CN108730181B - 泵体结构及具有其的压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种泵体结构及具有其的压缩机，泵体结构包括缸体、曲轴和滚子，缸体具有吸气孔和补气孔，曲轴具有偏心部，偏心部设置于缸体内，滚子套设于偏心部上并位于缸体内，在一个压缩周期内，滚子的内圆扫过的区域为S，补气孔位于滚子的至少一端的端面的一侧，补气孔的横截面的面积区域为B，其中，
通过将补气孔的至少一部分设置在滚子的内圆扫过的区域在缸体的投影内，这样设置扩大了补气孔的设置空间，增大了补气孔的有效补气区域，且在缸体气压不足时及时补气，使得压缩机的补气量充足。
Description
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，压缩机在用于低温制热时，由于冷媒低蒸发温度时，吸气密度小，导致压缩机低温下制热量衰减严重，解决压缩机低温衰减的常用方法为补气技术，补气技术有单级补气技术和双级补气技术；其中双级补气技术又称双级增焓压缩机，其补气效果好，但成本高，工艺性不好。特别是，双级压缩的两个气缸，其排量只计一级气缸的排量，导致了压缩机排量受限，使得其排量使用范围严重受限。另外，在压比(如夏季制冷)不大的使用环境下，由于两个气缸的存在，此时由于余隙容积等对压缩机性能的影响体现的较为明显，导致了压比不大的工况下，双级增焓压缩机能效偏低。现有的单级压缩机存在补气量不足导致单级压缩机工作效率低问题。
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，以解决现有技术中单级压缩机的补气量不足导致单级压缩机工作效率低问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种泵体结构，包括：缸体，缸体具有吸气孔和补气孔；曲轴，曲轴具有偏心部，偏心部设置于缸体内；滚子，滚子套设于偏心部上并位于缸体内，在一个压缩周期内，滚子的内圆扫过的区域为S，补气孔位于滚子的至少一端的端面的一侧，补气孔的横截面的面积区域为B，其中，
进一步地，位于补气孔部分区域或者全部区域的点满足x2+y2≤(r+e)2，其中，x是补气孔的任意一点的横坐标，y是补气孔的任意一点的纵坐标，e是滚子的偏心量，r是滚子的内圆半径。
进一步地，滚子的内圆扫过的区域与补气孔的横截面的面积区域相交形成的重叠区域的面积大于或等于一半的补气孔的横截面的面积。
进一步地，补气孔的沿缸体的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括第一曲线，第一曲线通过以下参数方程获得：(R-1)2≤(x-a)2+(y-b)2≤(R+1)2；其中，a2+b2＝e2，且|a/b|＝tanα，e为滚子的偏心量，R为滚子的外圆半径，α为滚子的外周面关闭吸气孔时的曲轴的转角。
进一步地，补气孔的沿缸体的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括第二曲线，第二曲线通过以下参数方程获得：(R-1)2≤(x-c)2+(y-d)2≤(R+1)2；c2+d2＝e2，且|c/d|＝tan(|180°-β|)，β为缸体内部的气压与补气孔内的压力相等时的曲轴的转角，R为滚子的外圆半径。
进一步地，补气孔的沿缸体的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括第三曲线，第三曲线通过以下参数方程获得：(R-e-4)2≤x2+y2≤(R-e+1)2；其中，e为滚子的偏心量，R为滚子的外圆半径。
进一步地，补气孔的沿缸体的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括依次连接的第一曲线、第二曲线和第三曲线，第一曲线和第二曲线靠近滚子的内壁设置，第三曲线靠近曲轴设置，第一曲线通过以下参数方程获得：(R-1)2≤(x-a)2+(y-b)2≤(R+1)2；第二曲线通过以下参数方程获得：(R-1)2≤(x-c)2+(y-d)2≤(R+1)2；第三曲线通过以下参数方程获得：(R-e-4)2≤x2+y2≤(R-e+1)2；其中，a2+b2＝e2，且|a/b|＝tanα，e为滚子的偏心量，R为滚子的外圆半径，α为滚子的外周面关闭吸气孔时的曲轴的转角；c2+d2＝e2，且|c/d|＝tan(|180°-β|)，β为缸体内部的气压与补气孔内的压力相等时曲轴的转角。
进一步地，补气孔位于第一曲线、第二曲线和第三曲线围成的区域内。
进一步地，120°≤β≤200°。
进一步地，泵体结构还包括：密封部，设置于偏心部的至少一个端面所在的一侧，曲轴带动滚子转动，以使密封部的端面与滚子的部分端面具有将补气孔打开的避让位置，以及具有将补气孔关闭的关闭位置，或者，使密封部的端面具有将补气孔打开的避让位置，以及具有将补气孔关闭的关闭位置。
进一步地，密封部的横截面的型线由偏心部外圆的部分型线和曲率半径为r1的曲线形成，密封部的靠近曲轴的点至曲轴的轴心的最大距离为L1，其中，r1＜L1，和/或L1＜L其中，L为补气孔至缸体的几何中心处的最小距离。
进一步地，当曲轴带动滚子转动，以使滚子的外周面将吸气孔关闭时，密封部的端面与滚子的部分端面位于避让位置，或者，当曲轴带动滚子转动，以使滚子的外周面将吸气孔打开时，密封部的端面具有将补气孔关闭的关闭位置。
进一步地，当缸体的内腔的压力大于或等于补气孔内的压力时，密封部的端面与滚子的部分端面位于关闭位置。
进一步地，密封部包括：密封本体，密封本体的上端面与偏心部的下端面相连接，密封本体的靠近曲轴的一侧与曲轴的外周面具有距离地设置，密封本体的远离曲轴的一侧的外周面与偏心部的外表面相平齐地设置，密封本体的下端面与滚子的部分的下端面具有将补气孔打开的避让位置，以及具有将补气孔关闭的关闭位置。
进一步地，曲轴的靠近偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起，密封部包括：密封本体，密封本体可拆卸地设置于曲轴的下端面处，密封本体的靠近曲轴的一侧与弧形凸起的外表面相配合，密封本体的外周面与滚子的内壁相抵接。
进一步地，曲轴的靠近偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起，密封部包括：密封本体，密封本体设置于曲轴的下端面处并与弧形凸起一体设置，弧形凸起的下端面与密封本体的下端面相平齐，弧形凸起的下端面与密封本体的下端面形成偏心部的下止推面。
进一步地，曲轴的靠近偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起，密封部包括：密封本体，密封本体可拆卸地设置于曲轴的下止推面处，密封本体的靠近曲轴的一侧与弧形凸起的外表面相配合，密封本体的外周面与滚子的内壁相抵接；环形件，环形件套设于曲轴上，环形件设置于密封本体远离偏心部的下端面的一侧的表面上，滚子的下端面位于环形件的一侧，环形件的远离密封本体一侧的表面具有避让位置和关闭位置。
进一步地，密封部设置于偏心部的下端面上，以使密封部的下端面形成偏心部的下止推面，和/或，密封部设置于偏心部的上端面上，以使密封部的上端面形成偏心部的上止推面。
进一步地，密封部的端面的外缘设置有小于0.2mm的倒角，或者，密封部的端面的外缘设置有小于R0.2mm的倒圆角。
进一步地，滚子的端面的内缘设置有小于0.2mm的倒角，或者，滚子的端面的内缘设置有小于R0.2mm的倒圆角。
进一步地，当曲轴带动滚子转动以使滚子的内圆扫过的区域开始与补气孔所在的区域相交时，密封部和/或曲轴将位于滚子的内圆的内侧的补气孔密封。
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。
进一步地，压缩机为双缸单级，在双缸单级中的至少一个缸体的端面上开设有补气孔。
进一步地，压缩机还包括：壳体；法兰，法兰设置于壳体内，将壳体的内腔分为上腔体和下腔体；缸体设置于下腔体内，缸体的排气口与上腔体相连通，缸体的补气孔与下腔体相连通，滚子的内腔通过曲轴中心孔和通油孔与下腔体相连通。
应用本发明的技术方案，通过将补气孔的至少一部分设置在滚子的内圆扫过的区域在缸体的投影内，这样设置扩大了补气孔的设置空间，增大了补气孔的有效补气区域，且在缸体气压不足时及时补气，使得压缩机的补气量充足。
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示出了现有技术中的单级泵体结构的第一结构示意图；
图2示出了现有技术中的单级泵体结构的第二结构示意图；
图3示出了现有技术中的单缸单级泵体结构的局部剖视结构示意图；
图4示出了现有技术中的双缸单级泵体结构的第一局部剖视示意图；
图5示出了现有技术中的双缸单级泵体结构的第二局部剖视示意图；
图6示出了现有技术中的曲轴的结构示意图；
图7示出了现有技术中的滚子的结构示意图；
图8示出了根据本发明的压缩机的实施例的第一视角示意图；
图9示出了图8中的A-A方向的旋转剖视结构示意图；
图10示出了根据本发明的泵体结构的实施例一的结构示意图；
图11示出了根据本发明的曲轴的实施例一的结构示意图；
图12示出了根据本发明的曲轴的实施例二的结构示意图；
图13示出了根据本发明的曲轴的实施例三的结构示意图；
图14示出了根据本发明的曲轴的实施例四的剖视结构示意图；
图15示出了根据本发明的曲轴的实施例五的仰视结构示意图；
图16示出了根据本发明的泵体结构的实施例二的曲轴和滚子装配剖视结构示意图；
图17示出了图16中的B-B方向的剖视结构示意图；
图18示出了根据本发明的泵体结构的实施例三的曲轴和滚子装配剖视结构示意图；
图19示出了根据本发明的泵体结构的实施例四的结构示意图；
图20示出了根据本发明的泵体结构的实施例五的结构示意图；
图21示出了根据本发明的泵体结构的实施例六的补气孔的结构示意图；
图22示出了根据本发明的泵体结构的实施例七的补气孔开启时的示意图；
图23示出了根据本发明的泵体结构的实施例八的补气孔关闭时的示意图；
图24示出了根据本发明的泵体结构的实施例九的补气孔的结构示意图；
图25示出了根据本发明的泵体结构的实施例十的补气孔的结构示意图；
图26示出了根据本发明的泵体结构的实施例十一的密封片的结构示意图；
图27示出了根据本发明的泵体结构的实施例十二的密封片的结构示意图；
图28示出了根据本发明的泵体结构的实施例十三的曲轴的结构示意图；
图29示出了根据本发明的泵体结构的实施例十四的结构示意图；
图30示出了根据本发明的泵体结构的实施例十五的爆炸结构示意图；
图31示出了根据本发明的泵体结构的实施例十六的爆炸结构示意图；
图32示出了根据本发明的泵体结构的实施例十七的密封片的第一视角结构示意图；
图33示出了图28中的密封片的第二视角结构示意图；
图34示出了图28中的密封片的剖视结构示意图；
图35示出了根据本发明的曲轴的实施例六的结构示意图；
图36示出了根据本发明的曲轴的实施例七的剖视结构示意图；
图37示出了根据本发明的泵体结构的实施例十八的补气孔开孔区域的结构示意图；
图38示出了根据本发明的泵体结构的实施例十九的补气孔的结构示意图；
图39示出了根据本发明的泵体结构的实施例二十的剖视结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、缸体；11、吸气孔；12、补气孔；
20、曲轴；21、弧形凸起；
30、滚子；
40、密封部；41、环形件。
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。
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8至图39所示，根据本发明的实施例，提供了一种泵体结构。
具体地，如图37所示，该泵体结构包括缸体、曲轴和滚子，缸体具有吸气孔和补气孔，曲轴具有偏心部，偏心部设置于缸体内，滚子套设于偏心部上并位于缸体内，在一个压缩周期内，滚子的内圆扫过的区域为S，补气孔位于滚子的至少一端的端面的一侧，补气孔的横截面的面积区域为B，其中，
在本实施例中，通过将补气孔的至少一部分设置在滚子的内圆扫过的区域在缸体的投影内，这样设置扩大了补气孔的设置空间，增大了补气孔的有效补气区域，且在缸体气压不足时及时补气，使得压缩机的补气量充足。
如图37和图38所示，位于补气孔12部分区域或者全部区域的点(x，y)满足x2+y2≤(r+e)2，其中，x是补气孔的任意一点的横坐标，y是补气孔的任意一点的纵坐标，e是滚子的偏心量，r是滚子的内圆半径。这样设置扩大了补气孔的设置空间，增大了补气孔的有效补气区域，且在缸体气压不足时及时补气，使得压缩机的补气量充足。
在本实施例中，滚子30的内圆扫过的区域与补气孔12的横截面的面积区域相交形成的重叠区域的面积大于或等于一半的所述补气孔12的横截面的面积。这样设置扩大了补气孔的设置空间，增大了补气孔的有效补气区域，且在缸体气压不足时及时补气，使得压缩机的补气量充足。
在本实施例中，补气孔12的沿缸体10的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括依次连接的第一曲线、第二曲线和第三曲线，第一曲线和第二曲线靠近滚子30的内壁设置，第三曲线靠近曲轴20设置，第一曲线通过以下参数方程获得：(x-a)2+(y-b)2＝R2；其中，a2+b2＝e2，且|a/b|＝tanα，e为滚子30的偏心量，α为滚子30的外周面关闭吸气孔11时的曲轴20的转角。
在本实施例中，密封部即可以凸出地设置在偏心部的端部；偏心部的端部为无凸起的平面时，其本身也可以作为密封部的端部。另外，此时密封部的端部即为止推面。
如图15、图18和图19所示，密封部的横截面的型线由偏心部外圆的部分型线和曲率半径为r1的曲线形成，密封部40的靠近曲轴20的点至曲轴20的轴心的最大距离为L1，其中，r1＜L1，或L1＜L，当然也可以r1＜L1＜L，其中，L为补气孔12至缸体10的几何中心处的最小距离。这样设置便于密封部的端面能够有效地对补气孔遮盖，防止吸气孔和补气孔连通，使得压缩机的补气数充足，提高了压缩机吸气效率。
在本实施例中，缸体10上还设置有与吸气孔11，当曲轴20带动滚子30转动，以使滚子30的外周面将吸气孔11关闭时，密封部40的端面与滚子30的部分端面位于避让位置，或者，使密封部40的端面具有将补气孔12打开的避让位置，以及具有将补气孔12关闭的关闭位置。这样设置使得缸体内吸气孔关闭时，补气孔开放无遮挡，补气孔向腔体内补压，提高了泵体的工作效率。
在本实施例中，当缸体10的内腔的压力与补气孔12内的压力相等时，密封部40的端面与滚子30的部分端面位于关闭位置，或者，使密封部40的端面具有将补气孔12打开的避让位置，以及具有将补气孔12关闭的关闭位置。这样可以避免补气孔和吸气孔连通，从而避免了吸气回流，提高泵体的工作效率。
如图11至图18所示，密封部40包括密封本体，密封本体的上端面与偏心部的下端面相连接，密封本体的靠近曲轴20的一侧与曲轴20的外周面具有距离地设置，密封本体的远离曲轴20的一侧的外周面与偏心部的外表面相平齐地设置，密封本体的下端面与滚子30的部分的下端面具有将补气孔12打开的避让位置，以及具有将补气孔12关闭的关闭位置。这样设置使得密封部可以有效对补气孔进行遮挡进而关闭补气孔，另一方面密封部与曲轴之间形成的凹部可以填充润滑剂等，减小曲轴转动的阻力，提高了泵体的工作效率。
如图26至图28所示，曲轴20的靠近偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起21，密封部40包括：密封本体，密封本体可拆卸地设置于曲轴20的下端面处，密封本体的靠近曲轴20的一侧与弧形凸起21的外表面相配合，密封本体的外周面与滚子30的内壁相抵接。这样设置使得可以在现有基础的曲轴的弧形凸起21的外端加装密封部，增大了将补气孔关闭的端面位置区域，进而扩大了补气孔的设置空间，使得压缩机的补气量充足，提高了压缩机吸气效率，这里的密封部可以为密封片。
在本实施例中，曲轴20的靠近偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起21，密封部40包括：密封本体，密封本体设置于曲轴20的下端面处并与弧形凸起21一体设置，弧形凸起21的下端面与密封本体的下端面相平齐，弧形凸起21的下端面与密封本体的下端面形成偏心部的下止推面。这样设置使得偏心部的端部为无凸起的平面时，其本身也可以作为密封部的端部，起到其端面能够达到将补气孔避让或关闭的位置的效果。
如图29至图34所示，曲轴20的靠近偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起21，密封部40包括密封本体和环形件41，密封本体可拆卸地设置于曲轴20的下端面处，密封本体的靠近曲轴20的一侧与弧形凸起21的外表面相配合，密封本体的外周面与滚子30的内壁相抵接；环形件41套设于曲轴20上，环形件41设置于密封本体远离偏心部的下端面的一侧的表面上，滚子30的下端面位于环形件41的一侧，环形件41的远离密封本体一侧的表面具有避让位置和关闭位置。此时，环形件41的下端面形成偏心部的下止推面。这样设置使得可以在现有基础的曲轴的弧形凸起21的外端加装密封部，增大了将补气孔关闭的端面位置区域，进而扩大了补气孔的设置空间，使得压缩机的补气量充足，提高了压缩机吸气效率，这里的密封部可以为密封片。
在本实施例中，缸体10上还设置有吸气孔11补气孔12的沿缸体10的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括依次连接的第一曲线、第二曲线和第三曲线，第一曲线和第二曲线靠近滚子30的内壁设置，第三曲线靠近曲轴20设置，第一曲线通过以下参数方程获得(x-a)2+(y-b)2＝R2，其中，a2+b2＝e2，且|a/b|＝tanα，e为滚子30的偏心量，α为滚子30的外周面关闭吸气孔11时，曲轴20的转角，第二曲线通过以下参数方程获得：(x-c)2+(y-d)2＝R2；c2+d2＝e2，且|c/d|＝tan(|180°-β|)，β为缸体10内部的气压与补气孔12内的压力相等时，曲轴20的转角。第三曲线通过以下参数方程获得：x2+y2＝(R-e)2，其中，R为滚子30的外圆半径。第一曲线、第二曲线和第三曲线围成的区域为补气孔可开设的范围，且补气孔可根据需要在三条曲线围成的区域内开设成任意的形状。
在本实施例中，当120°≤β≤200°时，压缩机同时在制冷和制热工况下均有较好的性能表现。
如图35和图36所示，密封部40设置于偏心部的下端面上，以使密封部40的下端面形成偏心部的下止推面，或密封部40设置于偏心部的上端面上，以使密封部40的上端面形成偏心部的上止推面。当然，这两者也可以同时存在。
在本实施例中，密封部的端面的外缘设置有小于0.2mm的倒角，或者，密封部的端面的外缘设置有小于R0.2mm的倒圆角。另外，滚子30的端面的内缘设置有小于0.2mm的倒角，或者，滚子30的端面的内缘设置有小于R0.2mm的倒圆角。这样设置过渡结构可以避免零件存在尖边和毛刺，保证了零件质量，提高了压缩机的可靠性。
在本实施例中，当曲轴带动滚子转动以使滚子的内圆扫过的区域开始与补气孔所在的区域相交时，密封部或曲轴将位于滚子的内圆的内侧的补气孔密封，当然，密封部或曲轴也可以同时对补气孔密封。这样设置使得当滚子内圆接触补气孔时即能完成对补气孔的密封作用。
上述实施例的泵体结构还可以用于压缩机设备技术领域，即根据本发明的另一个方面，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。
在本实施例中，压缩机为双缸单级，在双缸单级中的至少一个缸体的端面上开设有补气孔。
如图39所示，压缩机还包括壳体和法兰，法兰设置于壳体内，并将壳体的内腔分为上腔体和下腔体。缸体设置于下腔体内，缸体的排气口与上腔体相连通，缸体的补气孔与下腔体相连通，滚子的内腔通过曲轴中心孔和通油孔与下腔体相连通。其中，上腔体内为高压，其压力与排气压力相当；下腔体为中间压力，冷冻油位于下腔体底部。滚子内部腔体通过曲轴中心孔、通油孔与下部腔体连通，使得滚子内部腔体为补气压力。如此设置可以使得当补气孔部分或者全部区域位于滚子内圆时，不会因为压力不同而发生窜气。
如图1至图7所示，在现有技术中，压缩机用于低温制热时，由于冷媒低蒸发温度时，吸气密度小，导致压缩机低温下制热量衰减严重,解决压缩机低温衰减的常用方法为补气技术。
如图3至图5所示，补气技术有单级补气技术和双级补气技术，其中双级补气技术又称双级增焓压缩机，其补气效果好，但成本高，工艺性不好。特别是，双级压缩的两个缸体，其排量只计一级缸体的排量，导致了压缩机排量受限，使得其排量使用范围严重受限。另外，在压比(如夏季制冷)不大的使用环境下，由于两个缸体的存在，此时由于余隙容积等对压缩机性能的影响体现的较为明显，导致了压比不大工况下，双级增焓压缩机能效偏低。
如图1所示，图示为单级补气结构，其补气孔设置在缸体10’的端盖上。其补气原理为，依靠滚子30’的转动来实现补气孔的开启和关闭。
另外，压缩机工作时，滚子30’在曲轴20’的带动下，绕缸体中心运动，补气孔12’设置最理想的方案为当滚子刚好完全盖住吸吸气孔时(即θ＝α时)，补气孔打开，这样可以避免补气孔和吸气孔连通，从而避免了吸气回流，影响压缩机吸气；当缸体内压力刚好达到补气压力时，补气孔被滚子30’关闭，这样可以避免将压缩腔内压缩至高压的冷媒流至补气孔。
现有旋转式压缩机的曲轴和滚子结构，曲轴主要由长轴、短轴、偏心部等构成，曲轴上还设置有中心孔、通油孔、止推面、退刀槽(去毛刺作用)等功能结构；其中止推面与下法兰平面进行接触，并且在压缩机工作过程中，曲轴通过止推面与下法兰进行接触和支撑，发生滑动摩擦。现有曲轴止推面都都设置成靠曲轴中心的一小部分部位，即，偏心部距离曲轴中心的外侧下方是空的，如此设置，可以减小摩擦面积，且支撑效果较好。滚子两端内孔一般设置有C0.2至C1.5的倒角，该倒角可以减少滚子在精加工时毛刺的产生，同时也方便曲轴与滚子进行组装。现有机型不能同时满足各项条件，且补气孔开孔很小。
如图8和图9所示，一种压缩机，包括缸体、曲轴、滚子等，在缸体端盖上设置有补气孔，通过补气孔向缸体内进行补气。在压缩机的每一周，存在某个曲轴转角，补气孔由滚子端面进行密封且存在某个曲轴转角补气孔由曲轴止推面(或额外设置在曲轴偏心部下方的其他零件进行密封)进行密封；以防止滚子内圆高压腔体内的冷媒(或冷冻油)回流至补气孔，或防止补气孔与吸气孔连通导致补气回流至吸气孔，影响压缩机吸气，或防止压缩腔内高压的冷媒回流至补气孔，或防止双缸补气压缩机的上下缸体发生窜气(如图5所示)。该压缩机的特征还包括：滚子与补缸体的汽缸盖接触的一面，其内孔无倒角，且曲轴止推面在距离曲轴中心大于L的范围内与缸体的端盖补气面贴合，且无下沉结构，且止推面外侧无倒角。L为补气孔距离缸体中心的最近距离。
如图15、图17和图18所示，曲轴滚子结构的下止推面为精加工面，止推面由曲轴偏向圆外圆和以曲轴中心为圆心、半径为r1的曲线共同围成，两条曲线相交位置圆弧过度。L1为曲轴止推面镂空部位距离曲轴中心的最远距离，满足：r1＜L且L1＜L。
在本实施例中，当滚子刚好盖过吸气孔时，补气孔打开，当缸体内压力达到补气压力时，补气孔刚好关闭。
在本实施例中，以缸体中心为原点，图中右侧为x正轴，上侧为y正轴，建立坐标系，补气孔可以认为由一条或若干条曲线围成。，补气孔的一条曲线上至少80％长度上的点满足以下关系：(R-1)2≤(x-a)2+(y-b)2≤(R+1)2：其中R为滚子外圆半径。其中点(a，b)满足：a2+b2＝e2且|a/b|＝tanα；其中，e为滚子的偏心量，即滚子中心距离缸体中心的距离，|a/b|为a与b比值的绝对值，α为滚子刚好盖住吸气口边缘时曲轴的转角。(x-a)2+(y-b)2＝R2表示的曲线为边界，则滚子在盖住吸气孔之前，补气孔被滚子遮挡，滚子刚好转到吸气口边缘时，滚子刚好开始打开此曲线，使得压缩机能够得到充分的补气，如此设计可以使得补气孔打开时间最合理。但由于零件加工和装配不可避免地存在误差；在设计时，如果窜气对压缩机性能影响较大，则设计时密封距离可以设置的较大，补气孔的边界曲线可以偏向曲线(x-a)2+(y-b)2＝(R-1)2(该曲线表示密封距离为1mm；滚子转过吸气口一定角度后才打开)，可以使得不发生窜气的安全性较高；如果补气量对压缩机的性能影响较大，则使得补气孔的边界曲线偏向(x-a)2+(y-b)2＝(R+1)2(该曲线表示滚子尚未完全盖住吸气口时，补气孔就已经打开)。θ为曲轴转角，一周内曲轴转过的角度，即滚子中心与缸体中心的连线(该连线会经过滚子外圆与缸体内圆的密封点)与滑片中心线的夹角；θ＝α为滚子完全盖住吸气孔时的夹角)，综上，以边界曲线(x-a)2+(y-b)2＝R2为第一曲线。
另外，补气孔的第二条曲线上至少80％长度上的点满足以下关系：(R-1)2≤(x-c)2+(y-d)2≤(R+1)2。其中R为滚子外圆半径。其中点(a，b)满足：c2+d2＝e2且|c/d|＝tan(|180°-β|)；其中，e为滚子的偏心量，即滚子中心距离缸体中心的距离，|c/d|为c与d的比值的绝对值，β为压缩腔内气体压力刚好达到补气压力时，曲轴的转角，|180°-β|表示β角度与180°差值的绝对值。以(x-c)2+(y-d)2＝R2曲线为边界，当曲轴转到角时，该曲线与滚子外圆重合，即刚好被滚子关闭。
由于零件加工和装配不可避免地存在误差，补气孔的边界曲线可以偏向曲线(x-c)2+(y-d)2＝(R-1)2(该曲线表示密封距离为1mm；即，曲轴转角尚未达到β角时，补气孔已被关闭，达到β角时，密封距离为1mm。在设计时，如果补气量对压缩机的性能影响较大，则使得补气孔的边界曲线偏向(x-c)2+(y-d)2＝(R+1)2(该曲线表示曲轴转角达到β角时，补气孔未被完全关闭；)。综上，以边界曲线以(x-c)2+(y-d)2＝R2曲线为第二曲线。
进一步地，补气孔的一条曲线上至少80％长度上的点满足以下关系：(R-e-4)2≤x2+y2≤(R-e+1)2。其中R为滚子外圆半径，e为滚子的偏心量。曲线x2+y2＝(R-e)2表示滚子外圆距离缸体中心最近点的运动轨迹。补气孔只有在x2+y2≥(R-e)2范围内的区域才是有效的，即不再这个范围内的区域是不会接触到缸体工作腔的，所以也不会从该部分区域对压缩机进行补气。但是开设在无效区域的补气孔部位，只要不会导致窜气，对压缩机也没有影响。加工补气孔时，为了使用直径不太小的刀具进行加工，我们设计时使得该边界往中心偏移，因此此处4mm设置比较大。综上，以边界曲线x2+y2＝(R-e)2为第三曲线。
如图20至图25所示，补气孔为上述三条曲线围成的形状，优化地，每每两条曲线之间相交位置为圆弧过度。
如图25所示，第一曲线、第二曲线和第三曲线三条曲线围成的区域内可设置圆形或长方形或椭圆形或矩形等任何形状的补气孔12。
在本实施例中，为了清除加工带来的毛刺，滚子内圆经过毛刺机去除毛刺后，允许存在倒棱，倒棱范围控制在0.01mm至0.3mm之间。
在本实施例中，曲轴和缸体之间设置有密封部，这里密封部可以为密封片，增加密封片结构，即可使得曲轴保留原来的结构也不会发生窜气，压缩机运行时，密封片绕缸体中心转动，在惯性的作用下，密封片紧贴滚子，使得密封片与滚子之间能够紧贴。
在本实施例中，密封部即密封片的高度为h1，曲轴偏心部与补气端盖之间的距离为h2，满足：0≤h2-h1≤0.1mm，最佳理想状态为h2＝h1，但是由于零件存在加工误差，为了保证仍然是止推面与补气端面进行接触和支撑，保证h2-h1≥0；为了保证不会发生过多的窜气，需要保证h2-h1≤0.1mm。
在本实施例中，一种密封片及使用该密封片的泵体结构，其滚子不接触缸体及下法兰平面，补气孔完全由密封片进行开启或关闭；滚子在曲轴偏心部的带动下，绕缸体中心转动，同时，滚子和曲轴偏心部之间也存在相对转动。而密封片与曲轴偏心部是相对静止的，他有曲轴偏心部带动而转转动。
如图29至图31所示，密封片外径D1略小于滚子外径D，满足0.001≤D-D1≤0.05，如此设置，可以使得滑片圆弧头部与滚子接触，而滑片与密封片外径保留较小的间隙，此较小间隙只在图26中较小的高度h3范围内发生泄漏，但是可以减少密封片的磨损，也可以防止间隙出现在滚子部位，从而发生较大的泄露；密封片总高度比曲轴偏心部高度略小，满足0.005≤h5-h3-h4≤0.1，如此设置，可以使得与下法兰接触的仍然是曲轴止推面，而不是密封片。
在本实施例中，压缩机的转子高度之间高度差为：1.5mm至3mm；现又压缩机定转子高度差多设置在0.5mm至1.5mm范围内，增大定转子高度差，使得转子受到向下的磁拉力加大。使得曲轴止推面始终可以贴合补气端盖面，避免补气将曲轴和转子冲起，导致发生窜气泄露。
在本实施例中，缸体采用提前关闭吸气口结构，提前关闭吸气，既可以提前进行补气，使得压缩机补气更加充分。
一种双缸单级补气压缩机，在一个或两个缸体的一个或两个端面上设置有上述三条曲线围成的补气孔。
在本实施例中，提供一种双缸单级补气压缩机，曲轴止推面或设置在曲轴偏心部与补气孔之间的其他零件，与补气孔之间的间隙不大于0.2mm。
在本实施例中，曲轴偏心部和滚子内圆之间的装配间隙设置为0.001mm至0.02mm，间隙设置过大，当间隙与补气孔连通时，会导致过多的泄露，设置过小则易导致曲轴和滚子之间的摩擦过大，导致压缩机功率过大或异常磨损。
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。
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 (24)
1.一种泵体结构，其特征在于，包括：
缸体(10)，所述缸体(10)具有吸气孔(11)和补气孔(12)；
曲轴(20)，所述曲轴(20)具有偏心部，所述偏心部设置于所述缸体(10)内；
滚子(30)，所述滚子(30)套设于所述偏心部上并位于所述缸体(10)内，在一个压缩周期内，所述滚子(30)的内圆扫过的区域为S，所述补气孔(12)位于所述滚子(30)的至少一端的端面的一侧，所述补气孔(12)的横截面的面积区域为B，其中，
2.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，
位于所述补气孔(12)部分区域或者全部区域的点(x，y)满足x2+y2≤(r+e)2，
其中，x是所述补气孔(12)的任意一点的横坐标，
y是所述补气孔(12)的任意一点的纵坐标，
e是所述滚子(30)的偏心量，
r是所述滚子(30)的内圆半径。
3.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述滚子(30)的内圆扫过的区域与所述补气孔(12)的横截面的面积区域相交形成的重叠区域的面积大于或等于一半的所述补气孔(12)的横截面的面积。
4.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述补气孔(12)的沿所述缸体(10)的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括第一曲线，所述第一曲线通过以下参数方程获得：
(R-1)2≤(x-a)2+(y-b)2≤(R+1)2；
其中，a2+b2＝e2，且|a/b|＝tanα，e为所述滚子(30)的偏心量，R为所述滚子(30)的外圆半径，α为所述滚子(30)的外周面关闭所述吸气孔(11)时的所述曲轴(20)的转角，a、b为所述滚子(30)的外圆扫过的区域内某点的横坐标和纵坐标。
5.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述补气孔(12)的沿所述缸体(10)的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括第二曲线，所述第二曲线通过以下参数方程获得：
(R-1)2≤(x-c)2+(y-d)2≤(R+1)2；
c2+d2＝e2，且|c/d|＝tan(|180°-β|)，β为所述缸体(10)内部的气压与所述补气孔(12)内的压力相等时，所述曲轴(20)的转角，R为所述滚子(30)的外圆半径，c、d为所述滚子(30)的外圆扫过的区域内某点的横坐标和纵坐标。
6.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述补气孔(12)的沿所述缸体(10)的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括第三曲线，所述第三曲线通过以下参数方程获得：
(R-e-4)2≤x2+y2≤(R-e+1)2；
其中，e为所述滚子(30)的偏心量，R为所述滚子(30)的外圆半径。
7.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述补气孔(12)的沿所述缸体(10)的径向方向的横截面的型线由多条曲线构成，多条曲线包括依次连接的第一曲线、第二曲线和第三曲线，所述第一曲线和所述第二曲线靠近所述滚子(30)的内壁设置，所述第三曲线靠近所述曲轴(20)设置，所述第一曲线通过以下参数方程获得：
(R-1)2≤(x-a)2+(y-b)2≤(R+1)2；
所述第二曲线通过以下参数方程获得：
(R-1)2≤(x-c)2+(y-d)2≤(R+1)2；
所述第三曲线通过以下参数方程获得：
(R-e-4)2≤x2+y2≤(R-e+1)2；
其中，a2+b2＝e2，且|a/b|＝tanα，e为所述滚子(30)的偏心量，R为所述滚子(30)的外圆半径，α为所述滚子(30)的外周面关闭所述吸气孔(11)时的所述曲轴(20)的转角；
c2+d2＝e2，且|c/d|＝tan(|180°-β|)，β为所述缸体(10)内部的气压与所述补气孔(12)内的压力相等时的所述曲轴(20)的转角。
8.根据权利要求7所述的泵体结构，其特征在于，所述补气孔(12)位于所述第一曲线、所述第二曲线和所述第三曲线围成的区域内。
9.根据权利要求5或7所述的泵体结构，其特征在于，120°≤β≤200°。
10.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述泵体结构还包括：
密封部(40)，设置于所述偏心部的至少一个端面所在的一侧，所述曲轴(20)带动所述滚子(30)转动，以使所述密封部(40)的端面与所述滚子(30)的部分端面具有将所述补气孔(12)打开的避让位置，以及具有将所述补气孔(12)关闭的关闭位置，或者，使所述密封部(40)的端面具有将所述补气孔(12)打开的所述避让位置，以及具有将所述补气孔(12)关闭的所述关闭位置。
11.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，所述密封部(40)的横截面的型线由所述偏心部外圆的部分型线和曲率半径为r1的曲线形成，所述密封部(40)的靠近所述曲轴(20)的点至所述曲轴(20)的轴心的最大距离为L1，其中，r1＜L1，和/或L1＜L其中，L为所述补气孔(12)至所述缸体(10)的几何中心处的最小距离。
12.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，当所述曲轴(20)带动所述滚子(30)转动，以使所述滚子(30)的外周面将所述吸气孔(11)关闭时，所述密封部(40)的端面与所述滚子(30)的部分端面位于所述避让位置，或者，当所述曲轴(20)带动所述滚子(30)转动，以使所述滚子(30)的外周面将所述吸气孔(11)打开时，所述密封部(40)的端面具有将所述补气孔(12)关闭的所述关闭位置。
13.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，当所述缸体(10)的内腔的压力大于或等于所述补气孔(12)内的压力时，所述密封部(40)的端面与所述滚子(30)的部分端面位于所述关闭位置。
14.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，所述密封部(40)包括：
密封本体，所述密封本体的上端面与所述偏心部的下端面相连接，所述密封本体的靠近所述曲轴(20)的一侧与所述曲轴(20)的外周面具有距离地设置，所述密封本体的远离所述曲轴(20)的一侧的外周面与所述偏心部的外表面相平齐地设置，所述密封本体的下端面与所述滚子(30)的部分的下端面具有将所述补气孔(12)打开的所述避让位置，以及具有将所述补气孔(12)关闭的所述关闭位置。
15.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，所述曲轴(20)的靠近所述偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起(21)，所述密封部(40)包括：
密封本体，所述密封本体可拆卸地设置于所述曲轴(20)的下端面处，所述密封本体的靠近所述曲轴(20)的一侧与所述弧形凸起(21)的外表面相配合，所述密封本体的外周面与所述滚子(30)的内壁相抵接。
16.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，所述曲轴(20)的靠近所述偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起(21)，所述密封部(40)包括：
密封本体，所述密封本体设置于所述曲轴(20)的下端面处并与所述弧形凸起(21)一体设置，所述弧形凸起(21)的下端面与所述密封本体的下端面相平齐，所述弧形凸起(21)的下端面与所述密封本体的下端面形成所述偏心部的下止推面。
17.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，所述曲轴(20)的靠近所述偏心部的下端面的靠近曲轴轴线一侧设置有弧形凸起(21)，所述密封部(40)包括：
密封本体，所述密封本体可拆卸地设置于所述曲轴(20)的下端面处，所述密封本体的靠近所述曲轴(20)的一侧与所述弧形凸起(21)的外表面相配合，所述密封本体的外周面与所述滚子(30)的内壁相抵接；
环形件(41)，所述环形件(41)套设于所述曲轴(20)上，所述环形件(41)设置于所述密封本体远离所述偏心部的下端面的一侧的表面上，所述滚子(30)的下端面位于所述环形件(41)的一侧，所述环形件(41)的远离所述密封本体一侧的表面具有所述避让位置和所述关闭位置。
18.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，
所述密封部(40)设置于所述偏心部的下端面上，以使所述密封部(40)的下端面形成所述偏心部的下止推面，和/或，
所述密封部(40)设置于所述偏心部的上端面上，以使所述密封部(40)的上端面形成所述偏心部的上止推面。
19.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，
所述密封部的端面的外缘设置有小于0.2mm的倒角，或者，
所述密封部的端面的外缘设置有小于R0.2mm的倒圆角。
20.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，
所述滚子(30)的端面的内缘设置有小于0.2mm的倒角，或者，
所述滚子(30)的端面的内缘设置有小于R0.2mm的倒圆角。
21.根据权利要求10所述的泵体结构，其特征在于，当所述曲轴(20)带动所述滚子(30)转动以使所述滚子(30)的内圆扫过的区域开始与所述补气孔(12)所在的区域相交时，所述密封部(40)和/或所述曲轴(20)将位于所述滚子(30)的内圆的内侧的所述补气孔(12)密封。
22.一种压缩机，包括泵体结构，其特征在于，所述压缩机为权利要求1至21任一项中所述的泵体结构。
23.根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机为双缸单级，在所述双缸单级中的至少一个缸体(10)的端面上开设有所述补气孔(12)。
24.根据权利要求22所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括：
壳体；
法兰，所述法兰设置于所述壳体内，将所述壳体的内腔分为上腔体和下腔体；
所述缸体(10)设置于所述下腔体内，所述缸体(10)的排气口与所述上腔体相连通，所述缸体(10)的所述补气孔(12)与所述下腔体相连通，所述滚子(30)的内腔通过所述曲轴(20)中心孔和通油孔与所述下腔体相连通。
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