CN116241469A - 具有轴承的流体机械和换热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有轴承的流体机械和换热设备，流体机械包括曲轴、缸套、轴承、交叉槽结构和滑块，曲轴有两个偏心部；曲轴与缸套偏心设置且偏心距离固定，缸套包括沿其轴向分离设置的两个子缸套；轴承设置在两个子缸套之间，且轴承的轴向两端的端面分别与两个子缸套朝向轴承一侧的端面贴合，轴承与两个子缸套同心设置；交叉槽结构轴向上的部分外周面与轴承的内圈贴合，交叉槽结构的两个限位通道沿曲轴的轴向顺次设置，限位通道的延伸方向垂直于曲轴的轴向；两个偏心部对应伸入两个滑块的两个通孔内，两个滑块对应滑动设置在两个限位通道内并形成变容积腔。本发明解决了现有技术中的压缩机的能效较低、噪音较大的问题。

Description

具有轴承的流体机械和换热设备

技术领域

本发明涉及换热系统技术领域，具体而言，涉及一种具有轴承的流体机械和换热设备。

背景技术

现有技术中的流体机械包括压缩机和膨胀机等。以压缩机为例。

根据国家节能环保政策及消费者对空调舒适性要求，空调行业一直在追求高效和低噪。压缩机作为空调的心脏，对空调的能效和噪音水平有直接影响。滚动转子式压缩机作为主流的家用空调压缩机，经过近百年发展，已相对成熟，受结构原理限制，优化空间有限。若要取得重大突破，需从结构原理进行创新。

因此，急需提出一种具备能效高、噪音小等特点的压缩机。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有轴承的流体机械和换热设备，以解决现有技术中的压缩机的能效较低、噪音较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种具有轴承的流体机械，包括曲轴、缸套、轴承、交叉槽结构和滑块，其中，曲轴沿其轴向设置有两个偏心部；曲轴与缸套偏心设置且偏心距离固定，缸套包括沿其轴向分离设置的两个子缸套；轴承设置在两个子缸套之间，且轴承的轴向两端的端面分别与两个子缸套朝向轴承一侧的端面贴合，轴承与两个子缸套同心设置；交叉槽结构可转动地设置在缸套内，交叉槽结构轴向上的部分外周面与轴承的内圈贴合，交叉槽结构具有两个限位通道，两个限位通道沿曲轴的轴向顺次设置，限位通道的延伸方向垂直于曲轴的轴向；滑块具有通孔，滑块为两个，两个偏心部对应伸入两个滑块的两个通孔内，两个滑块对应滑动设置在两个限位通道内并形成变容积腔，变容积腔位于滑块的滑动方向上，曲轴转动以带动滑块在限位通道内往复滑动的同时与交叉槽结构相互作用，使得交叉槽结构、滑块在缸套内转动。

进一步地，轴承的内圈的直径D1与缸套的内壁面的直径D3之间满足：D1-D3为-0.1～0.06mm。

进一步地，交叉槽结构的外周面的直径D2与缸套的内壁面的直径D3之间满足：D2-D3为0～0.1mm。

进一步地，两个偏心部之间具有第一夹角A的相位差，两个偏心部的偏心量相等，且两个限位通道的延伸方向之间具有第二夹角B的相位差，其中，第一夹角A为第二夹角B的二倍。

进一步地，偏心部的偏心量等于曲轴与缸套的装配偏心量。

进一步地，限位通道的两端贯通至交叉槽结构的外周面。

进一步地，两个滑块分别与两个偏心部同心设置，滑块绕偏心部做圆周运动，通孔的孔壁与偏心部之间具有第一转动间隙，第一转动间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

进一步地，交叉槽结构与缸套同轴设置，交叉槽结构的外周面与缸套的内壁面之间具有第二转动间隙，第二转动间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

进一步地，第一夹角A为160度-200度；第二夹角B为80度-100度。

进一步地，流体机械还包括法兰，法兰设置在缸套的轴向的端部，曲轴与法兰同心设置。

进一步地，曲轴与法兰之间具有第一装配间隙，第一装配间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

进一步地，第一装配间隙的范围为0.01～0.03mm。

进一步地，偏心部具有圆弧面，圆弧面的圆心角大于等于180度。

进一步地，偏心部为圆柱形。

进一步地，偏心部的近端与曲轴的轴体部分的外圆平齐；或，偏心部的近端突出于曲轴的轴体部分的外圆；或，偏心部的近端位于曲轴的轴体部分的外圆的内侧。

进一步地，滑块包括多个子结构，多个子结构拼接后围成通孔。

进一步地，两个偏心部在曲轴的轴向上间隔设置。

进一步地，交叉槽结构具有中心孔，两个限位通道通过中心孔连通，中心孔的孔径大于曲轴的轴体部分的直径。

进一步地，中心孔的孔径大于偏心部的直径。

进一步地，滑块在通孔的轴向的投影具有两条相对平行的直线段以及连接两条直线段的端部的弧线段。

进一步地，滑块具有朝向限位通道的端部的挤压面，挤压面作为滑块的头部，挤压面朝向变容积腔。

进一步地，挤压面为弧面，弧面的弧心与通孔的中心之间的距离等于偏心部的偏心量。

进一步地，弧面的曲率半径与缸套的内圆的半径相等；或，弧面的曲率半径与缸套的内圆的半径具有差值，差值的范围为-0.05mm～0.025mm。

进一步地，差值的范围为-0.02～0.02mm。

进一步地，挤压面在滑块滑动方向上的投影面积S_滑块与缸套的排气连通口的面积为S_排之间满足：S_滑块/S_排的值为8～25。

进一步地，S_滑块/S_排的值为12～18。

进一步地，两个子缸套中位于上方的子缸套设置有第一径向吸气孔以及与第一径向吸气孔连通的分流孔，分流孔沿子缸套的轴向延伸并贯通至子缸套的下端面，轴承与分流孔相对的位置处开设有吸气贯通孔，两个子缸套中位于下方的子缸套设置有吸气过渡孔以及与吸气过渡孔连通的第二径向吸气孔。

进一步地，流体机械还包括两个法兰，两个法兰分别装配在缸套的轴向两端，两个子缸套中位于上方的子缸套的内壁面具有第一排气连通口，第一排气连通口贯通至子缸套的上端面并与法兰上的法兰排气口连通。

进一步地，轴承还具有排气贯通孔，两个子缸套与排气贯通孔相对的位置处分别设置有排气引流孔，两个排气引流孔均与排气贯通孔连通并与法兰排气口连通，两个子缸套中位于下方的子缸套的内壁面具有第二排气连通口，第二排气连通口依次通过位于下方的排气引流孔、排气贯通孔、位于上方的排气引流孔与法兰排气口连通。

进一步地，第一径向吸气孔的末端为第一进气连通口，第二径向吸气孔的末端为第二进气连通口，当位于上方的滑块处于进气位置时，第一进气连通口与对应的变容积腔导通，当位于上方的滑块处于排气位置时，对应的变容积腔与第一排气连通口导通；当位于下方的滑块处于进气位置时，第二进气连通口与对应的变容积腔导通，当位于下方滑块处于排气位置时，对应的变容积腔与第二排气连通口导通。

进一步地，流体机械是压缩机。

进一步地，第一径向吸气孔的末端为第一进气连通口，第二径向吸气孔的末端为第二进气连通口，当位于上方的滑块处于进气位置时，第一排气连通口与对应的变容积腔导通，当位于上方的滑块处于排气位置时，对应的变容积腔与第一进气连通口导通；当位于下方的滑块处于进气位置时，第二排气连通口与对应的变容积腔导通，当位于下方滑块处于排气位置时，对应的变容积腔与第二进气连通口导通。

进一步地，流体机械是膨胀机。

根据本发明的另一方面，提供了一种换热设备，包括流体机械，流体机械为上述的流体机械。

应用本发明的技术方案，通过将交叉槽结构设置成具有两个限位通道的结构形式，并对应设置两个滑块，曲轴的两个偏心部对应伸入两个滑块的两个通孔内，同时，两个滑块对应滑动设置在两个限位通道内并形成变容积腔，这样，当两个滑块中的一个处于死点位置时，即，与处于死点位置处的滑块对应的偏心部的驱动转矩为0，处于死点位置处的滑块无法继续旋转，而此时两个偏心部中的另一个偏心部驱动对应的滑块的驱动转矩为最大值，确保具有最大驱动转矩的偏心部能够正常驱动对应的滑块旋转，从而通过该滑块来带动交叉槽结构转动，进而通过交叉槽结构带动处于死点位置处的滑块继续旋转，实现了流体机械的稳定运行，避开了运动机构的死点位置，提升了流体机械的运动可靠性，从而确保换热设备的工作可靠性。

此外，通过将缸套设置成包括两个子缸套的结构形式，同时，轴承设置在两个子缸套之间，且轴承的轴向两端的端面分别与两个子缸套朝向轴承一侧的端面贴合，轴承与两个子缸套同心设置，使得交叉槽结构轴向上的部分外周面与轴承的内圈贴合，这样，交叉槽结构的外周面通过轴承支撑减磨，使得交叉槽结构的周向外表面与缸套的内壁之间由滑动摩擦变为交叉槽结构的周向外表面与轴承的滚动摩擦，降低了机械摩擦功耗，其中，轴承的内圈与交叉槽结构配合，轴承的内圈与缸套的内壁配合。

进一步地，由于本申请提供的流体机械能够稳定运行，即，确保了压缩机的能效较高、噪音较小，从而确保换热设备的工作可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的压缩机运行的机构原理示意图；

图2示出了图1中的压缩机运行的机构原理示意图；

图3示出了根据本发明的实施例一的压缩机的内部结构示意图；

图4示出了图3中的压缩机的泵体组件的结构示意图；

图5示出了图4中的泵体组件的分解结构示意图；

图6示出了图5中的曲轴、交叉槽结构、滑块的装配结构示意图；

图7示出了图6中的曲轴、交叉槽结构、滑块的剖视结构示意图；

图8示出了图6中的曲轴的轴体部分和两个偏心部的偏心量的结构示意图；

图9示出了图5中的曲轴和缸套的装配偏心量的剖视结构示意图；

图10示出了图5中的滑块在通孔轴向上的结构示意图；

图11示出了图4中的位于上方的子缸套的结构示意图；

图12示出了图11中的位于上方的子缸套的剖视结构示意图；

图13示出了图4中的位于下方的子缸套的结构示意图；

图14示出了图13中的位于下方的子缸套的剖视结构示意图；

图15示出了图4中的上法兰的结构示意图；

图16示出了现有技术中的压缩机运行的机构原理示意图；

图17示出了现有技术中改进后的压缩机运行的机构原理示意图；

图18示出了图17中的压缩机运行的机构原理示意图，该图中，示出了驱动轴驱动滑块旋转的力臂；

图19示出了图17中的压缩机运行的机构原理示意图，该图中，限位槽结构的中心和偏心部的中心重合。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、曲轴；11、偏心部；12、轴体部分；

20、缸套；23、吸气腔；27、子缸套；271、第一径向吸气孔；272、分流孔；273、吸气过渡孔；274、第二径向吸气孔；275、第一排气连通口；276、排气引流孔；277、第二排气连通口；

30、交叉槽结构；31、限位通道；311、变容积腔；32、中心孔；

40、滑块；41、通孔；42、挤压面；

50、法兰；52、上法兰；53、下法兰；57、法兰排气口；58、盖板；

60、排气阀组件；61、排气阀片；62、阀片挡板；

80、分液器部件；81、壳体组件；82、电机组件；83、泵体组件；84、上盖组件；85、下盖组件；

90、紧固件；

200、轴承；201、吸气贯通孔；202、排气贯通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，如图16所示，基于十字滑块机构提出了一种压缩机运行机构原理，即，以点O₁作为气缸中心、点O₂作为驱动轴中心、点O₃作为滑块中心，气缸与驱动轴偏心设置，其中，滑块中心O₃在直径为O₁O₂的圆上作圆周运动。

上述的运行机构原理中，气缸中心O₁和驱动轴中心O₂作为运动机构的两个旋转中心，同时，线段O₁O₂的中点O₀作为滑块中心O₃的虚拟中心，使得滑块相对于气缸作往复运动的同时，滑块还相对于驱动轴作往复运动。

由于线段O₁O₂的中点O₀为虚拟中心，无法设置平衡系统，导致压缩机高频振动特性恶化的问题，在上述运行机构原理的基础上，如图17所示，提出了一种以O₀作为驱动轴中心的运动机构，即，气缸中心O₁和驱动轴中心O₀作为运动机构的两个旋转中心，驱动轴具有偏心部，滑块与偏心部同轴设置，驱动轴与气缸的装配偏心量等于偏心部的偏心量，使得滑块中心O₃以驱动轴中心O₀为圆心并以O₁O₀为半径做圆周运动。

对应的提出了一套运行机构，包括气缸、限位槽结构、滑块和驱动轴，其中，限位槽结构可转动地设置在气缸内，且气缸与限位槽结构同轴设置，即，气缸中心O₁也是限位槽结构的中心，滑块相对于限位槽结构往复运动，滑块与驱动轴的偏心部同轴装配，滑块绕驱动轴的轴体部分做圆周运动，具体地运动过程为：驱动轴转动，带动滑块绕驱动轴的轴体部分的中心公转，滑块同时相对于偏心部自转，且滑块在限位槽结构的限位槽内往复运动，并推动限位槽结构旋转。

但是，如图18所示，驱动轴驱动滑块旋转的力臂L的长度为L＝2e×cosθ×cosθ，其中，e为偏心部的偏心量，θ为O₁O₀连线与滑块在限位槽内滑动方向之间的夹角。

如图19所示，当气缸中心O₁(即，限位槽结构的中心)和偏心部的中心重合时，驱动轴的驱动力的合力经过限位槽结构的中心，即，施加在限位槽结构上的转矩为零，限位槽结构无法转动，此时的运动机构处于死点位置，无法驱动滑块旋转。

基于此，本申请提出了一种全新的具备两个限位通道的交叉槽结构和双滑块的机构原理，并基于该原理构建了一种全新的压缩机，该压缩机具备能效高、噪音小的特点，下面以压缩机为例，具体介绍基于具备两个限位通道的交叉槽结构和双滑块的压缩机。

为了解决现有技术中的压缩机的能效较低、噪音较大的问题，本发明提供了一种具有轴承的流体机械和换热设备，其中，换热设备包括下述的流体机械。

本发明中的具有轴承的流体机械，包括曲轴10、缸套20、轴承200、交叉槽结构30和滑块40，其中，曲轴10沿其轴向设置有两个偏心部11；曲轴10与缸套20偏心设置且偏心距离固定，缸套20包括沿其轴向分离设置的两个子缸套27；轴承200设置在两个子缸套27之间，且轴承200的轴向两端的端面分别与两个子缸套27朝向轴承200一侧的端面贴合，轴承200与两个子缸套27同心设置；交叉槽结构30可转动地设置在缸套20内，交叉槽结构30轴向上的部分外周面与轴承200的内圈贴合，交叉槽结构30具有两个限位通道31，两个限位通道31沿曲轴10的轴向顺次设置，限位通道31的延伸方向垂直于曲轴10的轴向；滑块40具有通孔41，滑块40为两个，两个偏心部11对应伸入两个滑块40的两个通孔41内，两个滑块40对应滑动设置在两个限位通道31内并形成变容积腔311，变容积腔311位于滑块40的滑动方向上，曲轴10转动以带动滑块40在限位通道31内往复滑动的同时与交叉槽结构30相互作用，使得交叉槽结构30、滑块40在缸套20内转动。

通过将交叉槽结构30设置成具有两个限位通道31的结构形式，并对应设置两个滑块40，曲轴的两个偏心部11对应伸入两个滑块40的两个通孔41内，同时，两个滑块40对应滑动设置在两个限位通道31内并形成变容积腔311，这样，当两个滑块40中的一个处于死点位置时，即，与处于死点位置处的滑块40对应的偏心部11的驱动转矩为0，处于死点位置处的滑块40无法继续旋转，而此时两个偏心部11中的另一个偏心部11驱动对应的滑块40的驱动转矩为最大值，确保具有最大驱动转矩的偏心部11能够正常驱动对应的滑块40旋转，从而通过该滑块40来带动交叉槽结构30转动，进而通过交叉槽结构30带动处于死点位置处的滑块40继续旋转，实现了流体机械的稳定运行，避开了运动机构的死点位置，提升了流体机械的运动可靠性，从而确保换热设备的工作可靠性。

此外，通过将缸套20设置成包括两个子缸套27的结构形式，同时，轴承200设置在两个子缸套27之间，且轴承200的轴向两端的端面分别与两个子缸套27朝向轴承200一侧的端面贴合，轴承200与两个子缸套27同心设置，使得交叉槽结构30轴向上的部分外周面与轴承200的内圈贴合，这样，交叉槽结构30的外周面通过轴承200支撑减磨，使得交叉槽结构30的周向外表面与缸套20的内壁之间由滑动摩擦变为交叉槽结构30的周向外表面与轴承200的滚动摩擦，降低了机械摩擦功耗，其中，轴承200的内圈与交叉槽结构30配合，轴承200的内圈与缸套20的内壁配合。

进一步地，由于本申请提供的流体机械能够稳定运行，即，确保了压缩机的能效较高、噪音较小，从而确保换热设备的工作可靠性。

需要说明的是，在本申请中，第一夹角A和第二夹角B均不为零。

如图1和图2所示，当上述的流体机械运行时，曲轴10绕曲轴10的轴心O₀自转；交叉槽结构30绕曲轴10的轴心O₀公转，曲轴10的轴心O₀与交叉槽结构30的轴心O₁偏心设置且偏心距离固定；第一个滑块40以曲轴10的轴心O₀为圆心做圆周运动，且第一个滑块40的中心O₃与曲轴10的轴心O₀之间的距离等于曲轴10对应的第一个偏心部11的偏心量，且偏心量等于曲轴10的轴心O₀与交叉槽结构30的轴心O₁之间的偏心距离，曲轴10转动以带动第一个滑块40做圆周运动，且第一个滑块40与交叉槽结构30相互作用并在交叉槽结构30的限位通道31内往复滑动；第二个滑块40以曲轴10的轴心O₀为圆心做圆周运动，且第二个滑块40的中心O₄与曲轴10的轴心O₀之间的距离等于曲轴10对应的第二个偏心部11的偏心量，且偏心量等于曲轴10的轴心O₀与交叉槽结构30的轴心O₁之间的偏心距离，曲轴10转动以带动第二个滑块40做圆周运动，且第二个滑块40与交叉槽结构30相互作用并在交叉槽结构30的限位通道31内往复滑动。

如上述方法运行的流体机械，构成了十字滑块机构，该运行方法采用十字滑块机构原理，其中，曲轴10的两个偏心部11分别作为第一连杆L₁和第二连杆L₂，交叉槽结构30的两个限位通道31分别作为第三连杆L₃和第四连杆L₄，且第一连杆L₁和第二连杆L₂的长度相等(请参考图1)。

如图1所示，第一连杆L₁和第二连杆L₂之间具有第一夹角A，第三连杆L₃和第四连杆L₄之间具有第二夹角B，其中，第一夹角A为第二夹角B的二倍。

如图2所示，曲轴10的轴心O₀与交叉槽结构30的轴心O₁之间的连线为连线O₀ O₁，第一连杆L₁与连线O₀ O₁之间具有第三夹角C，对应的第三连杆L₃与连线O₀ O₁之间具有第四夹角D，其中，第三夹角C为第四夹角D的二倍；第二连杆L₂与连线O₀ O₁之间具有第五夹角E，对应的第四连杆L₄与连线O₀ O₁之间具有第六夹角F，其中，第五夹角E为第六夹角F的二倍；第三夹角C与第五夹角E之和是第一夹角A，第四夹角D和第六夹角F之和是第二夹角B。

进一步地，运行方法还包括滑块40相对于偏心部11的自转角速度与滑块40绕曲轴10的轴心O₀的公转角速度相同；交叉槽结构30绕曲轴10的轴心O₀的公转角速度与滑块40相对于偏心部11的自转角速度相同。

具体而言，曲轴10的轴心O₀相当于第一连杆L₁和第二连杆L₂的旋转中心，交叉槽结构30的轴心O₁相当于第三连杆L₃和第四连杆L₄的旋转中心；曲轴10的两个偏心部11分别作为第一连杆L₁和第二连杆L₂，交叉槽结构30的两个限位通道31分别作为第三连杆L₃和第四连杆L₄，且第一连杆L₁和第二连杆L₂的长度相等，这样，曲轴10转动的同时，曲轴10上的偏心部11带动对应的滑块40绕曲轴10的轴心O₀公转，同时滑块40相对于偏心部11能够自转，且二者的相对转动速度相同，由于第一个滑块40和第二个滑块40分别在两个对应的限位通道31内往复运动，并带动交叉槽结构30做圆周运动，受交叉槽结构30的两个限位通道31的限位，两个滑块40的运动方向始终具有第二夹角B的相位差，当两个滑块40中的一个处于死点位置时，用于驱动两个滑块40中的另一个的偏心部11具有最大的驱动转矩，具有最大驱动转矩的偏心部11能够正常驱动对应的滑块40旋转，从而通过该滑块40来带动交叉槽结构30转动，进而通过交叉槽结构30带动处于死点位置处的滑块40继续旋转，实现了流体机械的稳定运行，避开了运动机构的死点位置，提升了流体机械的运动可靠性，从而确保换热设备的工作可靠性。

需要说明的是，在本申请中，偏心部11的驱动转矩的最大力臂为2e。

在该运动方法下，滑块40的运行轨迹为圆，且该圆以曲轴10的轴心O₀为圆心以连线O₀O₁为半径。

需要说明的是，在本申请中，在曲轴10转动的过程中，曲轴10转动2圈，完成4次吸排气过程。

下面将给出一个可选的实施方式，以对流体机械的结构进行详细的介绍，以便能够通过结构特征更好地阐述流体机械的运行方法。

如图3至图15所示，流体机械还包括法兰50，法兰50设置在缸套20的轴向的端部，曲轴10与法兰50同心设置，交叉槽结构30与缸套20同轴设置，曲轴10与交叉槽结构30的装配偏心量由法兰50和缸套20相对位置关系确定，其中，法兰50通过紧固件90固定在缸套20上，法兰50的轴心与缸套20内圈的轴心的相对位置通过法兰50调心控制，法兰50的轴心与缸套20内圈的轴心的相对位置决定了曲轴10的轴心和交叉槽结构30的轴心的相对位置，通过法兰50调心的本质就是使得偏心部11的偏心量等于曲轴10与缸套20的装配偏心量。

具体地，如图8所示，两个偏心部11的偏心量均等于e，如图9所示，曲轴10和缸套20之间的装配偏心量为e(由于交叉槽结构30与缸套20同轴设置，曲轴10和交叉槽结构30之间的装配偏心量即曲轴10和缸套20之间的装配偏心量)，法兰50包括上法兰52和下法兰53。

可选地，轴承200的内圈的直径D1与缸套20的内壁面的直径D3之间满足：D1-D3为-0.1～0.06mm。

可选地，交叉槽结构30的外周面的直径D2与缸套20的内壁面的直径D3之间满足：D2-D3为0～0.1mm。

如图1所示，两个偏心部11之间具有第一夹角A的相位差，两个偏心部11的偏心量相等，且两个限位通道31的延伸方向之间具有第二夹角B的相位差，其中，第一夹角A为第二夹角B的二倍。

如图5所示，限位通道31的两端贯通至交叉槽结构30的外周面。这样，有利于降低交叉槽结构30的加工制造难度。

可选地，两个滑块40分别与两个偏心部11同心设置，滑块40绕偏心部11做圆周运动，通孔41的孔壁与偏心部11之间具有第一转动间隙，第一转动间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

优选地，第一转动间隙的范围为0.01～0.03mm。

可选地，交叉槽结构30与缸套20同轴设置，交叉槽结构30的外周面与缸套20的内壁面之间具有第二转动间隙，第二转动间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

优选地，第二转动间隙的范围为0.01～0.03mm。

需要说明的是，在本申请中，第一夹角A为160度-200度；第二夹角B为80度-100度。这样，只要满足第一夹角A是第二夹角B的二倍的关系即可。

优选地，第一夹角A为160度，第二夹角B为80度。

优选地，第一夹角A为165度，第二夹角B为82.5度。

优选地，第一夹角A为170度，第二夹角B为85度。

优选地，第一夹角A为175度，第二夹角B为87.5度。

优选地，第一夹角A为180度，第二夹角B为90度。

优选地，第一夹角A为185度，第二夹角B为92.5度。

优选地，第一夹角A为190度，第二夹角B为95度。

优选地，第一夹角A为195度，第二夹角B为97.5度。

可选地，曲轴10与法兰50之间具有第一装配间隙，第一装配间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

优选地，第一装配间隙的范围为0.01～0.03mm。

需要说明的是，在本申请中，偏心部11具有圆弧面，圆弧面的圆心角大于等于180度。这样，确保偏心部11的圆弧面能够对滑块40施加有效驱动力的作用，从而确保滑块40的运动可靠性。

如图5至图8所示，曲轴10的轴体部分12一体成型，且轴体部分12仅具有一个轴心。这样，便于轴体部分12的一次成型，从而降低了轴体部分12的加工制造难度。

需要说明的是，在本申请一个未图示的实施例中，曲轴10的轴体部分12包括沿其轴向连接的第一段和第二段，第一段与第二段同轴设置，两个偏心部11分别设置在第一段和第二段上。

可选地，第一段与第二段可拆卸地连接。这样，确保曲轴10的装配和拆卸的便捷性。

如图5至图8所示，曲轴10的轴体部分12与偏心部11一体成型。这样，便于曲轴10的一次成型，从而降低了曲轴10的加工制造难度。

需要说明的是，在本申请一个未图示的实施例中，曲轴10的轴体部分12与偏心部11可拆卸地连接。这样，便于偏心部11的安装和拆卸。

如图5至图8所示，偏心部11为圆柱形。

可选地，偏心部11的近端与曲轴10的轴体部分的外圆平齐。

可选地，偏心部11的近端突出于曲轴10的轴体部分的外圆。

可选地，偏心部11的近端位于曲轴10的轴体部分的外圆的内侧。

需要说明的是，在本申请一个未图示的实施例中，滑块40包括多个子结构，多个子结构拼接后围成通孔41。

如图5至图8所示，两个偏心部11在曲轴10的轴向上间隔设置。这样，在装配曲轴10、缸套20和两个滑块40的过程中，确保两个偏心部11之间的间隔距离能够为缸套20提供装配空间，以确保装配便捷性。

如图5所示，交叉槽结构30具有中心孔32，两个限位通道31通过中心孔32连通，中心孔32的孔径大于曲轴10的轴体部分的直径。这样，确保曲轴10能够顺利地穿过中心孔32。

可选地，中心孔32的孔径大于偏心部11的直径。这样，确保曲轴10的偏心部11能够顺利地穿过中心孔32。

如图10所示，滑块40在通孔41的轴向的投影具有两条相对平行的直线段以及连接两条直线段的端部的弧线段。限位通道31具有与滑块40滑动接触的一组相对设置的第一滑移面，滑块40具有与第一滑移面配合的第二滑移面，滑块40具有朝向限位通道31的端部的挤压面42，挤压面42作为滑块40的头部，两个第二滑移面通过挤压面42连接，挤压面42朝向变容积腔311。这样，滑块40的第二滑移面在其通孔41的轴向的投影为直线段，同时，滑块40的挤压面42在其通孔41的轴向的投影为弧线段。

具体地，挤压面42为弧面，弧面的弧心与通孔41的中心之间的距离等于偏心部11的偏心量。图10中，滑块40的通孔41中心为O_滑块，两个弧面的弧心与通孔41的中心之间的距离均为e，即，偏心部11的偏心量，图10中的X虚线表示两个弧面的弧心所在的圆。

可选地，弧面的曲率半径与缸套20的内圆的半径相等。

可选地，弧面的曲率半径与缸套20的内圆的半径具有差值，差值的范围为-0.05mm～0.025mm。

优选地，差值的范围为-0.02～0.02mm。

可选地，挤压面42在滑块40滑动方向上的投影面积S_滑块与缸套20的排气连通口的面积为S_排之间满足：S_滑块/S_排的值为8～25。

优选地，S_滑块/S_排的值为12～18。

需要说明的是，上述的缸套20的排气连通口，可以是两个子缸套27中位于上方的子缸套27的内壁面具有第一排气连通口275，当然，也可以是，两个子缸套27中位于下方的子缸套27的内壁面具有第二排气连通口277。

需要说明的是，本实施例示出的流体机械为压缩机，如图3所示，压缩机包括分液器部件80、壳体组件81、电机组件82、泵体组件83、上盖组件84和下盖组件85，其中，分液器部件80设置在壳体组件81的外部，上盖组件84装配在壳体组件81的上端，下盖组件85装配在壳体组件81的下端，电机组件82和泵体组件83均位于壳体组件81的内部，其中，电机组件82位于泵体组件83的上方，或者，电机组件82位于泵体组件83的下方。压缩机的泵体组件83包括上述的曲轴10、缸套20、交叉槽结构30、滑块40、上法兰52和下法兰53。

可选地，上述各部件通过焊接、热套、或冷压的方式连接。

整个泵体组件83的装配过程如下：下法兰53固定在缸套20上，两个滑块40分别置于对应的两个限位通道31内，曲轴10的两个偏心部11分别伸入对应的两个滑块40的两个通孔41内，再将组装好的曲轴10、交叉槽结构30和两个滑块40置于缸套20内，曲轴10的一端安装在下法兰53上，曲轴10的另一端穿过上法兰52设置，具体可参见图4和图5。

如图5所示，法兰50还包括盖板58，盖板58设置在下法兰53的底部，并与下法兰53连接。

需要说明的是，在本实施例中，滑块40、限位通道31、缸套20和上法兰52(或下法兰53)围成的封闭空间即为变容积腔311，泵体组件83共具有4个变容积腔311，在曲轴10转动的过程中，曲轴10转动2圈，单个变容积腔311完成1次吸排气过程，对压缩机而言，曲轴10转动2圈，共计完成4次吸排气过程。

具体而言，如图4、图11至图14所示，两个子缸套27中位于上方的子缸套27设置有第一径向吸气孔271以及与第一径向吸气孔271连通的分流孔272，分流孔272沿子缸套27的轴向延伸并贯通至子缸套27的下端面，轴承200与分流孔272相对的位置处开设有吸气贯通孔201，两个子缸套27中位于下方的子缸套27设置有吸气过渡孔273以及与吸气过渡孔273连通的第二径向吸气孔274。这样，位于上方的限位通道31处的变容积腔311通过上方的子缸套27的第一径向吸气孔271进行吸气作业，位于下方的限位通道31的变容积腔311通过下方的子缸套27的第二径向吸气孔274进行吸气作业。

如图11和图13所示，图11中位于上方的子缸套27的内壁面上开设有吸气腔23，且吸气腔23与第一径向吸气孔271连通，图13中位于下方的子缸套27的内壁面上开设有吸气腔23，且吸气腔23与第二径向吸气孔274连通。

如图4、图11所示，流体机械还包括两个法兰50，两个法兰50分别装配在缸套20的轴向两端，两个子缸套27中位于上方的子缸套27的内壁面具有第一排气连通口275，第一排气连通口275贯通至子缸套27的上端面并与法兰50上的法兰排气口57连通。这样，确保位于上方的限位通道31处的变容积腔311的排气可靠性。

如图4和5所示，流体机械还包括排气阀组件60，排气阀组件60设置在上法兰52的法兰排气口57处，排气阀组件60包括排气阀片61和阀片挡板62。

如图4、图11和图13所示，轴承200还具有排气贯通孔202，两个子缸套27与排气贯通孔202相对的位置处分别设置有排气引流孔276，两个排气引流孔276均与排气贯通孔202连通并与法兰排气口57连通，两个子缸套27中位于下方的子缸套27的内壁面具有第二排气连通口277，第二排气连通口277依次通过位于下方的排气引流孔276、排气贯通孔202、位于上方的排气引流孔276与法兰排气口57连通。这样确保泵体组件83的排气可靠性。

下面对压缩机的运行进行具体介绍：

如图3所示，电机组件82带动曲轴10转动，曲轴10的两个偏心部11分别驱动对应的两个滑块40运动，滑块40绕曲轴10的轴心做公转的同时，滑块40相对于偏心部11自转，且滑块40沿限位通道31往复运动，并带动交叉槽结构30在缸套20内转动，滑块40公转的同时沿限位通道31进行往复运动而构成十字滑块机构运动方式。

具体而言。第一径向吸气孔271的末端为第一进气连通口，第二径向吸气孔274的末端为第二进气连通口，当位于上方的滑块40处于进气位置时，第一进气连通口与对应的变容积腔311导通，当位于上方的滑块40处于排气位置时，对应的变容积腔311与第一排气连通口275导通；当位于下方的滑块40处于进气位置时，第二进气连通口与对应的变容积腔311导通，当位于下方滑块40处于排气位置时，对应的变容积腔311与第二排气连通口277导通。

其他使用场合：该压缩机将吸、排气口交换位置，可以作为膨胀机使用。即，将压缩机的排气口作为膨胀机吸气口，通入高压气体，其他推动机构转动，膨胀后通过压缩机吸气口(膨胀机排气口)排出气体。

当流体机械为膨胀机时，第一径向吸气孔271的末端为第一进气连通口，第二径向吸气孔274的末端为第二进气连通口，当位于上方的滑块40处于进气位置时，第一排气连通口275与对应的变容积腔311导通，当位于上方的滑块40处于排气位置时，对应的变容积腔311与第一进气连通口导通；当位于下方的滑块40处于进气位置时，第二排气连通口277与对应的变容积腔311导通，当位于下方滑块40处于排气位置时，对应的变容积腔311与第二进气连通口导通。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (34)

1.一种具有轴承的流体机械，其特征在于，包括：

曲轴(10)，所述曲轴(10)沿其轴向设置有两个偏心部(11)；

缸套(20)，所述曲轴(10)与所述缸套(20)偏心设置且偏心距离固定，所述缸套(20)包括沿其轴向分离设置的两个子缸套(27)；

轴承(200)，所述轴承(200)设置在两个所述子缸套(27)之间，且所述轴承(200)的轴向两端的端面分别与两个所述子缸套(27)朝向所述轴承(200)一侧的端面贴合，所述轴承(200)与两个所述子缸套(27)同心设置；

交叉槽结构(30)，所述交叉槽结构(30)可转动地设置在所述缸套(20)内，所述交叉槽结构(30)轴向上的部分外周面与所述轴承(200)的内圈贴合，所述交叉槽结构(30)具有两个限位通道(31)，两个所述限位通道(31)沿所述曲轴(10)的轴向顺次设置，所述限位通道(31)的延伸方向垂直于所述曲轴(10)的轴向；

滑块(40)，所述滑块(40)具有通孔(41)，所述滑块(40)为两个，两个所述偏心部(11)对应伸入两个所述滑块(40)的两个所述通孔(41)内，两个所述滑块(40)对应滑动设置在两个所述限位通道(31)内并形成变容积腔(311)，所述变容积腔(311)位于滑块(40)的滑动方向上，所述曲轴(10)转动以带动所述滑块(40)在所述限位通道(31)内往复滑动的同时与所述交叉槽结构(30)相互作用，使得所述交叉槽结构(30)、所述滑块(40)在所述缸套(20)内转动。

2.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述轴承(200)的内圈的直径D1与所述缸套(20)的内壁面的直径D3之间满足：D1-D3为-0.1～0.06mm。

3.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述交叉槽结构(30)的外周面的直径D2与所述缸套(20)的内壁面的直径D3之间满足：D2-D3为0～0.1mm。

4.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，两个所述偏心部(11)之间具有第一夹角A的相位差，两个所述偏心部(11)的偏心量相等，且两个所述限位通道(31)的延伸方向之间具有第二夹角B的相位差，其中，所述第一夹角A为所述第二夹角B的二倍。

5.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述偏心部(11)的偏心量等于所述曲轴(10)与所述缸套(20)的装配偏心量。

6.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述限位通道(31)的两端贯通至所述交叉槽结构(30)的外周面。

7.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，两个所述滑块(40)分别与两个所述偏心部(11)同心设置，所述滑块(40)绕所述偏心部(11)做圆周运动，所述通孔(41)的孔壁与所述偏心部(11)之间具有第一转动间隙，所述第一转动间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

8.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述交叉槽结构(30)与所述缸套(20)同轴设置，所述交叉槽结构(30)的外周面与所述缸套(20)的内壁面之间具有第二转动间隙，所述第二转动间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

9.根据权利要求4所述的流体机械，其特征在于，所述第一夹角A为160度-200度；所述第二夹角B为80度-100度。

10.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述流体机械还包括法兰(50)，所述法兰(50)设置在所述缸套(20)的轴向的端部，所述曲轴(10)与所述法兰(50)同心设置。

11.根据权利要求10所述的流体机械，其特征在于，所述曲轴(10)与所述法兰(50)之间具有第一装配间隙，所述第一装配间隙的范围为0.005mm～0.05mm。

12.根据权利要求11所述的流体机械，其特征在于，所述第一装配间隙的范围为0.01～0.03mm。

13.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述偏心部(11)具有圆弧面，所述圆弧面的圆心角大于等于180度。

14.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述偏心部(11)为圆柱形。

15.根据权利要求14所述的流体机械，其特征在于，

所述偏心部(11)的近端与所述曲轴(10)的轴体部分的外圆平齐；或，

所述偏心部(11)的近端突出于所述曲轴(10)的轴体部分的外圆；或，

所述偏心部(11)的近端位于所述曲轴(10)的轴体部分的外圆的内侧。

16.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述滑块(40)包括多个子结构，多个所述子结构拼接后围成所述通孔(41)。

17.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，两个所述偏心部(11)在所述曲轴(10)的轴向上间隔设置。

18.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述交叉槽结构(30)具有中心孔(32)，两个所述限位通道(31)通过所述中心孔(32)连通，所述中心孔(32)的孔径大于所述曲轴(10)的轴体部分的直径。

19.根据权利要求18所述的流体机械，其特征在于，所述中心孔(32)的孔径大于所述偏心部(11)的直径。

20.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述滑块(40)在所述通孔(41)的轴向的投影具有两条相对平行的直线段以及连接两条所述直线段的端部的弧线段。

21.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，所述滑块(40)具有朝向所述限位通道(31)的端部的挤压面(42)，所述挤压面(42)作为所述滑块(40)的头部，所述挤压面(42)朝向所述变容积腔(311)。

22.根据权利要求21所述的流体机械，其特征在于，所述挤压面(42)为弧面，所述弧面的弧心与所述通孔(41)的中心之间的距离等于所述偏心部(11)的偏心量。

23.根据权利要求22所述的流体机械，其特征在于，

所述弧面的曲率半径与所述缸套(20)的内圆的半径相等；或，

所述弧面的曲率半径与所述缸套(20)的内圆的半径具有差值，所述差值的范围为-0.05mm～0.025mm。

24.根据权利要求23所述的流体机械，其特征在于，所述差值的范围为-0.02～0.02mm。

25.根据权利要求22所述的流体机械，其特征在于，所述挤压面(42)在所述滑块(40)滑动方向上的投影面积S_滑块与所述缸套(20)的排气连通口的面积为S_排之间满足：S_滑块/S_排的值为8～25。

26.根据权利要求25所述的流体机械，其特征在于，S_滑块/S_排的值为12～18。

27.根据权利要求1所述的流体机械，其特征在于，两个所述子缸套(27)中位于上方的所述子缸套(27)设置有第一径向吸气孔(271)以及与所述第一径向吸气孔(271)连通的分流孔(272)，所述分流孔(272)沿所述子缸套(27)的轴向延伸并贯通至所述子缸套(27)的下端面，所述轴承(200)与所述分流孔(272)相对的位置处开设有吸气贯通孔(201)，两个所述子缸套(27)中位于下方的所述子缸套(27)设置有吸气过渡孔(273)以及与所述吸气过渡孔(273)连通的第二径向吸气孔(274)。

28.根据权利要求27所述的流体机械，其特征在于，所述流体机械还包括两个法兰(50)，两个所述法兰(50)分别装配在所述缸套(20)的轴向两端，两个所述子缸套(27)中位于上方的所述子缸套(27)的内壁面具有第一排气连通口(275)，所述第一排气连通口(275)贯通至所述子缸套(27)的上端面并与所述法兰(50)上的法兰排气口(57)连通。

29.根据权利要求28所述的流体机械，其特征在于，所述轴承(200)还具有排气贯通孔(202)，两个所述子缸套(27)与所述排气贯通孔(202)相对的位置处分别设置有排气引流孔(276)，两个所述排气引流孔(276)均与所述排气贯通孔(202)连通并与所述法兰排气口(57)连通，两个所述子缸套(27)中位于下方的所述子缸套(27)的内壁面具有第二排气连通口(277)，所述第二排气连通口(277)依次通过位于下方的所述排气引流孔(276)、所述排气贯通孔(202)、位于上方的所述排气引流孔(276)与所述法兰排气口(57)连通。

30.根据权利要求29所述的流体机械，其特征在于，所述第一径向吸气孔(271)的末端为第一进气连通口，所述第二径向吸气孔(274)的末端为第二进气连通口，

当位于上方的所述滑块(40)处于进气位置时，所述第一进气连通口与对应的所述变容积腔(311)导通，当位于上方的所述滑块(40)处于排气位置时，对应的所述变容积腔(311)与所述第一排气连通口(275)导通；

当位于下方的所述滑块(40)处于进气位置时，所述第二进气连通口与对应的所述变容积腔(311)导通，当位于下方所述滑块(40)处于排气位置时，对应的所述变容积腔(311)与所述第二排气连通口(277)导通。

31.根据权利要求30所述的流体机械，其特征在于，所述流体机械是压缩机。

32.根据权利要求29所述的流体机械，其特征在于，所述第一径向吸气孔(271)的末端为第一进气连通口，所述第二径向吸气孔(274)的末端为第二进气连通口，

当位于上方的所述滑块(40)处于进气位置时，所述第一排气连通口(275)与对应的所述变容积腔(311)导通，当位于上方的所述滑块(40)处于排气位置时，对应的所述变容积腔(311)与所述第一进气连通口导通；

当位于下方的所述滑块(40)处于进气位置时，所述第二排气连通口(277)与对应的所述变容积腔(311)导通，当位于下方所述滑块(40)处于排气位置时，对应的所述变容积腔(311)与所述第二进气连通口导通。

33.根据权利要求32所述的流体机械，其特征在于，所述流体机械是膨胀机。

34.一种换热设备，包括流体机械，其特征在于，所述流体机械为权利要求1至33中任一项所述的流体机械。

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