CN112196800B - 一种压缩机曲轴、压缩机泵体组件及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机泵体组件及压缩机。压缩机曲轴包括长轴、短轴、偏心部和排气圆盘，所述偏心部位于所述长轴和所述短轴之间，所述长轴和所述短轴的轴线共线，所述偏心部的轴线与所述长轴和所述短轴的轴线错开设置，所述排气圆盘设置在所述偏心部的一端，且所述排气圆盘的轴线与所述长轴和所述短轴的轴线共线，所述排气圆盘上设置有辅助排气孔，所述辅助排气孔沿所述排气圆盘的周向形成弧形孔。本发明可以减小压缩机排气阻力，减小噪音。

Description

一种压缩机曲轴、压缩机泵体组件及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机泵体组件及压缩机。

背景技术

现有的双排气压缩机的两个排气阀是在气缸两端面对称分布的，两个排气阀分别设置在气缸两端的上法兰和下法兰上，排气阀口对应气缸排气月牙槽，当压缩机开始排气时，上、下两个排气阀同时打开进行排气，两个排气阀始终同时开启和闭合。这样的结构会增大压缩机的排气阻力，增加能耗，而且会增加压缩机的排气余隙容积，降低能效，进一步地，排气阀是主要产生噪音的位置之一，两个排气阀会增加压缩机运行时的噪音。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种压缩机泵体组件及压缩机，至少用于解决现有技术中存在的排气阻力大、能耗高的技术问题，具体地：

第一方面，本发明提供一种压缩机曲轴，包括长轴、短轴、偏心部和排气圆盘，所述偏心部位于所述长轴和所述短轴之间，

所述长轴和所述短轴的轴线共线，所述偏心部的轴线与所述长轴和所述短轴的轴线错开设置，

所述排气圆盘设置在所述偏心部的一端，且所述排气圆盘的轴线与所述长轴和所述短轴的轴线共线，

所述排气圆盘上设置有辅助排气孔，所述辅助排气孔沿所述排气圆盘的周向形成弧形孔。

进一步可选地，所述辅助排气孔位于靠近所述排气圆盘边缘的位置。

进一步可选地，所述辅助排气孔的起始端与所述偏心部的偏心方向的夹角为γ，其中，γ的取值范围为5°～10°。

进一步可选地，所述辅助排气孔对应的圆心角为β，其中，β的取值范围为110°～150°。

进一步可选地，所述排气圆盘与所述偏心部形成一体结构。

第二方面，本发明提供一种压缩机泵体组件，包括：

上述压缩机曲轴；

气缸，包括压缩腔，所述偏心部可转动地置于所述压缩腔内，所述气缸的第一端还设置有用于容纳所述排气圆盘的排气沉台，

所述排气沉台的内侧边缘处设置有辅助排气槽，所述排气圆盘转动过程中的一部分行程内，所述辅助排气孔通过所述辅助排气槽与所述压缩腔连通。

进一步可选地，还包括第一法兰，所述第一法兰设置在所述气缸第一端，所述第一法兰上设置有第一排气口，所述第一排气口用于使所述辅助排气孔与所述气缸外部连通；

第二法兰，所述第二法兰设置在所述气缸的第二端，所述第二法兰上设置有第二排气口和排气阀，所述排气阀用于控制所述第二排气口的开闭。

进一步可选地，所述第一排气口和所述第二排气口同时进行排气。

进一步可选地，所述辅助排气孔的内侧壁所在圆弧直径为φf，所述气缸的内圆直径为φF，其中，F-f＝1.5mm～2mm；

所述辅助排气孔的外侧壁所在圆弧直径为φg，所述气缸上的辅助气槽为圆弧形槽，所述辅助排气槽的外边缘切圆直径φG，其中，G-g＝0.5mm～0.8mm。

进一步可选地，所述排气圆盘与所述排气沉台间隙配合，其中，所述排气圆盘的外径为φd，所述排气沉台的内径为φD，D-d＝0.1mm～0.2mm。

进一步可选地，所述排气圆盘的厚度为h，所述排气沉台的深度为H，其中，H-h＝0.013mm～0.018mm。

第三方面，提供一种压缩机，包括上述压缩机泵体组件，所述压缩机为双排气压缩机。

进一步可选地，所述压缩机包括单缸压缩机、双缸压缩机和多缸压缩机。

本发明通过在压缩机曲轴上设置一种辅助排气的排气圆盘，代替普通双排气的其中一个排气阀片排气，达到减小排气阻力、减小余隙容积以及减小噪音的效果。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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示出本发明实施例压缩机曲轴的结构示意图；

图2示出本发明实施例压缩机曲轴的仰视示意图；

图3示出本发明实施例压缩机曲轴的主视示意图；

图4示出本发明实施例压缩机泵体组件的截面示意图；

图5示出本发明实施例气缸的结构示意图；

图6示出本发明实施例气缸的俯视示意图；

图7示出图6中A-A处截面示意图；

图8示出本发明实施例第一法兰的结构示意图；

图9示出图4中C-C处截面示意图(排气开始)；

图10示出图4中B-B处截面示意图(排气开始)；

图11示出图4中C-C处截面示意图(排气结束)；

图12示出图4中B-B处截面示意图(排气结束)。

图中：

10、压缩机曲轴；11、长轴；12、短轴；13、偏心部；14、排气圆盘；141、辅助排气孔；20、气缸；21、压缩腔；22、排气沉台；23、辅助排气槽；24、主排气槽；30、第一法兰；31、第一排气口；40、第二法兰；41、挡板；42、阀片；43、铆钉；50、滚子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明通过在压缩机曲轴上设置一种辅助排气的排气圆盘，代替普通双排气的其中一个排气阀片排气，达到减小排气阻力、减小余隙容积以及减小噪音的效果。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：

如图1、图2、图3所示，本发明提供一种压缩机曲轴10，包括长轴11、短轴12、偏心部13和排气圆盘14，偏心部13设置在长轴11和短轴12之间，其两端分别与长轴11的一端和短轴12的一端连接。

长轴11和短轴12的轴线共线，偏心部13构造为圆柱状结构，偏心部13的轴线与长轴11和短轴12的轴线错开设置，排气圆盘14设置在偏心部13的一端，且排气圆盘14的轴线与长轴11和短轴12的轴线共线，排气圆盘14上设置有辅助排气孔141，辅助排气孔141沿排气圆盘14的边缘延伸形成弧形孔。排气圆盘14与偏心部13形成一体结构，优选地，压缩机曲轴10构造为整体结构，即长轴11、短轴12、偏心部13和排气圆盘14构造为一体结构，例如可以采用注塑、锻造等方式一体形成。

如图2所示，优选地，辅助排气孔141的起始端与偏心部13的偏心方向的夹角为γ，即偏心部13的轴线与长轴11的轴线的垂直连接沿偏心部13偏置方向的延长线与辅助排气孔141的起始端之间的圆心角为γ，其中，γ的取值范围为5°～10°。

进一步地，辅助排气孔141对应的圆心角为β，其中，β的取值范围为110°～150°。

本发明提供一种压缩机泵体组件，如图4所示，包括：

上述压缩机曲轴10；

如图5、图6所示，气缸20，包括压缩腔21，偏心部13可转动地置于压缩腔21内，偏心部13上套装有滚子50，滚子50随着偏心部13在压缩腔21内滚动，气缸20的第一端还设置有用于容纳排气圆盘14的排气沉台22，排气圆盘14嵌入到排气沉台22内，并且排气圆盘14与排气沉台22间隙配合；

排气沉台22的内侧边缘处设置有辅助排气槽23，排气圆盘14转动过程中的一部分行程内，辅助排气孔141通过辅助排气槽23与压缩腔21连通，即，转动过程中，辅助排气孔141一部分时间与排气槽连通，一部分时间与排气槽错开。

如图4所示，还包括第一法兰30，第一法兰30设置在气缸20第一端，第一法兰30上设置有第一排气口31，如图8所示，第一排气口31用于使辅助排气孔141与气缸20外部连通，即当辅助排气孔141通过辅助排气槽23与压缩腔21连通时，第一排气口31同时与辅助排气孔141连通，压缩腔21可以通过辅助排气孔141和第一排气口31向外排气。在本实施例中，由于第一法兰30上未设置排气阀，可以减小第一法兰30在轴向上的尺寸。

还包括第二法兰40，第二法兰40设置在气缸20的第二端，第二法兰40上设置有第二排气口和排气阀，排气阀用于控制第二排气口的开闭。排气阀包括阀片42、挡板41和铆钉43，通过铆钉43将挡板41和阀片42固定在第二法兰40上，阀片42用于对第二排气口进行封堵或开启。

优选地，在本实施例中，第一法兰30为上法兰，第二法兰40为下法兰，即排气阀设置在下法兰上，在其他实施例中，还可以第一法兰30为下法兰，第二法兰40为上法兰，即排气阀设置在上法兰上。

如图7所示，气缸20的第二端设置有主排气槽24，主排气槽24使压缩腔21与第二排气口能够连通。其中，第一排气口31和第二排气口同时排气，优选地，辅助排气槽23和主排气槽24位于共线，且两者的连接线与气缸20的轴线平行。

如图2、图6所示，优选地，辅助排气孔141的内侧壁所在圆弧直径为φf，气缸20的内圆直径为φF，其中，f-F＝1.5mm～2mm，优选可以取值1.6mm、1.7mm、1.75mm、1.9mm等，以确保辅助排气孔141的内边沿比排气沉台22内边沿大，在非排气阶段辅助排气孔141能够完全被排气沉台22遮盖，达到密封的作用。辅助排气孔141的外侧壁所在圆弧直径为φg，气缸20上的辅助气槽为圆弧形槽，即月牙形槽，辅助排气槽23的外边缘切圆直径φG，其中，G-g＝0.5mm～0.8mm，优选可以取值0.6mm、0.65mm、0.71等，使排气圆盘14的外边沿和排气沉台22外边沿有一定的间隙，避免在曲轴旋转时两边沿发生摩擦增加功耗。

排气圆盘14与排气沉台22间隙配合，其中，排气圆盘14的外径为φd，排气沉台22的内径为φD，D-d＝0.1mm～0.2mm，优选可以取值1.11mm、0.13mm、0.15mm等；排气圆盘14的厚度为h，排气沉台22的深度为H，其中，H-h＝0.013mm～0.018mm，优选可以取值0.0131m、0.014mm、0.017mm等。使排气圆盘14能够在排气沉台22内转动。

本发明还提供一种压缩机，包括上述压缩机泵体组件，优选地，压缩机包括单缸压缩机、双缸压缩机和多缸压缩机。

在压缩机运行时，如图9、图10所示，排气开始时，泵体组件处于a位置，主排气端的阀片42打开，主排气端开始排气(即第二排气口开始排气)，在压缩机曲轴10继续转过5°～8°时，例如转过6°、7°等，另一端的排气圆盘14上的辅助排气孔141的始端与辅助排气槽23重合，第一排气口31开始排气。随着压缩机曲轴10继续旋转，排气持续进行，如图11、图12所示，排气结束时，泵体组件处于b位置，阀片42关闭，主排气结束，此时，由于辅助排气孔141的角度β小于主排气角度α，且辅助排气孔141的角度β的起始位置滞后于主排气角度α的起始位置5°～8°，例如转过6.5°、7°等，故另一端的辅助排气圆盘14上的辅助排气孔141的末端可以在主排气结束的同时转过辅助排气槽23，也可以提前转过辅助排气槽23。在一个吸排气周期结束后，压缩机开始进行下一轮压缩。

需要说明的是，在一个排气周期结束时，当压缩机曲轴10继续旋转，泵体组件处于吸气阶段时，辅助排气孔141与排气沉台22平面贴合，可以达到密封的作用，避免气体泄漏。

进一步地，关于辅助排气孔141的角度β的选取范围依据如下：

当前压缩机的排气角度α的范围在160°～210°，例如可以取值165°、175°、190°、200°等，为了保证排气正常进行，必须先让主排气建立起背压，即辅助排气必须晚于主排气，故辅助排气孔141的角度β的起始位置滞后于主排气角度α的起始位置5°～8°(5°≤γ≤8°)。此外，为了保证密封效果，主排气结束时，辅助排气孔141必须已经完全转过辅助排气槽23，故辅助排气孔141β的取值必须小于压缩机排气角度的最小值160°，进一步地，为了保证辅助排气效果，辅助排气孔141的角度β的最小值取110°，故有110°≤β≤150°，例如可以取值110°、112°、130°、145°等。

本发明通过在压缩机曲轴上设置排气圆盘并在排气圆盘上设置辅助排气孔，双排气其中之一改为辅助排气，用排气圆盘代替排气阀，能够减小排气阻力，减小余隙容积，替代双排气之一的阀片、挡板和铆钉组合的排气方式，减小噪音。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (12)

1.一种压缩机泵体组件，其特征在于：包括长轴（11）、短轴（12）、偏心部（13）和排气圆盘（14），所述偏心部（13）位于所述长轴（11）和所述短轴（12）之间，

所述长轴（11）和所述短轴（12）的轴线共线，所述偏心部（13）的轴线与所述长轴（11）和所述短轴（12）的轴线错开设置，

所述排气圆盘（14）设置在所述偏心部（13）的一端，且所述排气圆盘（14）的轴线与所述长轴（11）和所述短轴（12）的轴线共线，

所述排气圆盘（14）上设置有辅助排气孔（141），所述辅助排气孔（141）沿所述排气圆盘（14）的周向形成弧形孔；

还包括有气缸（20），所述气缸（20）形成有压缩腔（21），所述偏心部（13）可转动地置于所述压缩腔（21）内，所述气缸（20）的第一端还设置有用于容纳所述排气圆盘（14）的排气沉台（22），所述排气沉台（22）的内侧边缘处设置有辅助排气槽（23），所述排气圆盘（14）转动过程中的一部分行程内，所述辅助排气孔（141）通过所述辅助排气槽（23）与所述压缩腔（21）连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述辅助排气孔（141）位于靠近所述排气圆盘（14）边缘的位置。

3.根据权利要求2所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述辅助排气孔（141）的起始端与所述偏心部（13）的偏心方向的夹角为γ，其中，γ的取值范围为5°～10°。

4.根据权利要求3所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述辅助排气孔（141）对应的圆心角为β，其中，β的取值范围为110°～150°。

5.根据权利要求1-4任一项所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述排气圆盘（14）与所述偏心部（13）形成一体结构。

6.根据权利要求5所述的压缩机泵体组件，其特征在于：还包括第一法兰（30），所述第一法兰（30）设置在所述气缸（20）第一端，所述第一法兰（30）上设置有第一排气口（31），所述第一排气口（31）用于使所述辅助排气孔（141）与所述气缸（20）外部连通；

第二法兰（40），所述第二法兰（40）设置在所述气缸（20）的第二端，所述第二法兰（40）上设置有第二排气口和排气阀，所述排气阀用于控制所述第二排气口的开闭。

7.根据权利要求6所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述第一排气口（31）和所述第二排气口同时进行排气。

8.根据权利要求7所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述辅助排气孔（141）的内侧壁所在圆弧直径为φf，所述气缸（20）的内圆直径为φF，其中，F-f=1.5mm～2mm；

所述辅助排气孔（141）的外侧壁所在圆弧直径为φg，所述气缸（20）上的辅助气槽为圆弧形槽，所述辅助排气槽（23）的外边缘切圆直径φG，其中，G-g=0.5mm～0.8mm。

9.根据权利要求8所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述排气圆盘（14）与所述排气沉台（22）间隙配合，其中，所述排气圆盘（14）的外径为φd，所述排气沉台（22）的内径为φD，D-d=0.1mm～0.2mm。

10.根据权利要求7所述的压缩机泵体组件，其特征在于：所述排气圆盘（14）的厚度为h，所述排气沉台（22）的深度为H，其中，H-h=0.013mm～0.018mm。

11.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求6-10任一项所述的压缩机泵体组件，所述压缩机为双排气压缩机。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机包括单缸压缩机、双缸压缩机和多缸压缩机。

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