CN111022331A - 泵体组件及具有其的滑片式压缩机 - Google Patents

泵体组件及具有其的滑片式压缩机 Download PDF

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CN111022331A CN201911176919.5A CN201911176919A CN111022331A CN 111022331 A CN111022331 A CN 111022331A CN 201911176919 A CN201911176919 A CN 201911176919A CN 111022331 A CN111022331 A CN 111022331A
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魏会军
徐嘉
吴飞
万鹏凯
罗发游
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Abstract

本发明提供了一种泵体组件及具有其的滑片式压缩机。其中，泵体组件包括法兰、气缸、转轴及多个滑片，滑片可滑动地设置在转轴的转子部上，转子部位于气缸内，泵体组件还包括：排气结构，设置在法兰上，排气结构包括导流槽和与导流槽连通的排气孔，排气孔从导流槽的槽底延伸至法兰的端面上；其中，转子部具有排气槽，在转轴转动过程中，位于气缸的压缩腔内的气体经由排气槽进入导流槽内，以通过导流槽进入排气孔，并经由排气孔排至泵体组件外。本发明有效地解决了现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题。

Description

泵体组件及具有其的滑片式压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种泵体组件及具有其的滑片式压缩机。
背景技术
目前，为了解决现有技术中由于滑片式压缩机的排气面积小，而导致的排气速度大及排气阻力大的问题，在滑片式压缩机的法兰上设置环形孔进行排气。
然而，上述设置导致法兰的轴颈强度不够，导致环形孔所在位置处易发生变形而影响主轴同轴度，加剧挠度变形，增加了滑片式压缩机的机械功耗，降低了滑片式压缩机的整机性能，甚至影响滑片式压缩机的可靠性和使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种泵体组件及具有其的滑片式压缩机，以解决现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种泵体组件，包括法兰、气缸、转轴及多个滑片，滑片可滑动地设置在转轴的转子部上，转子部位于气缸内，泵体组件还包括：排气结构，设置在法兰上，排气结构包括导流槽和与导流槽连通的排气孔，排气孔从导流槽的槽底延伸至法兰的端面上；其中，转子部具有排气槽，在转轴转动过程中，位于气缸的压缩腔内的气体经由排气槽进入导流槽内，以通过导流槽进入排气孔，并经由排气孔排至泵体组件外。
进一步地，法兰具有用于供转轴穿过的过孔，导流槽为弧形槽，弧形槽的中心轴线与过孔的中心轴线同轴设置。
进一步地，导流槽在端面上的正投影为第一投影，排气孔在端面上的正投影为第二投影，第二投影在第一投影内。
进一步地，排气孔为多个，多个排气孔沿导流槽的延伸方向间隔设置。
进一步地，排气孔为圆形孔、椭圆形孔、多边形孔以及腰形孔中的一种或多种。
进一步地，导流槽为弧形槽，弧形槽的圆心角A0大于等于5°且小于等于150°。
进一步地，导流槽的槽深h与法兰的厚度H之间满足
Figure BDA0002290198530000011
进一步地，导流槽的纵截面积S1大于等于1mm2且小于等于100mm2。
进一步地，导流槽为弧形槽，排气孔为腰形孔，多个腰形孔沿弧形槽的延伸方向间隔设置。
进一步地，排气孔为多个，各排气孔的圆心角为An，全部排气孔的圆心角之和A小于或等于90°。
进一步地，排气槽的容积V1与泵体组件的排气容积V之间满足V1≤0.05V。
进一步地，排气槽的横截面积S2大于等于0.5mm2且小于等于100mm2。
进一步地，排气结构还包括：导流孔，导流孔与导流槽连通，导流孔延伸至法兰的相对两个端面。
进一步地，法兰具有进气孔，进气孔与排气结构间隔设置。
根据本发明的另一方面，提供了一种滑片式压缩机，包括壳体和位于壳体内的泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。
应用本发明的技术方案，在泵体组件运行过程中，转轴转动，以使转子部及滑片对位于气缸内的气体进行压缩，则位于气缸的压缩腔内的气体经由排气槽进入导流槽内，以通过导流槽进入排气孔，并经由排气孔排至泵体组件外。这样，排气结构包括导流槽和与导流槽连通的排气孔，在气体进入排气结构的过程中，气体先进入导流槽，经由导流槽进入排气孔，排气孔从导流槽的槽底延伸至法兰的端面上，排气孔代替现有技术中泵体组件的环形孔，进而解决了现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题，提升了法兰的结构强度，延长了法兰的使用寿命，保证泵体组件能够正常使用，提升了泵体组件的运行可靠性。
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泵体组件的实施例一的爆炸图；
图2示出了图1中的泵体组件的俯视图；
图3示出了图2中的泵体组件的B处放大示意图；
图4示出了图1中的泵体组件的法兰的主视图(上法兰的仰视图)；
图5示出了图4中的法兰的C-C向剖视图；
图6示出了图1中的泵体组件的法兰的立体结构示意图；
图7示出了图6中的泵体组件的排气结构的主视图；
图8示出了图1中的泵体组件的转轴的立体结构示意图；
图9示出了图8中的转轴的俯视图；
图10示出了根据本发明的泵体组件的实施例一的导流槽的纵截面积S1与能效之间的关系曲线；
图11示出了根据本发明的泵体组件的实施例一的排气槽的横截面积S2与排气损失之间的关系曲线；
图12示出了根据本发明的泵体组件的实施例二的法兰的主视图；以及
图13示出了图12中的法兰的立体结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、法兰；11、过孔；12、进气孔；13、上法兰；14、下法兰；15、储油槽；20、气缸；21、压缩腔；22、排气腔；23、吸气腔；30、转轴；31、转子部；311、排气槽；312、滑片槽；32、长轴段；33、短轴段；40、滑片；50、排气结构；51、导流槽；52、排气孔；53、导流孔。
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。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
为了解决现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题，本申请提供了一种泵体组件及具有其的滑片式压缩机。
实施例一
如图1和图2所示，泵体组件包括法兰10、气缸20、转轴30及三个滑片40，滑片40可滑动地设置在转轴30的转子部31上，转子部31位于气缸20内，泵体组件还包括排气结构50。排气结构50设置在法兰10上，排气结构50包括导流槽51和与导流槽51连通的排气孔52，排气孔52从导流槽51的槽底延伸至法兰10的端面上。其中，转子部31具有排气槽311，在转轴30转动过程中，位于气缸20的压缩腔21内的气体经由排气槽311进入导流槽51内，以通过导流槽51进入排气孔52，并经由排气孔52排至泵体组件外。
应用本实施例的技术方案，在泵体组件运行过程中，转轴30转动，以使转子部31及滑片40对位于气缸20内的气体进行压缩，则位于气缸20的压缩腔21内的气体经由排气槽311进入导流槽51内，以通过导流槽51进入排气孔52，并经由排气孔52排至泵体组件外。这样，排气结构50包括导流槽51和与导流槽51连通的排气孔52，在气体进入排气结构50的过程中，气体先进入导流槽51，经由导流槽51进入排气孔52，排气孔52从导流槽51的槽底延伸至法兰10的端面上，排气孔52代替现有技术中泵体组件的环形孔，进而解决了现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题，提升了法兰10的结构强度，延长了法兰10的使用寿命，保证泵体组件能够正常使用，提升了泵体组件的运行可靠性。
如图1所示，法兰10包括上法兰13和下法兰14。在本实施例中，上法兰13和下法兰14上均设置有排气结构50。这样，上述设置能够加强上法兰13和下法兰14的轴颈处的结构强度，优化了加工工艺性，降低量产零件质量控制的难度。同时，上述设置提升了上法兰13和下法兰14的运行可靠性和使用寿命，降低泵体组件的功耗，提升了泵体组件的整机性能。
如图8和图9所示，排气槽311设置在转子部31的上、下端面上。转轴30包括长轴段32和短轴段33。长轴段32和短轴段33通过转子部31连接，长轴段32穿过上法兰13的轴颈，短轴段33穿过下法兰14的轴颈，转子部31位于气缸20内，各滑片槽312内安装一个滑片40。其中，上、下法兰和气缸20三者通过螺钉固定在一起，转轴30可以在上、下法兰的支撑下在气缸20内旋转。同时，滑片40在离心力和背压的作用下伸出，并贴近气缸20的内壁，跟随转子部31一起旋转。当转轴30旋转到特定角度(此角度由导流槽51的起始角度决定)时，排气槽311分别与上、下法兰端面上导流槽51连通，以使压缩腔21内的气体通过排气槽311进入上、下法兰的导流槽51内，进而通过分布在导流槽51上的排气孔52排出至泵体组件外。
在附图中未示出的其他实施方式中，仅在上法兰上设置排气结构。这样，上述设置能够加强上法兰的轴颈处的结构强度，优化了加工工艺性，降低量产零件质量控制的难度。同时，上述设置提升了上法兰的运行可靠性和使用寿命，降低泵体组件的功耗，提升了泵体组件的整机性能。
在附图中未示出的其他实施方式中，仅在下法兰上设置排气结构。这样，上述设置能够加强下法兰的轴颈处的结构强度，优化了加工工艺性，降低量产零件质量控制的难度。同时，上述设置提升了下法兰的运行可靠性和使用寿命，降低泵体组件的功耗，提升了泵体组件的整机性能。
如图4和图6所示，法兰10具有用于供转轴30穿过的过孔11，导流槽51为弧形槽，弧形槽的中心轴线与过孔11的中心轴线同轴设置。这样，上述设置一方面使得导流槽51的加工更加容易、简便，降低了加工难度；另一方面使得法兰10的径向及周向的受力更加均匀，避免导流槽51处发生应力集中而影响法兰10的结构强度。
如图4和图6所示，法兰10还具有储油槽15。这样，在泵体组件运行过程中，位于储油槽15内的润滑介质能够对法兰10与转子部31之间进行润滑，减少泵体组件运行过程中的结构磨损。
如图2至图7所示，导流槽51在端面上的正投影为第一投影，排气孔52在端面上的正投影为第二投影，第二投影在第一投影内。具体地，排气结构50的上述设置使得压缩腔21内的气体先进入导流槽51内，在导流槽51的导流作用下穿过排气孔52，并经由排气孔52排出至泵体组件外，则排气孔52从导流槽51延伸至法兰10远离气缸20的端面上，进而增大了法兰10的结构强度。
具体地，工作人员在加工排气结构50过程中，可以先加工导流槽51，在导流槽51所处范围内加工排气孔52，则与现有技术中泵体组件的环形孔相比，本实施例中对法兰10去除较少的物料即可形成排气结构50，进而增大了法兰10的结构强度。
可选地，工作人员在加工排气结构50过程中，也可以先加工排气孔52，再加工导流槽51，与现有技术中泵体组件的环形孔相比，本实施例中对法兰10去除较少的物料即可形成排气结构50，进而增大了法兰10的结构强度。
可选地，排气孔52为多个，多个排气孔52沿导流槽51的延伸方向间隔设置。如图4、图6及图7所示，排气孔52为五个，五个排气孔52沿导流槽51的延伸方向等间隔设置，在保证泵体组件排气量的前提下，尽可能地减小排气孔52的个数，以增大法兰10的结构强度。同时，五个排气孔52的上述排列设置使得法兰10的受力更加均匀、一致，进一步延长了法兰10的使用寿命。
需要说明的是，排气孔52的个数不限于此，只要能够满足泵体组件的排气量需求即可。可选地，排气孔52为两个、或三个、或四个、或多个。
需要说明的是，多个排气孔52的排列设置不限于此。可选地，多个排气孔52沿导流槽51的宽度方向D间隔设置。
可选地，排气孔52为圆形孔、椭圆形孔、多边形孔以及腰形孔中的一种或多种。在本实施例中，五个排气孔52均为腰形孔。这样，上述设置一方面使得排气孔52的加工更加容易、简便，降低了加工难度；另一方面避免排气孔52上产生应力集中而影响法兰10的结构强度。同时，腰形孔的上述设置在保证排气顺畅的前提下加强了法兰轴颈的结构强度。
需要说明的是，排气孔52的形状及组合形式不限于此，只要能够满足排气量即可。
如图7所示，导流槽51为弧形槽，弧形槽的圆心角A0大于等于5°且小于等于150°。这样，上述角度设置一方面确保泵体组件具有充分的排气量，提升了泵体组件的运行性能；另一方面避免圆心角A0过大而影响法兰10的结构强度。
具体地，弧形槽的圆心角A0根据泵体组件实际工况设定，轻工况下圆心角A0的角度范围大，重工况下圆心角A0的角度范围小。
如图5所示，导流槽51的槽深h与法兰10的厚度H之间满足
Figure BDA0002290198530000061
具体地，沿法兰10的厚度方向，导流槽51的槽深h与法兰10的厚度H之间满足上述数值要求，保证导流槽51能够对一定容积的气体进行导流，保证了泵体组件的排气量。
具体地，若导流槽51的槽深h过大，会降低法兰10在此处的结构强度，影响法兰10的使用寿命。
可选地，导流槽51的纵截面积S1大于等于1mm2且小于等于100mm2。具体地，纵截面沿导流槽51的延伸方向设置且垂直与法兰10的两个端面。这样，上述设置确保导流槽51能够对一定容积的气体进行导流，进一步保证了泵体组件的排气量。
在本实施例中，导流槽51的纵截面积S1与泵体组件的能效之间的关系曲线如图10所示，从图10中可以得出，若纵截面积S1过小，则泵体组件的能效较低，运行性能较差。
可选地，导流槽51的纵截面积S1大于等于3mm2且小于等于40mm2。这样，在保证泵体组件具有预设排气量的前提下，上述数值限定使得法兰10具有较好的结构强度，进而延长了泵体组件的使用寿命及运行可靠性。
具体地，纵截面积S1＝D×h。若纵截面积S1太小，会导致位于压缩腔21内的气体不能及时排进导流槽51，导致泵体组件的运行工况加重，泵体组件的性能变差。
如图2至图7所示，排气孔52为腰形孔，多个腰形孔沿弧形槽的延伸方向间隔设置。这样，上述设置一方面使得法兰10的外观更加美观，另一方面使得法兰10的受力更加均匀、一致，延长了法兰10的使用寿命。
在本实施例中，弧形槽具有中心面，各腰形孔关于中心面对称设置。
在本实施例中，各排气孔52的圆心角为An，全部排气孔52的圆心角之和A小于或等于90°。如图1所示，第一个排气孔52的圆心角为A1，第二个排气孔52的圆心角为A2，第三个排气孔52的圆心角为A3，则A＝A1+A2+A3，且满足A≤90°，以对相邻的两个排气孔52之间的间距进行限定，避免五个排气孔52集中排气而造成紊流或气流波动。
在本实施例中，五个排气孔52的横截面积也不易过小，五个排气孔52的总横截面积大于等于1mm2且小于等于100mm2，进而确保气体能够及时排出。
在本实施例中，排气槽311为三个，各排气槽311的容积V1与泵体组件的排气容积V之间满足V1≤0.05V。具体地，转子部31的两个端面各具有三个排气槽311，当转轴30旋转到设定角度时，转子部31的两个端面的排气槽311与上、下法兰的导流槽51连通，将高压气体排入导流槽51，而当转轴30旋转过导流槽51后进入吸气腔23，排气槽311与吸气腔23连通，则排气槽311内残留的高压气体将会成为余隙容积的存在，影响到泵体组件的运行性能，则排气槽311的容积V1也需要进行限制，需要满足V1≤0.05V。
可选地，各排气槽311的横截面积S2大于等于0.5mm2且小于等于100mm2。具体地，横截面积S2与排气损失的关系图如图11所示，从图11可以得出，若横截面积S2太小会导致排气不顺畅，若横截面积S2太大则排气损失较大，泵体组件的工作效率较低。
可选地，排气槽311的横截面积S2大于等于6mm2且小于等于40mm2。
如图2和图6所示，法兰10具有进气孔12，进气孔12与排气结构50间隔设置。这样，泵体组件外的气体通过进气孔12进入气缸20内，进而实现泵体组件的进气动作。同时，上述设置确保进气和排气动作不会发生相互干涉，提升了泵体组件的运行可靠性。
本申请还提供了一种滑片式压缩机(未示出)，包括壳体和位于壳体内的泵体组件，泵体组件为上述的泵体组件。
实施例二
实施例二中的泵体组件与实施例一的区别在于：排气结构50的结构不同。
如图12和图13所示，排气结构50还包括导流孔53。其中，导流孔53与导流槽51连通，导流孔53延伸至法兰10的相对两个端面。具体地，在泵体组件运行过程中，转轴30转动，以使转子部31及滑片40对位于气缸20内的气体进行压缩，则位于气缸20的压缩腔21内的气体可经由排气槽311进入导流槽51内，以通过导流槽51进入排气孔52，并经由排气孔52排至泵体组件外，也可以直接进入导流孔53内，通过导流孔53排至泵体组件外。这样，排气结构50包括导流槽51、排气孔52及导流孔53，排气孔52和导流孔53代替现有技术中泵体组件的环形孔，进而解决了现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题，提升了法兰10的结构强度，延长了法兰10的使用寿命，保证泵体组件能够正常使用，提升了泵体组件的运行可靠性。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
在泵体组件运行过程中，转轴转动，以使转子部及滑片对位于气缸内的气体进行压缩，则位于气缸的压缩腔内的气体经由排气槽进入导流槽内，以通过导流槽进入排气孔，并经由排气孔排至泵体组件外。这样，排气结构包括导流槽和与导流槽连通的排气孔，在气体进入排气结构的过程中，气体先进入导流槽，经由导流槽进入排气孔，排气孔从导流槽的槽底延伸至法兰的端面上，排气孔代替现有技术中泵体组件的环形孔，进而解决了现有技术中法兰的结构强度较低而影响滑片式压缩机的正常运行的问题，提升了法兰的结构强度，延长了法兰的使用寿命，保证泵体组件能够正常使用，提升了泵体组件的运行可靠性。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
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、工作、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数据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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
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 (15)

1.一种泵体组件，包括法兰(10)、气缸(20)、转轴(30)及多个滑片(40)，所述滑片(40)可滑动地设置在所述转轴(30)的转子部(31)上，所述转子部(31)位于所述气缸(20)内，其特征在于，所述泵体组件还包括：
排气结构(50)，设置在所述法兰(10)上，所述排气结构(50)包括导流槽(51)和与所述导流槽(51)连通的排气孔(52)，所述排气孔(52)从所述导流槽(51)的槽底延伸至所述法兰(10)的端面上；
其中，所述转子部(31)具有排气槽(311)，在所述转轴(30)转动过程中，位于所述气缸(20)的压缩腔(21)内的气体经由所述排气槽(311)进入所述导流槽(51)内，以通过所述导流槽(51)进入所述排气孔(52)，并经由所述排气孔(52)排至所述泵体组件外。
2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述法兰(10)具有用于供所述转轴(30)穿过的过孔(11)，所述导流槽(51)为弧形槽，所述弧形槽的中心轴线与所述过孔(11)的中心轴线同轴设置。
3.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导流槽(51)在所述端面上的正投影为第一投影，所述排气孔(52)在所述端面上的正投影为第二投影，所述第二投影在所述第一投影内。
4.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述排气孔(52)为多个，多个所述排气孔(52)沿所述导流槽(51)的延伸方向间隔设置。
5.根据权利要求4所述的泵体组件，其特征在于，所述排气孔(52)为圆形孔、椭圆形孔、多边形孔以及腰形孔中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导流槽(51)为弧形槽，所述弧形槽的圆心角A0大于等于5°且小于等于150°。
7.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导流槽(51)的槽深h与所述法兰(10)的厚度H之间满足
Figure FDA0002290198520000011
8.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导流槽(51)的纵截面积S1大于等于1mm2且小于等于100mm2。
9.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述导流槽(51)为弧形槽，所述排气孔(52)为腰形孔，多个所述腰形孔沿所述弧形槽的延伸方向间隔设置。
10.根据权利要求9所述的泵体组件，其特征在于，所述排气孔(52)为多个，各所述排气孔(52)的圆心角为An，全部所述排气孔(52)的圆心角之和A小于或等于90°。
11.根据权利要求9所述的泵体组件，其特征在于，所述排气槽(311)的容积V1与所述泵体组件的排气容积V之间满足V1≤0.05V。
12.根据权利要求9所述的泵体组件，其特征在于，所述排气槽(311)的横截面积S2大于等于0.5mm2且小于等于100mm2。
13.根据权利要求9所述的泵体组件，其特征在于，所述排气结构(50)还包括：
导流孔(53)，所述导流孔(53)与所述导流槽(51)连通，所述导流孔(53)延伸至所述法兰(10)的相对两个端面。
14.根据权利要求9所述的泵体组件，其特征在于，所述法兰(10)具有进气孔(12)，所述进气孔(12)与所述排气结构(50)间隔设置。
15.一种滑片式压缩机，包括壳体和位于所述壳体内的泵体组件，其特征在于，所述泵体组件为权利要求1至14中任一项所述的泵体组件。
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