CN108087270A - 泵体组件及具有其的压缩机 - Google Patents

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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：结构件，结构件为两个，至少一个结构件具有背压结构，背压结构的总容积Vf；气缸，设置在两个结构件之间；转轴，穿过两个结构件及气缸，且转轴的转子部具有多个滑片槽；多个滑片，可滑动地对应设置在多个滑片槽内，各滑片与对应的滑片槽之间形成一个背压腔，且全部背压腔的总容积Vh，背压结构与多个背压腔连通，润滑介质能够经由背压结构进入至背压腔内，且背压结构的总容积Vf与全部背压腔的总容积Vh满足本发明有效地解决了现有技术中泵体组件在运行过程中平稳性较差，且噪声及振动较大的问题。

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
在泵体组件运行过程中，为了保证滑片能够顺利地从滑片槽内伸出，通常会在滑片的尾部设置背压腔(由滑片与滑片槽形成)，油池内的高压或中压油(通过流通通道产生节流效果)通入背压腔中以对滑片产生作用力，该作用力用于克服滑片的头部所处的前后腔体内气体压力和气缸与滑片头部产生的摩擦力等，防止滑片的头部与气缸内壁脱离。
然而，在泵体组件运行过程中，滑片在滑片槽中的往复运动会导致背压腔内产生压力冲击。压力脉动冲击会影响滑片运行的平稳性，导致泵体组件在运行过程中产生滑片撞击的噪音，较大程度地影响了泵体组件的工作性能及可靠性，且使得泵体组件的能耗增大。
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，以解决现有技术中泵体组件在运行过程中平稳性较差，且噪声及振动较大的问题。
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：结构件，结构件为两个，至少一个结构件具有背压结构，背压结构的总容积Vf；气缸，设置在两个结构件之间；转轴，穿过两个结构件及气缸，且转轴的转子部具有多个滑片槽；多个滑片，可滑动地对应设置在多个滑片槽内，各滑片与对应的滑片槽之间形成一个背压腔，且全部背压腔的总容积Vh，背压结构与多个背压腔连通，润滑介质能够经由背压结构进入至背压腔内，且背压结构的总容积Vf与全部背压腔的总容积Vh满足
进一步地，背压结构的总容积Vf与全部背压腔的总容积Vh满足
进一步地，两个结构件分别为上法兰和下法兰，背压结构设置在上法兰的朝向气缸的下端面上；和/或背压结构设置在下法兰的朝向气缸的上端面上。
进一步地，当上法兰和下法兰上均设置有背压结构时，上法兰上的背压结构的总容积Vsf与下法兰上的背压结构的总容积Vxf之和为Vf，且各背压腔的容积最大变化量Vd小于或等于上法兰上的背压结构的总容积Vsf。
进一步地，上法兰上的背压结构在下法兰内的投影与下法兰上的背压结构重合。
进一步地，背压结构为背压槽，且背压槽为弧槽或者环形槽。
进一步地，当背压槽为环形槽时，环形槽包括相互连通的第一弧槽段和第二弧槽段，且第一弧槽段的宽度大于第二弧槽段的宽度。
进一步地，背压槽的槽宽L为预定值，通过改变背压槽的槽深H，以改变背压槽的总容积Vf。
进一步地，背压槽的槽深H为预定值，通过改变背压槽的槽宽L，以改变背压槽的总容积Vf。
进一步地，转轴具有顺次连接的中心油孔和径向油孔，径向油孔与背压结构连通。
根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括上述的泵体组件。
应用本发明的技术方案，泵体组件包括结构件、气缸、转轴及多个滑片。其中，结构件为两个，至少一个结构件具有背压结构，背压结构的总容积Vf。气缸设置在两个结构件之间。转轴穿过两个结构件及气缸，且转轴的转子部具有多个滑片槽。多个滑片可滑动地对应设置在多个滑片槽内，各滑片与对应的滑片槽之间形成一个背压腔，且全部背压腔的总容积Vh，背压结构与多个背压腔连通，润滑介质能够经由背压结构进入至背压腔内，且背压结构的总容积Vf与全部背压腔的总容积Vh满足这样，在泵体组件进行吸气、压缩和排气阶段，背压结构与背压腔的上述取值设置能够防止背压腔内产生较大的压力冲击，进而提高滑片在滑片槽内的运行平稳性，提高泵体组件的工作可靠性。
在泵体组件运行过程中，润滑介质能够经由背压结构进入至背压腔内，使得背压腔内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片在滑片槽内的运动更加平稳，防止滑片与气缸发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性，降低由于滑片与气缸撞击产生的振动与噪声。同时，本申请中泵体组件的上述结构设置使其工作可靠性更高，能量损耗更小，提高了泵体组件的工作效率。
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分解结构示意图；以及
图2示出了图1中的泵体组件的剖视图；
图3示出了图2中的泵体组件的A处放大示意图；
图4示出了图1中的泵体组件除去上法兰后的立体结构示意图；
图5示出了图1中的泵体组件的上法兰的仰视图；
图6示出了图5中的上法兰的剖视图；
图7示出了图1中的泵体组件的下法兰的俯视图；
图8示出了图7中的下法兰的剖视图；
图9示出了泵体组件的制冷量与的曲线关系图；
图10示出了泵体组件的功耗与的曲线关系图；以及
图11示出了泵体组件的能效比COP与的曲线关系图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
11、背压结构；111、第一弧槽段；112、第二弧槽段；12、上法兰；13、下法兰；20、气缸；30、转轴；31、转子部；311、滑片槽；311a、背压腔；312、退刀槽；32、中心油孔；33、径向油孔；40、滑片；50、齿轮油泵。
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运行过程中平稳性较差，且噪声及振动较大的问题，本申请提供了一种泵体组件及具有其的压缩机。
如图1至图8所示，泵体组件包括结构件、气缸20、转轴30及滑片40。其中，结构件为两个，至少一个结构件具有背压结构11，背压结构11的总容积Vf。气缸20设置在两个结构件之间。转轴30穿过两个结构件及气缸20，且转轴30的转子部31具有多个滑片槽311。多个滑片40可滑动地对应设置在多个滑片槽311内，各滑片40与对应的滑片槽311之间形成一个背压腔311a，且全部背压腔311a的总容积Vh，背压结构11与多个背压腔311a连通，润滑介质能够经由背压结构11进入至背压腔311a内，且背压结构11的总容积Vf与全部背压腔311a的总容积Vh满足
在泵体组件进行吸气、压缩和排气阶段，背压结构11与背压腔311a的上述取值设置能够防止背压腔311a内产生较大的压力冲击，进而提高滑片40在滑片槽311内的运行平稳性，提高泵体组件的工作可靠性。
在泵体组件运行过程中，润滑介质能够经由背压结构11进入至背压腔311a内，使得背压腔311a内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片40在滑片槽311内的运动更加平稳，防止滑片40与气缸20发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性，降低由于滑片40与气缸20撞击产生的振动与噪声。同时，本实施例中泵体组件的上述结构设置使其工作可靠性更高，能量损耗更小，提高了泵体组件的工作效率。
在本实施例中，通过一系列实验验证得到背压结构11的总容积Vf与全部背压腔311a的总容积Vh的最优比值，通过优化二者的比值减小背压腔311a内的的压力冲击，保证滑片40平稳运行，提升了泵体组件的工作性能。
可选地，背压结构11的总容积Vf与全部背压腔311a的总容积Vh满足这样，上述数值设置能够保证泵体组件在不同运行频率下(低、中、高频)的制冷量最大、功耗最小，能效比COP(Coefficient of Performance，COP为制冷量与功耗之比)最大，进而提高了泵体组件的工作效率，提升了能源利用率。其中，还可以取更大的值已适应泵体组件的更高运行频率。
具体地，如图9至图11所示，在不同运行频率下，随着的增大，泵体组件的制冷量有明显提升，功耗也明显下降。当时，在泵体组件运行过程中滑片40与气缸20的撞击力度有所改善，且越大，改善效果越明显。当时，制冷量达到最大值，功耗也达到最小值，能效比COP达到最大值；当时，制冷量、功耗及能效比COP无明显变化。泵体组件分别在低频、中频、高频下运行时，性能达到最优值对应的分别为0.35、0.38、0.45，则运行频率越高，背压腔311a内的压力冲击越大，对背压结构11的容积需求值越大。
如图1至图8所示，两个结构件分别为上法兰12和下法兰13，背压结构11设置在上法兰12的朝向气缸20的下端面上，且背压结构11设置在下法兰13的朝向气缸20的上端面上。这样，上、下法兰靠近各自中心孔的位置处沿圆周方向设置有背压结构11，其中上、下法兰的背压结构11上下对称布置，进而使得滑片40的尾部受到的背压力对称设置，不会发生滑片40偏移的情况，保证滑片40与滑片槽311的紧密配合，防止发生相邻腔体气体连通的情况。
具体地，由于下法兰13上设置的背压结构11位于背压腔311a的下方，润滑介质在重力作用下首先充满下法兰13上的背压结构11，在滑片40沿滑片槽311运动的过程中可能会有少量的润滑介质从下法兰13上的背压结构11进入至背压腔311a内，但这个量会很少，背压腔311a内的润滑介质主要由上法兰12上设置的背压结构11提供。同样，在重力作用下，润滑介质不一定会充满上法兰12上的背压结构11，则该背压结构11除了向背压腔311a供油外，还起到稳定背压腔311a内压力冲击的作用。
可选地，润滑介质通常采用润滑液。这样，润滑液能够在背压结构11及背压腔311a内流动，进而提升润滑介质的润滑、冷却效果。可选地，润滑液可以为润滑油或者水、乳化液等润滑液。
在附图中未示出的其他实施方式中，背压结构只设置在上法兰的朝向气缸的下端面上。上法兰的靠近其中心孔的位置处沿圆周方向设置有背压结构，润滑油经由背压结构进入至背压腔内，使得背压腔内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片在滑片槽内的运动更加平稳，防止滑片与气缸发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性。
在附图中未示出的其他实施方式中，背压结构只设置在下法兰的朝向气缸的上端面上。下法兰的靠近其中心孔的位置处沿圆周方向设置有背压结构，润滑油经由背压结构进入至背压腔内，使得背压腔内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片在滑片槽内的运动更加平稳，防止滑片与气缸发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性。
在本实施例中，上法兰12和下法兰13上均设置有背压结构11，上法兰12上的背压结构11的总容积Vsf与下法兰13上的背压结构11的总容积Vxf之和为Vf，且各背压腔311a的容积最大变化量Vd小于或等于上法兰12上的背压结构11的总容积Vsf。这样，上述设置能够保证上法兰12上的背压结构11能够对各背压腔311a充分供油，进而保证泵体组件能够正常运行。
具体地，在泵体组件运行过程中，随着转轴30的旋转，三个滑片40在离心力和背压力的共同作用下在滑片槽311内做往复运动，并与气缸20的内壁相接触，转轴30的转子部31与气缸20的内壁之间形成月牙形腔体，且滑片40与气缸20的内壁把月牙形腔体分为三个独立的腔室，这三个腔室周期性的扩大或者缩小，从而实现泵体组件的吸气、压缩及排气。其中，各滑片40与相应的滑片槽311形成一个封闭的空间，即背压腔311a，背压腔311a也有三个，并且随着泵体组件的运性周期性的放大或者缩小。各背压腔311a在放大或缩小的过程中，其容积变化会对整个连通的背压腔311a产生压力冲击，且容积变化量越大，压力冲击越大，容积变化量越小，压力冲击越小。三个背压腔311a通过上、下法兰13上的背压结构11连通，且三个背压腔311a的总体积变化量很小，可视为恒定。
在本实施例中，当一个背压腔311a的容积从最大变化至最小时，背压腔311a内的润滑介质会进入至其他两个背压腔311a及上、下法兰的背压结构11内。其中，下法兰13的背压结构11内的润滑介质在重力的作用下其变化量可忽略不计，则该背压腔311a内的润滑介质主要由上法兰12的背压结构11及另外两个容积变化的背压腔311a内的润滑介质来提供。进一步地，该背压腔311a内的润滑介质主要由上法兰12的背压结构11提供。因此，上法兰12上的背压结构11的总容积Vsf是较为关键的，为保证对单个背压腔311a内润滑介质的供给，需要满足Vsf≥Vd。
在本实施例中，上法兰12上的背压结构11在下法兰13内的投影与下法兰13上的背压结构11重合。这样，沿气缸20的轴线方向，上述设置能够保证各背压腔311a内的润滑介质分布均匀，进而使得全部背压腔311a内的润滑介质分布均匀，进一步减小由于各背压腔311a的容积变化导致各背压腔311a内的压力冲击，提高泵体组件的运行平稳性，降低由于滑片40的振动造成的能量损耗，提高泵体组件的工作可靠性、工作效率。
可选地，背压结构11为背压槽，且背压槽为弧槽或者环形槽。上述方案的结构简单，容易加工。如图5和图7所示，背压槽为环形槽，且环形槽包括相互连通的第一弧槽段111和第二弧槽段112，且第一弧槽段111的宽度大于第二弧槽段112的宽度。这样，第一弧槽段111与第二弧槽段112的横截面积不同，润滑介质能够通过背压槽进入至背压腔311a内，以对背压腔311a内的压力进行调节，保证滑片40处于任何位置，背压腔311a内的压力始终大于或者等于滑片40的头部受到的压力，以使滑片40的头部始终与气缸20的内壁保持接触，进而提高泵体组件的工作可靠性。同时，润滑介质能够经由背压槽进入至背压腔311a内，使得背压腔311a内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片40在滑片槽311内的运动更加平稳，防止滑片40与气缸20发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性，降低由于滑片40与气缸20撞击产生的振动与噪声。
如图6和图8所示，背压槽的槽宽L为预定值，通过改变背压槽的槽深H，以改变背压槽的总容积Vf。这样，当需要改变背压槽的总容积Vf时，只需改变背压槽的槽深H即可，使得工作人员对背压槽的操作更加容易，降低工作强度。
在附图中未示出的其他实施方式中，背压槽的槽深H为预定值，通过改变背压槽的槽宽L，以改变背压槽的总容积Vf。这样，当需要改变背压槽的总容积Vf时，只需改变背压槽的槽宽L即可，使得工作人员对背压槽的操作更加容易，降低工作强度。
需要说明的是，背压槽的总容积Vf的改变方式不限于此。可选地，背压槽的槽深H及槽宽L均可进行改变，以改变背压槽的总容积Vf。
如图2和图3所示，转轴30具有顺次连接的中心油孔32和径向油孔33，径向油孔33与背压结构11连通。这样，泵体组件采用内部流道结构形式，即通过气缸20及周围零件的内部设置流道的方式，可以节省部件并简化管路连接，规避外部管路的布置、占用尺寸以及外部管路焊接时造成的变形等问题。
具体地，润滑介质通过转轴30的中心油孔32进入至泵体组件内，之后从与中心油孔32连通的径向油孔33进入背压结构11内，之后通过背压结构11进入背压腔311a内，使得背压腔311a内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片40在滑片槽311内的运动更加平稳，防止滑片40与气缸20发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性，降低由于滑片40与气缸20撞击产生的振动与噪声。同时，润滑介质还能够对滑片40与结构件的接触面进行润滑，降低二者之间的接触磨损，延长泵体组件的使用寿命，并对气缸20的内部进行降温、冷却，提高泵体组件的工作效率、运行性能。
本申请还提供了一种压缩机(未示出)，包括上述的泵体组件。可选地，压缩机为旋片式压缩机。压缩机还包括齿轮油泵50，齿轮油泵50为一种容积式泵。在压缩机运行过程中，转轴30旋转带动齿轮油泵50运行，在齿轮油泵50的作用下，润滑油从油池进入到转轴30的中心油孔32，经由中心油孔32、径向油孔33、转子部31的退刀槽312、结构件(上、下法兰)的端面间隙进入至背压结构11内，并充满背压腔311a。
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：
在泵体组件进行吸气、压缩和排气阶段，背压结构与背压腔的上述取值设置能够防止背压腔内产生较大的压力冲击，进而提高滑片在滑片槽内的运行平稳性，提高泵体组件的工作可靠性。
在泵体组件运行过程中，润滑介质能够经由背压结构进入至背压腔内，使得背压腔内的压力变化更加平缓、稳定，进而保证滑片在滑片槽内的运动更加平稳，防止滑片与气缸发生较大力度的撞击而影响泵体组件的整体稳定性，降低由于滑片与气缸撞击产生的振动与噪声。同时，本申请中泵体组件的上述结构设置使其工作可靠性更高，能量损耗更小，提高了泵体组件的工作效率。
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 (11)

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，至少一个所述结构件具有背压结构(11)，所述背压结构(11)的总容积Vf；
气缸(20)，设置在两个所述结构件之间；
转轴(30)，穿过两个所述结构件及所述气缸(20)，且所述转轴(30)的转子部(31)具有多个滑片槽(311)；
多个滑片(40)，可滑动地对应设置在多个所述滑片槽(311)内，各所述滑片(40)与对应的所述滑片槽(311)之间形成一个背压腔(311a)，且全部所述背压腔(311a)的总容积Vh，所述背压结构(11)与多个所述背压腔(311a)连通，润滑介质能够经由所述背压结构(11)进入至所述背压腔(311a)内，且所述背压结构(11)的总容积Vf与全部所述背压腔(311a)的总容积Vh满足
2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述背压结构(11)的总容积Vf与全部所述背压腔(311a)的总容积Vh满足
3.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，两个所述结构件分别为上法兰(12)和下法兰(13)，所述背压结构(11)设置在所述上法兰(12)的朝向所述气缸(20)的下端面上；和/或所述背压结构(11)设置在所述下法兰(13)的朝向所述气缸(20)的上端面上。
4.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，当所述上法兰(12)和所述下法兰(13)上均设置有所述背压结构(11)时，所述上法兰(12)上的所述背压结构(11)的总容积Vsf与所述下法兰(13)上的所述背压结构(11)的总容积Vxf之和为Vf，且各所述背压腔(311a)的容积最大变化量Vd小于或等于所述上法兰(12)上的所述背压结构(11)的总容积Vsf。
5.根据权利要求4所述的泵体组件，其特征在于，所述上法兰(12)上的所述背压结构(11)在所述下法兰(13)内的投影与所述下法兰(13)上的所述背压结构(11)重合。
6.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述背压结构(11)为背压槽，且所述背压槽为弧槽或者环形槽。
7.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，当所述背压槽为环形槽时，所述环形槽包括相互连通的第一弧槽段(111)和第二弧槽段(112)，且所述第一弧槽段(111)的宽度大于所述第二弧槽段(112)的宽度。
8.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述背压槽的槽宽L为预定值，通过改变所述背压槽的槽深H，以改变所述背压槽的总容积Vf。
9.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述背压槽的槽深H为预定值，通过改变所述背压槽的槽宽L，以改变所述背压槽的总容积Vf。
10.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述转轴(30)具有顺次连接的中心油孔(32)和径向油孔(33)，所述径向油孔(33)与所述背压结构(11)连通。
11.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的泵体组件。
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