CN107781164A - 一种排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机，所述压缩机轴承包括：轴承本体(1)；排气组件(2)，所述排气组件(2)与所述轴承本体(1)相接，且所述排气组件(2)上设置有排气口(3)、以将压缩机气缸中被压缩后的高压气体通过所述排气口(3)排出，且所述排气组件(2)能沿所述轴承的径向方向运动、以使得所述排气口(3)能沿所述轴承的径向方向运动。通过本发明能够调节轴承上的排气口的中心距，针对同系列不同排量的压缩机进行适应性的调整，尤其针对排量较小(滚子较厚)的压缩机轴承、将其中心距调小，可以使得排气口的径向流通截面积增大，从而减小了排气压力损失，不仅可以降低指示功率损失，还可以提高容积效率。
Description
技术领域
本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机。
背景技术
现有对于同一系列不同排量的压缩机拓展机型而言，泵体结构主要差异体现在滚子壁厚和曲轴偏心量，而滚子壁厚影响泵体密封性能。一般同系列内只根据最大排量机型(滚子壁厚最薄)，设计确定影响泵体密封性的相关结构参数，同系列内不同排量机型的轴承排气口流通面积均相同。
但是同一系列不同排量的压缩机拓展机型，其使用轴承的排气口中心距均相同，导致同系列内排量从大到小的机型，其轴承排气口的流通面积利用率逐渐降低，进而造成每种排量机型的排气阻力和泵体容积效率未达最优化，最终造成同系列不同排量压缩机的性能未达最大化。
由此可知，在常规设计中，由于同系列内机型使用的轴承排气口中心距一定，对于排量从大到小的机型，其轴承排气口的流通面积利用率逐渐降低，导致压缩机性能未达最大化。
由于现有技术中的同一系列不同排量的压缩机机型为相同设计而存在小排量压缩机的排气压力损失大、压缩机的指示功率损失高，压缩机性能较低等技术问题，因此本发明研究设计出一种排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的同一系列不同排量的压缩机机型存在小排量压缩机的排气压力损失大的缺陷，从而提供一种排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机。
本发明提供一种排气口中心距可调的压缩机轴承，其包括：
轴承本体；
排气组件，所述排气组件与所述轴承本体相接，且所述排气组件上设置有排气口、以将压缩机气缸中被压缩后的高压气体通过所述排气口排出，且所述排气组件能沿所述轴承的径向方向运动、以使得所述排气口能沿所述轴承的径向方向运动。
优选地，
所述排气组件包括排气口部件和驱动所述排气口部件沿轴承径向运动的驱动部件，所述排气口设置于所述排气口部件上。
优选地，
所述轴承本体上开设有形状与所述排气口部件相匹配的容纳槽，所述排气口部件设置于所述容纳槽中。
优选地，
所述排气口部件为矩形结构，所述容纳槽为与所述矩形结构相匹配的直槽结构。
优选地，
所述排气口部件具有第一中心，所述排气口具有排气口中心，所述第一中心与所述排气口中心不重合、且所述排气口中心靠近所述轴承的径向外侧而设置。
优选地，
所述排气口部件包括排气本体和设置在所述排气本体的周向外侧、且沿周向凸出的凸起结构；
与之对应地，在所述轴承本体上还设置有能容纳所述凸起结构插入、沿周向设置的嵌入槽结构。
优选地，
所述驱动部件包括推力部件，所述推力部件能够与所述排气口部件的位于轴承径向外侧的端面相接、且沿所述径向方向运动以推动所述排气口部件径向运动。
优选地，
所述驱动部件还包括弹性部件，所述弹性部件的一端与所述排气口部件的位于轴承径向内侧的端面相接、另一端与所述轴承本体相接。
优选地，
所述排气口部件还包括弹簧容纳槽，所述弹簧容纳槽从所述排气口部件的位于轴承径向内侧的一端朝排气口部件的内部延伸；
还包括锁止凸台，所述锁止凸台设置在所述弹簧容纳槽的轴向底部；
所述弹性部件能够伸入所述弹簧容纳槽中、且与所述锁止凸台相接，通过所述锁止凸台能对所述弹簧的一端进行固定。
优选地，
所述排气组件还包括密封支承部件，沿着轴承径向方向、所述密封支承部件设置于所述排气口部件的径向外侧；
且所述密封支承部件上设置有沿轴承径向方向贯穿的容纳孔、能够容纳所述推力部件从中穿过。
优选地，
当包括所述容纳槽时，所述轴承本体包括在所述容纳槽的径向外端、形状与所述密封支承部件相匹配的凹陷结构，且所述凹陷结构上还设置有至少一个第一螺纹孔；
所述密封支承部件上沿轴承径向贯穿地还设置有至少一个第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔位置相对应；
且还包括能够同时穿过所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔以对所述轴承本体和所述密封支承部件进行固定的紧固螺钉。
优选地，
所述凹陷结构包括设置在其周向两侧的沟槽，与之对应的、在所述密封支承部件的周向两端也分别设置有凸出部，所述沟槽与所述凸出部配合相接。
优选地，
所述沟槽为朝轴承径向延伸的楔形沟槽，其在所述轴承周面上的截面呈梯形；所述凸出部为朝轴承径向延伸的楔形凸出部，其在所述轴承周面上的截面呈梯形。
本发明还提供一种压缩机，其包括前述的排气口中心距可调的压缩机轴承。
优选地，
所述压缩机为滚动转子式压缩机，气态冷媒通过轴承排气口的排气压力损失△P的计算公式如下：
ΔP＝ξ×ρ×ν2/2
而v＝Q/A
A∝Ltd
Ltd＝Dci/2-Ld+Dd/2
其中，ΔP为排气压力损失，ξ为阻力系数，ρ为气态冷媒密度，v为冷媒排出时的平均速度，Q为气态冷媒通过排气口的容积流量，A为排气口的有效流通面积，Ltd为排气口的径向流通长度,Dci为气缸内径，Ld为排气口中心距，Dd为排气口直径。
优选地，
所述压缩机为滚动转子式压缩机，滚子的径向密封距离Lm满足下列关系式：Lm＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-Ltd，其中，Lm为滚子的径向密封距离，Dpo为滚子外径，Dpi为滚子内径，Cpi为滚子内圆倒角，Ltd为排气口径向流通长度。
优选地，
滚子的径向密封距离Lm满足，Lm≥0.5mm，则有：
Lm＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-(Dci/2-Ld+Dd/2)≥0.5mm,
由于Ltd＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-Lm，
则Ltd(max)＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-0.5＝Dci/2-Ld+Dd/2，
即Ld(min)＝Dci/2+Dd/2-(Dpo-Dpi)/2+Cpi+0.5,
其中，Dci为气缸内径，Dd为排气口直径，Ld为排气口中心距。
本发明提供的一种排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机具有如下有益效果：
1.本发明的排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机，通过设置排气组件，使排气组件与轴承本体相接，且所述排气组件上设置有排气口、以将压缩机气缸中被压缩后的高压气体通过所述排气口排出，且所述排气组件能沿所述轴承的径向方向运动、以使得所述排气口能沿所述轴承的径向方向运动，能够有效地使得轴承上的排气口的中心距(即排气口中心线距离轴承中心轴线之间的距离)可以调节，能够进一步针对同系列不同排量的压缩机进行适应性的调整，即尤其是针对排量较小(滚子较厚)的压缩机轴承、将其中心距调小，可以使得排气口的径向流通截面积增大，从而减小了排气压力损失，不仅可以降低指示功率损失，同时由于排气压力的损失还有小部分转变为热引起气缸加热，这样还可以提高容积效率，进而提高压缩机性能；
2.本发明的排气口中心距可调的压缩机轴承和压缩机，对于常规结构使用整体式轴承的同系列内不同排量压缩机，存在因轴承为通用件而影响同系列内小排量机型性能未达最大化的问题，而使用该排气口中心距可调的新型柔性轴承后，则可根据不同排量机型的实际设计需求，对轴承排气口的中心距进行适当调节，从而使同系列内不同排量机型的性能最大化，提高同系列内不同排量机型的整体性能水平。
附图说明
图1是本发明的排气口中心距可调的压缩机轴承的立体结构示意图；
图2是图1的压缩机轴承的爆炸结构示意图；
图3是本发明的压缩机轴承与气缸、滚子和曲轴配合部位的结构示意图；
图4是图3中A部分的局部放大图；
图5是图1中压缩机轴承的轴承本体的立体结构示意图；
图6是本发明的轴承本体与排气组件的装配正视剖面图；
图7是图6中的B部分的局部放大图；
图8a是本发明的排气组件中的排气口部件的正面结构图；
图8b是图8a中的排气口部件的左视结构图；
图8c是图8a中的排气口部件的俯视结构图；
图8d是图8a的纵向截面示意图；
图8e是图8b的排气口部件与轴承本体配合的纵向截面示意图；
图9a是本发明的排气组件中的密封支承部件的正面结构图；
图9b是本发明的排气组件中的密封支承部件的左视结构图；
图9c是本发明的排气组件中的密封支承部件的俯视结构图；
图9d是图9a的密封支承部件与轴承本体配合的纵向截面示意图。
图中附图标记表示为：
1、轴承本体；11、容纳槽；12、嵌入槽结构；13、凹陷结构；13a、第一螺纹孔；13b、沟槽；2、排气组件；21、排气口部件；21a、排气本体；21b、凸起结构；21c、弹簧容纳槽；21d、锁止凸台；22、驱动部件；22a、推力部件；22b、弹性部件；23、密封支承部件；23a、容纳孔；23b、第二螺纹孔；23c、凸出部；3、排气口；4、紧固螺钉；5、轴承(或称端盖)；6、气缸；7、滚子；8、曲轴。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，本发明提供一种排气口中心距可调的压缩机轴承，其包括：
轴承本体1；
排气组件2，所述排气组件2与所述轴承本体1相接，且所述排气组件2上设置有排气口3，所述轴承与压缩机的气缸6相接、以将压缩机气缸中被压缩后的高压气体通过所述排气口3排出，且所述排气组件2能沿所述轴承的径向方向运动、以使得所述排气口3能沿所述轴承的径向方向运动。
通过设置排气组件，所述排气组件能沿所述轴承的径向方向运动、以使得所述排气口能沿所述轴承的径向方向运动，能够有效地使得轴承上的排气口的中心距(即排气口中心线距离轴承中心轴线之间的距离)可以调节，能够进一步针对同系列不同排量的压缩机进行适应性的调整，即尤其是针对排量较小(滚子较厚)的压缩机轴承、将其中心距调小，可以使得排气口的径向流通截面积增大，从而减小了排气压力损失，不仅可以降低指示功率损失，同时由于排气压力的损失还有小部分转变为热引起气缸加热，这样还可以提高容积效率，进而提高压缩机性能；
对于常规结构使用整体式轴承的同系列内不同排量压缩机，存在因轴承为通用件而影响同系列内小排量机型性能未达最大化的问题，而使用该排气口中心距可调的新型柔性轴承后，则可根据不同排量机型的实际设计需求，对轴承排气口的中心距进行适当调节，从而使同系列内不同排量机型的性能最大化，提高同系列内不同排量机型的整体性能水平。
对于滚动转子式压缩机，排气压力损失造成的功率损失，对于压缩机指示功率损失的影响较明显(约占4％)，同时排气压力的损失还有小部分转变为热引起气缸加热，导致容积效率损失。所以优化设计压缩机泵体的排气结构，设法降低排气压力损失，不仅可以降低指示功率损失，还可以提高容积效率，进而提高压缩机性能
本发明采用一种排气口中心距可变调节的新型压缩机轴承，根据同系列内不同排量的机型，其对应的滚子壁厚不同，在满足泵体密封性要求的前提下，通过调节轴承的排气口中心距，增大排气口的有效流通面积，降低冷媒的排气阻力，减少冷媒通过排气口后的压力损失，从而降低压缩机的指示功率损失，最终提高压缩机的能效比。由于排气口中心距直接影响冷媒排气的流通面积，即在保证泵体密封性能的前提下，其他设计参数不变，排量越小的机型，其排气口中心距越小，排气口流通面积越大，排气压力损失越小，压缩机的指示功率损失越低，压缩机性能越高。
本发明对于1、同一系列内不同排量机型，能够使得轴承排气口中心距进行相应地变化，能够使得小排量机型性能达到最大化；2、相对于整体式结构轴承，不同排量机型可以使用同一种排气口中心距的轴承(根据需要改变中心距)，无需整体更换轴承，有效地降低了轴承的生产成本。
本发明通过使用新型的轴承排气口可调的排气口部件结构，即在原有排气口中心距固定不变的常规轴承基础上，对压缩机的轴承结构进行结构分解设计，将压缩机轴承分解为排气口部件结构和轴承主体结构。通过调整排气口部件结构中的推力螺杆，实现轴承排气口中心距的柔性调节，在保证泵体径向密封距离最小值的前提下，尽可能的将轴承排气口中心距调节到最小，以充分发挥同系列内每个排量机型的性能最大化。
如图2所示，优选地，
所述排气组件2包括排气口部件21和驱动所述排气口部件21沿轴承径向运动的驱动部件22，所述排气口3设置于所述排气口部件21上。通过将排气组件包括排气口部件和驱动排气口部件的驱动部件，能够通过所述排气口部件进行排气、而驱动部件用以驱动排气口部件进行运动，从而完成使得排气口产生径向移动的技术效果、实现中心距可调的效果。
如图2、5所示，优选地，
所述轴承本体1上开设有形状与所述排气口部件21相匹配的容纳槽11，所述排气口部件21设置于所述容纳槽11中。通过轴承本体上开设的容纳槽、能够将排气口部件容纳并安置于其中，保证了排气口部件的固定，且使得排气口部件与轴承本体之间保持足够的密封、防止压缩气体的泄漏。
如图2、5所示，优选地，
所述排气口部件21为矩形结构，所述容纳槽11为与所述矩形结构相匹配的直槽结构。这是本发明的排气口部件与与之匹配的容纳槽的具体结构形式。由于排气口部件同轴承本体间采用径向矩形轨道结构装配(参见图8e)，矩形轨道间配合用泵体自身的高性能冷冻油密封、润滑和降温，且在保证满足滚子最小密封性要求的前提下，不会有高压气体进入轴承环槽内，从而排气部件端部(弹簧侧)有效避开高压气体的推力作用，同时排气口部件由底座固定部件通过锁紧螺钉牢牢固定在轴承本体上，从而确保排气部件的径向定位可靠性。
在压缩机工作过程当中，由于在泵体压缩腔内，存在制冷剂和冷冻油的混合物，两者互溶性良好，在冷媒被压缩过程中，会有一定量的冷冻油在排气压力作用下，进入排气部件同轴承本体的矩形轨道配合结构中(参见图8e)，从而实现对排气口部件的油膜密封和润滑作用，保证轴承部件的工作可靠性和稳定性。另外对于排气口部件21的厚度，在满足可靠性的前提下，尽可能设计小一些，以提高压缩机泵体组件的容积效率。
如图8d所示，优选地，
所述排气口部件21具有第一中心，所述排气口3具有排气口中心，所述第一中心与所述排气口中心不重合、且所述排气口中心靠近所述轴承的径向外侧而设置。对于排气口部件21，其关键尺寸是排气口直径Dd和排气口中心相对部件本体中心的偏心距e尺寸(参见下图8d)，在保证排气口径向密封距离前提下，偏心距尺寸e尽可能设计大一些，以覆盖同系列内更大排量范围(如果排气口中心与第一中心重合，那么排气口可径向移动的范围较窄)，由于排气口直径尺寸Dd同时影响排气阻力和余隙容积，需根据实际设计需要综合评价，以满足同系列内大部分机型的性能要求。
如图8b、8e所示，优选地，
所述排气口部件21包括排气本体21a和设置在所述排气本体21a的周向外侧、且沿周向凸出的凸起结构21b；
与之对应地，在所述轴承本体1上还设置有能容纳所述凸起结构21b插入、沿周向设置的嵌入槽结构12。
通过排气口部件沿周向方向凸出的凸起结构和轴承本体上沿周向陷入的嵌入槽结构，能够使得凸起结构插入该嵌入槽结构中，从而实现排气口部件与轴承本体之间在轴向方向上的定位，将排气口部件在轴向方向上固定在轴承本体上、防止其脱落，安装时将排气口部件沿径向方向推入轴承本体上的嵌入槽结构中，以完成二者之间的卡接装配。
实施例2
如图2、6-7所示，本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步的改进，优选地，所述驱动部件22包括推力部件22a，所述推力部件22a能够与所述排气口部件21的位于轴承径向外侧的端面相接、且沿所述径向方向运动以推动所述排气口部件21径向运动。推力部件优选为推力螺杆。
通过推力部件能够对排气口部件的径向外侧端面进行推动作用，从而实现排气口部件的径向运动，完成排气口的运动、排气口中心距实现了可以调节的效果，减小了排气压力的损失，提高了压缩机的能效。
本发明采用新型的排气口中心距可调的柔性轴承，即将常规结构的整体式轴承，分解为排气口部件结构和轴承主体结构，其中排气口部件结构可以根据同系列内，不同排量机型的实际使用需要，通过手动旋转调节推力螺杆，使排气口部件产生径向位移，从而实现对排气口中心距的柔性调节，在保证满足泵体排气口径向密封最小间隙的前提下，尽量将排气口中心距调到较小的合适位置。
如图6-7，优选地，
所述驱动部件22还包括弹性部件22b，所述弹性部件22b的一端与所述排气口部件21的位于轴承径向内侧的端面相接、另一端与所述轴承本体1相接。弹性部件22b优选为弹簧。通过在排气口部件的径向内侧连接弹性部件，能够对排气口部件产生径向方向的弹性复位力的作用，从而使得推力部件在撤销推力的时候能够通过该弹性部件的弹性复位力，实现排气口部件的复位运动，从而实现对排气口部件径向方向运动的有效控制的作用。
如图8a、8c和8d所示，优选地，
所述排气口部件21还包括弹簧容纳槽21c，所述弹簧容纳槽21c从所述排气口部件21的位于轴承径向内侧的一端朝排气口部件的内部延伸；
还包括锁止凸台21d，所述锁止凸台21d设置在所述弹簧容纳槽21c的轴向底部(如图)；
所述弹性部件22b能够伸入所述弹簧容纳槽21c中、且与所述锁止凸台21d相接，通过所述锁止凸台21d能对所述弹簧的一端进行固定。
通过在排气口部件上设置容纳弹簧的弹簧容纳槽，能够有效地保证弹簧只在轴承径向方向发生弹性形变，从而实现对排气口部件只是产生径向方向的弹性复位力作用，防止了弹性部件发生完全等现象、避免了弹性能量的损失而起不了原有的弹性恢复力的作用，保证了有效的弹性复位力；同时通过在弹簧容纳槽的轴向底部设置锁止凸台，能够对弹性部件的一端进行固定和锁止作用，从而防止了避免了弹簧与排气口部件之间发生脱开的现象，保证了弹性复位力(包括推力和拉力)的有效作用。
对于同弹簧配合部分设计的弹簧安装导向固定孔，要在孔的底部需要设计一个圆形凸台，以固定弹簧，防止弹簧松动，确保排气口部件能够在径向稳定调节排气口中心距。
实施例3
本实施例是在实施例1和/或2的基础上做出的进一步的改进，如图2，9a-9d所示，优选地，所述排气组件2还包括密封支承部件23，沿着轴承径向方向、所述密封支承部件23设置于所述排气口部件21的径向外侧；
且所述密封支承部件23上设置有沿轴承径向方向贯穿的容纳孔23a、能够容纳所述推力部件22a从中穿过。
通过设置密封支承部件能够对驱动结构中的推力部件进行支承作用以外还能够对轴承排气口位置处与排气口部件一同对冷媒进行有效的密封作用，实现了支承和密封的作用和效果，且通过设置上述的容纳孔能够容纳推力部件穿过，对推力部件进行轴向支承的同时，有效地保证推力部件在径向方向能够进行往复运动，实现对排气口部件产生径向推动的作用，完成排气口中心距可变的调节。
如图2，9a-9d所示，优选地，
当包括所述容纳槽11时，所述轴承本体1包括在所述容纳槽11的径向外端、形状与所述密封支承部件23相匹配的凹陷结构13，且所述凹陷结构13上还设置有至少一个第一螺纹孔13a；
所述密封支承部件23上沿轴承径向贯穿地还设置有至少一个第二螺纹孔23b，所述第一螺纹孔13a与所述第二螺纹孔23b位置相对应；
且还包括能够同时穿过所述第一螺纹孔13a和所述第二螺纹孔23b以对所述轴承本体1和所述密封支承部件23进行固定的紧固螺钉4。
通过设置上述的凹陷结构以及在凹陷结构上的第一螺纹孔、以及在密封支承部件上设置的第二螺纹孔、以及紧固螺钉，能够实现对密封支承部件与轴承本体之间的有效固定的作用，将密封支承部件固定至轴承本体上，保证密封支承部件的支承和密封的作用得以顺利的进行。
对于密封支承部件23，其同轴承本体采用紧固螺钉锁紧，其下部还设有一个径向螺纹孔，用于固定推力螺杆，以满足推力螺杆对排气口部件的径向调节。
如图2，9a-9d所示，优选地，
所述凹陷结构13包括设置在其周向两侧的沟槽13b，与之对应的、在所述密封支承部件23的周向两端也分别设置有凸出部23c，所述沟槽13b与所述凸出部23c配合相接。通过设置的沟槽和凸出部能够将密封支承部件卡设于轴承本体上，实现对密封支承部件的轴向定位和固定作用，保证密封支承部件的支承和密封的作用得以顺利的进行。
如图2，9a-9d所示，优选地，
所述沟槽13b为朝轴承径向延伸的楔形沟槽，其在所述轴承周面上的截面呈梯形；所述凸出部23c为朝轴承径向延伸的楔形凸出部，其在所述轴承周面上的截面呈梯形。这是本发明的沟槽和凸出部的优选结构形式和形状，能够实现导向和定位的作用，以及固定的作用。
另外，密封支承部件23同轴承本体1的装配，两侧采用径向楔形沟槽轨道配合(参见下图9d)，配合间隙要设计合理，确保排气口部件能够稳定调节。
如图2所示，本发明新型排气口柔性轴承部件包括6种零件，分别是轴承本体1，排气口部件21，密封支承部件23，弹性部件22b，推力部件22a，紧固螺钉4(两个)，正常使用时需将这6种部件装配为轴承组件，同其他泵体零件一起装配为泵体组件使用。
在使用过程中，根据同系列内对应排量机型的滚子壁厚，设计计算出满足泵体径向最小密封间隙的排气口中心距，通过手动调节推力螺杆，使排气口部件产生径向位移，最终实现满足设计需求的排气口中心距。
由于本发明涉及的新型轴承组件，其相对于常规整体式轴承零件，轴承的轴颈高度和厚度，密封端面的环形柔性槽，以及排气口阀座厚度等影响轴承机械性能的关键结构均没有变更，所以该轴承的机械可靠性完全满足使用要求。
相比于常规单一的整体式结构轴承，本发明方案可通过调节轴承排气口中心距，实现同一系列内不同排量机型使用不同规格轴承的低成本投入目标，降低压缩机生产成本。
对于常规结构使用整体式轴承的同系列内不同排量压缩机，存在因轴承为通用件而影响同系列内小排量机型性能未达最大化的问题，而使用该排气口中心距可调的新型柔性轴承后，则可根据不同排量机型的实际设计需求，对轴承排气口的中心距进行适当调节，从而使同系列内不同排量机型的性能最大化，提高同系列内不同排量机型的整体性能水平。
实施例4
本发明还提供一种压缩机，其包括前述的排气口中心距可调的压缩机轴承。通过前述的压缩机轴承，能够有效地使得轴承上的排气口的中心距(即排气口中心线距离轴承中心轴线之间的距离)可以调节，能够进一步针对同系列不同排量的压缩机进行适应性的调整，即尤其是针对排量较小(滚子较厚)的压缩机轴承、将其中心距调小，可以使得排气口的径向流通截面积增大，从而减小了排气压力损失，不仅可以降低指示功率损失，同时由于排气压力的损失还有小部分转变为热引起气缸加热，这样还可以提高容积效率，进而提高压缩机性能；
对于常规结构使用整体式轴承的同系列内不同排量压缩机，存在因轴承为通用件而影响同系列内小排量机型性能未达最大化的问题，而使用该排气口中心距可调的新型柔性轴承后，则可根据不同排量机型的实际设计需求，对轴承排气口的中心距进行适当调节，从而使同系列内不同排量机型的性能最大化，提高同系列内不同排量机型的整体性能水平。
对于滚动转子式压缩机，排气压力损失造成的功率损失，对于压缩机指示功率损失的影响较明显(约占4％)，同时排气压力的损失还有小部分转变为热引起气缸加热，导致容积效率损失。所以优化设计压缩机泵体的排气结构，设法降低排气压力损失，不仅可以降低指示功率损失，还可以提高容积效率，进而提高压缩机性能
本发明通过排气口中心距可变调节的新型压缩机轴承，根据同系列内不同排量的机型，其对应的滚子壁厚不同，在满足泵体密封性要求的前提下，通过调节轴承的排气口中心距，增大排气口的有效流通面积，降低冷媒的排气阻力，减少冷媒通过排气口后的压力损失，从而降低压缩机的指示功率损失，最终提高压缩机的能效比。由于排气口中心距直接影响冷媒排气的流通面积，即在保证泵体密封性能的前提下，其他设计参数不变，排量越小的机型，其排气口中心距越小，排气口流通面积越大，排气压力损失越小，压缩机的指示功率损失越低，压缩机性能越高。
对于同一系列内不同排量机型，能够使得轴承排气口中心距进行相应地变化，能够使得小排量机型性能达到最大化；相对于整体式结构轴承，不同排量机型可以使用同一种排气口中心距的轴承(根据需要改变中心距)，无需整体更换轴承，有效地降低了轴承的生产成本。
如图3-4，优选地，所述压缩机为滚动转子式压缩机，气态冷媒通过轴承排气口的排气压力损失△P的计算公式如下：
ΔP＝ξ×ρ×ν2/2
而v＝Q/A
A∝Ltd
Ltd＝Dci/2-Ld+Dd/2
其中，ΔP为排气压力损失，ξ为阻力系数，ρ为气态冷媒密度，v为冷媒排出时的平均速度，Q为气态冷媒通过排气口的容积流量，A为排气口的有效流通面积，Ltd为排气口的径向流通长度,Dci为气缸内径，Ld为排气口中心距，Dd为排气口直径。由以上可知，ΔP∝Ld，排气口中心距越小，对应机型的排气压力损失越少，指示功率损失越低，压缩机能效越高，性能越好。
如图3-4，优选地，所述压缩机为滚动转子式压缩机，滚子的径向密封距离Lm满足下列关系式：Lm＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-Ltd，其中，Lm为滚子的径向密封距离，Dpo为滚子外径，Dpi为滚子内径，Cpi为滚子内圆倒角，Ltd为排气口径向流通长度。通过这样能够有效地获得径向密封距离Lm与排气口径向流通长度Ltd之间的换算关系。
优选地，滚子的径向密封距离Lm满足，Lm≥0.5mm，则有：
Lm＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-(Dci/2-Ld+Dd/2)≥0.5mm,
由于Ltd＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-Lm，
则Ltd(max)＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-0.5＝Dci/2-Ld+Dd/2，
即Ld(min)＝Dci/2+Dd/2-(Dpo-Dpi)/2+Cpi+0.5,
其中，Dci为气缸内径，Dd为排气口直径，Ld为排气口中心距。
这样能够获得最大排气口径向流通长度Ltd(max)和最小为排气口中心距Ld(min)的值，同系列内，滚子内径(Dpi)和滚子内圆倒角(Cpi)均为定值，故为发挥同系列内不同排量机型的性能最大化，均将排气口的径向流通长度Ltd设计为最大值Ltd(max)，即统一将每款排量机型的滚子径向密封距离定为最小值0.5mm，排量越小机型，其排气口中心距越小，排气口径向流通长度越大，排气压力损失越少，指示功率损失越低，容积效率越高，压缩机的能效最大化程度越高。
通过以上计算分析可知，当某一系列压缩机的泵体结构确定时，为实现同系列内不同排量机型的排气压力损失最小化，发挥各自不同排量机型的性能最大化，可针对同系列内各排量机型的滚子壁厚不同，设计排气口中心距柔性可调的轴承，这样可减少同系列内小排量机型的排气压力损失，降低其指示功率损失和热损失，提高容积效率，进而提升同系列内不同排量机型的整体能效水平。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种排气口中心距可调的压缩机轴承，其特征在于：包括：
轴承本体(1)；
排气组件(2)，所述排气组件(2)与所述轴承本体(1)相接，且所述排气组件(2)上设置有排气口(3)、以将压缩机气缸中被压缩后的高压气体通过所述排气口(3)排出，且所述排气组件(2)能沿所述轴承的径向方向运动、以使得所述排气口(3)能沿所述轴承的径向方向运动。
2.根据权利要求1所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述排气组件(2)包括排气口部件(21)和驱动所述排气口部件(21)沿轴承径向运动的驱动部件(22)，所述排气口(3)设置于所述排气口部件(21)上。
3.根据权利要求2所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述轴承本体(1)上开设有形状与所述排气口部件(21)相匹配的容纳槽(11)，所述排气口部件(21)设置于所述容纳槽(11)中。
4.根据权利要求3所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述排气口部件(21)为矩形结构，所述容纳槽(11)为与所述矩形结构相匹配的直槽结构。
5.根据权利要求4所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述排气口部件(21)具有第一中心，所述排气口(3)具有排气口中心，所述第一中心与所述排气口中心不重合、且所述排气口中心靠近所述轴承的径向外侧而设置。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述排气口部件(21)包括排气本体(21a)和设置在所述排气本体(21a)的周向外侧、且沿周向凸出的凸起结构(21b)；
与之对应地，在所述轴承本体(1)上还设置有能容纳所述凸起结构(21b)插入、沿周向设置的嵌入槽结构(12)。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述驱动部件(22)包括推力部件(22a)，所述推力部件(22a)能够与所述排气口部件(21)的位于轴承径向外侧的端面相接、且沿所述径向方向运动以推动所述排气口部件(21)径向运动。
8.根据权利要求7所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述驱动部件(22)还包括弹性部件(22b)，所述弹性部件(22b)的一端与所述排气口部件(21)的位于轴承径向内侧的端面相接、另一端与所述轴承本体(1)相接。
9.根据权利要求8所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述排气口部件(21)还包括弹簧容纳槽(21c)，所述弹簧容纳槽(21c)从所述排气口部件(21)的位于轴承径向内侧的一端朝排气口部件的内部延伸；
还包括锁止凸台(21d)，所述锁止凸台(21d)设置在所述弹簧容纳槽(21c)的轴向底部；
所述弹性部件(22b)能够伸入所述弹簧容纳槽(21c)中、且与所述锁止凸台(21d)相接，通过所述锁止凸台(21d)能对所述弹簧的一端进行固定。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述排气组件(2)还包括密封支承部件(23)，沿着轴承径向方向、所述密封支承部件(23)设置于所述排气口部件(21)的径向外侧；
且所述密封支承部件(23)上设置有沿轴承径向方向贯穿的容纳孔(23a)、能够容纳所述推力部件(22a)从中穿过。
11.根据权利要求10所述的压缩机轴承，其特征在于：
当包括所述容纳槽(11)时，所述轴承本体(1)包括在所述容纳槽(11)的径向外端、形状与所述密封支承部件(23)相匹配的凹陷结构(13)，且所述凹陷结构(13)上还设置有至少一个第一螺纹孔(13a)；
所述密封支承部件(23)上沿轴承径向贯穿地还设置有至少一个第二螺纹孔(23b)，所述第一螺纹孔(13a)与所述第二螺纹孔(23b)位置相对应；
且还包括能够同时穿过所述第一螺纹孔(13a)和所述第二螺纹孔(23b)以对所述轴承本体(1)和所述密封支承部件(23)进行固定的紧固螺钉(4)。
12.根据权利要求11所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述凹陷结构(13)包括设置在其周向两侧的沟槽(13b)，与之对应的、在所述密封支承部件(23)的周向两端也分别设置有凸出部(23c)，所述沟槽(13b)与所述凸出部(23c)配合相接。
13.根据权利要求12所述的压缩机轴承，其特征在于：
所述沟槽(13b)为朝轴承径向延伸的楔形沟槽，其在所述轴承周面上的截面呈梯形；所述凸出部(23c)为朝轴承径向延伸的楔形凸出部，其在所述轴承周面上的截面呈梯形。
14.一种压缩机，其特征在于：包括权利要求1-13中任一项所述的排气口中心距可调的压缩机轴承。
15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机为滚动转子式压缩机，气态冷媒通过轴承排气口的排气压力损失△P的计算公式如下：
ΔP＝ξ×ρ×ν2/2
而v＝Q/A
A∝Ltd
Ltd＝Dci/2-Ld+Dd/2
其中，ΔP为排气压力损失，ξ为阻力系数，ρ为气态冷媒密度，v为冷媒排出时的平均速度，Q为气态冷媒通过排气口的容积流量，A为排气口的有效流通面积，Ltd为排气口的径向流通长度,Dci为气缸内径，Ld为排气口中心距，Dd为排气口直径。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机为滚动转子式压缩机，滚子的径向密封距离Lm满足下列关系式：Lm＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-Ltd，其中，Lm为滚子的径向密封距离，Dpo为滚子外径，Dpi为滚子内径，Cpi为滚子内圆倒角，Ltd为排气口径向流通长度。
17.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于：滚子的径向密封距离Lm满足，Lm≥0.5mm，则有：
Lm＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-(Dci/2-Ld+Dd/2)≥0.5mm,
由于Ltd＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-Lm，
则Ltd(max)＝(Dpo-Dpi)/2-Cpi-0.5＝Dci/2-Ld+Dd/2，
即Ld(min)＝Dci/2+Dd/2-(Dpo-Dpi)/2+Cpi+0.5,
其中，Dci为气缸内径，Dd为排气口直径，Ld为排气口中心距。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |