CN115726961A - 泵体组件、滚动转子式压缩机、空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵体组件、滚动转子式压缩机、空调器，属于空气调节技术领域，其中的泵体组件，包括曲轴以及与曲轴的一端旋转连接的法兰，曲轴具有偏心部，法兰朝向偏心部的一侧端面为第一端面，第一端面上构造有柔性槽，柔性槽与法兰的中心孔之间形成为柔性环，在柔性环的圆周方向上，柔性环具有第一环壁区域以及第二环壁区域，第一环壁区域所对应的柔性环的最小厚度大于第二环壁区域对应的柔性环的最大厚度，柔性环具有内环壁面，第一环壁区域所对应的内环壁面上构造有油槽。本发明能够保证油槽具有足够的流通面积，保证油槽处的供油量，同时有效降低法兰与曲轴之间的接触应力，降低法兰的磨损，提高泵体组件以及压缩机的可靠性。

Description

泵体组件、滚动转子式压缩机、空调器

技术领域

本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种泵体组件、滚动转子式压缩机、空调器。

背景技术

滚动转子式压缩机具有体积小、成本低等突出优势，被广泛应用于空调、热泵等领域。随着国家提出更高的节能减排目标，滚动转子式压缩机面临着巨大的提效压力。通过行业内长期试验、研究发现，通过减小曲轴轴径、在排量不变的条件下尽可能降低气缸缸高是提升压缩机能效的有效措施。然而，曲轴轴径减小后将导致曲轴与法兰间的接触应力大幅增加，导致压缩机可靠性降低。更为严重的是，随着压缩机应用领域的不断拓展，压缩机所处的运行工况不断加重，进一步降低了压缩机的可靠性。为降低曲轴与法兰间的接触应力，通常在法兰设置柔性槽(如专利CN102046981A所示的结构)，其工作原理是：当曲轴所受的力传递至法兰柔性槽壁面导致其壁面变形从而增大曲轴与法兰的接触面积，进而降低其接触应力，除此之外通常在法兰内孔上设置螺旋油槽，向曲轴与法兰间提供足够的润滑油，促进曲轴与法兰的润滑并带走曲轴运行时产生的摩擦热。正常情况下在法兰上设置柔性槽加螺旋油槽的组合结构可以保证压缩机长期可靠运行。但随着压缩机轴径的减小，法兰柔性槽厚度也需要相应减小，但这样导致螺旋槽流通面积受限，限制了螺旋槽的供油量增大，这对压缩机可靠性带来不利影响。

发明内容

因此，本发明提供一种泵体组件、滚动转子式压缩机、空调器，能够解决现有技术滚动转子式压缩机采法兰柔性槽降低曲轴接触应力的同时导致其上设置的油槽流通面积相对较小，进而限制了油槽的供油量，降低压缩机可靠性的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种泵体组件，包括曲轴以及与所述曲轴的一端旋转连接的法兰，所述曲轴具有偏心部，所述法兰朝向所述偏心部的一侧端面为第一端面，所述第一端面上构造有柔性槽，所述柔性槽与所述法兰的中心孔之间形成为柔性环，在所述柔性环的圆周方向上，所述柔性环具有第一环壁区域以及第二环壁区域，所述第一环壁区域所对应的所述柔性环的最小厚度大于所述第二环壁区域所述对应的所述柔性环的最大厚度，所述柔性环具有内环壁面，所述第一环壁区域所对应的所述内环壁面上构造有油槽。

在一些实施方式中，所述泵体组件还包括气缸，所述气缸上构造有滑片槽，所述滑片槽内滑动设置有滑片，所述滑片具有处于所述气缸径向上的第一对称面，在所述气缸的任一径向平面上的投影为第一投影，在所述第一投影上，沿着所述曲轴的旋转方向，所述第二环壁区域靠近所述第一对称面的一侧边界为第一边界，所述第一边界与所述第一对称面之间形成第一夹角α1，60°≤α1≤90°，所述第二环壁区域远离所述一对称面的一侧边界为第二边界，所述第二边界与所述第一对称面之间形成第二夹角α2，140°≤α2≤180°。

在一些实施方式中，所述第一环壁区域靠近所述第一对称面的一侧边界为第三边界，所述第三边界与所述第一对称面之间形成第三夹角α3，240°≤α3≤270°，所述第二环壁区域远离所述第一对称面的一侧边界为第四边界，所述第四边界与所述第一对称面之间形成第四夹角α4，320°≤α4≤360°。

在一些实施方式中，α1＝80°，α2＝150°，α3＝260°，α4＝330°。

在一些实施方式中，所述柔性环还具有外环壁面，所述内环壁面以及所述外环壁面在所述第一投影上皆为圆形，所述内环壁面与所述外环壁面偏心设置。

在一些实施方式中，所述第二环壁区域内的最小厚度为tmin，1.2mm≤tmin≤2.5mm。

在一些实施方式中，所述内环壁面与所述外环壁面的偏心量为e，0.5mm≤e≤2mm。

在一些实施方式中，所述油槽为螺旋油槽或直槽；和/或，所述法兰为上法兰或者下法兰。

本发明还提供一种滚动转子式压缩机，包括上述的泵体组件。

本发明还提供一种空调器，包括上述的滚动转子式压缩机。

本发明提供的一种泵体组件、滚动转子式压缩机、空调器，柔性环的壁厚不再如现有技术中那样单一均匀，而是具有厚度大小不同的第一环壁区域及第二环壁区域，如此，在壁厚较大的第一环壁区域内设置油槽，能够保证油槽具有足够的流通面积，保证油槽处的供油量，进而实现高效润滑与冷却目的，同时将壁厚较小的第二环壁区域则对应于曲轴应力较集中的区域设置，能够充分利用较小壁厚较大变形量的特点增大接触面积，进而有效降低法兰与曲轴之间的接触应力，降低法兰的磨损，提高泵体组件以及压缩机的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的泵体组件的内部结构示意图；

图2为图1中泵体组件中上压缩部朝向上法兰一侧投影后的结构示意图；

图3为图1中泵体组件中下压缩部朝向下法兰一侧投影后的结构示意图；

图4为本发明技术方案(壁厚不均匀单一)与现有技术(壁厚单一)随转角变化规律，本发明技术方案在接触应力集中区域内壁厚得到减小，在设置油槽的区域壁厚被加厚，而现有技术中壁厚在0-360°范围内均匀变化，若减小柔性槽壁厚，则油槽流通面积受限；

图5为相同轴径下分别采用偏心环形槽结构(也即本发明)和同心环形槽结构(也即现有技术)时最大接触应力的差异，偏心环形槽结构在接触应力集中区域的壁厚更小，因此可以在达到最小壁厚前设置较优的壁厚实现最小的接触应力；而同心环形槽结构受螺旋槽流通面积的要求，其最小壁厚不能做得太薄，引起难以实现最小的接触应力设计；

图6为本发明另一实施例的滚动转子式压缩机的内部结构示意图；

图7为相同排量下不同轴径的接触应力随环形槽(柔性环)壁厚的变化规律；

图8为曲轴与上、下法兰接触应力在0-360°范围内随角度的变化情况。

附图标记表示为：

1、曲轴；11、上偏心部；12、下偏心部；21、柔性槽；22、柔性环；23、油槽；31、上气缸；32、下气缸；41、上滑片；42、下滑片；51、上法兰；52、下法兰；61、上滚子；62、下滚子；71、中隔板；72、壳体；73、消音器；74、电机定子；75、电机转子；76、分液器。

具体实施方式

现有技术中，滚动转子式压缩机在泵体组件对气体(冷媒)进行压缩过程中，气体力通过滚子传导至曲轴及上、下法兰上，上、下法兰与曲轴间传递的该作用力通常在较小的局部区域，该区域内的接触应力较大，是导致曲轴与上、下法兰磨损的重要原因。为降低该区域内的接触应力，通常的做法是在上、下法兰靠近气缸侧的端面上靠近内孔的区域上设置环形槽(柔性槽)，当曲轴上的力传递至上法兰内壁时，环形槽壁(也即柔性环)便发生微变形，使曲轴与上、下法兰间的接触面积增大，实现降低接触应力的目的。环形槽壁厚度(也即柔性环壁厚)与曲轴直径有重要联系，如图7所示，在排量相同时，当曲轴直径越小，降低曲轴与法兰接触应力所需的环形槽壁厚度t也越小。现有技术中，螺旋油槽位于上法兰(或下法兰)内孔内壁上，其需要经过环形槽壁。环形槽(柔性槽)与上(或下)法兰内孔同心地设置，环形槽壁厚沿曲轴旋转方向(周向方向)均匀布置，各处厚度均相同，如减小环形槽壁厚度，将导致螺旋油槽流通面积减小，原因是如保持螺旋油槽流通面积和之前相同，则可能导致柔性槽壁在设置螺旋槽处壁厚太薄而发生断裂。因此，当曲轴轴径小需要减小环形槽壁厚时，通常很难将环形槽壁厚t减小到合适尺寸以保证曲轴与上(或下)法兰接触应力降到最低。为了克服前述不足，提出本发明如下的技术方案。

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种泵体组件，如图1所示，其包括曲轴1以及与曲轴1的一端旋转连接的法兰，曲轴1具有偏心部，法兰朝向偏心部的一侧端面为第一端面，第一端面上构造有柔性槽21，柔性槽21与法兰的中心孔之间形成为柔性环22，在柔性环22的圆周方向上，柔性环22具有第一环壁区域以及第二环壁区域，第一环壁区域所对应的柔性环22的最小厚度大于第二环壁区域对应的柔性环22的最大厚度，柔性环22具有内环壁面，第一环壁区域所对应的内环壁面上构造有油槽23。该技术方案，柔性环22的壁厚不再如现有技术中那样单一均匀，而是具有厚度大小不同的第一环壁区域及第二环壁区域，如此，在壁厚较大的第一环壁区域内设置油槽23，能够保证油槽23具有足够的流通面积，保证油槽23处的供油量，进而实现高效润滑与冷却目的，同时将壁厚较小的第二环壁区域则对应于曲轴应力较集中的区域设置，能够充分利用较小壁厚较大变形量的特点增大接触面积，进而有效降低法兰与曲轴之间的接触应力，降低法兰的磨损，提高泵体组件以及压缩机的可靠性。

结合参见图4，发明人经过研究发现，对于滚动转子式压缩机尤其是双滚子压缩机而言，曲轴与法兰的接触应力集中区域的相对较为明确，如图8所示，基于这一现象，泵体组件还包括气缸，气缸上构造有滑片槽，滑片槽内滑动设置有滑片，滑片具有处于气缸径向上的第一对称面，在气缸的任一径向平面上的投影为第一投影，在第一投影上，沿着曲轴1的旋转方向，第二环壁区域靠近第一对称面的一侧边界为第一边界，第一边界与第一对称面之间形成第一夹角α1，60°≤α1≤90°，第二环壁区域远离一对称面的一侧边界为第二边界，第二边界与第一对称面之间形成第二夹角α2，140°≤α2≤180°，也即α1与α2之间所形成的区域形成接触应力的集中区域，如此，将该区域所对应的柔性环22的环壁壁厚减薄，能够有效达到降低接触应力的目的；第一环壁区域靠近第一对称面的一侧边界为第三边界，第三边界与第一对称面之间形成第三夹角α3，240°≤α3≤270°，第二环壁区域远离第一对称面的一侧边界为第四边界，第四边界与第一对称面之间形成第四夹角α4，320°≤α4≤360°，该区域的柔性环22的环壁壁厚可以适当加厚，将油槽23构造于其上，能够在具有较大的流通面积的同时还能够保证柔性环22整体的结构强度，防止油槽23的槽底壁过薄导致的破裂现象发生。在一个优选的实施例中，α1＝80°，α2＝150°，α3＝260°，α4＝330°。

一般而言，柔性环22的内环壁面应为一光滑圆形，以能够与曲轴1的外圆柱面形成优良匹配，柔性环22的壁厚的不均一则可以通过柔性环22的外环壁面的形状变化来实现，例如，外环壁面可以由多段曲率半径大小不一的圆弧圆滑连接形成，如此形成柔性环22的壁厚的大小不等的目的，但是这种形成方式在制作时较为困难，且由于曲率半径不同的圆弧段之间在连接位置仍然存在应力集中突变的不足，因此，作为一种更为优选的实施方式，内环壁面以及外环壁面在第一投影上皆为圆形，内环壁面与外环壁面偏心设置，通过偏心设置的两个圆形壁面形成柔性环22的壁厚的大小不同目的，在柔性环22的圆周方向上，环壁壁厚呈正弦形式渐变，能够有效防止应力在其圆周方向上的突变，提升结构的可靠性，同时此种方式还便于加工制作。在一些实施方式中，内环壁面与外环壁面的偏心量为e，0.5mm≤e≤2mm。

为了保证柔性环22的整体结构强度满足应用工况的同具备较大的变形能力，第二环壁区域内的最小厚度为tmin，1.2mm≤tmin≤2.5mm。

前述的油槽23为螺旋油槽或直槽，具体可以根据润滑需求合理选择；能够理解的是，前述的法兰为上法兰51或者下法兰52中的一个，而上法兰51或者下法兰52之上皆可以构造前述的壁厚不均一的偏心布置的柔性环22(以及柔性槽21)。

根据本发明的实施例，还提供一种滚动转子式压缩机，尤其是一种双滚子转动压缩机，包括上述的泵体组件。

以下以双滚子转动压缩机为例对本发明的技术方案进一步阐述。

如图1所示，在沿曲轴轴线方向，曲轴1与上法兰51、下法兰52间的接触应力作用在上法兰51靠近气缸侧的局部区域；在沿0-360°周向方向，以上滑片41位置为起始角，沿曲轴1旋转方向，其接触应力作用在80-150°范围的局部区域，如图8所示。根据其接触应力沿周向方向分布特点，本发明将上(或下)法兰上的环形槽设置成与上(或下)法兰内孔偏心的构造，其偏心量为es(或ex)。如图2所示，对于上法兰51与曲轴1：其接触应力的集中区域的环形槽壁厚最薄处为ts1，而将其对侧厚度设置为ts2并满足：ts2＝ts1+es，此区域环形槽壁厚度较厚(如图4所示)且上法兰51与曲轴1接触应力较小，所以在此设置螺旋槽可增大螺旋槽槽的流通面积，提高螺旋槽的供油量。如图3所示，对于下法兰52与曲轴1：其接触应力的集中区域的环形槽壁厚度最薄处为tx1，将其对侧厚度设置为tx2并满足：tx2＝tx1+ex，在此区域环形槽壁厚度较厚，在此区域设置螺旋槽同样可通过增大其流通面积提高供油量。根据试验验证情况，同心环形槽壁厚若需要设置到低于2.5mm时，螺旋槽的流通面积将受到较大限制，在此条件下，采用偏心环形槽结构、偏心量不小于0.5mm时将能获得较好的效果。

根据本发明的实施例，还提供一种空调器，包括上述的滚动转子式压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、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 (10)

1.一种泵体组件，包括曲轴(1)以及与所述曲轴(1)的一端旋转连接的法兰，所述曲轴(1)具有偏心部，所述法兰朝向所述偏心部的一侧端面为第一端面，所述第一端面上构造有柔性槽(21)，所述柔性槽(21)与所述法兰的中心孔之间形成为柔性环(22)，其特征在于，在所述柔性环(22)的圆周方向上，所述柔性环(22)具有第一环壁区域以及第二环壁区域，所述第一环壁区域所对应的所述柔性环(22)的最小厚度大于所述第二环壁区域所述对应的所述柔性环(22)的最大厚度，所述柔性环(22)具有内环壁面，所述第一环壁区域所对应的所述内环壁面上构造有油槽(23)。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，还包括气缸，所述气缸上构造有滑片槽，所述滑片槽内滑动设置有滑片，所述滑片具有处于所述气缸径向上的第一对称面，在所述气缸的任一径向平面上的投影为第一投影，在所述第一投影上，沿着所述曲轴(1)的旋转方向，所述第二环壁区域靠近所述第一对称面的一侧边界为第一边界，所述第一边界与所述第一对称面之间形成第一夹角α1，60°≤α1≤90°，所述第二环壁区域远离所述一对称面的一侧边界为第二边界，所述第二边界与所述第一对称面之间形成第二夹角α2，140°≤α2≤180°。

3.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述第一环壁区域靠近所述第一对称面的一侧边界为第三边界，所述第三边界与所述第一对称面之间形成第三夹角α3，240°≤α3≤270°，所述第二环壁区域远离所述第一对称面的一侧边界为第四边界，所述第四边界与所述第一对称面之间形成第四夹角α4，320°≤α4≤360°。

4.根据权利要求3所述的泵体组件，其特征在于，α1＝80°，α2＝150°，α3＝260°，α4＝330°。

5.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述柔性环(22)还具有外环壁面，所述内环壁面以及所述外环壁面在所述第一投影上皆为圆形，所述内环壁面与所述外环壁面偏心设置。

6.根据权利要求5所述的泵体组件，其特征在于，所述第二环壁区域内的最小厚度为tmin，1.2mm≤tmin≤2.5mm。

7.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述内环壁面与所述外环壁面的偏心量为e，0.5mm≤e≤2mm。

8.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述油槽(23)为螺旋油槽或直槽；和/或，所述法兰为上法兰(51)或者下法兰(52)。

9.一种滚动转子式压缩机，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的泵体组件。

10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求9所述的滚动转子式压缩机。

Images