CN112343818B - 一种泵体结构和空调器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种泵体结构和空调器，泵体结构包括：主轴、气缸和滑片，所述气缸的内周面处朝其中心轴线的方向设置有凸起，所述主轴在转动的过程中、所述主轴的外周面始终与所述凸起贴合设置，且所述主轴上还设置有滑片槽，所述滑片设置于所述滑片槽中，且能在所述主轴的转动过程中、所述滑片的头部伸出与所述气缸的内周面抵接，使得所述气缸的内周面和所述主轴的外周面、以及所述滑片和所述凸起之间共同围成压缩腔或膨胀腔。根据本公开无需设置滚子，同尺寸下容积利用率高，零部件简单，压缩机或膨胀机的成本低；并且能使容积变换率均匀，压缩机排气、吸气速度均匀稳定，吸、排气流脉动和噪音小，排气阀可靠性高。

Description

一种泵体结构和空调器
技术领域
本公开涉及泵技术领域，具体涉及一种泵体结构和空调器。
背景技术
传统滚动转子式压缩机为实现气体的压缩，主轴开设有偏心部结构，偏心部上套有滚子，通过主轴偏心部带动滚子与滑片及气缸构成的腔体变化，实现压缩气体的功能。
偏心部的存在导致主轴在旋转的时候产生不对称的离心力，影响压缩机平衡，造成压缩机噪音、振动大。为了改善这种不平衡力，现有滚动转子式压缩机最常用的措施是在电机转子上设置平衡主轴偏心质量的平衡块，平衡块一般有两块，分主平衡块和副平衡块，分别设置在转子的底部和顶部。平衡块的设置能实现压缩机的力平衡(静平衡)，但是力矩平衡(动平衡)仍然不能完全改善，压缩机运行振动噪音依旧较大，同时，由于平衡块要通过转子来固定，所以选用的必须是非导磁材料，一般采用的是铜制平衡块，造成压缩机成本较高。此外，传统滚动转子压缩机为了在刚启动时保证滑片正常伸出，在滑片尾部设置了弹簧，以提供压缩机刚启动时滑片的背压。
由于现有技术中的传统滚动转子式压缩机的主轴偏心部设置了滚子，气缸容积利用率低，零件数量多，压缩机成本高等技术问题，因此本公开研究设计出一种泵体结构和空调器。
公开内容
因此，本公开要解决的技术问题在于克服现有技术中传统滚动转子式压缩机的主轴偏心部设置了滚子，气缸容积利用率低，零件数量多，压缩机成本高的缺陷，从而提供一种泵体结构和空调器。
为了解决上述问题，本公开提供一种泵体结构，其包括：
主轴、气缸和滑片，所述气缸的内周面处朝其中心轴线的方向设置有凸起，所述主轴在转动的过程中、所述主轴的外周面始终与所述凸起贴合设置，且所述主轴上还设置有滑片槽，所述滑片设置于所述滑片槽中，且能在所述主轴的转动过程中、所述滑片的头部伸出与所述气缸的内周面抵接，使得所述气缸的内周面和所述主轴的外周面、以及所述滑片和所述凸起之间共同围成压缩腔或膨胀腔。
在一些实施方式中，所述气缸的内周面上除了所述凸起以外的部分距所述主轴的中心轴线的最短距离均大于所述主轴的半径；和/或，
所述凸起在所述气缸的横截面内的截面形状为由多段圆弧组成；相邻两段所述圆弧在其相接位置的切线相重合，为光滑曲面过渡。
在一些实施方式中，在所述气缸上位于所述凸起的沿所述气缸的周向方向的一侧开设有吸气口，在所述气缸上位于所述凸起的沿所述气缸的周向方向的另一侧开设排气口。
在一些实施方式中，所述吸气口与所述凸起相接设置，所述排气口与所述凸起相接设置。
在一些实施方式中，所述滑片能从所述滑片槽中伸出或缩回，所述滑片槽的长度大于等于所述滑片的长度；和/或，所述滑片的头部在所述气缸的横截面上的投影为圆弧状的结构。
在一些实施方式中，当所述主轴转动至所述滑片槽不与所述凸起相对时，通过离心力使得所述滑片的部分结构被甩出所述滑片槽而与所述气缸的内周面始终保持抵接；当所述主轴转动至所述滑片槽与所述凸起相对时，所述滑片与所述凸起抵接而使得所述滑片被顶入所述滑片槽的内部。
在一些实施方式中，所述主轴上沿轴线方向开设有中心孔，所述中心孔延伸至所述滑片槽的位置，且所述滑片槽的径向内端开设有连通孔，通过连通孔使得所述中心孔与所述滑片槽相连通，且所述中心孔中能够通入具有压力的油、而对所述滑片的尾部产生压力。
在一些实施方式中，所述主轴包括沿其轴向方向依次相接的长轴、中心部和短轴，所述中心部位于所述长轴和所述短轴之间，且所述中心部与所述气缸相对，且所述滑片槽设置在所述中心部的外周面上、并朝所述中心部的内部延伸。
在一些实施方式中，所述长轴为圆柱体，所述中心部为圆柱体，所述短轴为圆柱体，且所述长轴、所述中心部和所述短轴同中心轴线设置。
在一些实施方式中，所述泵体结构为压缩机或膨胀机。
本公开还提供一种空调器，其包括前任一项所述的泵体结构。
本公开提供的一种泵体结构和空调器具有如下有益效果：
1.本公开通过在泵体结构的气缸的内周面处设置凸起结构，使得在主轴转动过程中、主轴的外周面始终与凸起相接，而同时在主轴上设置滑片槽、其中容纳设置滑片，滑片的头部伸出并与气缸的内周面抵接，从而在气缸的内周面和所述主轴的外周面、以及所述滑片和所述凸起之间共同围成压缩腔或膨胀腔，无需设置滚子，同尺寸下容积利用率高(S4+S5＞S1+S2+S3)，零部件简单，压缩机或膨胀机的成本低；并且本公开的技术方案通过特殊的气缸结构，使容积变换率均匀，压缩机排气、吸气速度均匀稳定，吸、排气流脉动和噪音小，排气阀可靠性高；
2.本公开技术方案提出的新型压缩机结构不需在主轴上设置偏心部，主轴的中心部、长轴和短轴均为同轴心设置，其偏心质量小，压缩机平衡块设计简单，成本低；本公开的技术方案提出的新型压缩机结构启动时通过离心力使滑片伸出，无需设置弹簧，简少泵体零部件数量，降低成本，简化装配工艺；本公开的技术方案提出的新型压缩机结构运行时滑片具有自补偿功能，因此装配时只需控制一个角度间隙，即气缸与主轴0°位置间隙，调心简单，装配工艺简单。
附图说明
图1是本公开的泵体结构的爆炸结构图；
图2是本公开的泵体结构的纵向剖面示意图；
图3是本公开的泵体结构中的上法兰的结构示意图；
图4是本公开的泵体结构中的下法兰的结构示意图；
图5是本公开的泵体结构中的气缸的结构示意图；
图6是本公开的泵体结构中的主轴的结构示意图；
图7是本公开的泵体结构中的滑片的结构示意图；
图8是本公开的泵体结构中的气缸部分的结构示意图；
图9是本公开的泵体结构中的泵体运行示意图；
图10是本公开的泵体结构与现有泵体结构同尺寸的吸气容积对比图；
图11是本公开的泵体结构与现有泵体结构同尺寸的容积变化率对比图。
附图标记表示为：
1、主轴；11、滑片槽；12、中心孔；13、连通孔；14、长轴；15、中心部；16、短轴；2、气缸；21、凸起；22、吸气口；23、排气口；3、滑片；31、头部；32、尾部；4、压缩腔；5、上法兰；6、下法兰；7、电机转子；8、螺钉。
具体实施方式
如图1-11所示，本公开提供一种泵体结构，其包括：
主轴1、气缸2和滑片3，所述气缸2的内周面处朝其中心轴线的方向设置有凸起21，所述主轴1在转动的过程中、所述主轴1的外周面始终与所述凸起21贴合设置，且所述主轴1上还设置有滑片槽11，所述滑片3设置于所述滑片槽11中，且能在所述主轴1的转动过程中、所述滑片3的头部31伸出与所述气缸2的内周面抵接，使得所述气缸2的内周面和所述主轴1的外周面、以及所述滑片3和所述凸起21之间共同围成压缩腔4或膨胀腔。
本公开通过在泵体结构的气缸的内周面处设置凸起结构，使得在主轴转动过程中、主轴的外周面始终与凸起相接，而同时在主轴上设置滑片槽、其中容纳设置滑片，滑片的头部伸出并与气缸的内周面抵接，从而在气缸的内周面和所述主轴的外周面、以及所述滑片和所述凸起之间共同围成压缩腔或膨胀腔，无需设置滚子，同尺寸下容积利用率高(S4+S5＞S1+S2+S3)，如图10所示，零部件简单，压缩机或膨胀机的成本低；并且本公开的技术方案通过特殊的气缸结构，使容积变换率均匀，压缩机排气、吸气速度均匀稳定，吸、排气流脉动和噪音小，排气阀可靠性高，如图11所示。
本公开的方案通过使用新型结构压缩机，实现压缩机偏心质量小，降低压缩机运行时的噪音振动，提高压缩机可靠性。同时，由于其特殊的结构形式，压缩机启动时无需弹簧提供背压，无需滚子，取消弹簧和滚子简化压缩机装配工艺和降低零件成本。
在一些实施方式中，所述气缸2的内周面上除了所述凸起21以外的部分距所述主轴1的中心轴线的最短距离均大于所述主轴1的半径；而凸起距主轴中心轴线的最短距离等于主轴的半径(保证凸起与主轴外周面之间的有效贴合，保证凸起周向两侧的密封)，和/或，
所述凸起21在所述气缸2的横截面内的截面形状为由多段圆弧组成；相邻两段所述圆弧在其相接位置的切线相重合，为光滑曲面过渡。
本公开通过将气缸的内周面上除了凸起以外的部分与主轴的中心轴线的最短距离设置为均大于主轴的半径，能够有效地保证除了凸起以外的气缸内周面与曲轴外周面之间形成空腔结构，以使气体在该空腔内部进行压缩或膨胀；而凸起由多段圆弧组成，且相邻两段圆弧之间光滑过渡，能够使得曲轴外周面与凸起之间进行有效的密封贴合，且滑片与凸起之间能够形成光滑的贴合过渡，保证滑片两侧的气体的密封性能。
在一些实施方式中，在所述气缸2上位于所述凸起21的沿所述气缸2的周向方向的一侧开设有吸气口22，在所述气缸2上位于所述凸起21的沿所述气缸2的周向方向的另一侧开设排气口23。本公开通过在凸起的周向一侧开设吸气口、另一侧开设排气口，能够使得凸起一侧的吸气口在适当的时候进行吸气，凸起另一侧的排气口在适当的时候进行排气作用。
在一些实施方式中，所述吸气口22与所述凸起21相接设置，所述排气口23与所述凸起21相接设置。吸气口与凸起相接、排气口与凸起相接，能够有效地提高容积效率，减小余隙容积。
在一些实施方式中，所述滑片3能从所述滑片槽11中伸出或缩回，所述滑片槽11的长度大于等于所述滑片3的长度；和/或，所述滑片3的头部在所述气缸2的横截面上的投影为圆弧状的结构。滑片从滑片槽中伸出或缩回、滑片槽的长度大于等于滑片的长度，能够使得滑片能够伸出滑片槽而与气缸内周面进行抵接、而产生压缩或膨胀的密闭空间，滑片缩回滑片槽是在滑片与凸起相对的位置时被凸起顶回；滑片头部优选为圆弧状的结构，一方面能够提高与气缸内周面之间的密封性能，另一方面还能与凸起的弧形结构相配合，保证光滑相接、进一步提高密封性能。
在一些实施方式中，当所述主轴1转动至所述滑片槽11不与所述凸起21相对时，通过离心力使得所述滑片3的部分结构被甩出所述滑片槽11而与所述气缸2的内周面始终保持抵接；当所述主轴1转动至所述滑片槽11与所述凸起21相对时，所述滑片3与所述凸起21抵接而使得所述滑片3被顶入所述滑片槽11的内部。这是本公开的滑片的运动原理和过程，即主轴转至滑片槽不与凸起相对时、通过曲轴转动的离心力能够驱使滑片向外伸出滑片槽而与气缸内周面实现抵接，与凸起相对时滑片被凸起顶回；本公开的技术方案提出的新型压缩机结构启动时通过离心力使滑片伸出，无需设置弹簧，简少泵体零部件数量，降低成本，简化装配工艺；本公开的技术方案提出的新型压缩机结构运行时滑片具有自补偿功能，因此装配时只需控制一个角度间隙，即气缸与主轴0°位置间隙，调心简单，装配工艺简单。
在一些实施方式中，所述主轴1上沿轴线方向开设有中心孔12，所述中心孔12延伸至所述滑片槽11的位置，且所述滑片槽11的径向内端开设有连通孔13，通过连通孔13使得所述中心孔12与所述滑片槽11相连通，且所述中心孔12中能够通入具有压力的油气、而对所述滑片3的尾部32产生压力。本公开还通过设置中心孔和连通孔，能够将高压油气通入至滑片的尾部，而驱动滑片始终抵接在气缸的内周面上，保证滑片与气缸内周面之间的密封相接，进一步有效提高了滑片两侧的密封性能，提高压缩或膨胀性能。
在一些实施方式中，所述主轴1包括沿其轴向方向依次相接的长轴14、中心部15和短轴16，所述中心部15位于所述长轴14和所述短轴16之间，且所述中心部15与所述气缸2相对，且所述滑片槽11设置在所述中心部15的外周面上、并朝所述中心部15的内部延伸。
在一些实施方式中，所述长轴14为圆柱体，所述中心部15为圆柱体，所述短轴16为圆柱体，且所述长轴14、所述中心部15和所述短轴16同中心轴线设置。
所述主轴1不存在偏心部，本公开技术方案提出的新型压缩机结构不需在主轴上设置偏心部，主轴的中心部、长轴和短轴均为同轴心设置，其偏心质量小，压缩机平衡块设计简单，成本低。
在一些实施方式中，所述泵体结构为压缩机或膨胀机。
本公开提供一种压缩机，含有上法兰、下法兰、主轴、气缸和滑片：
1.所述气缸中心线与主轴中心线重合，无偏心距，气缸垂直于主轴中心线的截面内的内轮廓为若干段曲线组合而成，而非圆形，内轮廓曲线具有至少一个分离到主轴中心线的距离为主轴半径的最高点或弧段，其余各段曲线到主轴中心线的距离都大于主轴半径，气缸内轮廓线的最高点组成的侧线或最高弧段组成的面与主轴圆柱面贴合；
2.所述主轴由长轴、短轴和中心部组成，所述中心部开设有至少一个滑片槽；
3.所述主轴开设有中心孔，中心孔分别与滑片槽和压缩机壳体内部空间连通；
4.所述滑片装配在主轴滑片槽内，滑片头部与气缸内圆面配合；
5.所述滑片槽与气缸的直径可以成0°或成一定的倾角。
能够具备如下效果：
1.如图10，本公开技术方案提出的新型压缩机结构无需设置滚子，同尺寸下容积利用率高(S4+S5＞S1+S2+S3)，零部件简单，压缩机成本低；
2.本公开技术方案提出的新型压缩机结构偏心质量小，压缩机平衡块设计简单，成本低；
3.本公开技术方案提出的新型压缩机结构启动时通过离心力使滑片伸出，无需设置弹簧，简少泵体零部件数量，降低成本，简化装配工艺；
4.如图11，本公开技术方案通过特殊的气缸结构，使容积变换率均匀，压缩机排气、吸气速度均匀稳定，吸、排气流脉动和噪音小，排气阀可靠性高；
5.本公开技术方案提出的新型压缩机结构运行时滑片具有自补偿功能，因此装配时只需控制一个角度间隙，即气缸与主轴0°位置间隙，调心简单，装配工艺简单；
本公开还提供一种空调器，其包括前任一项所述的泵体结构。
如图1为本公开的压缩机泵体爆炸示意图，其主要由电机转子、上法兰、下法兰、气缸、主轴、滑片和螺钉组成。图2为新型压缩机泵体截面图，主轴上下两个端面与上、下法兰分别贴合，主轴和滑片把气缸分隔成两个互不相通的气腔；压缩机工作时，电机转子带动主轴转动，滑片沿着主轴滑片槽侧面滑动，同时随着主轴转动，并且保持头部始终与气缸内壁贴合。随着滑片的运动，造成滑片前腔体积缩小，形成压缩和排气，同时滑片后腔体积增大，气体被吸入。图3、图4为本申请的新型压缩机的上法兰、下法兰图。图5为新型压缩机的气缸图，气缸上开设有吸气口和排气口，分作为腔体吸气和排气通道，所述气缸内壁为非圆形，是由多段圆弧构成，每段圆弧之间相切连接，保证滑片运动时顺畅。图6为本申请的新型压缩机主轴图，所述主轴分为长轴、短轴和中心部，三者互为同轴，所述主轴开设有与轴心同轴的中心孔，所述中心部上开设有滑片槽，滑片槽尾部开设有连通孔，使中心孔与滑片槽实现连通。图8为本申请方案的滑片图，所述滑片头部在端面投影为圆弧状。图9为本申请的新型压缩机泵体截面图，压缩机运行时，压缩机壳体内部的高压油或气会通过中心孔和连通孔进入滑片槽，形成推动滑片往外运行的背压力，实现滑片头部与气缸内壁的紧密贴合。
具体的，如图9本申请的新型压缩机运行图：
压缩机启动时，由于主轴旋转，滑片受离心力的作用会从滑片槽内伸出并保持头部贴紧气缸内壁。当滑片处于0°时，滑片退至滑片槽最内侧，随着主轴旋转，滑片贴紧气缸内壁型线慢慢伸出，当滑片转过吸气口边界时，泵体开始吸气。随着主轴继续旋转，滑片依次转过90°、180°、270°位置，此时腔内容积变化率不变，当滑片前腔压力达到排气压力时，腔内气体通过排气口排出。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。

Claims (11)

1.一种泵体结构，其特征在于：包括：
主轴(1)、气缸(2)和滑片(3)，所述气缸(2)的内周面处朝其中心轴线的方向设置有凸起(21)，所述主轴(1)在转动的过程中、所述主轴(1)的外周面始终与所述凸起(21)贴合设置，且所述主轴(1)上还设置有滑片槽(11)，所述滑片(3)设置于所述滑片槽(11)中，且能在所述主轴(1)的转动过程中、所述滑片(3)的头部(31)伸出与所述气缸(2)的内周面抵接，使得所述气缸(2)的内周面和所述主轴(1)的外周面、以及所述滑片(3)和所述凸起(21)之间共同围成压缩腔(4)或膨胀腔。
2.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于：
所述气缸(2)的内周面上除了所述凸起(21)以外的部分距所述主轴(1)的中心轴线的最短距离均大于所述主轴(1)的半径；和/或，
所述凸起(21)在所述气缸(2)的横截面内的截面形状为由多段圆弧组成；相邻两段所述圆弧在其相接位置的切线相重合，为光滑曲面过渡。
3.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于：
在所述气缸(2)上位于所述凸起(21)的沿所述气缸(2)的周向方向的一侧开设有吸气口(22)，在所述气缸(2)上位于所述凸起(21)的沿所述气缸(2)的周向方向的另一侧开设排气口(23)。
4.根据权利要求3所述的泵体结构，其特征在于：
所述吸气口(22)与所述凸起(21)相接设置，所述排气口(23)与所述凸起(21)相接设置。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的泵体结构，其特征在于：
所述滑片(3)能从所述滑片槽(11)中伸出或缩回，所述滑片槽(11)的长度大于等于所述滑片(3)的长度；和/或，所述滑片(3)的头部在所述气缸(2)的横截面上的投影为圆弧状的结构。
6.根据权利要求5所述的泵体结构，其特征在于：
当所述主轴(1)转动至所述滑片槽(11)不与所述凸起(21)相对时，通过离心力使得所述滑片(3)的部分结构伸出所述滑片槽(11)而与所述气缸(2)的内周面始终保持抵接；当所述主轴(1)转动至所述滑片槽(11)与所述凸起(21)相对时，所述滑片(3)与所述凸起(21)抵接而使得所述滑片(3)被顶入所述滑片槽(11)的内部。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的泵体结构，其特征在于：
所述主轴(1)上沿轴线方向开设有中心孔(12)，所述中心孔(12)延伸至所述滑片槽(11)的位置，且所述滑片槽(11)的径向内端开设有连通孔(13)，通过连通孔(13)使得所述中心孔(12)与所述滑片槽(11)相连通，且所述中心孔(12)中能够通入具有压力的油气、而对所述滑片(3)的尾部(32)产生压力。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的泵体结构，其特征在于：
所述主轴(1)包括沿其轴向方向依次相接的长轴(14)、中心部(15)和短轴(16)，所述中心部(15)位于所述长轴(14)和所述短轴(16)之间，且所述中心部(15)与所述气缸(2)相对，且所述滑片槽(11)设置在所述中心部(15)的外周面上、并朝所述中心部(15)的内部延伸。
9.根据权利要求8所述的泵体结构，其特征在于：
所述长轴(14)为圆柱体，所述中心部(15)为圆柱体，所述短轴(16)为圆柱体，且所述长轴(14)、所述中心部(15)和所述短轴(16)同中心轴线设置。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的泵体结构，其特征在于：
所述泵体结构为压缩机或膨胀机。
11.一种空调器，其特征在于：包括权利要求1-10中任一项所述的泵体结构。
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