CN110425115B - 压缩机及具有其的制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了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,机架上设置有活塞室,滑阀组件可活动地设置于安装孔内,滑阀组件具有密封位置以及避让位置;盖体组件开设有排气旁通路,制动机构设置于控制通道内并位于滑阀组件的一侧,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作用于制动机构,以使制动机构发生形变并制动滑阀组件位于密封位置或避让位置。通过在控制通道内设置制动机构来触发滑阀组件位于避让位置和密封位置,能够保证滑阀组件在每一次被制动时均能够准确的滑动至密封位置或避让位置。这样设置能够提高滑阀组件的运行可靠性,继而提高了该压缩机的可靠性和运行效率。
Description
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
在现有技术中,公开了具有如下主要特征的定频变排量往复式活塞压缩机,气缸旁侧开设有气体旁通孔,用于连通气缸和压缩机壳体的吸气腔,垂直于旁通孔轴线方向上有安装孔,用于布置滑动阀和弹簧,压缩机运行时滑动阀在吸排气压力和弹簧力的共同作用下可以在安装孔内作往复运动,进而打开和关闭气缸旁通孔,改变了气缸的有效工作容积,达到改变压缩机排量的目的。同时,为了保证气动密封性,在滑动阀上设置了O型圈等密封元件,这在一定程度上能够阻止气体的泄漏。但是密封元件的存在无疑对滑动阀的运动造成了一定的阻力,使滑阀不能及时进行动作切换,这也增加了对弹性元件(弹簧)弹性系数的设计要求。更重要的是,随着滑动阀运动次数的增加,密封元件会出现与安装孔内壁磨损的情况,压缩机排出的高压气体会通过磨损产生的间隙泄漏至旁通孔及壳体吸气腔内,造成压缩机不能实现满负荷运行,实际制冷量也随之减少,并且能效降低,因此也就不能满足用户在一定使用条件下的温度需求,这关系到变排量压缩机长久运行的可靠性。
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可靠性低的问题。
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旁通孔活塞室可通过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,滑阀组件具有将旁通孔密封的密封位置,以及滑阀组件具有将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以形成控制通道;制动机构,制动机构设置于控制通道内并位于滑阀组件的一侧,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作用于制动机构,以使制动机构发生形变并制动滑阀组件位于密封位置或避让位置。
进一步地,制动机构用于止挡从排气旁通路一侧排出的冷媒通过安装孔排出至壳体的内腔中。
进一步地,制动机构具有变形时的制动状态和处于自然状态下的非制动状态,当制动机构位于制动状态时,滑阀组件位于密封位置,当制动机构位于非制动状态时,滑阀组件位于避让位置。
进一步地,制动机构包括:法兰,法兰与盖体组件相连接;波纹管,波纹管的第一端与法兰相连接,波纹管的第二端延伸至安装孔内,滑阀组件位于波纹管的第二端的一侧,当排气旁通路内的冷媒作用于波纹管预设时间后,波纹管具有朝向滑阀组件一侧伸出的制动状态,当波纹管内的冷媒压力小于壳体的内腔的吸气压力时,波纹管具有朝向法兰一侧缩回至初始状态的非制动状态。
进一步地,盖体组件包括:气缸盖,气缸盖与活塞室的端口相连接,气缸盖具有与活塞室的排气通道相连通的排气空腔;阀板,阀板位于气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;气缸盖垫片,气缸盖垫片位于气缸盖与阀板之间;吸气阀片垫片,吸气阀片垫片设置于吸气阀片与活塞室的端口之间;阀板、吸气阀片、气缸盖垫片和吸气阀片垫片上开设有排气旁通路,波纹管依次穿过气缸盖垫片、阀板、吸气阀片和吸气阀片垫片延伸至安装孔内,法兰位于气缸盖与气缸盖垫片之间。
进一步地,制动机构包括:柔性隔膜,柔性隔膜沿控制通道的径向方向设置,以防止从排气旁通路一侧排出的冷媒通过安装孔排出至壳体的内腔中,柔性隔膜具有朝向滑阀组件一侧凸起并推动滑阀组件至密封位置时的制动状态,以及柔性隔膜具有朝向盖体组件一侧恢复至初始状态时的非制动状态。
进一步地,盖体组件包括:气缸盖,气缸盖与活塞室的端口相连接,气缸盖具有与活塞室的排气通道相连通的排气空腔;阀板,阀板位于气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;气缸盖垫片,气缸盖垫片位于气缸盖与阀板之间;吸气阀片垫片,吸气阀片垫片设置于吸气阀片与活塞室的端口之间;阀板、吸气阀片、气缸盖垫片和吸气阀片垫片上开设有排气旁通路,柔性隔膜与阀板相连接,当柔性隔膜发生形变时可依次穿过吸气阀片和吸气阀片垫片延伸至安装孔内。
进一步地,阀板的朝向滑阀组件一侧的表面上设置有沉槽,沉槽沿排气旁通路的周向设置,柔性隔膜设置于沉槽内。
进一步地,柔性隔膜凸出地设置于沉槽内,柔性隔膜的最远端与阀板的朝向滑阀组件一侧的表面的距离为L,其中,0.2mm≤L≤0.4mm。
进一步地,旁通孔包括第一旁通孔和第二旁通孔,第一旁通孔和第二旁通孔同轴地设置,第一旁通孔用于连通活塞室和安装孔,第二旁通孔用于连通安装孔和壳体的内腔,滑阀组件具有同时将第一旁通孔和第二旁通孔打开的避让位置,以及滑阀组件具有同时将第一旁通孔和第二旁通孔密封的密封位置。
进一步地,安装孔的轴线沿水平方向设置,安装孔的第一端与排气旁通路相连通,安装孔的第二端与壳体的内腔相连通。
进一步地,滑阀组件包括:限位塞,限位塞与安装孔的第二端相连通,限位塞为中空结构,安装孔通过限位塞的中空结构与壳体的内腔相连通,限位塞与制动机构之间形成限位空间;滑阀,滑阀可活动地设置于限位空间内,滑阀具有避让位置和密封位置时。
进一步地,滑阀组件还包括:弹性件,弹性件设置于安装孔内,弹性件位于限位塞与滑阀之间,弹性件用于向滑阀施加预紧力以使滑阀的初始位置位于避让位置。
进一步地,限位塞具有大径端和小径端,小径端延伸至安装孔内,弹性件套设于小径端上,当滑阀位于密封位置时,滑阀与小径端相抵接。
进一步地,当滑阀位于避让位置时,弹性件的压缩量为Q,其中,2mm≤Q≤4mm。
进一步地,气缸盖的朝向气缸盖垫片的一侧的表面上设置有法兰沉槽。
进一步地,柔性隔膜的厚度为L1,其中,0.4mm≤L1≤0.6mm。
进一步地,安装孔的轴线沿水平方向设置,旁通孔的轴线沿水平方向设置并与安装孔的轴线相垂直,安装孔的轴线与机架底部所在的平面相平行。
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,通过在控制通道内设置制动机构来触发滑阀组件位于避让位置和密封位置,能够保证滑阀组件在每一次被制动时均能够准确的滑动至密封位置或避让位置。这样设置能够提高滑阀组件的运行可靠性,继而提高了该压缩机的可靠性和运行效率。
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压缩机的第一实施例的剖视结构示意图;
图2示出了根据本发明的压缩机的实施例的结构示意图;
图3示出了根据本发明的压缩机的第二实施例的剖视结构示意图;
图4示出了根据本发明的压缩机的第一实施例的爆炸结构示意图;
图5示出了根据本发明的波纹管的实施例的结构示意图;
图6示出了根据本发明的压缩机的第三实施例的剖视结构示意图;
图7示出了根据本发明的压缩机的第四实施例的剖视结构示意图;
图8示出了根据本发明的压缩机的第二实施例的爆炸结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、机架;11、安装孔;12、旁通孔;121、第一旁通孔;122、第二旁通孔;
20、滑阀组件;21、限位塞;22、滑阀;23、弹性件;
30、盖体组件;31、气缸盖;311、排气旁通路;32、阀板;321、沉槽;33、吸气阀片;34、气缸盖垫片;35、吸气阀片垫片;
40、制动机构;41、法兰;42、波纹管;43、柔性隔膜;
50、活塞;60、连杆;70、曲轴。
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至图8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所示,该压缩机包括壳体机架10、滑阀组件20、盖体组件30和制动机构40。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的侧壁上开设有旁通孔12活塞室可通过旁通孔12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具有将旁通孔12密封的密封位置,以及滑阀组件20具有将旁通孔12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相连通以形成控制通道。制动机构40设置于控制通道内并位于滑阀组件20的一侧,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作用于制动机构40,以使制动机构40发生形变并制动滑阀组件20位于密封位置或避让位置。
在本实施例中,通过在控制通道内设置制动机构来触发滑阀组件位于避让位置和密封位置,能够保证滑阀组件在每一次被制动时均能够准确的滑动至密封位置或避让位置。这样设置能够提高滑阀组件的运行可靠性,继而提高了该压缩机的可靠性和运行效率。
其中,制动机构40用于止挡从排气旁通路311一侧排出的冷媒通过安装孔11排出至壳体的内腔中。这样设置避免了高压气体向旁通孔及壳体吸气腔泄漏导致变排量不可靠的技术问题,提高了该压缩机的运行效率。
具体地,制动机构40具有变形时的制动状态和处于自然状态下的非制动状态,当制动机构40位于制动状态时,滑阀组件20位于密封位置,当制动机构40位于非制动状态时,滑阀组件20位于避让位置。这样设置能够提高制动机构的可靠性。
进一步地,如图1至图5所示,制动机构40包括法兰41和波纹管42。法兰41与盖体组件30相连接。波纹管42的第一端与法兰41相连接。波纹管42的第二端延伸至安装孔11内,滑阀组件20位于波纹管42的第二端的一侧,当排气旁通路311内的冷媒作用于波纹管42预设时间后,波纹管42具有朝向滑阀组件20一侧伸出的制动状态,当波纹管42内的冷媒压力小于壳体的内腔的吸气压力时,波纹管42具有朝向法兰41一侧缩回至初始状态的非制动状态。通过波纹管的形变以推动滑阀组件移动,能够有效地解决了滑阀因与安装孔内壁摩擦阻力较大不能及时进行动作切换的技术问题。进一步地提高了滑阀组件的运行可靠性和稳定性。
如图4所示,盖体组件30包括气缸盖31、阀板32、吸气阀片33、气缸盖垫片34和吸气阀片垫片35。气缸盖31与活塞室的端口相连接,气缸盖31具有与活塞室的排气通道相连通的排气空腔。阀板32位于气缸盖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。气缸盖垫片34位于气缸盖31与阀板32之间。吸气阀片垫片35设置于吸气阀片33与活塞室的端口之间。阀板32、吸气阀片33、气缸盖垫片34和吸气阀片垫片35上开设有排气旁通路311,波纹管42依次穿过气缸盖垫片34、阀板32、吸气阀片33和吸气阀片垫片35延伸至安装孔11内,法兰41位于气缸盖31与气缸盖垫片34之间。这样设置能够提高波纹管的安装稳定性。
如图6至图8所示,根据本申请的另一个实施例,制动机构40包括柔性隔膜43。柔性隔膜43沿控制通道的径向方向设置,以防止从排气旁通路311一侧排出的冷媒通过安装孔11排出至壳体的内腔中,柔性隔膜43具有朝向滑阀组件20一侧凸起并推动滑阀组件20至密封位置时的制动状态,以及柔性隔膜43具有朝向盖体组件30一侧恢复至初始状态时的非制动状态。采用该柔性隔膜结构,能够有效地将高压冷媒阻隔在安装孔一侧,有效地提高了柔性隔膜对制动通道的密封性。
如图8所示,盖体组件30包括气缸盖31、阀板32、吸气阀片33、气缸盖垫片34和吸气阀片垫片35。气缸盖31与活塞室的端口相连接,气缸盖31具有与活塞室的排气通道相连通的排气空腔。阀板32位于气缸盖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。气缸盖垫片34位于气缸盖31与阀板32之间。吸气阀片垫片35设置于吸气阀片33与活塞室的端口之间。阀板32、吸气阀片33、气缸盖垫片34和吸气阀片垫片35上开设有排气旁通路311,柔性隔膜43与阀板32相连接,当柔性隔膜43发生形变时可依次穿过吸气阀片33和吸气阀片垫片35延伸至安装孔11内。这样设置能够提高柔性隔膜43的安装稳定性。
为了进一步地提高柔性隔膜43的安装稳定性,在阀板32的朝向滑阀组件20一侧的表面上设置有沉槽321,沉槽321沿排气旁通路311的周向设置,柔性隔膜43设置于沉槽321内。
其中,柔性隔膜43凸出地设置于沉槽321内,柔性隔膜43的最远端与阀板32的朝向滑阀组件20一侧的表面的距离为L,其中,0.2mm≤L≤0.4mm。这样使得在预装盖体组件时,使得盖体组件能够压紧柔性隔膜43。
如图7所示,旁通孔12包括第一旁通孔121和第二旁通孔122,第一旁通孔121和第二旁通孔122同轴地设置,第一旁通孔121用于连通活塞室和安装孔11。第二旁通孔122用于连通安装孔11和壳体的内腔,滑阀组件20具有同时将第一旁通孔121和第二旁通孔122打开的避让位置,以及滑阀组件20具有同时将第一旁通孔121和第二旁通孔122密封的密封位置。这样设置能够提高滑阀组件的可靠性。
安装孔11的轴线沿水平方向设置,安装孔11的第一端与排气旁通路311相连通,安装孔11的第二端与壳体的内腔相连通。这样设置能够使得从盖体组件一侧排出的高压冷媒能够及时的触发制动机构,提高了压缩机实现变容的灵敏性。
具体地,滑阀组件20包括限位塞21和滑阀22。限位塞21与安装孔11的第二端相连通,限位塞21为中空结构,安装孔11通过限位塞21的中空结构与壳体的内腔相连通,限位塞21与制动机构40之间形成限位空间。滑阀22可活动地设置于限位空间内,滑阀22具有避让位置和密封位置时。这样设置能够提高滑阀的安装稳定性。
为了进一步地提高滑阀在避让位置和密封位置之间顺畅地来回滑动,滑阀组件20还包括弹性件23。弹性件23设置于安装孔11内,弹性件23位于限位塞21与滑阀22之间,弹性件23用于向滑阀22施加预紧力以使滑阀22的初始位置位于避让位置。其中,弹性件优选为弹簧。
进一步地,限位塞21具有大径端和小径端,小径端延伸至安装孔11内,弹性件23套设于小径端上,当滑阀22位于密封位置时,滑阀22与小径端相抵接。这样设置能够有效地提高滑阀和弹性件的安装稳定性。其中,当滑阀22位于避让位置时,弹性件23的压缩量为Q,其中,2mm≤Q≤4mm。这样设置能够使得滑阀不会在安装孔内发生晃动。
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。该制冷设备包括压缩机,压缩机为上述实施例中的压缩机。其中,该制冷设备可以是冰箱。其中,该压缩机的活塞室内设置有活塞50,该压缩机还包括曲轴70,以及用于连接活塞50和曲轴70的连杆60。
在本实施例中,采用的是可以伸缩变形的波纹管推动滑阀进行压缩机不同排量的切换,将控制滑阀动作的高压气体腔与中、低压气体腔隔绝开来,进而解决了控制高压气体向旁通孔及壳体吸气腔泄漏导致变排量不可靠的技术问题。
在本申请中,在滑阀上不安装密封元件(如O型橡胶圈、可膨胀材料等),而是直接由波纹管的变形力推动滑阀端部运动,解决了滑阀因与安装孔内壁摩擦阻力较大不能及时进行动作切换的技术问题。
本申请的压缩机为一种定频变排量往复式活塞压缩机,利用波纹管在排气压力作用下的变形、膨胀特性,将高、低压腔完全隔开,达到了在压缩机变排量过程中阻隔高压气体向旁通孔及吸气低压腔泄漏的有益效果。
进一步地,控制旁通孔开、闭的滑阀上不布置密封元件,因此其在运动过程中不会受到与安装孔内壁的摩擦阻力作用,达到了滑阀能够及时进行变排量切换的有益效果。
通过可轴向伸缩的波纹管在其受到轴向作用力时可伸长、缩短的特性,以控制滑阀打开、关闭气缸即活塞室上的旁通孔,从而改变气缸的有效工作容积,达到改变压缩机排量的目的。
在压缩机机架上,位于缸孔旁侧且平行于缸孔轴线的方向上有一柱塞孔,圆柱状滑阀、弹簧及阶梯状限位柱塞依次安装在柱塞孔内,由于滑阀上不布置密封元件,因此滑阀在运动过程中阻力较小。波纹管呈一端开放的螺纹管状,具有良好的气体密封性及伸缩性,布置在柱塞孔的轴线方向上,波纹管法兰部分被限位在气缸盖上的圆形沉槽内,可伸缩波纹部分依次穿过气缸盖垫片、阀板、吸气阀片及吸气阀垫片上的通孔与滑阀端部接触。
压缩机实际运行时,排出的气体会进入气缸盖的空腔内(如图7中的A所示)并作用于波纹管或者是柔性隔膜。在压缩机高排气压力时,波纹管沿轴向伸长推动滑阀克服弹簧弹力和吸气压力对滑阀端部的作用力而关闭旁通孔,压缩机以满负荷运行。在压缩机低排气压力时,滑阀在弹簧弹力和吸气压力对其端部的作用力下压缩波纹管而打开旁通孔,压缩机以部分负荷运行。波纹管在伸长和缩短时,来自气缸盖内的高压气体不会泄漏至旁通孔及壳体吸气腔内,可见伸缩管具有推动滑阀运动和气体密封的双重作用,因此保证了变排量压缩机运行的可靠性。
与现有公开技术的变排量过程的不同之处在于:压缩机排气压力作用于波纹管,波纹管良好的伸缩性能够推动滑阀打开和关闭旁通孔进行压缩机变排量的切换。同时波纹管具有良好的气体密封性,将控制高压气体与中、低压区完全隔开,阻止了气体泄漏,保证了气体的密封性,此外滑阀运动过程中的较小阻力使其能够及时进行动作切换,因而增加了压缩机变排量的可靠性。
压缩机在运行时气缸内部分容积的压缩气体可以选择性地通过气缸上的旁通孔流通至壳体吸气腔,控制旁通孔开闭的为滑阀机构。当滑阀打开旁通孔时,气缸内从活塞开始压缩到旁通孔之间的压缩气体从旁通孔流通至吸气腔,从旁通孔到活塞压缩终了之间的压缩气体经过排气阀片进入冷却系统进行循环,即压缩机部分负荷运行;当滑阀关闭旁通孔时,压缩机气体压缩过程与传统往复式活塞压缩机无异,即压缩机满负荷运行。通过此种实施方式改变了压缩机的排量,压缩机实际排量的大小主要与旁通孔在气缸孔上的位置有关。
图2示出了压缩机的泵体整体结构图,旁通孔与气缸孔垂直且平行于机架底面,连通气缸孔和壳体吸气腔。
图4示出了压缩机的泵体结构分解图,示意了波纹管、滑阀、弹簧及柱塞与机架、盖体组件之间的装配关系。其中,柱塞孔为轴线与缸孔轴线平行的位于缸孔旁侧的阶梯通孔,阶梯部分靠近气缸端面。滑阀安装在柱塞孔内,其外径与柱塞孔大径之间的配合间隙为0.01mm~0.02mm,滑阀初始位置时一端部与柱塞孔阶梯部分接触。弹簧布置在柱塞孔内且与滑阀另一端部始终接触。其中,柱塞呈阶梯状,阶梯部分始终与弹簧另一端接触,柱塞小径端在滑阀达到最大行程时与滑阀另一端部接触,柱塞与柱塞孔为过渡安装关系,其插入柱塞孔的深度与滑阀最大行程和弹簧初始压缩量有关。其中,在柱塞孔轴线方向上,吸气阀垫片、吸气阀片、阀板、气缸盖垫片及气缸盖开设了内径相同的通孔。其中,波纹管由法兰部分和波纹部分组成,可以在所述通孔内伸缩,其波纹顶端与滑阀端部始终接触。此外,在气缸盖上还设计了气体流通空腔及圆形沉槽(与通孔在同一轴线上),波纹管的法兰部分安装在圆形沉槽内,并且法兰外径与沉槽内径相同。当缸头组件安装完成后,即可对波纹管的法兰部分进行压紧定位,从而只允许波纹部分伸长、缩短。
图1示出了压缩机的部分负荷剖视图,示意了旁通孔完全打开时波纹管、滑阀及弹簧与柱塞、柱塞孔的位置关系。其中,弹簧长度达到最大但仍有2mm~4mm的压缩量。滑阀由于弹簧的推力其底端与柱塞孔的阶梯部分接触。其中,波纹管处于收缩状态,其波纹部分端面与滑阀底端接触。
图3示出了压缩机的满负荷剖视图,波纹管伸长至最大长度,滑阀与柱塞小径端部接触限位,达到最大行程并封堵旁通孔。其中,弹簧压缩量达到最大,压缩量为初始压缩量与滑阀最大行程之和。
图5示出了波纹管示意图,主要由圆形法兰和可伸缩波纹部分组成。
如图1所示,当压缩机未起动时,滑阀在弹簧的作用下处于初始位置,旁通孔完全打开。在压缩机起动后的一小段时间(一般为几分钟),压缩机排出的气体通过气缸盖的流通空腔进入波纹管内部,波纹管顶部对滑阀产生推力,但由于吸排气压力差较小,波纹管不足以克服弹簧弹力推动滑阀运动,滑阀仍然位于初始位置,旁通孔也是完全打开的状态,气缸内只有部分气体被压缩进入循环系统,压缩机以部分负荷运行,可见具有起动卸压优势。
如图3所示,随着压缩机排气压力进一步的增加,波纹管顶部对滑阀产生的推力大于弹簧弹力和吸气压力对滑阀产生的反向合力,滑阀在柱塞孔内运动并接触柱塞,旁通孔完全关闭,气缸内的压缩气体无法通过旁通孔进入壳体吸气腔,压缩机满负荷运行。
如果在压缩机满负荷运行过程中,冷量需求减少,则压缩机排气压力降低,波纹管顶部对滑阀产生的推力也随之减小,滑阀在弹簧弹力和吸气压力推动作用下压缩波纹管并慢慢退回到初始位置,旁通孔由关闭变为打开状态,压缩机再一次以部分负荷运行,如图1所示。
如图6所示,带隔膜片泵体结构分解图,将具有弹性膨胀特性的隔膜替代波纹管,隔膜呈圆形薄片状(厚度为0.4mm~0.6mm)且良好的延伸性,能够在排气压力的作用下膨胀凸起并推动滑阀运动,进而打开、关闭旁通孔,实现压缩机的变排量过程。其中,在柱塞孔轴线方向的阀板通孔上开设圆形沉槽,沉槽直径与隔膜片外圆相同。隔膜片放置在所述的圆形沉槽内,隔膜片对于阀板平面应具有0.2mm~0.4mm的凸起高度,保证在盖体组件初始装配时能够压紧隔膜,防止隔膜在排气压力作用下偏离圆形沉槽。
图6示出了压缩机的带隔膜片部分负荷剖视图,压缩机未起动时,不受到排气压力作用的隔膜片呈现圆形片状且不接触滑阀端面,滑阀受到弹簧弹力处于初始位置,旁通孔打开。
图7示出了压缩机的带隔膜片满负荷剖视图,压缩机起动后排出的气体经过气缸盖、气缸盖垫片和阀板作用于隔膜,隔膜受力膨胀、凸起,凸起部分对滑阀产生推力,从而推动滑阀关闭旁通孔,压缩机实现满负荷运行。当压缩机排气压力降低时,隔膜对滑阀的推力小于弹簧弹力和吸气压力对滑阀产生的反向合力,滑阀在弹簧弹力和吸气压力推动作用下压缩膨胀的隔膜退回初始位置,旁通孔打开,此时压缩机实现了部分负荷运行。
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 (17)
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)的侧壁上开设有旁通孔(12)所述活塞室可通过所述旁通孔(12)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)具有将所述旁通孔(12)密封的密封位置,以及所述滑阀组件(20)具有将所述旁通孔(12)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)相连通以形成控制通道;
制动机构(40),所述制动机构(40)设置于所述控制通道内并位于所述滑阀组件(20)的一侧,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)作用于所述制动机构(40),以使所述制动机构(40)发生形变并制动所述滑阀组件(20)位于所述密封位置或所述避让位置;
所述制动机构(40)用于止挡从所述排气旁通路(311)一侧排出的冷媒通过所述安装孔(11)排出至所述壳体的内腔中;
所述制动机构(40)具有变形时的制动状态和处于自然状态下的非制动状态,当所述制动机构(40)位于所述制动状态时,所述滑阀组件(20)位于所述密封位置,当所述制动机构(40)位于所述非制动状态时,所述滑阀组件(20)位于所述避让位置。
2.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述制动机构(40)包括:
法兰(41),所述法兰(41)与所述盖体组件(30)相连接;
波纹管(42),所述波纹管(42)的第一端与所述法兰(41)相连接,所述波纹管(42)的第二端延伸至所述安装孔(11)内,所述滑阀组件(20)位于所述波纹管(42)的第二端的一侧,当所述排气旁通路(311)内的冷媒作用于所述波纹管(42)预设时间后,所述波纹管(42)具有朝向所述滑阀组件(20)一侧伸出的所述制动状态,当所述波纹管(42)内的冷媒压力小于所述壳体的内腔的吸气压力时,所述波纹管(42)具有朝向所述法兰(41)一侧缩回至初始状态的所述非制动状态。
3.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述盖体组件(30)包括:
气缸盖(31),所述气缸盖(31)与所述活塞室的端口相连接,所述气缸盖(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)位于所述气缸盖(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;
气缸盖垫片(34),所述气缸盖垫片(34)位于所述气缸盖(31)与所述阀板(32)之间;
吸气阀片垫片(35),所述吸气阀片垫片(35)设置于所述吸气阀片(33)与所述活塞室的端口之间;
所述阀板(32)、所述吸气阀片(33)、所述气缸盖垫片(34)和所述吸气阀片垫片(35)上开设有所述排气旁通路(311),所述波纹管(42)依次穿过所述气缸盖垫片(34)、所述阀板(32)、所述吸气阀片(33)和所述吸气阀片垫片(35)延伸至所述安装孔(11)内,所述法兰(41)位于所述气缸盖(31)与所述气缸盖垫片(34)之间。
4.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述制动机构(40)包括:
柔性隔膜(43),所述柔性隔膜(43)沿所述控制通道的径向方向设置,以防止从所述排气旁通路(311)一侧排出的冷媒通过所述安装孔(11)排出至所述壳体的内腔中,所述柔性隔膜(43)具有朝向所述滑阀组件(20)一侧凸起并推动所述滑阀组件(20)至所述密封位置时的所述制动状态,以及所述柔性隔膜(43)具有朝向所述盖体组件(30)一侧恢复至初始状态时的所述非制动状态。
5.根据权利要求4所述的压缩机,其特征在于,所述盖体组件(30)包括:
气缸盖(31),所述气缸盖(31)与所述活塞室的端口相连接,所述气缸盖(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)位于所述气缸盖(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;
气缸盖垫片(34),所述气缸盖垫片(34)位于所述气缸盖(31)与所述阀板(32)之间;
吸气阀片垫片(35),所述吸气阀片垫片(35)设置于所述吸气阀片(33)与所述活塞室的端口之间;
所述阀板(32)、所述吸气阀片(33)、所述气缸盖垫片(34)和所述吸气阀片垫片(35)上开设有所述排气旁通路(311),所述柔性隔膜(43)与所述阀板(32)相连接,当所述柔性隔膜(43)发生形变时可依次穿过所述吸气阀片(33)和所述吸气阀片垫片(35)延伸至所述安装孔(11)内。
6.根据权利要求5所述的压缩机,其特征在于,所述阀板(32)的朝向所述滑阀组件(20)一侧的表面上设置有沉槽(321),所述沉槽(321)沿所述排气旁通路(311)的周向设置,所述柔性隔膜(43)设置于所述沉槽(321)内。
7.根据权利要求6所述的压缩机,其特征在于,所述柔性隔膜(43)凸出地设置于所述沉槽(321)内,所述柔性隔膜(43)的最远端与所述阀板(32)的朝向所述滑阀组件(20)一侧的表面的距离为L,其中,0.2mm≤L≤0.4mm。
8.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述旁通孔(12)包括第一旁通孔(121)和第二旁通孔(122),所述第一旁通孔(121)和所述第二旁通孔(122)同轴地设置,所述第一旁通孔(121)用于连通所述活塞室和所述安装孔(11),所述第二旁通孔(122)用于连通所述安装孔(11)和所述壳体的内腔,所述滑阀组件(20)具有同时将所述第一旁通孔(121)和所述第二旁通孔(122)打开的所述避让位置,以及所述滑阀组件(20)具有同时将所述第一旁通孔(121)和所述第二旁通孔(122)密封的密封位置。
9.根据权利要求8所述的压缩机,其特征在于,所述安装孔(11)的轴线沿水平方向设置,所述安装孔(11)的第一端与所述排气旁通路(311)相连通,所述安装孔(11)的第二端与所述壳体的内腔相连通。
10.根据权利要求9所述的压缩机,其特征在于,所述滑阀组件(20)包括:
限位塞(21),所述限位塞(21)与所述安装孔(11)的第二端相连通,所述限位塞(21)为中空结构,所述安装孔(11)通过所述限位塞(21)的中空结构与所述壳体的内腔相连通,所述限位塞(21)与所述制动机构(40)之间形成限位空间;
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)具有所述避让位置和所述密封位置时。
11.根据权利要求10所述的压缩机,其特征在于,所述滑阀组件(20)还包括:
弹性件(23),所述弹性件(23)设置于所述安装孔(11)内,所述弹性件(23)位于所述限位塞(21)与所述滑阀(22)之间,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)的初始位置位于所述避让位置。
12.根据权利要求11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,所述小径端延伸至所述安装孔(11)内,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,所述滑阀(22)与所述小径端相抵接。
13.根据权利要求11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,所述弹性件(23)的压缩量为Q,其中,2mm≤Q≤4mm。
14.根据权利要求4所述的压缩机,其特征在于,所述气缸盖(31)的朝向所述气缸盖垫片(34)的一侧的表面上设置有法兰沉槽。
15.根据权利要求4所述的压缩机,其特征在于,所述柔性隔膜(43)的厚度为L1,其中,0.4mm≤L1≤0.6mm。
16.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述安装孔(11)的轴线沿水平方向设置,所述旁通孔(12)的轴线沿水平方向设置并与所述安装孔(11)的轴线相垂直,所述安装孔(11)的轴线与所述机架(10)底部所在的平面相平行。
17.一种制冷设备,包括压缩机,其特征在于,所述压缩机为权利要求1至16中任一项所述的压缩机。
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