CN110425114A - 压缩机及具有其的制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了提供一种压缩机及具有其的制冷设备。压缩机包括壳体、机架设置于壳体内，盖体组件与活塞室的端口相连接，盖体组件开设有排气旁通路，排气旁通路与安装孔相连通，压缩机作业过程中，从盖体组件的排气通道排出的部分冷媒可通过排气旁通路进入安装孔内，以使滑阀组件位于密封位置或避让位置；其中，滑阀组件包括限位塞，限位塞设置于安装孔内，限位塞的第一端与安装孔相连通，限位塞的第二端与壳体的内腔相连通。这样设置取消了现有技术中需要安装限位塞套筒的结构，即采用本申请的压缩机结构比现有技术中的压缩机结构更加简单，使得该压缩机通过滑阀组件实现压缩机变容压缩作业更加可靠，有效地提高了本申请的压缩机的运行效率。

Description

压缩机及具有其的制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体而言，涉及一种压缩机及具有其的制冷设备。

背景技术

众所周知，最常见的制冷方式为蒸汽压缩式制冷，蒸汽压缩式制冷系统中的压缩机是整个系统的核心动力组件。近年来随着小型、节能、高效慢慢成为研发的核心方向，制冷压缩机的节能研究也将越来越深入。

一般来讲，制冷压缩机按照其控制原理分类，可以分为变频压缩机和定频压缩机；其中变频压缩机因其节能特性，市场占领份额与日俱增。但是，目前市面上的压缩机依旧以定频压缩机为主，主要是由于传统的变频压缩机依然存在节能方面的限制。出于节能考虑，近年来滚子压缩机及涡旋压缩机相继提出了变容调节技术和数码涡旋技术，对于大型的活塞压缩机或螺杆压缩机也有相应的变容调节方法。但是对于市场占有率一直非常高的小型活塞压缩机，其变容调节技术的研究报道和专利都非常少。其主要原因是由于小型活塞压缩机自身结构简单，很难发明并设计出一种适用又同样简单的变容方法，既能实现其容积流量的调节，又能保持其原有的低成本特性。

不过现如今能源紧缺，能效标准也不断的提出更高的要求。因此，研发出一款小型高效并且具有变容结构的活塞压缩机是志在必行的方向。

目前的定频往复活塞压缩机大多以开停机的方式进行能量调节。当系统达到额定工况时，温控器就控制压缩机停机，而压缩机停机会伴随着高低压的制冷剂重新建立压力平衡，当再次开机时首先需要建立停机前的压差，之后才能使压缩机恢复停机前的工况。研究表明：重新建立压差的过程压缩机平均耗电量为压缩机平稳运行耗电量的7倍以上。由此看来，采用变容量调节减小压缩机的开机率，可以优化系统的运行效率。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种压缩机及具有其的制冷设备，以解决现有技术中压缩机运行效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压缩机，包括：壳体；机架，机架设置于壳体内，机架上设置有活塞室，机架上设置有安装孔，安装孔的侧壁上开设有第一旁通孔和第二旁通孔，第一旁通孔与活塞室相连通，第二旁通孔与壳体的内腔相连通；滑阀组件，滑阀组件可活动地设置于安装孔内，滑阀组件具有将第一旁通孔和第二旁通孔密封的密封位置，以及滑阀组件具有将第一旁通孔和第二旁通孔打开以使活塞室与壳体的内腔相连通的避让位置；盖体组件，盖体组件与活塞室的端口相连接，盖体组件开设有排气旁通路，排气旁通路与安装孔相连通，压缩机作业过程中，从盖体组件的排气通道排出的部分冷媒可通过排气旁通路进入安装孔内，以使滑阀组件位于密封位置或避让位置；其中，滑阀组件包括限位塞，限位塞设置于安装孔内，限位塞为中空结构，限位塞的第一端与安装孔相连通，限位塞的第二端与壳体的内腔相连通。

进一步地，限位塞的第一端与盖体组件之间形成限位空间，滑阀组件还包括：滑阀，滑阀可活动地设置于限位空间内，滑阀具有密封位置与避让位置；弹性件，弹性件的第一端套设于限位塞的第一端上，弹性件的第二端朝向滑阀延伸设置，弹性件用于向滑阀施加预紧力，以使滑阀位于避让位置。

进一步地，当滑阀位于避让位置时，第一旁通孔分别与第二旁通孔和滑阀相连通，当滑阀位于密封位置时，滑阀位于第一旁通孔处，以将第一旁通孔密封。

进一步地，限位塞具有大径端和小径端，小径端朝向滑阀设置，小径端与大径端的连接处形成限位台阶，弹性件套设于小径端上，当滑阀位于密封位置时，弹性件的第一端的端部与限位台阶相抵接。

进一步地，当滑阀位于密封位置时，滑阀与限位塞的第一端相抵接。

进一步地，弹性件为弹簧。

进一步地，当滑阀位于避让位置时，弹簧处于压缩状态，或者，当滑阀位于避让位置时，弹簧处于自然状态。

进一步地，限位塞伸入安装孔内的长度可调地设置，以改变弹性件向滑阀施加预紧力的大小。

进一步地，限位塞与安装孔螺纹连接，或者，限位塞与安装孔粘接。

进一步地，盖体组件包括：汽缸盖，汽缸盖与活塞室的端口相连接，汽缸盖具有与活塞室的排气通道相连通的排气空腔；阀板，阀板位于汽缸盖与活塞室的端口之间；吸气阀片，吸气阀片位于阀板与活塞室的端口之间，阀板和吸气阀片上开设有排气旁通路，安装孔通过排气旁通路与排气空腔相连通，滑阀为柱状结构，滑阀的第一端与排气旁通路相对地设置，滑阀的第二端与限位塞的第一端相对地设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种制冷设备，包括压缩机，压缩机为上述的压缩机。

应用本发明的技术方案，在机架上开设安装孔，并在安装孔内设置滑阀组件，并将滑阀组件的限位塞设置于安装孔内。这样设置取消了现有技术中需要安装限位塞套筒的结构，即采用本申请的压缩机结构比现有技术中的压缩机结构更加简单，使得该压缩机通过滑阀组件实现压缩机变容压缩作业更加可靠，有效地提高了本申请的压缩机的运行效率。

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滑阀组件的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的压缩机的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、机架；11、安装孔；12、第一旁通孔；13、第二旁通孔；

20、滑阀组件；21、限位塞；22、滑阀；221、环形槽；23、弹性件；

30、盖体组件；31、汽缸盖；311、排气旁通路；32、阀板；33、吸气阀片；

40、活塞。

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1和图2所示，根据本发明的实施例，提供了一种压缩机。

具体地，如图1和图2所示，该压缩机包括壳体、机架10、滑阀组件20和盖体组件30。机架10设置于壳体内，机架10上设置有活塞室。机架10上设置有安装孔11。安装孔11的侧壁上开设有第一旁通孔12和第二旁通孔13。第一旁通孔12与活塞室相连通，第二旁通孔13与壳体的内腔相连通。滑阀组件20可活动地设置于安装孔11内。滑阀组件20具有将第一旁通孔12和第二旁通孔13密封的密封位置，以及滑阀组件20具有将第一旁通孔12和第二旁通孔13打开以使活塞室与壳体的内腔相连通的避让位置。盖体组件30与活塞室的端口相连接，盖体组件30开设有排气旁通路311，排气旁通路311与安装孔11相连通，压缩机作业过程中，从盖体组件30的排气通道排出的部分冷媒可通过排气旁通路311进入安装孔11内，以使滑阀组件20位于密封位置或避让位置。其中，滑阀组件20包括限位塞21，限位塞21设置于安装孔11内，限位塞21为中空结构，限位塞21的第一端与安装孔11相连通，限位塞21的第二端与壳体的内腔相连通。

在本实施例中，在机架上开设安装孔，并在安装孔内设置滑阀组件，并将滑阀组件的限位塞设置于安装孔内。这样设置取消了现有技术中需要安装限位塞套筒的结构，即采用本申请的压缩机结构比现有技术中的压缩机结构更加简单，使得该压缩机通过滑阀组件实现压缩机变容压缩作业更加可靠，有效地提高了本申请的压缩机的运行效率，其中，活塞40设置于活塞室内。

其中，限位塞21的第一端与盖体组件30之间形成限位空间。滑阀组件20还包括滑阀22和弹性件23。滑阀22可活动地设置于限位空间内，滑阀22具有密封位置与避让位置。弹性件23的第一端套设于限位塞21的第一端上。弹性件23的第二端朝向滑阀22延伸设置，弹性件23用于向滑阀22施加预紧力，以使滑阀22位于避让位置。在本实施例中，当压缩机处于高负荷作业时，从排气旁通路311处排出的高压冷媒可以推动滑阀22克服弹性件23施加的预紧力移动。这样设置能够使得滑阀22的初始位置始终是避让位置。

具体地，如图2所示，当滑阀22位于避让位置时，第一旁通孔12分别与第二旁通孔13和滑阀22相连通。当滑阀22位于密封位置时，滑阀22位于第一旁通孔12处，以将第一旁通孔12密封。这样设置能够有效地提高滑阀组件的可靠性。

如图1所示，限位塞21具有大径端和小径端，小径端朝向滑阀22设置，小径端与大径端的连接处形成限位台阶，弹性件23套设于小径端上，当滑阀22位于密封位置时，弹性件23的第一端的端部与限位台阶相抵接。这样设置使得限位塞21自身实现对弹性件23限位，这样设置能够提高弹性件23安装的可靠性。

其中，当滑阀22位于密封位置时，滑阀22与限位塞21的第一端相抵接。这样设置使得限位塞21的第一端的端部形成对滑阀22最大行程的限位件，由于弹性件23的一端是套设于限位塞21的小径端上的，所以当滑阀22位于密封位置时，小径端的端部与限位台阶之间形成容纳弹性件23的空间，所以采用限位塞21对滑阀22进行限位，有效地避免了滑阀22对弹性件23进行过度挤压造成弹性件失去弹力的问题。

优选地，弹性件23为弹簧。当滑阀22位于避让位置时，弹簧处于压缩状态，或者，当滑阀22位于避让位置时，弹簧处于自然状态。这样设置能够进一步地提高滑阀组件的可靠性。

进一步地，限位塞21伸入安装孔11内的长度可调地设置，以改变弹性件23向滑阀22施加预紧力的大小。这样设置可以根据压缩机的型号或者跟压缩机的使用地区来调整限位塞21伸入安装孔11内的长度，有效地提高了该压缩机的实用性。

优选地，限位塞21与安装孔11螺纹连接，或者，限位塞21与安装孔11粘接。

如图2所示，盖体组件30包括汽缸盖31、阀板32和吸气阀片33。汽缸盖31与活塞室的端口相连接。汽缸盖31具有与活塞室(如图2中A处所示)的排气通道(如图2中的B处所示)相连通的排气空腔。阀板32位于汽缸盖31与活塞室的端口之间。吸气阀片33位于阀板32与活塞室的端口之间，阀板32和吸气阀片33上开设有排气旁通路311。安装孔11通过排气旁通路311与排气空腔相连通，滑阀22为柱状结构，滑阀22的第一端与排气旁通路311相对地设置，滑阀22的第二端与限位塞21的第一端相对地设置。通过从盖体组件30处引入排气冷媒实现推动滑阀移动以实现活塞室与壳体的内腔连通或断开，有效地提高了该压缩机运行效率。

上述实施例中的压缩机还可以用于制冷设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种制冷设备，包括压缩机，压缩机为上述实施例中的压缩机。

具体地，本申请旨在设计一种结构简单可行的滑阀变容机构，当压缩机在小负荷运行时，通过滑阀对气缸内的部分压缩气体进行旁通，进而实现压缩机的连续变容调节，最终达到高效运行的目的。其中，滑阀在安装孔内的滑动过程，需要对滑阀的往复运动及弹簧一侧位置进行一定限位，其限位方式的选择决定了压缩机组件装配难易度和工艺性。采用本申请的压缩机结构，对滑阀行程进行右端位置限定，进而可以提升滑阀组件的可靠性。利用滑阀行程限位器即限位塞在轴向平移及固定，可以调节弹簧对滑阀的预紧力，进而实现滑阀组件预紧力可调，进而增强变容功能实现的可行性。

本申请提供的对滑阀右端进行限位的中空阶梯套筒型限位结构即限位塞，该结构可以解决滑阀向右滑动过程中，右端无限位问题或使用弹簧压紧作为限位的问题(弹簧压紧限位的方式在长时间使用过程会造成弹簧的塑性变形)。

本申请的目的是为了实现往复活塞压缩机的变容调节技术，并优化滑阀组件的组成结构。其中气缸座的安装孔结构属于平行于气缸即活塞室的通孔结构，其相对于气缸的最近距离(壁厚)需保证泵体结构的可靠性，一般最小厚度大于等于2mm。气缸和安装孔之间有垂直连通的旁通孔，第一旁通孔为安装孔与缸孔之间的连接段，第二旁通孔为安装孔与吸气空腔(壳体内腔)之间的连接段，其中，第一旁通孔与第二旁通孔同轴。

在本申请的另一个实施例中，若弹簧初始状态处于压缩或原长状态时，滑阀一端为弹簧，另一端必与排气高压腔连通，滑阀具有弹簧那一侧空腔与吸气低压腔连通。滑阀为安装孔内的运动部件。当滑阀初始位置位于旁通孔左侧时，弹簧需位于右侧位置。其中弹簧的一侧为滑阀结构，另一侧为滑阀行程限位器。滑阀结构可以为哑铃状结构，亦可为简单的柱状结构。在滑阀受气体压差力作用向右端移动时，移动一定行程后将受滑阀行程限位器限位。此时弹簧位于中空阶梯套筒型限位结构的阶梯空隙处，以避免弹簧受压紧进行滑阀的限位。进而起到提升整体滑阀组件可靠性的目的。

目前往复式活塞压缩机主要通过开停机方式实现能量调节，但由于每次开机过程都需要重新建立压差，并且重新建立压差的过程较为耗能。因此本申请设计了一种具有变容结构的压缩机，使其在低负荷时变容调节，以减小开停次数，达到更加节能的效果。该压缩机具有随负荷变化而进行容量调节的功能。其具体实现方式是利用吸排气压差，与滑阀组件所受弹力构成动态平衡，以此控制滑阀在安装孔内进行往复运动(在高负荷时关闭旁通孔，低负荷时开启旁通孔)，进而实现不同负荷下的变容量调节。

采用该结构的滑阀组件，在滑阀右移过程中，在预设位置处将由中空阶梯套筒型限位结构的前端对滑阀进行限位，以避免弹簧受压紧的问题。中空阶梯套筒型限位结构与气缸座安装孔的固定方式可为螺纹式或粘接式固定，当中空阶梯套筒型限位结构在滑阀内左右移动改变固定位置时(类似于螺纹的拧入长度不同时)，其可以改变弹簧对滑阀的预紧力，进而适应不同地区不同环境温度的应用要求。

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 (11)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

机架(10)，所述机架(10)设置于所述壳体内，所述机架(10)上设置有活塞室，所述机架(10)上设置有安装孔(11)，所述安装孔(11)的侧壁上开设有第一旁通孔(12)和第二旁通孔(13)，所述第一旁通孔(12)与所述活塞室相连通，所述第二旁通孔(13)与所述壳体的内腔相连通；

滑阀组件(20)，所述滑阀组件(20)可活动地设置于所述安装孔(11)内，所述滑阀组件(20)具有将所述第一旁通孔(12)和所述第二旁通孔(13)密封的密封位置，以及所述滑阀组件(20)具有将所述第一旁通孔(12)和所述第二旁通孔(13)打开以使所述活塞室与所述壳体的内腔相连通的避让位置；

盖体组件(30)，所述盖体组件(30)与所述活塞室的端口相连接，所述盖体组件(30)开设有排气旁通路(311)，所述排气旁通路(311)与所述安装孔(11)相连通，压缩机作业过程中，从所述盖体组件(30)的排气通道排出的部分冷媒可通过所述排气旁通路(311)进入所述安装孔(11)内，以使所述滑阀组件(20)位于所述密封位置或所述避让位置；

其中，所述滑阀组件(20)包括限位塞(21)，所述限位塞(21)设置于所述安装孔(11)内，所述限位塞(21)为中空结构，所述限位塞(21)的第一端与所述安装孔(11)相连通，所述限位塞(21)的第二端与所述壳体的内腔相连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述限位塞(21)的第一端与所述盖体组件(30)之间形成限位空间，所述滑阀组件(20)还包括：

滑阀(22)，所述滑阀(22)可活动地设置于所述限位空间内，所述滑阀(22)具有所述密封位置与所述避让位置；

弹性件(23)，所述弹性件(23)的第一端套设于所述限位塞(21)的第一端上，所述弹性件(23)的第二端朝向所述滑阀(22)延伸设置，所述弹性件(23)用于向所述滑阀(22)施加预紧力，以使所述滑阀(22)位于所述避让位置。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，当所述滑阀(22)位于所述避让位置时，所述第一旁通孔(12)分别与所述第二旁通孔(13)和所述滑阀(22)相连通，当所述滑阀(22)位于所述密封位置时，所述滑阀(22)位于所述第一旁通孔(12)处，以将所述第一旁通孔(12)密封。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述限位塞(21)具有大径端和小径端，所述小径端朝向所述滑阀(22)设置，所述小径端与所述大径端的连接处形成限位台阶，所述弹性件(23)套设于所述小径端上，当所述滑阀(22)位于所述密封位置时，所述弹性件(23)的第一端的端部与所述限位台阶相抵接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的压缩机，其特征在于，当所述滑阀(22)位于所述密封位置时，所述滑阀(22)与所述限位塞(21)的第一端相抵接。

6.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述弹性件(23)为弹簧。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，当所述滑阀(22)位于所述避让位置时，所述弹簧处于压缩状态，或者，当所述滑阀(22)位于所述避让位置时，所述弹簧处于自然状态。

8.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述限位塞(21)伸入所述安装孔(11)内的长度可调地设置，以改变所述弹性件(23)向所述滑阀(22)施加预紧力的大小。

9.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述限位塞(21)与所述安装孔(11)螺纹连接，或者，所述限位塞(21)与所述安装孔(11)粘接。

10.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述盖体组件(30)包括：

汽缸盖(31)，所述汽缸盖(31)与所述活塞室的端口相连接，所述汽缸盖(31)具有与所述活塞室的排气通道相连通的排气空腔；

阀板(32)，所述阀板(32)位于所述汽缸盖(31)与所述活塞室的端口之间；

吸气阀片(33)，所述吸气阀片(33)位于所述阀板(32)与所述活塞室的端口之间，所述阀板(32)和所述吸气阀片(33)上开设有所述排气旁通路(311)，所述安装孔(11)通过所述排气旁通路(311)与所述排气空腔相连通，所述滑阀(22)为柱状结构，所述滑阀(22)的第一端与所述排气旁通路(311)相对地设置，所述滑阀(22)的第二端与所述限位塞(21)的第一端相对地设置。

11.一种制冷设备，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求1至10中任一项所述的压缩机。