CN115306676A - 一种可伸缩的凸台活塞及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可伸缩的凸台活塞及其工作方法，包括活塞本体，所述活塞本体的前端面上开有安装槽，所述安装槽内密封的设置有支撑座，所述支撑座的内端面上开设有阶梯通孔，所述阶梯通孔包含大孔与小孔，大孔与活塞本体的限位内壁连接，所述阶梯通孔内活动连接有移动凸台，移动凸台包含凸台部，所述凸台部的端部设有与大孔配合的限位部，凸台部与小孔之间往复式密封的连接，活塞本体、支撑座的前端面平齐，当所述限位部与限位内壁接触时，移动凸台不超出所述支撑座的前端面，当限位部与大孔的限位底面接触时，移动凸台超出所述支撑座的前端面；本发明有着制冷效率高、凸台可伸缩、压机功率小的优点。

Description

一种可伸缩的凸台活塞及其工作方法

技术领域

本发明属于制冷压缩机活塞技术领域，具体涉及到一种可伸缩的凸台活塞及其工作方法。

背景技术

压缩机活塞在气缸内作往复运动、与气缸、阀板组件构成压缩容积的部件。其形状与气缸存在着相辅相成的关系，气缸形式一旦确定，活塞也随之而定。现有冰箱制冷压缩机的活塞，活塞端面一般分为无凸台和有凸台，凸台用以与阀板组件的排气孔相配合，有凸台结构的活塞，在活塞运行到上死点时，凸台进入排气孔，可以排出排气孔中残留的制冷气体，提高了制冷效率。

凸台结构的活塞参考中国实用新型专利(CN201020196953.7)公开了一种冰箱压缩机活塞，包括圆柱形活塞本体，在圆柱形活塞本体的圆柱面上贯穿制有活塞销孔，在活塞内壁上制有活塞销孔加强台，在圆柱形活塞本体推进端的面上制有圆柱形凸台，圆柱形凸台的高度为h，其中活塞销孔加强台与活塞本体连接端外缘的高度差为H，且H>h。

中国发明专利(CN201610108519.0)公开了一种冰箱压缩机用分体活塞，用于压缩机技术领域，包括活塞体和凸台体，活塞体上设有用于安装凸台体的安装位，凸台体设在安装位内时可在活塞体的顶部形成平整的端面或者形成可以嵌入压缩机阀板排气孔内的凸台。本发明包括活塞体和凸台体，可以根据需要，随时切换活塞状态，即只需要一个凸台体就可以与活塞体装配组合成凸台活塞或非凸台活塞，而活塞体可以根据排量需要设计不同的外径，一个凸台体配合一套不同外径的活塞，就可以形成两套活塞装配体，一套为凸台活塞，一套为非凸台活塞，结果节省了一套不同外径的活塞。其虽然设置了分体式的活塞结构，但是其在压缩机工作过程中不能切换活塞的状态，依然存在凸台活塞和非凸台活塞的弊端。

现有技术的问题在于，无凸台架构的活塞，排气孔内余隙增多，排气效率低，影响压缩机制冷量机效率；有凸台结构的活塞，凸台进入排气孔时排气通道变小，排气受阻，功率会增大，一定程度上影响了压缩机的效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可伸缩的凸台活塞及其工作方法，该方案有着制冷效率高、凸台可伸缩、压机功率小的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可伸缩的凸台活塞，包括活塞本体，所述活塞本体的前端面上开有安装槽，所述安装槽内密封的设置有支撑座，所述支撑座的内端面上开设有阶梯通孔，所述阶梯通孔包含大孔与小孔，大孔与活塞本体的限位内壁连接，所述阶梯通孔内活动连接有移动凸台，所述移动凸台包含凸台部，所述凸台部的端部设有与大孔配合的限位部，所述凸台部与小孔之间往复式密封的连接，所述活塞本体、支撑座的前端面平齐，当所述限位部与限位内壁接触时，移动凸台不超出所述支撑座的前端面，当限位部与大孔的限位底面接触时，移动凸台超出所述支撑座的前端面。

上述方案中活塞本体上开设活塞内腔用于与曲轴和连杆连接，连杆通过销孔与活塞转动连接，通过开设安装槽来设置支撑座，通过阶梯通孔来活动连接移动凸台，大孔与活塞本体的限位内壁连接来对移动凸台进行限位，限位部与大孔配合对移动凸台的移动进行限位，限位部的径向尺寸大于小孔，移动凸台与小孔间可相对移动，同时保持密封，防止制冷剂泄漏，两者配合间隙可以与缸孔与活塞间的配合间隙相同，安装槽、支撑座的轴向尺寸一致，同时保持活塞本体、支撑座前端面平齐，移动凸台在活塞移动过程中会随惯性进行伸缩，活塞在下止点时，移动凸台缩回，移动凸台的轴向尺寸不大于支撑座的轴向尺寸，移动凸台不占用气缸吸气容积，保证了吸气量，移动凸台的轴向尺寸可小于支撑座的轴向尺寸以加大吸气量，活塞在上止点时，移动凸台伸出，能够将气缸内的气体从阀板组件的排气孔中排出，排气效率高，避免气体在排气孔处残留，提高压缩机制冷效率，同时，在活塞移动到上止点前的排气过程中不会降低排气孔面积。支撑座在活塞本体的前端面上偏心设置，小孔可设于支撑座的中心或者偏心位置。

本方案涉及一种可伸缩的凸台活塞，具体为在活塞端面设计一个可移动的凸台，在压缩机吸气时移动凸台与活塞端面平齐，在排气终了时，可伸缩的凸台由于惯性，沿着活塞运动方向运动，进入排气孔，将排气孔内气体排出。凸台伸出活塞端面的长度应不超过阀板排气孔处的厚度。通过采用一种可伸缩的凸台活塞，不仅可以将排气孔残留的气体排出，同时避免了在排气阶段凸台进入排气孔影响功率升高的问题，提升了排气效率，从而提升了压缩机效率。

进一步的，当所述限位部与限位内壁接触时，移动凸台与活塞本体的前端面相平齐。

即移动凸台的轴向尺寸与支撑座的轴向尺寸一致，使移动凸台不占用气缸吸气量，在排气时保证移动凸台伸出，保证排气效率。

进一步的，所述安装槽与支撑座间的连接方式包含过盈配合、焊接或者螺纹连接中的至少一种。

通过过盈配合、焊接或者螺纹连接中的至少一种能够对支撑座与安装槽间进行稳定的连接，且保证二者间的气密性，避免制冷剂气体泄漏。

进一步的，所述安装槽、支撑座设为圆柱形。

安装槽、支撑座设为圆柱形方便加工和安装连接。也方便安装槽内圈、支撑座外圈设置螺纹进行连接。

进一步的，所述凸台部与小孔之间配合间隙小于0.05mm以保证往复式密封。

凸台部与小孔之间配合间隙设置来保证活塞本体端面的气密性，避免制冷剂泄漏，同时方便移动凸台的惯性移动。

进一步的，所述大孔与小孔均为圆形孔，所述移动凸台包含T型的圆柱结构。

设置为圆形孔，方便加工，T型的圆柱结构方便加工和移动，端部尺寸较大的柱体结构作为限位部。

进一步的，所述移动凸台伸出活塞本体的前端面的长度不超过5mm。

移动凸台伸出活塞本体的前端面的长度与阀板上排气孔的高度相对应，避免移动凸台伸出长度超出与阀片发生干涉。

一种上述的可伸缩的凸台活塞的工作方法，包括气缸、在气缸内往复运动的活塞本体和设于缸面的阀板组件，包括如下步骤：

S1:当活塞本体移动到下止点时，移动凸台受惯性力滑动到限位部与限位内壁接触的位置，气缸完成吸气；

S2：当活塞本体移动到上止点时，移动凸台受惯性力滑动到限位部与限位底面接触的位置，移动凸台伸出活塞本体的前端面进入到阀板组件的排气孔内，气缸完成排气。

上述方案中，气缸、活塞本体、阀板组件装配在一起共同完成吸排气过程，活塞本体一般通过连杆与曲轴连接来获得动力，通过阶梯通孔内活动连接移动凸台，使得活塞本体在往复运动过程中，移动凸台会随惯性做伸缩运动，S1步骤中，活塞本体移动到下止点时停止移动并准备反向移动，而移动凸台会继续惯性移动，直到与限位内壁接触，此时，移动凸台收缩于活塞本体内，气缸内的吸气量处于最大状态，同理，S2步骤中，活塞本体移动到上止点时停止移动并准备反向移动，而移动凸台会继续惯性移动，直到限位部与限位底面接触，移动凸台伸出，将排气孔中的余隙气体排出，从而提高了吸气效率与排气效率，兼顾无凸台活塞的吸气效果和有凸台活塞排气效果，提高了压缩机效率。

进一步的，所述排气孔的形状与凸台部相匹配。

排气孔形状与凸台部匹配，保证了两者的配合，方便于排出排气孔内气体。

进一步的，步骤S2中，移动凸台与阀板组件的前端面的最小距离在0.1mm-1mm。

排气阀片可贴合阀板组件前端面设置，最小距离保证排气效果，同时避免移动凸台与排气阀片干涉，保证适度的余隙体积供活塞从上止点返回。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.在现有活塞的基础上，对凸台结构进行改进，在活塞端面设置可移动的凸台，兼顾无凸台结构的吸气量大和有凸台结构的排气效率高的优点，提高了压缩机的制冷效率；

2.通过设置安装槽和支撑座对可移动的凸台进行连接，保证了活塞端面气密性，同时使得凸台可随着活塞移动自动进行伸缩移动；

3.避免了在活塞到达上止点前的排气阶段凸台进入排气孔，导致排气面积减少，功率升高的问题，提升了排气效率，从而提升了压缩机效率。

附图说明

图1为本发明的实施例1的立体图；

图2为本发明的实施例1的正视图；

图3为图2的A-A剖面图；

图4为图2的后视图；

图5为本发明的实施例1的伸出状态剖面图；

图6为本发明的实施例1的上止点状态的装配示意图一；

图7为本发明的实施例1的下止点状态的装配示意图二；

图中：1、活塞本体；2、销孔；3、支撑座；4、阶梯通孔；5、凸台部；6、限位部；7、限位内壁；8、限位底面；9、排气孔；10、阀板组件；11、气缸；12、排气阀片。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语前、后、左、右等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-7所示，一种可伸缩的凸台活塞，包括活塞本体1，所述活塞本体1的前端面上开有安装槽，所述安装槽内密封的设置有支撑座3，所述支撑座3的内端面上开设有阶梯通孔4，所述阶梯通孔4包含大孔与小孔，大孔与活塞本体1的限位内壁7连接，所述阶梯通孔4内活动连接有移动凸台，所述移动凸台包含凸台部5，所述凸台部5的端部设有与大孔配合的限位部6，所述凸台部5与小孔之间往复式密封的连接，所述活塞本体1、支撑座3的前端面平齐，当所述限位部6与限位内壁7接触时，移动凸台不超出所述支撑座3的前端面，当限位部6与大孔的限位底面8接触时，移动凸台超出所述支撑座3的前端面。

上述方案中活塞本体1上开设活塞内腔用于与曲轴和连杆连接，连杆通过销孔2与活塞转动连接，通过开设安装槽来设置支撑座3，通过阶梯通孔4来活动连接移动凸台，大孔与活塞本体1的限位内壁7连接来对移动凸台进行限位，限位部6与大孔配合对移动凸台的移动进行限位，限位部6的径向尺寸大于小孔，移动凸台与小孔间可相对移动，同时保持密封，防止制冷剂泄漏，两者配合间隙可以与缸孔与活塞间的配合间隙相同，安装槽、支撑座3的轴向尺寸一致，同时保持活塞本体1、支撑座3前端面平齐，移动凸台在活塞移动过程中会随惯性进行伸缩，活塞在下止点时，移动凸台缩回，移动凸台的轴向尺寸不大于支撑座3的轴向尺寸，移动凸台不占用气缸11吸气容积，保证了吸气量，移动凸台的轴向尺寸可小于支撑座3的轴向尺寸以加大吸气量，活塞在上止点时，移动凸台伸出，能够将气缸11内的气体从阀板组件10的排气孔9中排出，排气效率高，避免气体在排气孔9处残留，提高压缩机制冷效率，同时，在活塞移动到上止点前的排气过程中不会降低排气孔9面积。支撑座3在活塞本体1的前端面上偏心设置，小孔可设于支撑座3的中心或者偏心位置。实施例中活塞本体1的直径26.5mm。

本方案涉及一种可伸缩的凸台活塞，具体为在活塞端面设计一个可移动的凸台，在压缩机吸气时移动凸台与活塞端面平齐，在排气终了时，可伸缩的凸台由于惯性，沿着活塞运动方向运动，进入排气孔9，将排气孔9内气体排出。凸台伸出活塞端面的长度应不超过阀板排气孔9处的厚度。通过采用一种可伸缩的凸台活塞，不仅可以将排气孔9残留的气体排出，同时避免了在排气阶段凸台进入排气孔9影响功率升高的问题，提升了排气效率，从而提升了压缩机效率。

进一步的，当所述限位部6与限位内壁7接触时，移动凸台与活塞本体1的前端面相平齐。

即移动凸台的轴向尺寸与支撑座3的轴向尺寸一致，使移动凸台不占用气缸11吸气量，在排气时保证移动凸台伸出，保证排气效率。

进一步的，所述安装槽与支撑座3间的连接方式包含过盈配合、焊接或者螺纹连接中的至少一种。

通过过盈配合、焊接或者螺纹连接中的至少一种能够对支撑座3与安装槽间进行稳定的连接，且保证二者间的气密性，避免制冷剂气体泄漏。

进一步的，所述安装槽、支撑座3设为圆柱形。

安装槽、支撑座3设为圆柱形方便加工和安装连接。也方便安装槽内圈、支撑座3外圈设置螺纹进行连接。

支撑座3直径10mm，大孔直径4.5mm，移动凸台直径3.5mm。

进一步的，所述凸台部5与小孔之间配合间隙小于0.05mm以保证往复式密封。

凸台部5与小孔之间配合间隙设置来保证活塞本体1端面的气密性，避免制冷剂泄漏，同时方便移动凸台的惯性移动。实施例中配合间隙采用6μm-15μm。

进一步的，所述大孔与小孔均为圆形孔，所述移动凸台包含T型的圆柱结构。

设置为圆形孔，方便加工，T型的圆柱结构方便加工和移动，端部尺寸较大的柱体结构作为限位部6。

进一步的，所述移动凸台伸出活塞本体1的前端面的长度不超过5mm。

移动凸台伸出活塞本体1的前端面的长度与阀板上排气孔的高度相对应，避免移动凸台伸出长度超出与阀片发生干涉。

一种上述的可伸缩的凸台活塞的工作方法，包括气缸11、在气缸11内往复运动的活塞本体1和设于缸面的阀板组件10，包括如下步骤：

S1:当活塞本体1移动到下止点时，移动凸台受惯性力滑动到限位部6与限位内壁7接触的位置，气缸11完成吸气；

S2：当活塞本体1移动到上止点时，移动凸台受惯性力滑动到限位部6与限位底面8接触的位置，移动凸台伸出活塞本体1的前端面进入到阀板组件10的排气孔9内，气缸11完成排气。

上述方案中，气缸11、活塞本体1、阀板组件10装配在一起共同完成吸排气过程，活塞本体1一般通过连杆与曲轴连接来获得动力，通过阶梯通孔4内活动连接移动凸台，使得活塞本体1在往复运动过程中，移动凸台会随惯性做伸缩运动，S1步骤中，活塞本体1移动到下止点时停止移动并准备反向移动，而移动凸台会继续惯性移动，直到与限位内壁7接触，此时，移动凸台收缩于活塞本体1内，气缸11内的吸气量处于最大状态，同理，S2步骤中，活塞本体1移动到上止点时停止移动并准备反向移动，而移动凸台会继续惯性移动，直到限位部6与限位底面8接触，移动凸台伸出，将排气孔9中的余隙气体排出，从而提高了吸气效率与排气效率，兼顾无凸台活塞的吸气效果和有凸台活塞排气效果，提高了压缩机效率。

进一步的，所述排气孔9的形状与凸台部5相匹配。

排气孔9形状与凸台部5匹配，保证了两者的配合，方便于排出排气孔9内气体。实施例中均为圆柱形。

进一步的，步骤S2中，移动凸台与阀板组件10的前端面的最小距离在0.1mm-1mm。

排气阀片12可贴合阀板组件10前端面设置，最小距离保证排气效果，同时避免移动凸台与排气阀片12干涉。

实施例2

本实施例的一种可伸缩的凸台活塞，在实施例1的基础上进行进一步的优化：

进一步的，所述大孔、限位部6为正多边形。

设置为正方形，方便加工，设为正方形结构，减少移动凸台与阶梯通孔4间相对转动产生的磨损。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可伸缩的凸台活塞，包括活塞本体，其特征在于，所述活塞本体的前端面上开有安装槽，所述安装槽内密封的设置有支撑座，所述支撑座的内端面上开设有阶梯通孔，所述阶梯通孔包含大孔与小孔，大孔与活塞本体的限位内壁连接，所述阶梯通孔内活动连接有移动凸台，所述移动凸台包含凸台部，所述凸台部的端部设有与大孔配合的限位部，所述凸台部与小孔之间往复式密封的连接，所述活塞本体、支撑座的前端面平齐，当所述限位部与限位内壁接触时，移动凸台不超出所述支撑座的前端面，当限位部与大孔的限位底面接触时，移动凸台超出所述支撑座的前端面。

2.根据权利要求1所述的可伸缩的凸台活塞，其特征在于，当所述限位部与限位内壁接触时，移动凸台与活塞本体的前端面相平齐。

3.根据权利要求1所述的可伸缩的凸台活塞，其特征在于，所述安装槽与支撑座间的连接方式包含过盈配合、焊接或者螺纹连接中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的可伸缩的凸台活塞，其特征在于，所述安装槽、支撑座设为圆柱形。

5.根据权利要求1所述的可伸缩的凸台活塞，其特征在于，所述凸台部与小孔之间配合间隙小于0.05mm。

6.根据权利要求1所述的可伸缩的凸台活塞，其特征在于，所述大孔与小孔均为圆形孔，所述移动凸台包含T型的圆柱结构。

7.根据权利要求1所述的可伸缩的凸台活塞，其特征在于，所述移动凸台伸出活塞本体的前端面的长度不超过5mm。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的可伸缩的凸台活塞的工作方法，包括气缸、在气缸内往复运动的活塞本体和设于缸面的阀板组件，其特征在于，包括如下步骤：

S1:当活塞本体移动到下止点时，移动凸台受惯性力滑动到限位部与限位内壁接触的位置，气缸完成吸气；

S2：当活塞本体移动到上止点时，移动凸台受惯性力滑动到限位部与限位底面接触的位置，移动凸台伸出活塞本体的前端面进入到阀板组件的排气孔内，气缸完成排气。

9.根据权利要求8所述的可伸缩的凸台活塞的工作方法，其特征在于，所述排气孔的形状与凸台部相匹配。

10.根据权利要求8所述的可伸缩的凸台活塞的工作方法，其特征在于，步骤S2中，移动凸台与阀板组件的前端面的最小距离在0.1mm-1mm。

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