上的投影与凹槽至少部分重合。

进一步地，滑片完全位于滑片槽内时，凹槽与第一过流结构不连通，滑片从滑片槽伸出后，第一过流结构向凹槽一侧运动以使二者连通；或者滑片向滑片槽内运动时，第一过流结构向凹槽一侧运动以使二者连通。

进一步地，凹槽的槽深I小于或者等于2mm。

进一步地，第一过流结构由两个过流凹槽以及在两个过流凹槽之间形成的突出部构成。

进一步地，过流凹槽为矩形槽，且滑片的头部与矩形槽的靠近头部的槽壁之间的距离为H，滑片的厚度为P，泵体组件的偏心量为e，其中，0.1P≤H≤0.4e。

进一步地，突出部的厚度为A，其中，0.05mm≤P-A≤0.3P。

进一步地，过流凹槽的槽深S大于或等于0.05mm且小于或等于2mm。

进一步地，第一过流结构为两个，且两个第一过流结构分别位于滑片的朝向两个结构件的两个端面上。

根据本发明的另一方面，提供了一种流体机械，包括上述的泵体组件。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热设备，包括上述的流体机械。

应用本发明的技术方案，泵体组件包括结构件、气缸、滚子及滑片组件。其中，结构件为两个。气缸设置在两个结构件之间，气缸具有内腔及与内腔相连通的滑片槽。滑片组件可移动地设置在滑片槽内，滑片组件包括滑片，且滑片的头部与滚子的外周面相接触且将内腔分隔为两个工作腔，滑片的头部朝向结构件的一侧设置有第一过流结构，至少一个结构件的朝向滑片一侧的表面上设置有第二过流结构，当滑片运动至第一过流结构与第二过流结构连通时，第一过流结构与第二过流结构之间形成过流间隙以使滑片两侧的两个工作腔连通，此时，气缸处于排气结束且过压缩状态。

当气缸处于排气结束状态时，滑片的第一过流结构与至少一个结构件上的第二过流结构连通，且二者之间形成过流间隙，则滑片两侧的工作腔能够通过该过流间隙实现连通，容积小且压强大的工作腔(排气余隙腔)内的高压气体通过过流间隙进入至处于低压状态的工作腔内，进而防止该工作腔内的高压气体在滚子运转过程中被过压缩。与现有技术相比，本申请的泵体组件不会造成气缸在排气结束状态后气体的过压缩，进而减小了滑片磨损及排气阻力，提升了泵体组件的工作性能，延长了泵体组件的使用寿命。

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组件的实施例的剖视图；

图2示出了图1中的泵体组件的B处放大图；

图3示出了图1中的泵体组件的C处放大图；

图4示出了图1中的泵体组件的D-D向剖视图；

图5示出了图1中的泵体组件的气缸、曲轴及滑片组件装配后的俯视图；

图6示出了图1中的泵体组件的第一过流结构与第二过流结构处于连通状态时的位置关系图；

图7示出了图5中的气缸的俯视图；

图8示出了图1中的泵体组件的下法兰的俯视图；

图9示出了图1中的泵体组件的上法兰的俯视图；

图10示出了图1中的泵体组件的滑片的局部剖视图；以及

图11示出了图10中的滑片的侧视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

11、第二过流结构；12、上法兰；13、下法兰；20、气缸；21、内腔；22、滑片槽；23、进气通道；24、排气口；30、滚子；40、滑片组件；41、滑片；42、滑片弹簧；411、第一过流结构；411a、过流凹槽；411b、突出部；50、曲轴。

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。

需要指出的是，除非另有指明，本申请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“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“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在排气结束后气缸内气体易发生过压缩的问题，本申请提供了一种泵体组件、流体机械及换热设备。

如图1至图6所示，泵体组件包括结构件、气缸20、滚子30及滑片组件40。其中，结构件为两个。气缸20设置在两个结构件之间，气缸20具有内腔21及与内腔21相连通的滑片槽22。滚子30可转动地设置在内腔21中。滑片组件40可移动地设置在滑片槽22内，滑片组件40包括滑片41，且滑片41的头部与滚子30的外周面相接触且将内腔21分隔为两个工作腔，滑片41的头部朝向结构件的一侧设置有第一过流结构411，至少一个结构件的朝向滑片41一侧的表面上设置有第二过流结构11，当滑片41运动至第一过流结构411与第二过流结构11连通时，第一过流结构411与第二过流结构11之间形成过流间隙以使滑片41两侧的两个工作腔连通，此时，气缸20处于排气结束且过压缩状态。

当气缸20处于排气结束状态时，滑片41的第一过流结构411与至少一个结构件上的第二过流结构11连通，且二者之间形成过流间隙，则滑片41两侧的工作腔能够通过该过流间隙实现连通，容积小且压强大的工作腔(排气余隙腔)内的高压气体通过过流间隙进入至处于低压状态的工作腔内，进而防止该工作腔内的高压气体在滚子30运转过程中被过压缩。与现有技术相比，本实施例的泵体组件不会造成气缸20在排气结束状态后气体的过压缩，进而减小了滑片41磨损及排气阻力，提升了泵体组件的工作性能，延长了泵体组件的使用寿命。

在本实施例中，泵体组件能够完全消除由于气缸20的余隙容积的存在造成的内腔21局部压力过高，降低了余隙工作腔中的高压气体含量，从而达到提高泵体组件工作性能和安全性的目的。

在本实施例中，滚子30套设在曲轴50的偏心部外，能够随着曲轴50一起转动，滑片槽22靠近气缸20的排气口24设置。滑片41可滑动地设置在滑片槽22内，滑片41的尾部与滑片弹簧42抵接，且滑片41随着滚子30的旋转运动作往复移动，并将气缸20的内腔21分成一个月牙形高压腔和一个月牙形低压腔，每个工作腔的容积随着曲轴50的旋转而变化，低压腔膨胀而吸气，高压腔压缩而排气，滚子30旋转一周完成一次压缩循环。

具体地，当滚子30转过排气口24时，由滚子30、滑片41、气缸20的内壁、上法兰12及下法兰13形成的工作腔内的余隙气体(高压气体)能够通过第一过流结构411与第二过流结构11之间形成的过流间隙进入至处于低压状态的工作腔内，防止处于高压状态的工作腔内的气体在滚子30运转过程中被过压缩，进而减小滑片41在运动过程中受到的摩擦力。此外，与现有技术中，本实施例中的泵体组件能够防止气缸20内的气体被过压缩，进而增大泵体组件的压缩效率，提升泵体组件的工作性能。

如图1、图4、图8及图9所示，两个结构件包括上法兰12和下法兰13。这样，气缸20位于上法兰12和下法兰13之间，曲轴50穿过上法兰12、气缸20及下法兰13，且滚子30能够在气缸20的内腔21中转动。上述结构的结构简单，容易加工。

具体地，在本实施例中，第一过流结构411为两个，且两个第一过流结构411分别设置在滑片41的头部的朝向上法兰12的上端面和朝向下法兰13的下端面上，上法兰12及下法兰13朝向气缸20的一侧均设置有一个第二过流结构11，则滑片41头部的上端面上的第一过流结构411能够与上法兰12上的第二过流结构11进行连通。同时，滑片41头部的下端面上的第一过流结构411能够与下法兰13上的第二过流结构11进行连通。

需要说明的是，第一过流结构411的个数及设置位置不限于此。可选地，第一过流结构411为两个、三个或者多个。可选地，也可以只在滑片41的上端面或者下端面设置第一过流结构411。

需要说明的是，第二过流结构11的个数及设置位置不限于此。可选地，第二过流结构11为两个、三个或者多个。可选地，也可以只在上法兰12上或者下法兰13上设置第二过流结构11。

如图8和图9所示，第二过流结构11为凹槽，凹槽与滑片槽22错开设置。滑片41可滑动地设置在滑片槽22内，第一过流结构411设置在滑片41的头部，凹槽在气缸20上的正投影在气缸20的内腔21内。上述设置能够保证第一过流结构411与第二过流结构11能够在气缸20处于排气结束状态时处于连通状态，以使得滑片41两侧的工作腔相连通，防止气缸20内的气体造成过压缩，减小滑片41运动过程中受到的摩擦力，降低泵体组件的能量损耗，提升泵体组件的工作性能。凹槽的结构简单，容易加工、实现。

可选地，凹槽为矩形槽。矩形槽的结构简单，容易加工。

需要说明的是，凹槽的形状不限于此，只要能够实现与第一过流结构411的连通即可。可选地，凹槽为圆形槽、椭圆槽、多边形槽或者不规则形状槽中的一种。可选地，位于上法兰12上的凹槽形状也可以与位于下法兰13上的凹槽形状不同。

在附图中未示出的其他实施方式中，第二过流结构为凹槽，滑片槽在结构件上的投影与凹槽至少部分重合。这样，凹槽的尺寸可以很大，只要保证凹槽与第一过流结构有重合面积即可实现在排气结束后高低压腔连通，防止气体被过压缩。

在本实施例中，滑片41完全位于滑片槽22内时，凹槽与第一过流结构411不连通，滑片41从滑片槽22伸出后，第一过流结构411向凹槽一侧运动以使二者连通；或者滑片41向滑片槽22内运动时，第一过流结构411向凹槽一侧运动以使二者连通。这样，上述设置能够保证气缸20在排气结束后，滑片41上的第一过流结构411与凹槽相连通，使得排气封闭腔内的高压气体通过第一过流结构411与凹槽之间形成的过流间隙进入至低压工作腔，进而防止排气封闭腔内的气体被过压缩。

如图2和图3所示，凹槽的槽深I小于或者等于2mm。上述数值设置不仅能够保证第一过流结构411与凹槽能够实现连通，且防止凹槽的槽深I太大而导致上法兰12或者下法兰13在高压气体的作用力下发生破损，进而提高上、下法兰的结构强度，延长泵体组件的使用寿命。

如图4、图10及图11所示，第一过流结构411由两个过流凹槽411a以及在两个过流凹槽411a之间形成的突出部411b构成。具体地，第一过流结构411通过在滑片41的头部上去除两个过流凹槽411a形成。上述加工方式使得第一过流结构411的结构简单，容易加工。同时，能够保证第一过流结构411与第二过流结构11断开连通时，滑片41的上述设置能够保证两个工作腔不会发生相互连通而影响泵体组件的工作效率，进而提升泵体组件的工作可靠性。

如图8和图9所示，过流凹槽411a为矩形槽，且滑片41的头部与矩形槽的靠近头部的槽壁之间的距离为H，滑片41的厚度为P，泵体组件的偏心量为e，其中，0.1P≤H≤0.4e。上述设置既能够保证第一过流结构411与第二过流结构11相连通，且不会造成二者的相互导通影响气缸20的正常运行(吸气、压缩及排气过程)，即二者不连通时，滑片41两侧的工作腔不会连通。此外，上述设置能够保证滑片41的结构强度，防止高压气体将滑片41损坏，进而提高滑片41的结构强度，延长滑片41的使用寿命。矩形槽的结构简单，容易加工。

在本实施例中，矩形槽的槽宽F及槽宽K大于突出部411b的宽度A。这样，上述设置能够保证过流凹槽411a与凹槽连通时，高压工作腔内的气体能够通过二者之间形成的过流间隙进入至低压工作腔。

如图7至图11所示，气缸20的内腔21的半径为R，设置在下法兰13上的凹槽的槽宽G满足：G＝Q-H，且满足A<F<P。同时下法兰13上的凹槽的槽壁与下法兰中心点之间的距离为M，且M＝R-G。

如图7至图11所示，气缸20的内腔21的半径为R，设置在上法兰12上的凹槽的槽宽L满足：L＝Q-H，且满足A<K<P。同时上法兰12上的凹槽的槽壁与上法兰中心点之间的距离为N，且N＝R-L。

需要说明的是，过流凹槽411a的结构不限于此，只要能够与第二过流结构11实现连通即可。可选地，过流凹槽411a为圆形槽或者椭圆槽或者多边形槽或者不规则形状槽的一种

如图11所示，突出部411b的厚度为A，其中，0.05mm≤P-A≤0.3P。上述设置能够保证滑片41的结构强度，进而提高滑片41的运行可靠性，延长泵体组件的使用寿命。

在本实施例中，过流凹槽411a的槽深S大于或等于0.05mm且小于或等于2mm。上述设置考虑了过流凹槽411a及凹槽对排气余隙的影响，槽深S的数值及Q-H之差(其中，Q为滑片41的头部与矩形槽的远离头部的槽壁之间的距离)越小越好。同时为了保证滑片41的结构可靠性及工艺性，需满足0.05mm≤S≤2mm。

如图1及图10所示，第一过流结构411为两个，且两个第一过流结构411分别位于滑片41的朝向两个结构件的两个端面上。这样，上述设置能够使得第一过流结构411及第二过流结构11对余隙工作腔内的高压气体进行良好的释放，防止该工作腔内的气体被过压缩，进一步提升泵体组件的工作性能。

在本实施例中，分别位于滑片41两个端面上的两个第一过流结构411的尺寸或者形状相同。上述设置使得滑片41的加工更加容易，降低工作人员的劳动强度。此外，上述设置保证滑片41的两个端面处受到的高压气体作用力相同，进而提高其结构强度，延长使用寿命。

需要说明的是，分别位于滑片41两个端面上的两个第一过流结构411的尺寸或者形状也可以不同，则滑片41两个端面处对余隙高压气体的释压效果不同，满足不同的工况需求。

在本实施例中，当滚子30在曲轴50作用下经过滑片槽22时，滑片41完全位于滑片槽22内。随着滚子30的继续转动，滑片41在高背压作用下逐渐从滑片槽22伸出，当滑片41的头部圆弧最高点伸出距离大于H时，滑片41的上下端面上的凹槽开始与上、下法兰对应的过流凹槽411a连通(或者重合)。随着滑片41的伸出长度变大，滑片41的上下端面上的凹槽与上、下法兰对应的过流凹槽411a之间的过流间隙逐渐增大，直至过流间隙最大(或者凹槽与过流凹槽411a重合面积最大)。之后，滚子30继续转动，直至滑片41的头部与气缸20的中心之间的距离小于M-Q或者N-Q，滑片41的上下端面上的凹槽与上、下法兰对应的过流凹槽411a完全断开连通(或者重合面积为0)，此时滑片41两侧的工作腔不能够连通，气缸20正常运行。

随着滚子30的继续转动，滑片41运行至伸长量最大后往回运行，直至滑片41的头部与气缸20的中心之间的距离大于M-Q或者N-Q时，滑片41的上下端面上的凹槽开始与上、下法兰对应的过流凹槽411a连通(或者重合)，随着滑片41朝向滑片槽22继续运行，滑片41的上下端面上的凹槽与上、下法兰对应的过流凹槽411a的过流间隙逐渐增大(或者凹槽与过流凹槽411a之间的重合面积逐渐增大)，然后变小。在上述过程中，气缸20的高低压腔相连通形成连接通道，余隙容积中残留的高压气体能够通过滑片41的上下端面上的凹槽和上、下法兰对应的过流凹槽411a之间的过流间隙进入低压腔。

本申请还提供了一种流体机械(未示出)，包括上述的泵体组件。可选地，流体机械为压缩机。

本申请还提供了一种换热设备(未示出)，包括上述的流体机械。可选地，换热设备为空调。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

当气缸处于排气结束状态时，滑片的第一过流结构与至少一个结构件上的第二过流结构连通，且二者之间形成过流间隙，则滑片两侧的工作腔能够通过该过流间隙实现连通，容积小且压强大的工作腔(排气余隙腔)内的高压气体通过过流间隙进入至处于低压状态的工作腔内，进而防止该工作腔内的高压气体在滚子运转过程中被过压缩。与现有技术相比，本实施例的泵体组件不会造成气缸在排气结束后气体的过压缩，进而减小了滑片磨损及排气阻力，提升了泵体组件的工作性能，延长了泵体组件的使用寿命。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

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 (9)

1.一种泵体组件，其特征在于，包括：

结构件，所述结构件为两个；

气缸(20)，设置在两个所述结构件之间，所述气缸(20)具有内腔(21)及与所述内腔(21)相连通的滑片槽(22)；

滚子(30)；

滑片组件(40)，可移动地设置在所述滑片槽(22)内，所述滑片组件(40)包括滑片(41)，所述滑片(41)的头部与所述滚子(30)的外周面相接触且将所述内腔(21)分隔为两个工作腔，所述滑片(41)的头部朝向所述结构件的一侧设置有第一过流结构(411)，至少一个所述结构件的朝向所述滑片(41)一侧的表面上设置有第二过流结构(11)，当所述滑片(41)运动至所述第一过流结构(411)与所述第二过流结构(11)连通时，所述第一过流结构(411)与所述第二过流结构(11)之间形成过流间隙以使所述滑片(41)两侧的两个所述工作腔连通，此时，所述气缸(20)处于排气结束且过压缩状态；

所述第一过流结构(411)由两个过流凹槽(411a)以及在两个所述过流凹槽(411a)之间形成的突出部(411b)构成；

所述过流凹槽(411a)为矩形槽，且所述滑片(41)的所述头部与所述矩形槽的靠近所述头部的槽壁之间的距离为H，所述滑片(41)的厚度为P，所述泵体组件的偏心量为e，其中，0.1P≤H≤0.4e；

所述突出部(411b)的厚度为A，其中，0.05mm≤P-A≤0.3P;

所述过流凹槽(411a)的槽深S大于或等于0.05mm且小于或等于2mm。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，两个所述结构件包括上法兰(12)和下法兰(13)。

3.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第二过流结构(11)为凹槽，所述凹槽与所述滑片槽(22)错开设置。

4.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第二过流结构(11)为凹槽，所述滑片槽(22)在所述结构件上的投影与所述凹槽至少部分重合。

5.根据权利要求3或4所述的泵体组件，其特征在于，所述滑片(41)完全位于所述滑片槽(22)内时，所述凹槽与所述第一过流结构(411)不连通，所述滑片(41)从所述滑片槽(22)伸出后，所述第一过流结构(411)向所述凹槽一侧运动以使二者连通；

或者所述滑片(41)向所述滑片槽(22)内运动时，所述第一过流结构(411)向所述凹槽一侧运动以使二者连通。

6.根据权利要求5所述的泵体组件，其特征在于，所述凹槽的槽深I小于或者等于2mm。

7.根据权利要求1或2所述的泵体组件，其特征在于，所述第一过流结构(411)为两个，且两个所述第一过流结构(411)分别位于所述滑片(41)的朝向两个所述结构件的两个端面上。

8.一种流体机械，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的泵体组件。

9.一种换热设备，其特征在于，包括权利要求8所述的流体机械。