CN114251268B - 一种压缩机的排气结构和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机的排气结构和压缩机，压缩机的排气结构包括：气缸、滚子和第一法兰，所述气缸包括气缸腔，所述滚子设置在所述气缸腔中，所述第一法兰设置在所述气缸的轴向端面上，且所述第一法兰上设置有第一排气孔，所述第一排气孔的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域。根据本发明能够有效减小在气缸的内圆边缘开设的月牙槽的大小，从而减小由于气缸月牙槽比较大而产生的较大的余隙容积，进而提高压缩机的能效。

Description

一种压缩机的排气结构和压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机的排气结构和压缩机。

背景技术

随着压缩机小型化及高效化设计，滚子设计越来越薄，为了保证滚子内孔与排气孔不连通，并且保证一定的密封距离，需要将排气孔外移，从而导致气缸切除的月牙槽越来越大，余隙容积越来越大，影响压缩机能效。

现有压缩机，在每个工作周期中，气缸和法兰上的排气孔中的冷媒不能排出气缸，会留在泵体内部，而且，滚子转到一定角度时，排气孔会和吸气孔联通，导致吸气腔内冷媒回流到吸气孔，如图1a-1c所示。影响压缩机吸气，并且使得该部分高压冷媒释放到气缸外，重复压缩，额外消耗压缩机功率，对压缩机能效不利。

由于现有技术中的压缩机存在气缸月牙槽余隙容积大影响压缩机能效,气缸排气剩余的冷媒回流到吸气孔影响压缩机吸气，影响压缩机能效等技术问题，因此本发明研究设计出一种压缩机的排气结构和压缩机。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的压缩机存在气缸月牙槽余隙容积大影响压缩机能效的缺陷，从而提供一种压缩机的排气结构和压缩机。

为了解决上述问题，本发明提供一种压缩机的排气结构，其包括：

气缸、滚子和第一法兰，所述气缸包括气缸腔，所述滚子设置在所述气缸腔中，所述第一法兰设置在所述气缸的轴向端面上，且所述第一法兰上设置有第一排气孔，所述第一排气孔的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域。

在一些实施方式中，在所述气缸的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔的部分结构与所述滚子的内孔的区域相交。

在一些实施方式中，在所述气缸的轴向端面的投影面内，在排气时所述第一排气孔的与所述滚子的内孔的区域相交的部分结构的面积占所述第一排气孔的总面积的1/5以上。

在一些实施方式中，在排气时能够所述第一排气孔的与所述滚子的内孔的区域相交的部分结构通过所述滚子的内孔中的部件密封。

在一些实施方式中，所述滚子的内孔中的部件为曲轴止推面。

在一些实施方式中，所述曲轴止推面与所述第一排气口之间还设置有密封块。

在一些实施方式中，在所述气缸的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔为圆孔，其直径为d，当所述滚子的中心旋转到其与所述气缸的中心和所述第一排气孔的中心均连为一条直线的位置时，落入所述滚子的内孔区域的所述第一排气孔在所述直线上的跨度为L，并满足L≥1/10d。

在一些实施方式中，在所述气缸的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔为非圆形孔，存在某个曲轴转角θ，使得该转角时，气缸圆心与滚子圆心的连线与所述非圆形孔相交，所述连线与所述非圆形孔相交的相交线的跨度为L1，且所述相交线落入所述滚子的内孔的长度为L’，并满足L’≥1/10L1。

本发明还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的压缩机的排气结构。

在一些实施方式中，所述压缩机为单缸压缩机，所述第一法兰为下法兰。

在一些实施方式中，所述压缩机为双缸压缩机，所述气缸包括上气缸和下气缸，所述上气缸与所述下气缸之间还设置有隔板，所述第一法兰为下法兰，设置在所述下气缸的下端，所述上气缸的上端还设置有第二法兰，所述第二法兰为上法兰：

所述隔板上与所述下气缸的上端面相接的面上还设置有第二排气孔，所述第二排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第二排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域；和/或，

所述第二法兰上与所述上气缸的上端面相接的面上还设置有第三排气孔，所述第三排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第三排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域；和/或，

所述隔板上与所述上气缸的下端面相对的面上还设置有第四排气孔，所述第四排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第四排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域。

在一些实施方式中，所述滚子的内孔上设置第一倒角，所述第一倒角的半径≤0.2；所述压缩机还包括曲轴，所起曲轴具有曲轴偏心圆，所述曲轴偏心圆上设置第二倒角，所述第二倒角的半径≤0.35。

在一些实施方式中，所述压缩机为滚动转子式压缩机、摆动转子式压缩机或滑片式压缩机。

本发明提供的一种压缩机的排气结构和压缩机具有如下有益效果：

本发明通过将第一法兰上的第一排气孔的设置位置设置为使得在排气时所述第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域，能够使得第一排气孔被从原有的与气缸内圆边缘相对的位置调整为朝气缸的中心方向进行移动，能够有效减小在气缸的内圆边缘开设的月牙槽的大小，从而减小由于气缸月牙槽比较大而产生的较大的余隙容积，进而提高压缩机的能效；本发明由于通过将第一排气孔的设置位置设置为使得在排气时所述第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域，能够有效使得在吸气孔打开时还能有效地将排气孔关闭，排气孔打开时有效地将吸气孔进行有效的关闭，从而有效使得吸气关闭后才打开第一排气孔，避免第一排气孔残留的高压冷媒与吸气孔联通，不影响吸气，有效避免气缸排气剩余的冷媒回流到吸气孔，保证压缩机正常吸气，提高压缩机能效。

附图说明

图1a为现有技术中的泵体立体结构图；

图1b为现有技术中的泵体的纵剖图；

图1c为现有技术中气缸和滚子相配合的俯视结构图；

图2为本发明的气缸、滚子和第一法兰上的第一排气孔的配合结构图；

图3为本发明的气缸、滚子和第一法兰上的第一排气孔的配合尺寸关系图；

图4为本发明的气缸、滚子和第一法兰上的第一排气孔的配合尺寸关系图(第一排气孔变形实施例)；

图5.1为本发明的第一法兰的仰视图；

图5.2为本发明的气缸、滚子、曲轴和第一法兰相配合的纵剖图；

图5.3为本发明的气缸、滚子、曲轴和第一法兰相配合的纵剖图(曲轴实体部分)；

图5.4为本发明的图5.2中不具有曲轴实体部分密封时的气体泄漏示意图；

图6为本发明的气缸、滚子、曲轴和第一法兰相配合的纵剖图(具有密封块)；

图7为本发明的压缩机单缸下排气的实施方式纵剖图；

图8为本发明的摆动转子式压缩机的气缸、滚子和第一排气孔的结构图；

图9为本发明的铰接滚动式压缩机的气缸、滚子和第一排气孔的结构图。

附图标记表示为：

1、气缸；10、气缸腔；11、吸气口；12、气缸月牙槽；13、气缸中心；2、滚子；20、滚子中心；21、内孔；3、第一法兰；31、第一排气孔；32、原有排气孔；4、滑片；41、高压侧边；5、密封块；6、第二法兰；7、曲轴；71、实体部分；8、下消音器；s1、密封距离；H、间隙。

具体实施方式

如图2-9，本发明提供一种压缩机的排气结构，其包括：

气缸1、滚子2和第一法兰3，所述气缸1包括气缸腔10，所述滚子2设置在所述气缸腔10中，所述第一法兰3设置在所述气缸1的轴向端面上，且所述第一法兰3上设置有第一排气孔31，所述第一排气孔31的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔31的部分结构落入所述滚子2的内孔的区域。

本发明通过将第一法兰上的第一排气孔的设置位置设置为使得在排气时所述第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域，能够使得第一排气孔被从原有的与气缸内圆边缘相对的位置调整为朝气缸的中心方向进行移动，能够有效减小在气缸的内圆边缘开设的月牙槽的大小，从而减小由于气缸月牙槽比较大而产生的较大的余隙容积，进而提高压缩机的能效；本发明由于通过将第一排气孔的设置位置设置为使得在排气时所述第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域，能够有效使得在吸气孔打开时还能有效地将排气孔关闭，排气孔打开时有效地将吸气孔进行有效的关闭，从而有效使得吸气关闭后才打开第一排气孔，避免第一排气孔残留的高压冷媒与吸气孔联通，不影响吸气，有效避免气缸排气剩余的冷媒回流到吸气孔，保证压缩机正常吸气，提高压缩机能效。

如图1a-1c所示，现有技术中的旋转式压缩机，其气缸端盖(图中为上法兰)上设置排气孔，气缸上设置有月牙槽，排气孔和月牙槽配合形成排气结构；图1c，为了保证滚子内孔与排气孔不连通，并且保证一定的密封距离s1，当滚子较薄时，只能将排气孔设置在离气缸中心较远的地方，此时上法兰排气孔与气缸之间有较大部位相交，也就导致了气缸会切除较大的实体部分，带来较大的余隙容积。图1c表示滚子较厚时和滚子较薄时，排气孔的设置位置，以及气缸的切除位置。

本发明提供的一种压缩机的排气口结构，其存在部分区域，落入滚子内孔经过区域；如图2所示，表示一种压缩机的排气结构，其设置在端盖上的排气孔经过滚子内孔区域，气缸月牙槽12的余隙容积比图1中气缸月牙槽可以更小。这样设计，可以在保证排气孔大小不变的情况下，气缸切除距离较小，从而保证了较小的气缸排气余隙容积。提升压缩机能效。

在一些实施方式中，在所述气缸1的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔31的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔31的部分结构与所述滚子2的内孔的区域相交。这是本发明的第一排气孔的部分结构落入所述滚子的内孔的区域的具体实施方式，即在气缸端面的投影面内第一排气孔的部分与滚子的内孔进行相交，从而使得第一排气孔从原有的气缸内圆面的位置朝气缸中心的方向进行了移动，有效减小了气缸上的气缸月牙槽12的开设面积，减小了余隙容积，并且通过这样的设置还能有效防止吸气口11打开时第一排气孔也能打开而发生串气，也能够防止第一排气孔打开时吸气口11也能打开而发生窜气的情况，保证压缩机的压缩效率。

在一些实施方式中，在所述气缸1的轴向端面的投影面内，在排气时所述第一排气孔31的与所述滚子2的内孔的区域相交的部分结构的面积占所述第一排气孔31的总面积的1/5以上。这样的设置形式能够保证有足够的位于滚子的内孔区域的第一排气孔的面积，能够尽可能地将第一排气孔往气缸中心10 的方向挪动，最大程度地减小余隙容积，提高压缩机性能。

在一些实施方式中，在排气时能够所述第一排气孔31的与所述滚子2的内孔的区域相交的部分结构通过所述滚子2的内孔中的实体部分71密封。

在一些实施方式中，所述滚子的内孔中的所述实体部分71为曲轴止推面。采用曲轴止推面对排气口进行密封；图5.3所示为，排气孔存在部分区域落入滚子内孔经过区域，且滚子内孔经过排气孔时，排气孔由曲轴实体部分对排气孔进行关闭；图5.4解释了为什么滚子内孔经过排气孔时需要将排气孔关闭，滚子内孔是高压区域，排气孔覆盖了滚子内孔，滚子壁厚，压缩机的吸气腔，会导致滚子内孔的冷媒经过排气孔，向气缸吸气腔回流，影响压缩机能效。

在一些实施方式中，所述曲轴止推面与所述第一排气口31之间还设置有密封块5。优选为惯性块。本发明采用惯性块密封；如图6所示，第一排气孔存在部分区域落入滚子内孔经过区域，且滚子内孔经过排气孔时，排气孔由设置在曲轴与排气孔之间的密封块进行密封。压缩机旋转工作时，密封块在离心力的作用下，紧贴滚子远侧内壁运动，从而对排气孔进行密封。排气孔存在部分区域落入滚子内孔经过区域，且滚子内孔经过排气孔时，排气孔由曲轴实体部分对排气孔进行关闭。

在一些实施方式中，在所述气缸1的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔31为圆孔，其直径为d，当所述滚子2的中心旋转到其与所述气缸1的中心和所述第一排气孔31的中心均连为一条直线的位置时，落入所述滚子2的内孔区域的所述第一排气孔31在所述直线上的跨度为L，并满足L≥1/10d。如图3所示，所述排气孔为圆孔，设置在端盖上的排气孔直径为d，当滚子中心旋转到气缸中心与排气孔中心连线位置时，落入滚子内孔区域的排气孔跨度为 L，满足L≥1/10d；这样能够保证超过1/10的排气孔区域落入滚子内孔经过区域，保证排气孔更加靠近气缸中心设计，从而较大程度地减小了气缸月牙槽的余隙容积。将排气孔设置在滚子内孔经过区域，需要同时采用其他方案来将此时的排气孔关闭，如果L＜1/10L1，只能减小较少的余隙容积，却需要带来大的结构变化，意义不大。

在一些实施方式中，在所述气缸1的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔31为非圆形孔，存在某个曲轴转角θ，使得该转角时，气缸圆心与滚子圆心的连线，与所述非圆形孔相交，所述连线与所述非圆形孔相交的相交线的跨度为L1，且所述相交线落入所述滚子2的内孔的长度为L’，并满足L’≥1/10L1。如图4排气孔为异型孔，存在某个曲轴转角θ，使得该转角时，气缸圆心与滚子圆心的连线，与异形孔相交，所述连线与异形孔相交跨度为L1，跨度段线段，落入滚子内孔长度为L，满足L≥1/10L1。这样能够保证超过1/10的排气孔区域落入滚子内孔经过区域，保证排气孔更加靠近气缸中心设计，从而较大程度地减小了气缸月牙槽的余隙容积。将排气孔设置在滚子内孔经过区域，需要同时采用其他方案来将此时的排气孔关闭，如果L＜1/10L1，只能减小较少的余隙容积，对压缩机性能提升程度较低，却需要带来大的结构变化，意义不大。

本发明还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的压缩机的排气结构。

在一些实施方式中，所述压缩机为单缸压缩机，所述第一法兰3为下法兰。本发明的单缸压缩机，下排气设置为优化排气结构，气体流向为下法兰排气到下消音器8，再由下消音器经过设置在泵体上的通气孔，从泵体上端排出；其中排气孔存在部分区域落入滚子内孔经过区域，且滚子内孔经过排气孔时，排气孔由曲轴实体部分对排气孔进行关闭。

普通单缸压缩机，是上法兰排气，本发明采用下法兰排气，是因为排气孔通过曲轴止推面密封是最容易实现的方式。因为压缩机运行过程中曲轴下止推面和下法兰是贴合的，而上止推面和上法兰之间存在间隙，因此排气孔设置在下法兰且通过曲轴止推面密封是最合适的方式。

在一些实施方式中，所述压缩机为双缸压缩机，所述气缸1包括上气缸和下气缸，所述上气缸与所述下气缸之间还设置有隔板，所述第一法兰3为下法兰，设置在所述下气缸的下端，所述上气缸的上端还设置有第二法兰，所述第二法兰为上法兰：

所述隔板上与所述下气缸的上端面相接的面上还设置有第二排气孔，所述第二排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第二排气孔的部分结构落入所述滚子2的内孔的区域；和/或，

所述第一法兰3上与所述上气缸的上端面相接的面上还设置有第三排气孔，所述第三排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第三排气孔的部分结构落入所述滚子2的内孔的区域；和/或，

所述隔板上与所述上气缸的下端面相接的面上还设置有第四排气孔，所述第四排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第四排气孔的部分结构落入所述滚子2的内孔的区域。

本发明的双缸压缩机，下缸设置为下排气，定义为第一排气孔，且第一排气孔存在部分区域，落入滚子内孔经过区域；和/或下缸还设上排气，且上缸设置上排气和/或下排气；其他排气孔也可以设置为本发明的排气孔；

双缸压缩机，曲轴下止推面也和下法兰是贴合的，而上偏心部的上端面和上法兰之间存在间隙，上偏心部的下端面和隔板之间，下偏心部上端面和隔板之间，也都存在间隙；因此下法兰设置本方案排气孔仍然是最合理的方案；

当然，其他另外三个端面也同样可以设置本方案排气孔或正常排气孔；设置本方案排气空时，需要控制该对应的曲轴偏心部端面和气缸端盖之间的间隙 H比较小；优选地，该间隙按0.01mm-0.20mm控制，可以保证曲轴能够顺畅地运行且间隙较小，不会导致太大的泄漏。

在一些实施方式中，所述滚子的内孔21上设置第一倒角，所述第一倒角的半径≤0.2；所述压缩机还包括曲轴，所起曲轴具有曲轴偏心圆，所述曲轴偏心圆上设置第二倒角，所述第二倒角的半径≤0.35。

在一些实施方式中，所述压缩机为滚动转子式压缩机、摆动转子式压缩机或滑片式压缩机。

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

Claims (7)

1.一种压缩机的排气结构，其特征在于：包括：

气缸（1）、滚子（2）和第一法兰（3），所述气缸（1）包括气缸腔（10），所述滚子（2）设置在所述气缸腔（10）中，所述第一法兰（3）设置在所述气缸（1）的轴向端面上，且所述第一法兰（3）上设置有第一排气孔（31），所述第一排气孔（31）的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔（31）的部分结构落入所述滚子（2）的内孔（21）的区域；

在所述气缸（1）的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔（31）的设置位置能够使得在排气时所述第一排气孔（31）的部分结构与所述滚子（2）的内孔的区域相交；在所述气缸（1）的轴向端面的投影面内，在排气时所述第一排气孔（31）的与所述滚子（2）的内孔的区域相交的部分结构的面积占所述第一排气孔（31）的总面积的1/5以上；

在所述气缸（1）的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔（31）为圆孔，其直径为d，当所述滚子（2）的中心旋转到其与所述气缸（1）的中心和所述第一排气孔（31）的中心均连为一条直线的位置时，落入所述滚子（2）的内孔区域的所述第一排气孔（31）在所述直线上的跨度为L，并满足L≥1/10d；或者，在所述气缸（1）的轴向端面的投影面内，所述第一排气孔（31）为非圆形孔，存在某个曲轴转角θ，使得该转角时，气缸圆心与滚子圆心的连线，与所述非圆形孔相交，所述连线与所述非圆形孔相交的相交线的跨度为L1，且所述相交线落入所述滚子（2）的内孔的长度为L’，并满足L’≥1/10L1；

在排气时所述第一排气孔（31）的与所述滚子（2）的内孔的区域相交的部分结构通过所述滚子（2）的内孔中的实体部分（71）密封。

2.根据权利要求1所述的压缩机的排气结构，其特征在于：

所述滚子的内孔中的所述实体部分（71）为曲轴止推面。

3.根据权利要求2所述的压缩机的排气结构，其特征在于：

所述曲轴止推面与所述第一排气孔（31）之间还设置有密封块（5）。

4.一种压缩机，其特征在于：包括权利要求1-3中任一项所述的压缩机的排气结构。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：

所述压缩机为单缸压缩机，所述第一法兰（3）为下法兰。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：

所述压缩机为双缸压缩机，所述气缸（1）包括上气缸和下气缸，所述上气缸与所述下气缸之间还设置有隔板，所述第一法兰（3）为下法兰，设置在所述下气缸的下端，所述上气缸的上端还设置有第二法兰，所述第二法兰为上法兰：

所述隔板上与所述下气缸的上端面相接的面上还设置有第二排气孔，所述第二排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第二排气孔的部分结构落入所述滚子（2）的内孔的区域；和/或，

所述第二法兰上与所述上气缸的上端面相接的面上还设置有第三排气孔，所述第三排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第三排气孔的部分结构落入所述滚子（2）的内孔的区域；和/或，

所述隔板上与所述上气缸的下端面相接的面上还设置有第四排气孔，所述第四排气孔的设置位置也能够使得在排气时所述第四排气孔的部分结构落入所述滚子（2）的内孔的区域。

7.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：

所述压缩机为滚动转子式压缩机、摆动转子式压缩机或滑片式压缩机。