CN110966194A - 一种压缩机及滑片式压缩机背压控制结构 - Google Patents

一种压缩机及滑片式压缩机背压控制结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及压缩机及滑片式压缩机背压控制结构，包括主轴、滑片、气缸、下法兰、上法兰。主轴上设有供滑片安装的定位轴段，气缸呈圆筒状，套设在定位轴段外圈，且主轴的轴线偏离气缸的轴线。定位轴段的侧壁上沿周向分布有若干向中部延伸的滑槽，每一滑槽内卡装有一滑片，且滑片的外边与气缸的内壁面相抵，滑槽靠近定位轴段中部的内端和所滑片的内端之间形成滑腔。上法兰、下法兰分别安装在气缸的两端，上法兰和/或下法兰与定位轴段相邻的端面上设有通以高压油的背压槽，滑腔、背压槽连通组成背压腔；背压控制结构还设有密闭腔体、以及连通密闭腔体、背压腔的连通通道，滑片式压缩机背压控制结构可以有效降低滑片背部腔体高压油的压力波动。

Description

一种压缩机及滑片式压缩机背压控制结构
技术领域
本发明涉及压缩机领域，更具体地说，涉及一种压缩机及滑片式压缩机背压控制结构。
背景技术
滑片式压缩机相比于其他类型的压缩机有着零件简单、无偏心结构、力矩平稳振动小等优点，被应用于广泛领域。
如下图17所示，滑片式压缩机一般具备有多个滑片2，其运行原理为：当主轴1旋转时，主轴1滑片2槽内的滑片2会一起作复合运动，前后滑片2与主轴1、气缸3构成的容腔随着主轴1的旋转而不断的周期性变化，从而实现压缩或膨胀。
因此滑片2式压缩机能正常运作的先决条件是在整个运行周期内，滑片2头部都必须始终贴紧气缸3内壁。
而滑片2式压缩机运行时，其滑片2头部始终受到腔内气体力的作用，要使滑片2能伸出滑片2槽并贴紧气缸3内壁，必须保证滑片2尾部有大于头部所受气体力的作用力，即需要给滑片2足够的背压力。
为了保证滑片2能受足够的作用力伸出并贴紧气缸3内壁，传统技术一般会在上下法兰上开设背压槽A，并在背压槽A内通以高压油来保证滑片2背压力。
背压槽A内的高压油一般由齿轮油泵供油，背压槽A内的油压由于以下两个原因会产生压力波动：1、齿轮油泵的周期性供油；2、滑片2的周期性伸出与退回。
滑片2是否脱离气缸3内壁主要取决于“F背-F气”的正负，背压槽A内的压力波动会使滑片2背部背压力F背产生波动，当滑片2背部压力处于波谷时，有可能使F背-F气<0，导致滑片2头部脱离气缸3内壁，进而导致两腔体的串通及滑片2的撞击问题。所以，抑制滑片2背压槽A内油压的压力波动是比较关键的技术。
专利CN206035809U提出了一种旋转压缩机，在气缸盖板上设置有共振腔，用于有效缓冲压缩机泵体在压缩、排气阶段的冷媒压力脉动，而本发明主要用于缓冲滑片2背部油压的压力脉动。
专利CN205937132U提供了一种带有赫姆霍兹共振腔消声器结构的转子压缩机，也主要针对冷媒压力脉动控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种压缩机及滑片式压缩机背压控制结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种滑片式压缩机背压控制结构，包括主轴、滑片、气缸、下法兰、上法兰；
所述主轴上设有供所述滑片安装的定位轴段，所述气缸呈圆筒状，套设在所述定位轴段外圈，且所述主轴的轴线偏离所述气缸的轴线；
所述定位轴段的侧壁上沿周向分布有若干向中部延伸的滑槽，每一所述滑槽内卡装有一所述滑片，所述滑片可沿所述滑槽滑动，且所述滑片的外边与所述气缸的内壁面相抵，所述滑槽靠近所述定位轴段中部的内端和所滑片的内端之间形成滑腔；
所述上法兰、下法兰分别安装在所述气缸的两端，且与所述定位轴段的两端、及所述气缸的两端贴合密封；
所述上法兰和/或下法兰与所述定位轴段相邻的端面上设有通以高压油的背压槽，所述滑腔、背压槽连通组成背压腔；
所述背压控制结构还设有密闭腔体、以及连通所述密闭腔体、背压腔的连通通道。
优选地，所述密闭腔体包括设置在所述下法兰下端面的下腔体，所述下腔体的下端密封，所述连通通道包括连通所述下腔体和所述背压槽的下连通孔；和/或，
所述密闭腔体包括设置在所述上法兰上端面的上腔体，所述上腔体的上端密封，所述连通通道包括连通所述上腔体和所述背压槽的上连通孔。
优选地，所述密闭腔体包括由所述下法兰的外圈侧壁面向中部延伸形成的下横腔体，所述下横腔体的外端密封，所述连通通道包括连通所述下腔体和所述背压槽的下连通孔；和/或，
所述密闭腔体包括由所述上法兰的外圈侧壁面向中部延伸形成的上横腔体，所述上横腔体的外端密封，所述连通通道包括连通所述上横腔体和所述背压槽的上连通孔。
优选地，所述密闭腔体包括在所述定位轴段的上端面设置的上端孔，所述连通通道包括设置在所述定位轴段的上端面上、并连通所述滑腔和上端孔的上连通槽，所述上法兰与所述定位轴段的上端面贴合密封所述上端孔、上连通槽；和/或，
所述密闭腔体包括在所述定位轴段的下端面设置的下端孔，所述连通通道包括设置在所述定位轴段的下端面上、并连通所述滑腔和下端孔的下连通槽，所述下法兰与所述定位轴段的下端面贴合密封所述下端孔、下连通槽。
优选地，所述密闭腔体包括在所述滑片的侧面上开设的侧孔，所述连通通道包括设置在所述滑片上、并连通所述侧孔和滑腔的侧通道，所述滑片与所述滑槽的内壁面贴合密封所述侧孔。
优选地，所述侧孔为盲孔，所述侧通道为开设在所述滑片侧面的侧槽，所述侧槽由所述滑片靠近所述定位轴段中部的内端连通至所述侧孔；或，
所述侧孔为通孔，所述侧通道由所述滑片靠近所述定位轴段中部的内端面连通至所述侧孔。
优选地，所述密闭腔体包括在所述滑片上沿所述定位轴段的轴向贯穿的轴向孔，所述连通通道包括设置在所述滑片上、并连通所述轴向孔和滑腔的侧通道；
所述侧通道为开设在所述滑片端面的端槽；或，
所述侧通道由所述滑片靠近所述定位轴段中部的内端面连通至所述侧孔。
优选地，所述密闭腔体包括在所述定位轴段上设置的轴孔，所述连通通道包括设置在所述滑片上、并连通所述轴孔和滑腔的滑通道；和/或，
所述密闭腔体包括在所述滑片上设置的滑孔，所述连通通道包括设置在所述定位轴段上、并连通所述滑孔和滑腔的轴通道。
优选地，所述背压槽呈绕所述主轴的轴线设置的圆弧形，所述密闭腔体和连通通道的截面分别为圆形、多边形、异形中的一种。
优选地，所述密闭腔体的体积为V，所述连通通道的断面面积为S，所述连通通道的长度为L；
且所述滑片的背压波动满足设计频率f要求：
Figure BDA0002236462510000041
其中
Figure BDA0002236462510000042
k-为背压油体积模量，ρ0-为背压油密度，且满足0＜f＜3000Hz。
优选地，所述密闭腔体包括若干共振腔，各所述共振腔与所述背压槽之间分别设有连通的连通通道；或，
所述密闭腔体包括若干共振腔，各所述共振腔连通，且其中至少一个共振腔通过所述连通通道与所述背压槽连通。
一种压缩机，包括所述的滑片式压缩机背压控制结构。
实施本发明的压缩机及滑片式压缩机背压控制结构，具有以下有益效果：滑片式压缩机背压控制结构设置与背压槽连通的腔体，在背压槽内通以高压油时，可以有效降低滑片背部腔体高压油的压力波动，一方面直接降低因油压波动引起的压缩机振动噪声问题；另一方面使得滑片背部压力不会产生较大波动，使滑片头部与气缸内部一直处于接触状态，防止滑片脱离气缸内壁产生前腔、后腔泄露、滑片撞击等可靠性与噪声问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中压缩机的滑片式压缩机背压控制结构的分解示意图；
图2是图1中的滑片安装在定位轴段上与气缸内壁抵靠时的结构示意图；
图3是图1中的下法兰的仰视方向示意图；
图4是图1中的下法兰的俯视方向示意图；
图5是图1中的滑片安装在定位轴段上与气缸、下法兰组装时的立体示意图；
图6是下盖板安装在下法兰下侧密封下腔体时的剖面示意图；
图7是腔体盖板安装在下法兰下侧密封下腔体时的剖面示意图；
图8是下法兰上设置下横腔体连通至背压槽时的示意图；
图9是在定位轴段的端面设置上端孔和上连通槽连通至滑腔时的示意图；
图10是在滑片的侧面开设侧孔连通至滑腔时的示意图；
图11是图10中的侧孔为通孔时的示意图；
图12是在滑片开设轴向孔连通至滑腔时的示意图；
图13是图12中的轴向孔通过开设在滑片端面的端槽连通至滑腔时的示意图；
图14是各共振腔分别连通至背压槽时的示意图；
图15是各共振腔连通后通过其中一共振腔连通至背压槽时的示意图；
图16是各共振腔连通后通过过个共振腔连通至背压槽时的示意图；
图17是背景技术中滑片式压缩机的滑片工作受力示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一个优选实施例中的压缩机包括滑片式压缩机背压控制结构，滑片式压缩机背压控制结构包括主轴1、滑片2、气缸3、下法兰4、上法兰5、以及油泵6。
主轴1上设有供滑片2安装的定位轴段11，气缸3呈圆筒状，套设在定位轴段11外圈，且主轴1的轴线偏离气缸3的轴线。
结合图2所示，定位轴段11的侧壁上沿周向分布有若干向中部延伸的滑槽111，每一滑槽111内卡装有一滑片2，滑片2可沿滑槽111滑动。且滑片2的外边与气缸3的内壁面相抵，将定位轴段11和气缸3内壁之间的空间分隔成多个气腔，滑槽111靠近定位轴段11中部的内端和所滑片2的内端之间形成滑腔112，不用再单独加工出腔体。
上法兰5、下法兰4分别安装在气缸3的两端，上法兰5、下法兰4分别与主轴1转动配合，与定位轴段11的两端、及气缸3的两端贴合密封。
结合图3、图4所示，上法兰5和下法兰4与定位轴段11相邻的端面上分别设有背压槽A，滑腔112、背压槽A连通组成背压腔，背压槽A也可只在上法兰5或下法兰4与定位轴段11相邻的端面上设置。
结合图2至图5所示，背压控制结构还设有密闭腔体B、以及连通密闭腔体B、背压腔的连通通道C，在主轴1转动过程中，滑片2的外边始终保持与气缸3的内壁面相抵，滑片2沿滑槽111来回滑动。
油泵6向背压槽A中通以高压油来保证滑片2背压力，保持滑片2与气缸3的内壁相抵，避免滑片2与气缸3的内壁之间产生泄露，如此循环转动。
优选地，密闭腔体B的体积为V，连通通道C的断面面积为S，所述连通通道C的长度为L；
且所述滑片2的背压波动满足设计频率f要求：
Figure BDA0002236462510000061
其中
Figure BDA0002236462510000062
k-为背压油体积模量，ρ0-为背压油密度，且满足0＜f＜3000Hz。
滑片式压缩机背压控制结构可以有效降低滑片2背部腔体高压油的压力波动，一方面直接降低因油压波动引起的压缩机振动噪声问题；另一方面使得滑片2背部压力不会产生较大波动，使滑片2头部与气缸3内部一直处于接触状态，防止滑片2脱离气缸2内壁产生前腔、后腔泄露、滑片2撞击等可靠性与噪声问题。
优选地，密闭腔体B和连通通道C的截面均为圆形，流动能更顺畅，则腔体的体积V由腔体的直径φD和深度h确定：
Figure BDA0002236462510000063
连通通道C的面积S由直径φd确定：
Figure BDA0002236462510000064
这些尺寸在结构允许的调节下需满足设计频率f要求。
背压槽A呈绕主轴1的轴线设置的圆弧形，密闭腔体B和连通通道C的截面也可以分别为圆形、多边形、异形中的一种。
如图6所示，在第一实施例中，密闭腔体B包括设置在下法兰4下端面的下腔体B1，下腔体B1的下端密封，连通通道C包括连通下腔体B1和背压槽A的下连通孔C1。
优选地，滑片式压缩机背压控制结构还包括安装在下法兰4下侧的下盖板7，下盖板7对下腔体B1的下端密封，方便安装。如图7所示，在其他实施例中，也可采用腔体盖板71装入到下腔体B1的内侧，让下腔体B1的下端密封，能减少轴向尺寸。
在第二实施例中，密闭腔体B包括设置在上法兰5上端面的上腔体，上腔体的上端密封，连通通道C包括连通上腔体和背压槽A的上连通孔，上腔体的密封方式可参考下腔体B1的密封方式。
如图8所示，在第三实施例中，密闭腔体B包括由下法兰4的外圈侧壁面向中部延伸形成的下横腔体B2，下横腔体B2可以直接钻孔形成，下横腔体B2的外端密封，连通通道C包括连通下腔体B1和背压槽A的下连通孔C1，优选地，下连通孔C1设置在下法兰4的端面，下连通孔C1也可以直接钻孔形成。
在第四实施例中，密闭腔体B包括由上法兰5的外圈侧壁面向中部延伸形成的上横腔体，上横腔体的外端密封，连通通道C包括连通上横腔体和背压槽A的上连通孔，优选地，上连通孔设置在上法兰5的端面，上横腔体、上连通孔也可以直接钻孔形成，加工方便。
如图9所示，在第五实施例中，密闭腔体B包括在定位轴段11的上端面设置的上端孔B3，连通通道C包括设置在定位轴段11的上端面上、并连通滑腔112和上端孔B3的上连通槽C3，上法兰5与定位轴段11的上端面贴合密封上端孔B3、上连通槽C3，加工和组装方便。
在第六实施例中，密闭腔体B包括在定位轴段11的下端面设置的下端孔，连通通道C包括设置在定位轴段11的下端面上、并连通滑腔112和下端孔的下连通槽，下法兰4与定位轴段11的下端面贴合密封下端孔、下连通槽，加工和组装方便。
如图10所示，在第七实施例中，密闭腔体B包括在滑片2的侧面上开设的侧孔B4，连通通道C包括设置在滑片2上、并连通侧孔B4和滑腔112的侧通道C4，滑片2与滑槽111的内壁面贴合密封侧孔B4。
侧孔B4可以为盲孔，侧通道C4为开设在滑片2侧面的侧槽，侧槽由滑片2靠近定位轴段11中部的内端连通至侧孔B4。
如图11所示，侧孔B4也可以为通孔，侧通道C4由滑片2靠近定位轴段11中部的内端面连通至侧孔B4。侧孔B4、侧通道C4可以钻孔形成，加工方便。
如图12所示，在第八实施例中，密闭腔体B包括在滑片2上沿定位轴段11的轴向贯穿的轴向孔B5，连通通道C包括设置在滑片2上、并连通轴向孔B5和滑腔112的侧通道C4。轴向孔B5、侧通道C4可以钻孔形成，加工方便。
如图13所示，侧通道C4可以为开设在滑片2端面的端槽，加工方便，侧通道C4也可由滑片2靠近定位轴段11中部的内端面连通至侧孔B4。
在第九实施例中，密闭腔体B包括在定位轴段11上设置的轴孔，连通通道C包括设置在滑片2上、并连通轴孔和滑腔112的滑通道。
在第十实施例中，密闭腔体B包括在滑片2上设置的滑孔，连通通道C包括设置在定位轴段11上、并连通滑孔和滑腔112的轴通道。
另外，优选地，如图14所示，密闭腔体B可以包括若干共振腔B6，各共振腔B6与背压槽A之间分别设有连通的连通通道C，多个共振腔B6可以进一步增加缓冲，降低压力波动。如图15所示，各共振腔B6也可相互连通后，让其中一个共振腔B6通过连通通道C与背压槽A连通，也可以增加缓冲力，进一步降低压力波动。如图16所示，也可让两个或两个以上的共振腔B6通过连通通道C与背压槽A连通，增加缓冲力，进一步降低压力波动。
进一步地，以上实施例也可组合设置。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，包括主轴(1)、滑片(2)、气缸(3)、下法兰(4)、上法兰(5)；
所述主轴(1)上设有供所述滑片(2)安装的定位轴段(11)，所述气缸(3)呈圆筒状，套设在所述定位轴段(11)外圈，且所述主轴(1)的轴线偏离所述气缸(3)的轴线；
所述定位轴段(11)的侧壁上沿周向分布有若干向中部延伸的滑槽(111)，每一所述滑槽(111)内卡装有一所述滑片(2)，所述滑片(2)可沿所述滑槽(111)滑动，且所述滑片(2)的外边与所述气缸(3)的内壁面相抵，所述滑槽(111)靠近所述定位轴段(11)中部的内端和所滑片(2)的内端之间形成滑腔(112)；
所述上法兰(5)、下法兰(4)分别安装在所述气缸(3)的两端，且与所述定位轴段(11)的两端、及所述气缸(3)的两端贴合密封；
所述上法兰(5)和/或下法兰(4)与所述定位轴段(11)相邻的端面上设有通以高压油的背压槽(A)，所述滑腔(112)、背压槽(A)连通组成背压腔；
所述背压控制结构还设有密闭腔体(B)、以及连通所述密闭腔体(B)、背压腔的连通通道(C)。
2.根据权利要求1所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括设置在所述下法兰(4)下端面的下腔体(B1)，所述下腔体(B1)的下端密封，所述连通通道(C)包括连通所述下腔体(B1)和所述背压槽(A)的下连通孔(C1)；和/或，
所述密闭腔体(B)包括设置在所述上法兰(5)上端面的上腔体，所述上腔体的上端密封，所述连通通道(C)包括连通所述上腔体和所述背压槽(A)的上连通孔。
3.根据权利要求1所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括由所述下法兰(4)的外圈侧壁面向中部延伸形成的下横腔体(B2)，所述下横腔体(B2)的外端密封，所述连通通道(C)包括连通所述下腔体(B1)和所述背压槽(A)的下连通孔(C1)；和/或，
所述密闭腔体(B)包括由所述上法兰(5)的外圈侧壁面向中部延伸形成的上横腔体，所述上横腔体的外端密封，所述连通通道(C)包括连通所述上横腔体和所述背压槽(A)的上连通孔。
4.根据权利要求1所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括在所述定位轴段(11)的上端面设置的上端孔(B3)，所述连通通道(C)包括设置在所述定位轴段(11)的上端面上、并连通所述滑腔(112)和上端孔(B3)的上连通槽(C3)，所述上法兰(5)与所述定位轴段(11)的上端面贴合密封所述上端孔(B3)、上连通槽(C3)；和/或，
所述密闭腔体(B)包括在所述定位轴段(11)的下端面设置的下端孔，所述连通通道(C)包括设置在所述定位轴段(11)的下端面上、并连通所述滑腔(112)和下端孔的下连通槽，所述下法兰(4)与所述定位轴段(11)的下端面贴合密封所述下端孔、下连通槽。
5.根据权利要求1所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括在所述滑片(2)的侧面上开设的侧孔(B4)，所述连通通道(C)包括设置在所述滑片(2)上、并连通所述侧孔(B4)和滑腔(112)的侧通道(C4)，所述滑片(2)与所述滑槽(111)的内壁面贴合密封所述侧孔(B4)。
6.根据权利要求5所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述侧孔(B4)为盲孔，所述侧通道(C4)为开设在所述滑片(2)侧面的侧槽，所述侧槽由所述滑片(2)靠近所述定位轴段(11)中部的内端连通至所述侧孔(B4)；或，
所述侧孔(B4)为通孔，所述侧通道(C4)由所述滑片(2)靠近所述定位轴段(11)中部的内端面连通至所述侧孔(B4)。
7.根据权利要求1所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括在所述滑片(2)上沿所述定位轴段(11)的轴向贯穿的轴向孔(B5)，所述连通通道(C)包括设置在所述滑片(2)上、并连通所述轴向孔(B5)和滑腔(112)的侧通道(C4)；
所述侧通道(C4)为开设在所述滑片(2)端面的端槽；或，
所述侧通道(C4)由所述滑片(2)靠近所述定位轴段(11)中部的内端面连通至所述侧孔(B4)。
8.根据权利要求1所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括在所述定位轴段(11)上设置的轴孔，所述连通通道(C)包括设置在所述滑片(2)上、并连通所述轴孔和滑腔(112)的滑通道；和/或，
所述密闭腔体(B)包括在所述滑片(2)上设置的滑孔，所述连通通道(C)包括设置在所述定位轴段(11)上、并连通所述滑孔和滑腔(112)的轴通道。
9.根据权利要求1至8任一项所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述背压槽(A)呈绕所述主轴(1)的轴线设置的圆弧形，所述密闭腔体(B)和连通通道(C)的截面分别为圆形、多边形、异形中的一种。
10.根据权利要求1至8任一项所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)的体积为V，所述连通通道(C)的断面面积为S，所述连通通道(C)的长度为L；
且所述滑片(2)的背压波动满足设计频率f要求：
Figure FDA0002236462500000031
其中
Figure FDA0002236462500000032
k-为背压油体积模量，ρ0-为背压油密度，且满足0＜f＜3000Hz。
11.根据权利要求1至8任一项所述的滑片式压缩机背压控制结构，其特征在于，所述密闭腔体(B)包括若干共振腔(B6)，各所述共振腔(B6)与所述背压槽(A)之间分别设有连通的连通通道(C)；或，
所述密闭腔体(B)包括若干共振腔(B6)，各所述共振腔(B6)连通，且其中至少一个共振腔(B6)通过所述连通通道(C)与所述背压槽(A)连通。
12.一种压缩机,其特征在于,包括权利要求1至11任一项所述的滑片式压缩机背压控制结构。
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