CN109033638B - 一种补气口的制作方法及气缸端盖及旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种补气口的制作方法及气缸端盖及旋转式压缩机，在确定边界方程组中，每个边界方程组分别形成一组设置区域，多组设置区域的交集以确定补气口的边界范围。本发明中补气口的开设位置通过多组边界方程的交集来限定，每组边界方程中均保证了补气口开设范围的最优补气效果，最终通过满足多组边界方程的边界条件设计出补气效果更好的补气口结构。

Description

一种补气口的制作方法及气缸端盖及旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种补气口的制作方法及气缸端盖及旋转式压缩机。

背景技术

现有压缩机低温制热时，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，导致了压比不大工况下，双级增焓压缩机能效偏低。

如图1所示，为单级补气结构，其补气口设置在气缸的端盖上。(单缸一般设置在下法兰，双缸一般设置在隔板上)其补气原理为，依靠滚子的转动来实现补气口的开启和关闭。

压缩机工作时，偏心设置的滚子在曲轴的带动下，绕气缸中心运动，补气口设置最理想的方案为：当滚子刚好完全盖住吸气孔口时(θ＝α时)，补气口打开，这样可以避免补气口和吸气孔连通，从而避免了吸气回流，影响压缩机吸气；当气缸内压力刚好达到补气压力时，补气口被滚子关闭，这样可以避免压缩腔内压缩至高压的冷媒流至补气口。同时，在任何一个转角下，补气口都不应与滚子内孔腔体连通，因为滚子内孔腔体为高压，其压力基本接近排气压力，如果连通，会导致滚子内孔腔体的冷媒流向补气口(压缩机壳体内部为高压结构，其压力与压缩机的排气压力基本相等，上述滚子内孔腔体通过曲轴通油孔、曲轴中心孔与壳体内部高压腔连通，因此所述滚子内孔腔体也为高压，其压力与排气压力基本相当)。另外，对于双缸压缩机，对上下气缸进行补气的补气口在任何时候都不应该同时连通上下气缸，否则上下气缸在任何转角时刻的压力都是不相等的，连通了即会导致上下气缸发生窜气。

备注：θ为曲轴转角，一周内曲轴转过的角度，即滚子中心与气缸中心的连线(该连线会经过滚子外圈与气缸内圆的密封点)与滑片中心线的夹角；α为滚子完全盖住吸气孔时的夹角。

据上述限制，导致了很多机型都无法同时满足各项条件，有些机型只能通过不满足某些条件来实现冷媒补充，有一小部分机型则比较牵强的满足了各项条件，但是补气口却只能开的非常小。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于优化现有技术中旋转式压缩机补气口结构进而改善补气效果。

为此，本发明提供一种补气口的制作方法，包括：

确定边界方程组，每个边界方程组分别形成一组设置区域，多组设置区域的交集以确定补气口的边界范围。

所述边界方程组设置有三组，包括边界方程组A、边界方程组B及边界方程组C。

所述边界方程组的坐标原点均为旋转式压缩机的气缸中心O，坐标平面为气缸轴向横切面，用XY平面表示。

所述边界方程组A包括：

曲线方程(A1)：X²+Y²＝(r+e+m+a)²；

曲线方程(A2)：X²+Y²＝(r+e+m-a)²。

其中，r表示滚子内圆直径，e表示滚子偏心量，m表示滚子内孔倒角横向尺寸。

所述a的范围是[0,0.8]。

所述边界方程组B包括：

曲线方程(B1)：[X+esin(α+5°)]²+[Y+esin(α+5°)]²＝R²；

曲线方程(B2)：[X+esin(α-20°)]²+[Y+esin(α+20°)]²＝R²。

其中：α表示滚子刚好盖住吸气孔时，气缸中心与滚子中心连线与滑片中心线之间的夹角，R表示滚子外圈直径。

所述边界方程组C包括：

曲线方程(C1)：(X+e/2)²+(Y-0.866e)²＝R²；

曲线方程(C2)：(X-0.174e)²+(Y-0.985e)²＝R²。

所述补气口是由三条曲线围成的封闭区域。

每条所述曲线长度的至少80％处于所述边界范围内。

围成所述补气口的三段曲线的两两连接处设置有圆角，所述圆角范围为[R0.1,R0.8]。

本发明同时提供一种气缸端盖，包括补气口，通过上述补气口制作方法得到。

本发明同时提供一种旋转式压缩机，包括：本发明提供的气缸端盖；或，本发明提供的补气口制作方法得到的补气口。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种补气口的制作方法，包括，确定边界方程组，每个边界方程组分别形成一组设置区域，多组设置区域的交集以确定补气口的边界范围。本发明中补气口的开设位置通过多组边界方程的交集来限定，每组边界方程中均保证了补气口开设范围的最优补气效果，最终通过满足多组边界方程的边界条件设计出补气效果更好的补气口结构。

2.本发明提供的一种补气口的制作方法中所述边界方程组设置有三组，包括边界方程组A、边界方程组B及边界方程组C，通过三个方程组，六条边界曲线，最终形成三个可设置补气口的区域，多方面限定了补气口的设置位置，保证最终补气口位置的准确性。

3.本发明提供的一种补气口的制作方法中所述边界方程A，保证了滚子内圈高压气体与补气口不发生窜气，且在考虑加工精度和不影响补气性能的情况下，增大了补气口的设置范围，使补气更充足。

4.本发明提供的一种补气口的制作方法中所述边界方程B，保证了滚子刚好盖住吸气孔时，补气口刚好打开，且满足在一定偏离角度下，使补气口打开程度满足最优补气效果。

5.本发明提供的一种补气口的制作方法中所述边界方程C，通过设置曲轴旋转的特定角度，保证了在补气口设置范围尽可能大的情况下，补气口关闭，且实现其他腔的气体不会回流到补气口。

6.本发明提供的一种补气口的制作方法中每条所述曲线长度的至少80％处于所述边界范围内，此设置增大了补气口的开口大小，使补气更充分。

7.本发明提供的一种补气口的制作方法中围成所述补气口的三段曲线的两两连接处设置有圆角，所述圆角范围为[R0.1,R0.8]，圆角的设置使气体能平滑的通过补气口，气体流动不会受阻，进而保证补气的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的背景技术中的单级冷媒补充结构示意图；

图2为本发明提供的补气口制作方法中边界方程组A的范围示意图；

图3为本发明提供的补气口制作方法中边界方程组B的范围示意图；

图4为本发明提供的补气口制作方法中边界方程组C的范围示意图；

图5为本发明提供的补气口制作方法中的非圆弧边界补气口示意图；

图6为本发明提供的一种气缸端盖的结构示意图；

图7为本发明提供一种旋转式压缩机的结构示意图。

附图标记说明：

a-补气口连通吸气口位置；θ-滚子中心与气缸中心的连线与滑片中心线的夹角；α-滚子完全盖住吸气孔时的夹角；O-坐标系原点；e-滚子偏心距；f-非圆弧形补气口曲线；R-滚子外圈直径；1-补气口；2-气缸端盖；3-滚子；11-曲线1；12-曲线2；13-曲线3；14-圆角；31-滚子内孔；32-滚子外圈；33-滚子圆心；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

图2到图4所示，本实施例提供一种补气口的制作方法，在确定边界方程组的步骤中，每个边界方程组分别形成一组设置区域，多组设置区域的交集以确定补气口1的边界范围。本实施中，边界方程组设置有三组，包括边界方程组A、边界方程组B及边界方程组C。

本实施例中，在建立上述边界方程组时，设置所述边界方程组的坐标原点均为旋转式压缩机的气缸中心O，坐标平面为气缸轴向横切面，用XY平面表示。

具体地，所述边界方程组A，如图2所示，包括：曲线方程A1：X²+Y²＝(r+e+m+a)²；曲线方程A2：X²+Y²＝(r+e+m-a)²。

其中，曲线方程A3:x²+y²＝(r+e+m)²表示的曲线如图2所示以坐标原点0为圆心，以滚子内圆31与坐标原点O距离的最大值为半径所形成的圆形。圆形以内区域为滚子内孔31(含内圆倒角)会扫过的区域，圆形以外的区域为滚子内圆31不会经过的区域；压缩机工作时，滚子内圆为高压区，因此不能接触补气口。因此最合理的为，补气口的一条边界就应该是该圆形。但是，实际上，由于零件加工精度问题，我们为了确保不联通，在设计中会预留一定的安全距离，因此该边界可能会往中心远离一些，但是为了补气口能够开设的尽量大一些，不会偏离太远，否则补气口会小很多。因此该条边界会设置在x²+y²＝(r+e+m)²和x²+y²＝(r+e+m+0.8)²之间。另外一种情况，某些机型可以开设补气口的区域非常小，因此只能牺牲一些泄露距离，来使得补气口可以有位置开设，但是泄露距离不能超过0.8mm，否则对压缩机性能影响较大。因此该条边界会设置在x²+y²＝(r+e+m)²和x²+y²＝(r+e+m-0.8)²之间。

本实施例中，边界方程组B,如图3所示，包括：

曲线方程B1：[X+esin(α+5°)]²+[Y+esin(α+5°)]²＝R²；

曲线方程B2：[X+esin(α-20°)]²+[Y+esin(α+20°)]²＝R²。

其中曲线方程B3:[x+esinα]²+[y+ecosα]²＝R²表示的曲线为，以点(-esinα，-ecosα)为圆心，以R为半径的圆形；点(-esinα，-ecosα)在上述直线上；因此若补气口以此曲线为边界，则刚好滚子盖住吸气孔时，补气孔刚好打开。实际设计中，综合考虑到零件加工、装配精度与补气口开设大小，曲轴转角在α-20°和α+5°之间时，补气孔打开，此时压缩机性能最佳。

本实施例中，所述边界方程组C包括：

曲线方程(C1)：(X+e/2)²+(Y-0.866e)²＝R²；曲线方程(C2)：(X-0.174e)²+(Y-0.985e)²＝R²。

其中(x+e/2)²+(y-0.866e)²＝R²表示，曲轴转角为150°时，滚子外圈32的曲线方程；若补气口的一条曲线以此为边界，则表示滚子3转至150°时，滚子将补气口关闭；(x-0.174e)²+(y-0.985e)²＝R²表示滚子3转至190°时，滚子外圈32的曲线方程；若补气口的一条曲线以此为边界，则表示滚子转至190°时，滚子3将补气口关闭；

补气口的一条边界设置在两条曲线之间，则表示曲轴转角设置在150°至190°时，补气口关闭。此角度关闭补气口，可以保证补气口可以设置的区域较大，并且保证不会导致压缩腔的其他回流至补气口；

所述补气口是由三条曲线围成的封闭区域且每条所述曲线长度的至少80％处于所述边界范围内，本实施例中所述的三条曲线均为圆弧曲线，但实际中，所述三条曲线并不仅限于圆弧曲线，如图5所示，多段线也可以为补气口的组成曲线。

围成所述补气口1的三段曲线的两两连接处设置有圆角，所述圆角范围为[R0.1,R0.8]。

实施例2

图6所示，本实施例提供一种气缸端盖，包括：

气缸端盖本体以及设置在所述本体上的补气口。

所述补气口通过上述实施例1中的补气口制作方法加工而成,因此所述气缸端盖具有上述补气口结构的所有优点,在此不再赘述。

实施例3

图7所示，本实施例提供一种旋转式压缩机，包括：

实施例2中的气缸端盖结构，因此所述旋转式压缩机具有上述气缸端盖结构的所有补气优点。

或者包括通过上述实施例1中的补气口制作方法加工而成得到的补气口。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种补气口的制作方法，其特征在于，包括：

确定边界方程组，每个边界方程组分别形成一组设置区域，多组设置区域的交集以确定补气口（1）的边界范围；

所述边界方程组设置有三组，包括边界方程组A、边界方程组B及边界方程组C；

所述边界方程组的坐标原点均为旋转式压缩机的气缸中心O，坐标平面为气缸轴向横切面，用XY平面表示；

所述边界方程组A包括：

曲线方程（A1）：X²+Y²=（r+e+m+a）²；

曲线方程（A2）：X²+Y²=（r+e+m-a）²；

其中，r表示滚子内圆半径，e表示滚子偏心量，m表示滚子内孔倒角横向尺寸，a表示偏离距离；

所述边界方程组B包括：

曲线方程（B1）：[X+esin（α+5°）]²+[Y+ecos（α+5°）]²=R²；

曲线方程（B2）：[X+esin（α-20°）]²+[Y+ecos（α-20°）]²=R²；

其中：α表示滚子刚好盖住吸气孔时，气缸中心与滚子中心连线与滑片中心线之间的夹角，R表示滚子外圈半径；

所述边界方程组C包括：

曲线方程（C1）：（X+e/2）²+（Y-0.866e）²=R²；

曲线方程（C2）：（X-0.174e）²+（Y-0.985e）²=R²；

所述补气口是由三条曲线围成的封闭区域，每条所述曲线长度的至少80%处于所述边界范围内。

2.根据权利要求1所述的补气口的制作方法，其特征在于，所述a的范围是0-0.8mm。

3.根据权利要求1所述的补气口的制作方法，其特征在于，围成所述补气口（1）的三段曲线的两两连接处设置有圆角，所述圆角的半径范围为0.1mm-0.8mm。

4.一种气缸端盖，其特征在于，包括

补气口，通过权利要求1-3中任一项所述的补气口的制作方法得到。

5.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

权利要求4中所述的气缸端盖；

或，

通过权利要求1-4中任一项所述的补气口的制作方法得到的补气口。

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