CN114607606A - 泵体组件、压缩机、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵体组件、压缩机、空调器，其中的泵体组件，包括曲轴，所述曲轴的偏心部上套装有滚子，所述滚子上还铰接有滑片，所述滚子包括沿所述曲轴的轴向叠置的至少两个子滚子，所述滑片包括沿所述曲轴的轴向叠置的至少两个子滑片，相邻两个所述子滚子之间形成的滚子配合面与相邻两个所述子滑片之间形成的滑片配合面在所述曲轴的轴向上形成交错。根据本发明，能够实现各滚子与各子滑片轴向错位嵌套配合，避免各子滚子和/或各子滑片存在轴向独立的摩擦副而产生径向错位和旋转不同步而相对运动，进而导致异常泄露和额外摩擦副耗功，从而优化压缩机制冷能力和消耗功率，提高压缩机能效水平。

Description

泵体组件、压缩机、空调器

技术领域

本发明属于压缩机制造技术领域，具体涉及一种泵体组件、压缩机、空调器。

背景技术

常规滚动转子式压缩机泵体组件由气缸、滚子、曲轴、上下法兰、滑片等主要零部件组成，利用曲轴偏心部设计形成月牙形腔体，滑片在尾部弹簧及泵体外高背压作用力下紧压在滚子外圆周面，将月牙形腔体分割为高压腔(排气腔)和低压腔(吸气腔)，滑片与滑片槽间隙配合，在滑片槽内做往复运动，从而使高低压腔容积周期变化，实现压缩机周期性吸气、压缩和排气的过程。其泵体组件的滚子和气缸、滑片与气缸具有一定的轴向配合间隙(滚子、滑片高度低于气缸高度)，以避免滚子、滑片与上下法兰端面直接硬接触而产生异常磨损等可靠性问题。上述常规转子压缩机泵体结构，在高低压差的作用下，通过滚子和滑片上下端面间隙，存在气流泄露，从而影响压缩机的制冷能力和运行耗功，使压缩机性能降低。

从流体力学基础理论可知，滚子和滑片端面间隙导致的泄漏量q∝δ³,其中，δ为滚子、滑片与气缸轴向高度差间隙，为降低滚子端面泄露量，同领域内多采用滚子轴向分层设计结构，从而达到同轴向高度差条件下，端面泄露量大幅降低，提高压缩机能效的效果。但是，当滚子轴向分层时，由于其与泵体其它零件配合而成的摩擦副之间存在间隙，很容易导致各分层滚子旋转不同步而引起径向错位，从而导致各滚子与滑片、气缸存在径向无法有效密封的风险，反而会导致额外的径向泄露，使得高低压区的泄露更为严重。另一方面，分层滚子不同步，进一步导致额外的摩擦副耗功(分层滚子接触摩擦副)。

发明内容

因此，本发明提供一种泵体组件、压缩机、空调器，能够克服现有技术中分层滚子不同步引起径向错位，进而导致压缩机泵体组件内气体(冷媒)泄露且摩擦副耗功大的不足。

为了解决上述问题，本发明提供一种泵体组件，包括曲轴，所述曲轴的偏心部上套装有滚子，所述滚子上还铰接有滑片，所述滚子包括沿所述曲轴的轴向叠置的至少两个子滚子，所述滑片包括沿所述曲轴的轴向叠置的至少两个子滑片，相邻两个所述子滚子之间形成的滚子配合面与相邻两个所述子滑片之间形成的滑片配合面在所述曲轴的轴向上形成交错，能够理解的是，各个所述子滚子或者子滑片皆处于同一轴向上一字叠置。

在一些实施方式中，所述子滚子具有3个，所述子滑片具有2个；或者，所述子滚子具有2个，所述子滑片具有3个。

本发明还提供一种泵体组件，包括曲轴，所述曲轴的偏心部上套装有滚子，所述滚子上还铰接有滑片，所述滚子为一体式滚子，所述滑片包括沿所述曲轴的轴向叠置的至少两个子滑片。

本发明还提供一种泵体组件，包括曲轴，所述曲轴的偏心部上套装有滚子，所述滚子上还铰接有滑片，所述滑片为一体式滑片，所述滚子包括沿所述曲轴的轴向叠置的至少两个子滚子。

本发明还提供一种压缩机，包括上述的泵体组件。

在一些实施方式中，在同一所述泵体组件中，各个所述子滚子的结构及尺寸相同，各个所述子滑片的结构及尺寸相同。

本发明还提供一种空调器，其特征在于，包括上述的压缩机。

本发明提供的一种泵体组件、压缩机、空调器，能够实现各滚子与各子滑片轴向错位嵌套配合，避免各子滚子和/或各子滑片存在轴向独立的摩擦副而产生径向错位和旋转不同步而相对运动，进而导致异常泄露和额外摩擦副耗功，从而优化压缩机制冷能力和消耗功率，提高压缩机能效水平。

附图说明

图1为现有技术中的常规滚动转子式压缩机泵体组件剖视图；

图2为图1的泵体组件的立体结构示意图(不含上法兰)；

图3为图1中的滚子配合结构泵体局部视图；

图4为现有技术中具有轴向双层滚子的泵体组件的内部结构示意图(局部)；

图5为图4中轴向双层滚子在运转过程中出现径向错位的状态示意图；

图6为图4中轴向双层滚子在运转过程中子滚子配合面产生相对运动的状态示意图；

图7为本发明实施例的泵体组件的内部结构示意图；

图8为图7中的双层滚子与三层滑片的配合关系示意图；

图9为图7中的双层滚子、三层滑片与曲轴组装后的剖视图；

图10为本发明另一实施例的泵体组件的内部结构示意图；

图11为图10中的三层滚子与双层滑片的配合关系示意图；

图12为图10中的三层滚子、双层滑片与曲轴组装后的剖视图；

图13为本发明又一实施例的泵体组件的内部结构示意图；

图14为图13中的单个滚子与多层滑片的配合关系示意图；

图15为图13中的单个滚子、多层滑片与曲轴组装后的剖视图；

图16为本发明再一实施例的泵体组件的内部结构示意图；

图17为图16中的多层滚子与单个滑片的配合关系示意图；

图18为图16中的多层滚子、单个滑片与曲轴组装后的剖视图。

附图标记表示为：

1、上法兰；2、气缸；21、高压腔；22、低压腔；23、滑片槽；3、曲轴；33、偏心部；331、偏心部上端面高压区；332、偏心部下端面高压区；341、长轴侧油孔；342、短轴侧油孔；343、中心油孔；4、滚子；401、第一子滚子；402、第二子滚子；403、第三子滚子；5、下法兰；6、滑片；601、第一子滑片；602、第二子滑片；603、第三子滑片。

具体实施方式

参见图1至图3，现有技术中常规滚动转子式压缩机泵体组件由上法兰1、气缸2、曲轴3、滚子4、下法兰5、滑片6等主要零部件组成，利用曲轴3的偏心部33设计形成月牙形腔体，滑片6在尾部弹簧及泵体外高背压作用力下紧压在滚子4外圆周面，将月牙形腔体分割为高压腔(排气腔)21和低压腔(吸气腔)22，滑片6与滑片槽间隙配合，在滑片槽23内做往复运动，从而使高压腔21、低压腔22的容积周期变化，实现压缩机周期性吸气、压缩和排气的过程。其泵体组件的滚子4和气缸2、滑片6与气缸2具有一定的轴向配合间隙δ(滚子、滑片高度低于气缸高度)，以避免滚子、滑片与上下法兰端面直接硬接触而产生异常磨损等可靠性问题。泵体的曲轴3上具有沿其轴向方向的中心油孔343，且在长轴31、短轴32靠近偏心部33端设计有与中心油孔343连通的长轴侧油孔341、短轴侧油孔342，偏心部33的上、下端面与滚子4内圆面、上下法兰端面形成的空间区域通过长轴侧油孔341、短轴侧油孔342与中心油孔343连通，由于中心油孔343与泵体外部的高压区域连通，所以曲轴偏心部33上下端面与滚子4内圆面、上法兰1、下法兰5端面形成的空间区域均为高压区，即图示的偏心部上端面高压区331、偏心部下端面高压区332，滑片两侧面分别置于高压腔21和低压腔22。故而，上述常规转子压缩机泵体结构，在高低压差的作用下，通过滚子4和滑片6上下端面间隙，存在气流泄露，从而影响压缩机的制冷能力和运行耗功，使压缩机性能降低。从流体力学基础理论可知，滚子4和滑片6的端面间隙导致的泄漏量q∝δ³,其中，δ为滚子4、滑片6与气缸2轴向高度差间隙。为降低滚子4、滑片6的端面泄露量，同领域内多采用滚子4轴向分层设计结构，即将滚子轴向方向分成多个滚子层叠配合。以双层滚子为例，如图4所示，为双层滚子泵体组件结构示意图。

单滚子结构时，压缩机运行时，滚子在气体力作用下浮动于上下法兰端面之间，理想状态下，假设各子滚子等间隙分布，在这种前提假设下，常规压缩机滚子端面间隙(见图3)泄露量q∝2x(δ/2)³＝δ³/4。而当采用双层滚子(如图4)时，端面泄露量q∝3x(δ/3)³＝δ³/9，滚子端面泄露量大幅降低，从而提高压缩机能效的效果。

然而，当滚子采用分层结构后，存在如下技术问题(这里同样以双层滚子为例加以说明)：

1)分层滚子旋转不同步而引起径向错位：

如图5、图6所示，当滚子轴向分层时，由于各子滚子例如第一子滚子401、第二子滚子402与泵体其它零件配合而成的摩擦副之间存在间隙，很容易导致第一子滚子401、第二子滚子402旋转不同步而引起径向错位，从而导致各滚子与滑片、气缸存在径向无法有效密封的风险，反而会导致额外的径向泄露(图6中箭头所示)，使得高低压区的泄露更为严重。

2)分层滚子运行不同步，各子滚子配合面存在相对运动：

当滚子轴向分层时，各子滚子周向运行不同步，从而使相邻子滚子配合面存在相对运动，进而导致额外的摩擦副耗功，使压缩机功率增大，不利于压缩机能效水平的提升。

本发明重点针对上述轴向分层的双层或多层滚子结构存在的问题，进行滚子曲轴配合结构的优化创新设计。

本发明重点针对上述轴向双层或多层滚子结构存在的径向错位、运行不同步而导致径向泄露、额外摩擦副耗功问题，同步优化滑片端面泄露，而进行滚子-滑片配合结构的优化创新设计，将滚子或滑片设计为轴向多层且互相嵌套式配合结构，通过嵌套结构约束各分层滚子和分层滑片的相对错位运动，在有效降低滑片、滚子与上下法兰端面间隙导致的泄露的同时，确保分层滚子和滑片的同步运行，从而降低分层滚子和滑片径向错位而导致的径向泄露和摩擦耗功增大的风险，提高压缩机性能水平。

本发明提供一种滚动转子式压缩机泵体组件，包括上法兰1、气缸2、曲轴3、滚子4、下法兰5、滑片6等主要零件，其中，滚子4由k1个(k1≥2)个子滚子，分别为第一子滚子401、第二子滚子402、......、第k1子滚子40k1轴向层叠配合而成，滑片6由k2(k2≥2)个子滑片，分别为第一子滑片601、第二子滑片602、......、第k2子滑片60k2轴向层叠配合而成，且所述滚子4的任两个相邻子滚子间的配合端面与所述滑片6的任两个子滑片的配合端面沿滚子轴向错位，互不一致，所述滑片头部与所述滚子轴向错位嵌套装配。考虑零件加工和装配的工艺性，较优地，k1＝2,k2＝3，或k1＝3,k2＝2，零件更容易加工，加工和装配精度较易控制，可实施性更强。

参见图7至图9所示，本发明一实施例的多滑片-滚子嵌套配合创新结构，滚子4具有2个子滚子(分别为第一子滚子401、第二子滚子402)，滑片6具有3个子滑片(分别为第一子滑片601、第二子滑片602、第三子滑片603)，即k1＝2、k2＝3，其中第二子滑片602同时与第一子滚子401、第二子滚子402嵌套配合，第一子滑片601与第一子滚子401部分嵌套配合，第三子滑片603与第二子滚子402部分嵌套配合。从而实现各滚子与各子滑片轴向错位嵌套配合，避免各子滚子和子滑片存在轴向独立的摩擦副而产生径向错位和旋转不同步而相对运动，进而导致异常泄露和额外摩擦副耗功，从而优化压缩机制冷能力和消耗功率，提高压缩机能效水平。

参见图10至图12所示，本发明另一实施例的多滑片-滚子嵌套配合创新结构，滚子4具有3个子滚子(分别为第一子滚子401、第二子滚子402、第三子滚子403)，滑片6具有2个子滑片(分别为第一子滑片601、第二子滑片602)，即k1＝3,k2＝2，其中第二子滚子402同时与第一子滑片601、第二子滑片602嵌套配合，第一子滚子401与第一子滑片601部分嵌套配合，第三子滚子403与第而子滑片602部分嵌套配合。从而实现各滚子与各子滑片轴向错位嵌套配合，避免各子滚子和子滑片存在轴向独立的摩擦副而产生径向错位和旋转不同步而相对运动，进而导致异常泄露和额外摩擦副耗功，从而优化压缩机制冷能力和消耗功率，提高压缩机能效水平。

在一些实施方式中，所述滚子4的各子滚子结构相同且尺寸一致；所述滑片6的各子滑片(601、602、603)结构相同且尺寸一致，从而可进一步通过零件的通用性减少加工零件类型，提高生产效率。

参见图13至图15所示，滚子4具有k1个(k1≥2)个子滚子(仅以k1＝3为例进行结构示意)，滑片6为1个，且k1个子滚子(401、402、......、40k1)轴向层叠装配，并与所述滑片6嵌套配合，优选的各子滚子结构相同且尺寸一致；

参见图16至图18所示，滚子4为1个，滑片6具有k2(k2≥2)个子滑片(图16仅以k2＝3为例进行结构示意)，且k2个子滑片(601、602、...、60k2)轴向层叠装配，并与所述滚子4嵌套配合，优选的所述各子滑片结构相同且尺寸一致。

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)

1.一种泵体组件，包括曲轴(3)，所述曲轴(3)的偏心部(33)上套装有滚子(4)，其特征在于，所述滚子(4)上还铰接有滑片(6)，所述滚子(4)包括沿所述曲轴(3)的轴向叠置的至少两个子滚子，所述滑片(6)包括沿所述曲轴(3)的轴向叠置的至少两个子滑片，相邻两个所述子滚子之间形成的滚子配合面与相邻两个所述子滑片之间形成的滑片配合面在所述曲轴(3)的轴向上形成交错。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述子滚子具有3个，所述子滑片具有2个；或者，所述子滚子具有2个，所述子滑片具有3个。

3.一种泵体组件，包括曲轴(3)，所述曲轴(3)的偏心部(22)上套装有滚子(4)，其特征在于，所述滚子(4)上还铰接有滑片(6)，所述滚子(4)为一体式滚子，所述滑片(6)包括沿所述曲轴(3)的轴向叠置的至少两个子滑片。

4.一种泵体组件，包括曲轴(3)，所述曲轴(3)的偏心部(22)上套装有滚子(4)，其特征在于，所述滚子(4)上还铰接有滑片(6)，所述滑片(6)为一体式滑片，所述滚子(4)包括沿所述曲轴(3)的轴向叠置的至少两个子滚子。

5.一种压缩机，包括权利要求1至4中任一项所述的泵体组件。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，在同一所述泵体组件中，各个所述子滚子的结构及尺寸相同，各个所述子滑片的结构及尺寸相同。

7.一种空调器，其特征在于，包括权利要求5或6所述的压缩机。

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