CN108194356A - 泵体及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵体及压缩机。泵体包括曲轴和滚子，曲轴上设置有偏心圆，滚子套设在偏心圆的外周，滚子沿曲轴上的径向的厚度和偏心圆沿曲轴的径向上的最大宽度的比值为0.41至0.51。本发明提供了滚子沿曲轴上的径向的厚度和偏心圆沿曲轴的径向上的最大宽度的比值对压缩机摩擦功耗、损耗影响的评价指标及参考范围，解决了滚子与曲轴偏心圆大小、高度及排量设计关系的难点问题。

Description

泵体及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩装置技术领域，具体而言，涉及一种泵体及压缩机。

背景技术

如今滚动转子压缩机的工作原理为：在圆柱形的气缸里，安放着一个圆柱形的滚子，滚子的旋转中心与气缸中心重合，但滚子的外表面和滚子旋转中心线不是对称的，而是偏心的，滚子依靠套在其内径上的曲轴偏心圆在电机带动下做旋转转动。在气缸的滑片槽内安放着一块能上下滑动的滑片，一端安装有泵弹簧，确保滑片一端始终与滚子外圆相接触在滑片槽内做往复运动。因此滑片、气缸内表面、滚子外表面及气缸两端面的上、下法兰组成了高压腔和低压腔，曲轴带动滚子旋转一周则从低压腔吸气从高压腔排气完成一次工作循环，不断重复上述过程，这就是旋转压缩机的工作原理。

压缩机高效化及长寿命设计是压缩机设计的目标，压缩机COP＝制冷量/功耗。因此，通过降低压缩机功耗从而提升COP是高效化设计的一条重要途径，因泵体运动部件相互摩擦产生的功耗占压缩机功耗的比重较大同时零件的磨损影响压缩机可靠性，在压缩机运动部件中运动范围最大及接触部件最多的是滚子。1、滚子内圆与曲轴偏心圆；2、滚子外圆与气缸内圆；3、滚子上下端面与上、下法兰平面；4、滑片头部与滚子外圆；其中1、2和3因接触面积大对摩擦功耗及可靠性影响较大。因此，减小1、2和3的摩擦功耗及零件磨损是压缩机提高能效和可靠性的主要途径。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种泵体及压缩机，以解决现有技术中的压缩机的摩擦功耗及零件磨损高的问题。

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，包括曲轴和滚子，曲轴上设置有偏心圆，滚子套设在偏心圆的外周，滚子沿曲轴上的径向的厚度和偏心圆沿曲轴的径向上的最大宽度的比值为0.41至0.51。

进一步地，偏心圆沿曲轴轴向上的高度与滚子沿曲轴轴向上的高度的比值为0.65至0.8。

进一步地，滚子沿曲轴径向的厚度与泵体对应的压缩机的排量的比值为0.9至1.1。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括泵体，泵体为上述的泵体。

进一步地，压缩机还包括壳体和电机，壳体围设形成安装腔，泵体安装在安装腔内，电机与泵体驱动连接。

进一步地，压缩机还包括分液器部件，分液器部件与泵体的入口连接。

进一步地，分液器部件焊接固定在壳体上。

进一步地，壳体包括圆柱形外壳、底盖和上盖，底盖焊接在圆柱形外壳的底部，上盖焊接在圆柱形外壳的顶部。

应用本发明的技术方案，本发明的压缩机的摩擦功耗及零件磨损低，提高了压缩机能效及可靠性；设计压缩机时，能制定一个设计标准表为后续开发不同型号、排量的滚动转子式压缩机提供参考，缩短开发周期为企业增添效益。

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示意性示出了本发明的泵体的剖视图；

图2示意性示出了本发明的压缩机的剖视图；

图3示意性示出了本发明的压缩机的俯视图；

图4示意性示出了本发明的滚子沿曲轴径向的厚度与偏心圆沿曲轴的径向上的最大宽度大小比值与压缩机摩擦功耗和性能之间的曲线关系；

图5示意性示出了本发明的滚子沿曲轴轴向上的高度与偏心圆沿曲轴轴向上的高度比值与压缩机摩擦功耗和性能之间的曲线关系；以及

图6示意性示出了本发明的滚子沿曲轴径向的厚度与压缩机排量比值与压缩机摩擦功耗和性能之间的曲线关系。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、泵体；11、曲轴；111、偏心圆；12、滚子；13、上法兰；14、上消音器；15、气缸；16、下法兰；17、下消音器；20、壳体；21、圆柱形外壳；22、底盖；23、上盖；30、电机；40、分液器部件。

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。

参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种压缩机，本实施例中的压缩机包括泵体10、壳体20、电机30以及分液器部件40。

其中，壳体20包括圆柱形外壳21、底盖22以及上盖23，在实际组装的过程中，将底盖22焊接在圆柱形外壳21的底部，将上盖23焊接在圆柱形外壳21的顶部，使得圆柱形外壳21、底盖22以及上盖23围设形成安装腔，安装时，将泵体10和电机30安装在安装腔内，并使得电机30与泵体10驱动连接。分液器部件40安装在壳体20外部，使得分液器部件40与泵体10的入口连接，便于向泵体10内输送冷媒。实际加工的过程中，将分液器部件40焊接在壳体20上，结构稳定可靠。

泵体10包括曲轴11、滚子12、上法兰13、上消音器14、气缸15、下法兰16以及下消音器17，曲轴11上设置有偏心圆111，滚子12套设在偏心圆111的外周，气缸15套设在曲轴11上，并通过上法兰13和下法兰16固定在曲轴11上，上消音器14设置在上法兰13上，下消音器17设置在下法兰16上。

为了提高压缩机能效及可靠性，在实际设计压缩机的过程中，滚子12沿曲轴11上的径向的厚度与偏心圆111沿曲轴11的径向上的最大宽度满足一定比值时能够达到要求。减小滚子12沿曲轴11上的径向的厚度势必使偏心圆111沿曲轴11的径向上的最大宽度变大，不利于曲轴11平衡，加剧曲轴11与上法兰13、下法兰16等的摩擦，另外由于隔板的通孔变大增加了泄漏量。功耗及磨损变大。过大的滚子12沿曲轴11上的径向的厚度同样使上法兰13、下法兰16大平面等的摩擦加大及旋转力矩的变大。

滚子12沿曲轴11轴向上的高度在一定高度下满足一定的偏心圆111沿曲轴11轴向上的高度也可以满足设计要求。增加滚子12沿曲轴11轴向上的高度与偏心圆111沿曲轴11轴向上的高度比值对曲轴11带动滚子12作旋转转动已无作用，增大接触面积只能增加摩擦功耗。但如果比值太低的话，虽然接触面积小了但可能不满足旋转力矩导致滚子12卡死等异常现象同样对压缩机产生巨大的不良影响。

滚子12沿曲轴11径向的厚度与压缩机排量处于一定范围内时对泵体整体设计最好。因为此时气缸高度与曲轴11偏心量及偏心圆111大小达到较优值，各零件的摩擦功耗及磨损较好，压缩机的性能及可靠性最优。

当压缩机工作时由于泵体10中曲轴11带动旋转，因此泵体10产生的运动摩擦功耗最大；压缩机高效化及长寿命设计是压缩机设计的目标，压缩机COP＝制冷量/功耗。因此，通过降低压缩机功耗从而提升COP是高效化设计的一条重要途径，因泵体10运动部件相互摩擦产生的功耗占压缩机功耗的比重较大同时零件的磨损影响压缩机可靠性，在压缩机运动部件中运动范围最大及接触部件最多的是滚子12。

参见图4至6所示，通过仿真、计算及对进行长期可靠性压缩机解剖，研究建立滚子12沿曲轴11径向的厚度与偏心圆111沿曲轴11的径向上的最大宽度大小比值、滚子12沿曲轴11轴向上的高度与偏心圆111沿曲轴11轴向上的高度比值和滚子12沿曲轴11径向的厚度与压缩机排量比值与压缩机摩擦功耗和性能之间的曲线关系。

如图4所示，当滚子12沿曲轴11上的径向的厚度N和偏心圆111沿曲轴11的径向上的最大宽度M的比值为0.41至0.51，压缩机摩擦功耗最小、可靠性最好。

如图5所示，当偏心圆111沿曲轴11轴向上的高度H与滚子12沿曲轴11轴向上的高度L的比值为0.65至0.8，压缩机摩擦功耗最小、可靠性最好。

如图6所示，当滚子12沿曲轴11径向的厚度N与泵体10对应的压缩机的排量V的比值为0.9至1.1，压缩机摩擦功耗最小、可靠性最好。

根据上述的实施例可以知道，通过理论计算、对比量产机型及仿真分析发现，随着滚子12沿曲轴11轴向上的厚度M，即滚子厚度、滚子12沿曲轴11径向上高度H，及滚子高度的增大，压缩机滚子12、曲轴11、气缸15等摩擦损耗及电机30输入功率都存在一个抛物线图即存在一个最低峰值点。通过大量理论数据、仿真、对比量产机型得出及对长期可靠性压缩机解剖得出。

1、当滚子12沿曲轴11上的径向的厚度N和偏心圆111沿曲轴11的径向上的最大宽度M的比值为0.41至0.51时，压缩机摩擦功耗及零件的磨损最低。

2、当偏心圆111沿曲轴11轴向上的高度H与滚子12沿曲轴11轴向上的高度L的比值为0.65至0.8时，压缩机摩擦功耗及零件的磨损最低。

3、当滚子12沿曲轴11径向的厚度N与泵体10对应的压缩机的排量的比值为0.9至1.1，压缩机摩擦功耗最小、可靠性最好。

因此，在实际设计的过程中，给出滚子厚度与曲轴偏心圆厚度、曲轴偏心圆高度与滚子高度及滚子厚度与压缩机排量的比值和压缩机摩擦功耗的关系，算出压缩机摩擦功耗最低峰值时的滚子厚度与曲轴偏心圆厚度、曲轴偏心圆高度与滚子高度及滚子厚度与压缩机排量的比值范围；给出不同滚子厚度、高度与压缩机摩擦功耗的关系，可以达到压缩机的设计需求；给出不同曲轴偏心圆大小、高度与压缩机摩擦功耗的关系；给出不同滚子厚度下相同排量与压缩机摩擦功耗的关系，可以达到压缩机的设计需求。

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：

本发明的压缩机摩擦功耗及零件磨损低，提高了压缩机能效及可靠性；设计压缩机时，能制定一个设计标准表为后续开发不同型号、排量的滚动转子式压缩机提供参考，缩短开发周期为企业增添效益。

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 (8)

1.一种泵体(10)，其特征在于，包括曲轴(11)和滚子(12)，所述曲轴(11)上设置有偏心圆(111)，所述滚子(12)套设在所述偏心圆(111)的外周，所述滚子(12)沿所述曲轴(11)上的径向的厚度和所述偏心圆(111)沿所述曲轴(11)的径向上的最大宽度的比值为0.41至0.51。

2.根据权利要求1所述的泵体(10)，其特征在于，所述偏心圆(111)沿所述曲轴(11)轴向上的高度与所述滚子(12)沿所述曲轴(11)轴向上的高度的比值为0.65至0.8。

3.根据权利要求1所述的泵体(10)，其特征在于，所述滚子(12)沿所述曲轴(11)径向的厚度与所述泵体(10)对应的压缩机的排量的比值为0.9至1.1。

4.一种压缩机，包括泵体(10)，其特征在于，所述泵体(10)为权利要求1至3中任一项所述的泵体(10)。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括壳体(20)和电机(30)，所述壳体(20)围设形成安装腔，所述泵体(10)安装在所述安装腔内，所述电机(30)与所述泵体(10)驱动连接。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括分液器部件(40)，所述分液器部件(40)与所述泵体(10)的入口连接。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述分液器部件(40)焊接固定在所述壳体(20)上。

8.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述壳体(20)包括圆柱形外壳(21)、底盖(22)和上盖(23)，所述底盖(22)焊接在所述圆柱形外壳(21)的底部，所述上盖(23)焊接在所述圆柱形外壳(21)的顶部。