CN114060274B - 泵体结构、压缩机和空调器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种泵体结构、压缩机和空调器。该泵体结构包括曲轴(1)、滚子(2)和法兰，曲轴(1)包括偏心部(3)，滚子(2)套设在偏心部(3)外，滚子(2)的内孔相邻区域填充有实体结构(4)，实体结构(4)位于偏心部(3)的轴向外侧，实体结构(4)的端面与法兰的端面之间形成密封配合，实体结构(4)沿周向方向所占据的偏心部(3)的圆心角度为整圆角度的3/5以上。根据本申请的泵体结构、压缩机和空调器，能够保证滚子的密封效果，有效减少由滚子内孔至滚子外圆的冷媒泄漏，提高了压缩机能效。

Description

泵体结构、压缩机和空调器

技术领域

本申请涉及空调技术领域，具体涉及一种泵体结构、压缩机和空调器。

背景技术

在现有泵体设计中，小缸高和小缸径是泵体提效的重要路线，但是在小缸径小缸高的优化过程中，滚子厚度一般会设计的较薄，而压缩机运行过程中，滚子内孔腔体通过曲轴油路孔联通壳体内高压腔体，因此滚子内孔为高压区域，其压力可以认为与排气压力相当，而滚子外圆区域的压力则分布复杂，其邻接吸气腔，可认为该部分压力与吸气压力相当，与压缩腔邻接部分，则为压缩腔压力，随角度不同而不同。

由于滚子和气缸上端盖之间是相对运动的，因此滚子和上端盖之间必须保证一定的间隙，避免滚子卡死。当滚子厚度比较薄时，滚子内高压的冷媒向滚子外低压区域泄漏严重，从而降低压缩机制冷量，增加压缩机功耗，影响了压缩机能效。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种泵体结构、压缩机和空调器，能够保证滚子的密封效果，有效减少由滚子内孔至滚子外圆的冷媒泄漏，提高了压缩机能效。

为了解决上述问题，本申请提供一种泵体结构，包括曲轴、滚子和法兰，曲轴包括偏心部，滚子套设在偏心部外，滚子的内孔相邻区域填充有实体结构，实体结构位于偏心部的轴向外侧，实体结构的端面与法兰的端面之间形成密封配合，实体结构沿周向方向所占据的偏心部的圆心角度为整圆角度的3/5以上。

优选地，实体结构的厚度沿着从距离曲轴的回转轴线最远的内孔处向两侧的方向递减。

优选地，偏心部上设置有台阶，实体结构与偏心部为分体结构，实体结构套设在台阶的小轴段外，并且支撑在台阶的支撑面上。

优选地，台阶的小轴段端面为止推面，实体结构的端面高度低于止推面的高度。

优选地，滚子的壁厚为δ，2≤δ≤5.5+(d-20.8)×0.15；其中d为滚子内孔直径，单位为mm。

优选地，实体结构与偏心部一体成型。

优选地，偏心部的上下两端均设置有实体结构，实体结构之间形成减重空腔，减重空腔的内周壁与偏心部同轴设置。

优选地，减重空腔的开口朝向滚子，曲轴上设置有中心油孔，减重空腔的内壁上设置有连通减重空腔与中心油孔的侧向油孔，实体结构上开设有连通实体结构的端面与减重空腔的倾斜油孔，倾斜油孔从减重空腔向着实体结构的端面斜向外延伸。

优选地，曲轴上设置有中心油孔，偏心部上设置有倾斜油孔，倾斜油孔能够延伸至实体结构的端面上，并将中心油孔的油导流至实体结构的端面上。

优选地，实体结构的端面上设置有沿周向延伸的储油槽，倾斜油孔延伸至储油槽的底部。

优选地，滚子的内孔倒角小于或等于C0.4mm，偏心部的倒角小于或等于C0.5mm。

优选地，偏心部包括上偏心部和下偏心部，法兰包括上法兰和下法兰，上偏心部和下偏心部之间设置有隔板，上偏心部的下止推面与隔板之间存在间隙，间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，下偏心部的上止推面与隔板之间存在间隙，间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，上偏心部的上止推面与上法兰之间存在间隙，间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，下偏心部的下止推面与下法兰之间接触贴合。

优选地，实体结构的端面上开设有储油槽，储油槽沿着偏心部的周向延伸。

优选地，偏心部的止推面远离曲轴的回转轴线的边界为与回转轴线不同轴的曲线。

优选地，偏心部的止推面远离曲轴的回转轴线的边界为与偏心部同轴的曲线。

根据本申请的另一方面，提供了一种压缩机，包括泵体结构，该泵体结构为上述的泵体结构。

根据本申请的另一方面，提供了一种空调器，包括泵体结构，该泵体结构为上述的泵体结构。

本申请提供的泵体结构，包括曲轴、滚子和法兰，曲轴包括偏心部，滚子套设在偏心部外，滚子的内孔相邻区域填充有实体结构，实体结构位于偏心部的轴向外侧，实体结构的端面与法兰的端面之间形成密封配合，实体结构沿周向方向所占据的偏心部的圆心角度为整圆角度的3/5以上。该泵体结构将滚子内孔的高压空腔区域改进为实体结构，并且使得该实体结构在圆周方向上占据整圆角度的3/5以上，能够在滚子内孔容易泄露的整个周向区域设置足够周向长度的密封结构，对由于滚子厚度较薄所引起的容易泄露区域进行优化改善，从而避免了该区域内冷媒泄露至滚子外圆，或者加长了高压冷媒泄露至滚子外圆的路径，减少了冷媒泄露。

附图说明

图1为本申请一个实施例的泵体组件的结构示意图；

图2为本申请一个实施例的曲轴的分解结构示意图；

图3为本申请一个实施例的泵体结构的剖视结构示意图；

图4为相关技术的泵体结构的曲轴的立体结构图；

图5为本申请一个实施例的曲轴的立体结构示意图；

图6为相关技术的泵体结构的曲轴的立体结构图；

图7为本申请一个实施例的曲轴的立体结构示意图；

图8为相关技术的压缩机的结构示意图；

图9为本申请一个实施例的压缩机的剖视结构示意图；

图10为图9的A处的放大结构示意图；

图11为图9的B处的放大结构示意图；

图12为图9的C处的放大结构示意图；

图13为相关技术的泵体结构的曲轴的结构示意图；

图14为本申请一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；

图15为本申请一个实施例的曲轴的结构示意图；

图16为本申请一个实施例的曲轴的立体结构示意图；

图17为本申请一个实施例的曲轴的剖视结构示意图；

图18为相关技术的泵体结构的漏油结构示意图；

图19为相关技术的泵体结构的分解结构示意图；

图20为本申请一个实施例的泵体组件的密封结构示意图；

图21为本申请一个实施例的泵体组件的分解结构示意图。

附图标记表示为：

1、曲轴；2、滚子；3、偏心部；3a、上偏心部；3b、下偏心部；4、实体结构；5、止推面；6、减重空腔；7、中心油孔；8、倾斜油孔；9、侧向油孔；10、储油槽；11、上法兰；12、下法兰；13、隔板。

具体实施方式

结合参见图1至3、5、7、9至12、14至17、20和21所示，根据本申请的实施例，泵体结构包括曲轴1、滚子2和法兰，曲轴1包括偏心部3，滚子2套设在偏心部3外，滚子2的内孔相邻区域填充有实体结构4，实体结构4位于偏心部3的轴向外侧，实体结构4的端面与法兰的端面之间形成密封配合，实体结构沿周向方向所占据的偏心部3的圆心角度为整圆角度的3/5以上。上述的偏心部3例如为圆柱形结构。

结合参见图8所示，相关压缩机结构中，其滚子内孔为高压区域，压缩机运行过程中，滚子内孔腔体通过曲轴油路孔联通壳体内高压腔体，因此滚子内孔为高压区域，其压力可以认为与排气压力相当，而滚子外圆区域的压力则分布复杂，其邻接吸气腔，可认为该部分压力与吸气压力相当，与压缩腔邻接部分，则为压缩腔压力，随角度不同而不同。

由于滚子和气缸上端盖之间是相对运动的，因此滚子和上端盖之间必须保证一定的间隙，避免滚子卡死。此处的上端盖随压缩机类型不同而不同，例如，单缸压缩机而言，该气缸上端盖为上法兰，对于双缸及以上的压缩机而言，根据气缸位置的不同，该气缸上端盖可以为上法兰，也可以为隔板。

滚子和上端盖之间间隙的存在，使得滚子内高压的冷媒会向滚子外低压区域产生泄漏，从而降低压缩机能力，增加压缩机功耗，影响了压缩机能效。特别是采用小缸高和小缸径泵体提效时，滚子设计越来越薄，这种泄露带来的能效问题日趋凸显。

本申请实施例中，对滚子2内孔区域的偏心部3的结构进行了改造，将滚子内孔的高压空腔区域改进为实体结构，使得实体结构填补了空腔区域，能够与法兰之间形成密封，并且使得该实体结构在圆周方向上占据整圆角度的3/5以上，能够在滚子内孔容易泄露的整个周向区域设置足够周向长度的密封结构，对由于滚子厚度较薄所引起的容易泄露区域进行优化改善，从而避免了该区域内冷媒泄露至滚子外圆，或者加长了高压冷媒泄露至滚子外圆的路径，减少了冷媒泄露，提升了压缩机能力，降低了压缩机功耗，提高了压缩机能效，保证了小缸高和小缸径泵体的工作性能。

为了尽可能多地提升本申请实施例的泵体结构的密封效果，滚子内孔靠近滚子区域应该尽可能多地设置为实体部分；但是由于偏心部导油槽结构的存在，很难实现全部实体化，因此需要保证实体结构4在圆周方向上布置足够大的范围，从而保证实体结构4与法兰之间的密封效果，因此，在设计过程中，使得实体结构在圆周方向上占据整圆角度的3/5以上，能够很好地满足上述的要求，提高泵体结构工作的可靠性。

结合参见图1和图2所示，在一个实施例中，实体结构4的厚度沿着从距离曲轴1的回转轴线最远的内孔处向两侧的方向递减。由于距离曲轴的回转轴线越远，滚子2的内孔高压区域厚度越大，因此根据高压区域的厚度变化来设计实体结构4的厚度，能够使得实体结构4的结构设计与高压区域的结构变化相适配，有效避免冷媒泄漏。

在一个实施例中，偏心部3上设置有台阶，实体结构4与偏心部3为分体结构，实体结构4套设在台阶的小轴段外，并且支撑在台阶的支撑面上。在本实施例中，实体结构4先相对于偏心部3独立成型，然后固定安装在偏心部3的台阶上，从而填补台阶的小轴段外的高压区域，使得这部分区域能够与法兰配合，形成密封，加长了冷媒由滚子内孔向滚子外圆流动的路径，提高了滚子2的密封性能。

在一个实施例中，台阶的小轴段端面为止推面5，实体结构4的端面高度低于止推面5的高度。在本实施例中，止推面5作为曲轴1支撑在下法兰12上的承载面，需要与下法兰12之间形成接触，如果偏心部3的整个下端面都作为止推面5与下法兰12接触，就会导致偏心部3与下法兰12之间的接触面积过大，造成摩擦损耗过大，降低压缩机的工作能效。通过将实体结构4的端面高度设置为低于止推面5的高度，且使得该高度差在预设范围内，能够在避免实体结构4与下法兰12接触形成接触摩擦的同时，利用润滑油形成油膜密封，有效避免冷媒的泄漏。

在一个实施例中，滚子2的壁厚为δ，2≤δ≤5.5+d-20.8×0.15；其中d为滚子2内孔直径，单位为mm。

通过限定2≤δ，可以使得滚子2能够具有一定的壁厚，从而保证了滚子的结构强度。

通过限定δ≤5.5+d-20.8×0.15，使得滚子内孔部分高压区域被实体结构4替代后，泄露问题得到解决，因此可以进一步减小滚子壁厚，进一步进行小缸高小缸径化，提升压缩机能效。

当限定δ≤5.5+d-20.8×0.15之后，进一步减小了滚子厚度，同时减小了滚子运动时的摩擦功耗，提升了压缩机能效。

在一个实施例中，上述的实体结构4也可以为封闭式的环形结构。

结合参见图3、图5和图7所示，在一个实施例中，实体结构4与偏心部3一体成型。

结合参见图4和图6所示，相关技术的泵体结构中，为了减小摩擦损耗，偏心部一般设计成台阶结构，靠近滚子内孔的区域高度较低，一般会存在较大的空间区域，这一部分空间区域在滚子内孔压力较大且滚子内壁较薄时，会使得冷媒从滚子端面处泄漏出去，造成压缩机能效降低。

在一个实施例中，偏心部3的上下两端均设置有实体结构4，实体结构4之间形成减重空腔6，减重空腔6的内周壁与偏心部3同轴设置。由于偏心部3的上下两端均设置有实体结构4，使得靠近滚子内孔的腔体被填充，并且能够与法兰之间形成密封，因此能够加长高压冷媒泄露至滚子外圆的路径，有效避免该区域内冷媒泄漏至滚子外圆，减少冷媒泄漏。

在一个实施例中，减重空腔6的开口朝向滚子2，曲轴1上设置有中心油孔7，减重空腔6的内壁上设置有连通减重空腔6与中心油孔7的侧向油孔9，实体结构4上开设有连通实体结构4的端面与减重空腔6的倾斜油孔8，倾斜油孔8从减重空腔6向着实体结构4的端面斜向外延伸。

在取消曲轴上下端面台阶并通过实体结构4填充靠近滚子内孔的空腔之后，曲轴偏心部的整体重量增加，不利于压缩机减振及性能提升，通过在偏心部的轴向中间区域设置减重空腔6，可以在利用减重空腔6的上下两侧的实体结构4形成断面密封的同时，减轻偏心部3的重量，从而改善曲轴运转不平衡的问题，提高曲轴运行的稳定性和可靠性。

此外，对比图13中的相关技术的曲轴与图14中的本申请实施例的曲轴，可以看出，相对于相关技术的曲轴，本申请实施例的曲轴取消轴向导油槽，更改为设置在曲轴偏心部轴向的中间位置的侧向油孔9以及设置在实体结构4的端面处的储油槽10，及倾斜设置的连通储油槽10及曲轴偏心部3的上下端面的倾斜油孔8，倾斜油孔8的倾斜方向为：从减重空腔6向上下端面，倾斜油孔8呈远离曲轴中心的方向延伸。在本实施例中，当将侧向油孔9设置在曲轴偏心部轴向的中间位置时，此时如果将实体结构设置为环形结构，则会导致实体结构对侧向油孔9进行封挡，使得油液无法顺利从侧向油孔9进入到储油槽10内，因此，为了保证油液的顺利流动，提高润滑效率，实体结构在对应于侧向油孔9的位置形成避让结构，该避让结构可以为沿径向贯穿的通油孔，或者是将实体结构在对应于侧向油孔9的周向位置进行开槽，打断实体结构的整体环形结构，形成中间断开的环形结构，以在保证供油的情况下，保证实体结构对于滚子2的密封效果，有效防止由于滚子2的壁厚过薄而造成制冷剂或者油液泄漏。

在一个实施例中，曲轴1上设置有中心油孔7，偏心部3上设置有倾斜油孔8，倾斜油孔8能够延伸至实体结构4的端面上，并将中心油孔7的油导流至实体结构4的端面上。

在本实施例中，通过设置倾斜油孔8，可以在曲轴旋转过程中，利用曲轴旋转的离心力将润滑油有中心油孔7通过倾斜油孔8甩出至实体结构4的端面上，从而对实体结构4的端面进行润滑。

在一个实施例中，实体结构4的端面上设置有沿周向延伸的储油槽10，倾斜油孔8延伸至储油槽10的底部，能够在保证实体结构4的端面密封的同时，减少实体结构4与法兰之间的接触摩擦面积，并且可以通过储油槽提高油润滑，减小摩擦损耗。在一个实施例中，储油槽10相对于偏心部3同心设置。

在一个实施例中，滚子2的内孔倒角小于或等于C0.4mm，偏心部3的倒角小于或等于C0.5mm。倒角的存在解决了零件的毛刺翻边问题，同时也偏于装配。滚子内孔倒角小于C0.4mm；曲轴偏心部倒角小于C0.5mm时，不会发生太大泄露，基本可以满足密封效果。

结合参见图8至图13所示，其中图8为相关技术的压缩机结构，图9至图13为改进之后的本申请实施例的压缩机结构，以及图8中各个泄漏位置在改进之后的放大结构图。

在本实施例中，偏心部3包括上偏心部3a和下偏心部3b，法兰包括上法兰11和下法兰12，上偏心部3a和下偏心部3b之间设置有隔板13，上偏心部3a的下止推面5与隔板13之间存在间隙，间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，下偏心部3b的上止推面5与隔板13之间存在间隙，间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，上偏心部3a的上止推面5与上法兰11之间存在间隙，间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，下偏心部3b的下止推面5与下法兰12之间接触贴合。

由于曲轴偏心部3和气缸端盖之间是相对运动的，因此必须存在间隙，防止曲轴卡死。当间隙小于或等于0.18mm时，不会发生太大泄露，基本可以满足密封效果。

在一个实施例中，实体结构4的端面上开设有储油槽10，储油槽10沿着偏心部3的周向延伸。实体结构4与气缸端盖之间存在距离时，该端面靠近曲轴回转轴线部位设置有储油槽10。

曲轴旋转时，储油槽10的冷冻油在离心力作用下，冷冻油会流向远离曲轴中心的区域，即向上述端面位置流动，从而改善该端面的密封作用。

在一个实施例中，偏心部3的止推面5远离曲轴1的回转轴线的边界为与回转轴线不同轴的曲线。

优选地，偏心部3的止推面5远离曲轴1的回转轴线的边界为与偏心部3同轴的曲线。如此设置，可以使得实体结构4更容易实现对整个滚子内孔的密封，进一步提升密封效果，并且简化零件加工难度，降低零件加工成本。

根据本申请的实施例，压缩机包括泵体组件，该泵体组件为上述的泵体组件。

上述的压缩机例如为滚动转子式压缩机、摆动转子式或滑片式压缩机等压缩机。

根据本申请的实施例，空调器包括泵体结构，该泵体结构为上述的泵体结构。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种泵体结构，其特征在于，包括曲轴(1)、滚子(2)和法兰，所述曲轴(1)包括偏心部(3)，所述滚子(2)套设在所述偏心部(3)外，所述滚子(2)内孔相邻区域填充有实体结构(4)，所述实体结构(4)位于所述偏心部(3)的轴向外侧，所述实体结构(4)的端面与所述法兰的端面之间形成密封配合，所述实体结构(4)沿周向方向所占据的偏心部(3)的圆心角度为整圆角度的3/5以上；

所述实体结构(4)的厚度沿着从距离所述曲轴(1)的回转轴线最远的内孔处向两侧的方向递减。

2.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述偏心部(3)上设置有台阶，所述实体结构(4)与所述偏心部(3)为分体结构，所述实体结构(4)套设在所述台阶的小轴段外，并且支撑在所述台阶的支撑面上。

3.根据权利要求2所述的泵体结构，其特征在于，所述台阶的小轴段端面为止推面(5)，所述实体结构(4)的端面高度低于所述止推面(5)的高度。

4.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述滚子(2)的壁厚为δ，2≤δ≤5.5+(d-20.8)×0.15；其中d为滚子(2)内孔直径，单位为mm。

5.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述实体结构(4)与所述偏心部(3)一体成型。

6.根据权利要求5所述的泵体结构，其特征在于，所述偏心部(3)的上下两端均设置有所述实体结构(4)，所述实体结构(4)之间形成减重空腔(6)，所述减重空腔(6)的内周壁与所述偏心部(3)同轴设置。

7.根据权利要求6所述的泵体结构，其特征在于，所述减重空腔(6)的开口朝向所述滚子(2)，所述曲轴(1)上设置有中心油孔(7)，所述减重空腔(6)的内壁上设置有连通所述减重空腔(6)与所述中心油孔(7)的侧向油孔(9)，所述实体结构(4)上开设有连通所述实体结构(4)的端面与所述减重空腔(6)的倾斜油孔(8)，所述倾斜油孔(8)从所述减重空腔(6)向着所述实体结构(4)的端面斜向外延伸。

8.根据权利要求5所述的泵体结构，其特征在于，所述曲轴(1)上设置有中心油孔(7)，所述偏心部(3)上设置有倾斜油孔(8)，所述倾斜油孔(8)能够延伸至所述实体结构(4)的端面上，并将所述中心油孔(7)的油导流至所述实体结构(4)的端面上。

9.根据权利要求8所述的泵体结构，其特征在于，所述实体结构(4)的端面上设置有沿周向延伸的储油槽(10)，所述倾斜油孔(8)延伸至所述储油槽(10)的底部。

10.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述滚子(2)的内孔倒角小于或等于C0.4mm，所述偏心部(3)的倒角小于或等于C0.5mm。

11.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述偏心部(3)包括上偏心部(3a)和下偏心部(3b)，所述法兰包括上法兰(11)和下法兰(12)，所述上偏心部(3a)和所述下偏心部(3b)之间设置有隔板(13)，所述上偏心部(3a)的下止推面(5)与所述隔板(13)之间存在间隙，所述间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，所述下偏心部(3b)的上止推面(5)与所述隔板(13)之间存在间隙，所述间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，所述上偏心部(3a)的上止推面(5)与所述上法兰(11)之间存在间隙，所述间隙的厚度小于或等于0.18mm；和/或，所述下偏心部(3b)的下止推面(5)与所述下法兰(12)之间接触贴合。

12.根据权利要求11所述的泵体结构，其特征在于，所述实体结构(4)的端面上开设有储油槽(10)，所述储油槽(10)沿着所述偏心部(3)的周向延伸。

13.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述偏心部(3)的止推面(5)远离所述曲轴(1)的回转轴线的边界为与所述回转轴线不同轴的曲线。

14.根据权利要求13所述的泵体结构，其特征在于，所述偏心部(3)的止推面(5)远离所述曲轴(1)的回转轴线的边界为与所述偏心部(3)同轴的曲线。

15.一种压缩机，包括泵体组件，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。

16.一种空调器，包括泵体结构，其特征在于，所述泵体结构为权利要求1至14中任一项所述的泵体结构。