CN116517835A - 活塞、压缩机和制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种活塞、压缩机和制冷设备,活塞用于压缩机,压缩机包括吸气腔,活塞包括:本体,本体包括沿轴向方向排布的第一端和第二端;支撑槽,设于本体的第一端和/或本体的第二端,支撑槽用于与吸气腔连通。相较于相关技术中未设置支撑槽的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞的磨损情况,延长活塞的使用寿命。增加局部动压,气压腔能够对曲轴进行支撑,进而能够提升曲轴的承载力,降低压缩机运行过程中的摩擦损失。减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及压缩机活塞技术领域,具体而言,涉及一种活塞、一种压缩机和一种制冷设备。
背景技术
目前,旋转式压缩机广泛应用于制冷领域,具体地,曲轴在电机的驱动下转动,曲轴偏心部设置有可自转活塞,活塞上下端面与上下轴承接触,电机带动曲轴旋转运动时,活塞也跟着做偏心转动。然而,活塞同时与上轴承、下轴承接触区域存在摩擦,润滑状态恶化,发生粗糙接触而导致磨损,降低旋转式压缩机的能效和可靠性。
发明内容
本申请的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本申请的实施例的第一方面提供了一种活塞。
本申请的实施例的第二方面提供了一种压缩机。
本申请的实施例的第三方面提供了一种制冷设备。
有鉴于此,根据本申请的实施例的第一方面,提供了一种活塞,活塞用于压缩机,压缩机包括吸气腔,活塞包括:本体,本体包括沿轴向方向排布的第一端和第二端;支撑槽,设于本体的第一端和/或本体的第二端,支撑槽用于与吸气腔连通。
本申请实施例提供的活塞包括本体和支撑槽,具体而言,压缩机包括吸气腔,能够理解的是,若压缩机为单缸压缩机,则压缩机包括第一气缸、活塞、滑片、曲轴和电机部,活塞位于第一气缸内,且活塞的外壁与第一气缸的内壁之间形成腔体,滑片能够活动地设置在第一气缸上,且滑片与活塞相连,以将腔体分隔成压缩腔和吸气腔。曲轴与电机部和活塞相连,压缩机还设有吸气口,吸气口与吸气腔连通。详细地,在电机部的驱动下,曲轴带动活塞在第一气缸内转动,同时活塞带动滑片相对于第一气缸运动,从而对压缩腔内的冷媒进行压缩。
此外,若压缩机为双缸压缩机,则压缩机包括第一气缸和第二气缸,第一气缸和第二气缸之间设有隔板。
其中,若压缩机为单缸压缩机,则活塞沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和下轴承,若压缩机为双缸压缩机,则活塞沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和隔板,或下轴承和隔板。
可以理解的是,相关技术中在旋转式压缩机运行时,活塞沿轴向方向的上下两个端面与上轴承或下轴承或隔板之间接触并存在摩擦,增加旋转式压缩机的摩擦损失,降低活塞的使用寿命。
本体包括第一端和第二端,其中,第一端和第二端沿本体的轴向方向分布,也就是说,本体的第一端为活塞的上端面,本体的第二端为活塞的下端面。支撑槽设置在本体的第一端和/或本体的第二端上,也就是说,支撑槽可以设置在活塞的上端面,也可以设置在活塞的下端面,还可以同时设置在活塞的上下两个端面上。具体可以根据实际需要进行设置。
支撑槽与吸气腔连通,也就是说,当压缩机运行时,曲轴带动活塞相对于第一气缸转动时,支撑槽能够吸入冷媒和润滑油,从而使得吸入的润滑油能够在支撑槽的槽口处形成油膜,即在活塞的上端面和/或活塞的下端面支撑槽所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
此外,由于在支撑槽的位置形成油膜,且支撑槽内吸入冷媒,从而使得支撑槽与油膜之间形成气压腔,增加局部动压,气压腔能够对曲轴进行支撑,进而能够提升曲轴的承载力,降低压缩机运行过程中的摩擦损失。
而且,由于在活塞的上端面和/或活塞的下端面设置支撑槽,能够有效减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
在实际应用中,支撑槽的数量为多个,且多个支撑槽在本体的周向方向均匀排布,从而能够进一步降低活塞与上轴承、下轴承或隔板接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命,进一步降低压缩机运行过程中的摩擦损失,降低压缩机的入力,提升压缩机能效和可靠性。
值得说明的是,可以利用化学蚀刻成型的方法、激光加工成型的方法或高速加工雕铣成型的方法在本体的第一端和/或本体的第二端设置支撑槽。具体可以根据实际需要进行设置。
另外,根据本申请上述技术方案提供的活塞,还具有如下附加技术特征:
在一种可能的技术方案中,支撑槽包括至少一个折弯部。
在该技术方案中,限定了支撑槽包括至少一个折弯部,也就是说,支撑槽的槽壁不是沿直线延伸的,举例地,支撑槽为V型槽,支撑槽为多个时,V型槽的开口端周向排布。换句话说,折弯部位于支撑槽的第一部分和支撑槽的第二部分之间,支撑槽的第一部分相较于支撑槽的第二部分靠近本体的中心设置。
通过在支撑槽内设置至少一个折弯部,能够提高支撑槽的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
此外,由于在活塞的上端面和/或活塞的下端面设置支撑槽,能够有效减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
值得说明的是,折弯部的数量可以为多个,也就是说,支撑槽包括多个槽段,相邻两个槽段的连接处形成一个折弯部,即支撑槽的槽壁曲折延伸,从而能够进一步提高支撑槽的储气和储油效果,增加油膜厚度,实现活塞的二次润滑。
在一种可能的技术方案中,支撑槽包括第一槽段和第二槽段,其中,第二槽段与第一槽段和吸气腔连通,第二槽段相较于第一槽段靠近本体的外边缘设置,第一槽段和第二槽段的连接处形成至少一个折弯部。
在该技术方案中,限定了支撑槽包括第一槽段和第二槽段,具体而言,第二槽段相较于第一槽段靠近本体的外边缘设置,也就是说,第二槽段位于至少一个折弯部的外侧,第一槽段位于至少一个折弯部的内侧。且第二槽段与第一槽段相连,第二槽段与吸气腔连通。从而在压缩机的运行过程中,第二槽段能够吸入冷媒和润滑油,从而使得吸入的润滑油能够在支撑槽的槽口处形成油膜,即在活塞的上端面和/或活塞的下端面支撑槽所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
此外,由于在支撑槽的位置形成油膜,且支撑槽内吸入冷媒,从而使得支撑槽与油膜之间形成气压腔,增加局部动压,气压腔能够对曲轴进行支撑,进而能够提升曲轴的承载力,降低压缩机运行过程中的摩擦损失。
而且,由于在活塞的上端面和/或活塞的下端面设置支撑槽,能够有效减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
第一槽段与第二槽段的连接处形成至少一个折弯部,也就是说,支撑槽的槽壁不是沿直线延伸的,从而能够提高支撑槽储气和储油的效果,增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
值得说明的是,第二槽段背离第一槽段的一端贯通本体的侧壁,从而能够在压缩机运行时,便于冷媒和润滑油进入支撑槽内。
在一种可能的技术方案中,第一槽段和/或第二槽段为弧形槽。
在该技术方案中,第一槽段为弧形槽,或第二槽段为弧形槽,或第一槽段和第二槽段均为弧形槽。具体可以根据实际需要进行设置。
通过将第一槽段和/或第二槽段设置为弧形槽,能够进一步提高支撑槽储气和储油的效果,增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
可以理解的是,第一槽段为弧形槽,也就是说,第一槽段的槽壁的横截面形状为一段弧形线,或多段弧形线依次相连。同理,第二槽段为弧形槽,也就是说,第二槽段的槽壁的横截面形状为一段弧形线,或多段弧形线依次相连。能够理解的是,第一槽段的槽壁的横截面形状为多段弧形线依次相连,和/或第二槽段的槽壁的横截面形状为多段弧形线依次相连,能够提高支撑槽的储气和储油效果。
在一种可能的技术方案中,第一槽段包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁,第一槽壁与第二槽壁沿周向方向分布;其中,第一槽壁和/或第二槽壁沿第一螺旋线延伸。
在该技术方案中,限定了第一槽段包括第一槽壁和第二槽壁,其中,第一槽壁与第二槽壁相对设置,且第一槽壁和第二槽壁沿周向方向分布。第一槽壁和/或第二槽壁沿第一螺旋线延伸,具体地,第一槽壁沿第一螺旋线延伸,或第二槽壁沿第一螺旋线延伸,或第一槽壁和第二槽壁均沿第一螺旋线延伸。具体根据实际需要进行设置。
通过将第一槽壁和/或第二槽壁沿第一螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽储气和储油的效果,减小进入至支撑槽内的冷媒和润滑油从支撑槽内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
在一种可能的技术方案中,第一螺旋线的旋向与压缩机的旋转方向相反。
在该技术方案中,第一螺旋线的旋向与压缩机的旋转方向相反,由于第一槽壁和/或第二槽壁沿第一螺旋线延伸,也就是说,第一槽壁和/或第二槽壁的横截面形状为第一螺旋线的一部分。即第一槽壁和/或第二槽壁的横截面形状的旋转方向与压缩机的旋转方向相反。
通过将第一螺旋线的旋转方向与压缩机的旋转方向相反,能够提高支撑槽的储气和储油效果,减小进入至支撑槽内的冷媒和润滑油从支撑槽内流出的情况。有效增加油膜厚度,进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失,提升压缩机能效和可靠性。
在一种可能的技术方案中,第一螺旋线的方程为:
x=10.906×e(π×0.2773245×a/180°)×sin(a);y=10.906×e(π×0.2773245×a/180°)×cos(a);其
中,e为常数,a为第一螺旋线相对于本体中心的旋转角度。
在该技术方案中,限定了第一螺旋线的方程。e为常数10,a为第一螺旋线相对于本体的中心的旋转角度。
通过将第一槽壁和/或第二槽壁沿第一螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽储气和储油的效果,减小进入至支撑槽内的冷媒和润滑油从支撑槽内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
其中,第一螺旋线的方程为以本体的中心为原点的x,y直角坐标系下的方程。
在一种可能的技术方案中,第二槽段包括相对设置的第三槽壁和第四槽壁,第三槽壁与第四槽壁沿周向方向分布;其中,第三槽壁和/或第四槽壁沿第二螺旋线延伸。
在该技术方案中,限定了第二槽段包括第三槽壁和第四槽壁,其中,第三槽壁与第四槽壁相对设置,且第三槽壁和第四槽壁沿周向方向分布。第三槽壁和/或第四槽壁沿第二螺旋线延伸,具体地,第三槽壁沿第二螺旋线延伸,或第四槽壁沿第二螺旋线延伸,或第三槽壁和第四槽壁均沿第二螺旋线延伸。具体根据实际需要进行设置。
通过将第三槽壁和/或第四槽壁沿第二螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽储气和储油的效果,减小进入至支撑槽内的冷媒和润滑油从支撑槽内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
在一种可能的技术方案中,第二螺旋线的方程为:
x=14.5171×e(π×0.2773245×b/180°)×cos(b);y=14.5171×e(π×0.2773245×b/180°)×sin(b);
其中,e为常数,b为第二螺旋线相对于本体中心的旋转角度。
在该技术方案中,限定了第二螺旋线的方程。e为常数10,b为第二螺旋线相对于本体的中心的旋转角度。
通过将第三槽壁和/或第四槽壁沿第二螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽储气和储油的效果,减小进入至支撑槽内的冷媒和润滑油从支撑槽内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
其中,第二螺旋线的方程为以本体的中心为原点的x,y直角坐标系下的方程。
在一种可能的技术方案中,第一槽段还包括靠近本体中心的支撑壁,支撑壁与第一槽壁和第二槽壁相连,支撑壁的一端与本体中心的连线,和支撑壁的另一端与本体中心的连线之间所呈的角度α,满足3.5°≤α≤5°。
在该技术方案中,限定了第一槽段还包括支撑壁,支撑壁靠近本体的中心设置,且支撑壁与第一槽壁和第二槽壁相连。进一步地,支撑壁的一端与本体的中心的连线为第一线,支撑壁的另一端与本体的中心的连接为第二线,第一线与第二线之间所呈的角度在3.5°至5°之间,也就是说,限定了支撑壁的周向宽度,即限定了沿本体的周向方向,支撑槽的槽宽。
在压缩机运行时,支撑槽能够吸入并储存冷媒和润滑油,进而使得吸入的润滑油能够在支撑槽的槽口处形成油膜,即在活塞的上端面和/或活塞的下端面支撑槽所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
此外,由于将支撑槽周向方向的槽宽限定在上述范围,能够提高支撑槽的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
此外,由于在活塞的上端面和/或活塞的下端面设置支撑槽,能够有效减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
可以理解的是,若第一线与第二线之间所呈的角度过小,则一方面油膜与支撑槽形成的气压腔过小,无法有效增加局部动压,另一方面油膜厚度有限,无法有效改善活塞上下端面接触区域的润滑情况。若第一线与第二线之间所呈的角度过大,则会降低支撑槽的储气和储油效果。
在一种可能的技术方案中,支撑壁与本体中心之间的间距d、本体的内径D1与本体的外径D2之间,满足d<(D1+D2)/4;和/或支撑壁与本体中心之间的间距d、本体的内径D1与本体的外径D2之间,满足D1<2d<D2。
在该技术方案中,支撑壁与本体的中心之间的间距、本体的内径与本体的外径之间满足d<(D1+D2)/4。也就是说,将支撑槽相较于本体的外边缘而言,靠近本体的中心设置,从而能够提高支撑槽的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
支撑壁与本体的中心之间的间距、本体的内径和本体的外径之间满足D1<2d<D2,也就是说,支撑壁与活塞的内壁之间具有一定间距,从而能够防止吸入至支撑槽内的冷媒和润滑油从支撑槽靠近本体中心的一侧泄漏,确保支撑槽能够储存部分冷媒和润滑油,降低活塞磨损的同时,能够对曲轴进行有效支撑。
在实际应用中,第二槽段背离第一槽段的一端与本体的中心之间的间距m与本体的外径D2之间,满足2m≥D2,确保第二槽段背离第一槽段的一端能够贯通本体的侧壁,保证支撑槽能够顺利吸入冷媒和润滑油。
在一种可能的技术方案中,沿本体的轴向方向,支撑槽的深度H满足5μm≤H≤20μm。
在该技术方案中,沿本体的轴向方向,支撑槽的深度在5μm至20μm之间,即限定了支撑槽槽深的取值范围。在压缩机运行时,支撑槽能够吸入并储存冷媒和润滑油,进而使得吸入的润滑油能够在支撑槽的槽口处形成油膜,即在活塞的上端面和/或活塞的下端面支撑槽所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
此外,由于支撑槽的槽深在5μm至20μm之间,能够提高支撑槽的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞的布局动压,实现活塞的二次润滑,油膜与支撑槽形成的气压腔能够对曲轴进行支撑的同时,降低压缩机的磨损损失。
此外,由于在活塞的上端面和/或活塞的下端面设置支撑槽,能够有效减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
可以理解的是,若支撑槽的深度过小,则一方面油膜与支撑槽形成的气压腔过小,无法有效增加局部动压,另一方面油膜厚度有限,无法有效改善活塞上下端面接触区域的润滑情况。若支撑槽的深度过深,则会降低支撑槽的储气和储油效果。
在一种可能的技术方案中,支撑槽的数量为多个,多个支撑槽沿本体的周向间隔分布。
在该技术方案中,支撑槽的数量为多个,且多个支撑槽在本体的周向方向间隔排布,从而能够增大形成的油膜的面积,进一步降低活塞上端面和/或下端面与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命,降低压缩机运行时的机械损失。
而且,通过设置多个支撑槽,能够进一步减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
此外,由于设置多个支撑槽,能够形成多个气压腔,进一步增大对曲轴的支撑力,提升压缩机的能效和可靠性。
值得说明的是,支撑槽的数量n满足10≤n≤40。具体地,支撑槽的数量可以为10个或20个或30个或40个。具体数量可以根据实际需要进行设置。
在一种可能的技术方案中,多个支撑槽在本体上均匀分布。
在该技术方案中,多个支撑槽在本体上均匀分布,从而能够进一步降低活塞与上轴承、下轴承或隔板接触区域的磨损情况,延长活塞的使用寿命,进一步降低压缩机运行过程中的摩擦损失,降低压缩机的入力,提升压缩机能效和可靠性。
根据本申请的第二个方面,提供了一种压缩机,包括如上述任一技术方案提供的活塞,因而具备该活塞的全部有益技术效果,在此不再赘述。
进一步地,压缩机还包括第一气缸,活塞位于第一气缸内,并与第一气缸形成腔体;滑片,可活动地设于第一气缸,并与活塞相连,滑片将腔体分隔形成压缩腔和吸气腔,吸气腔与支撑槽连通;曲轴,与活塞相连;电机部,与曲轴相连。
本申请实施例提供的压缩机包括活塞、第一气缸、滑片、曲轴和电机部,具体而言,能够理解的是,活塞位于第一气缸内,且活塞的外壁与第一气缸的内壁之间形成腔体,滑片能够活动地设置在第一气缸上,且滑片与活塞相连,以将腔体分隔成压缩腔和吸气腔。曲轴与电机部和活塞相连,压缩机还设有吸气口,吸气口与吸气腔连通。详细地,在电机部的驱动下,曲轴带动活塞在第一气缸内转动,同时活塞带动滑片相对于第一气缸运动,从而对压缩腔内的冷媒进行压缩。此为单缸压缩机。
可以理解的是,若压缩机为双缸压缩机,则压缩机包括第一气缸和第二气缸,第一气缸和第二气缸之间设有隔板。
其中,若压缩机为单缸压缩机,则活塞沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和下轴承,若压缩机为双缸压缩机,则活塞沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和隔板,或下轴承和隔板。
可以理解的是,相关技术中在旋转式压缩机运行时,活塞沿轴向方向的上下两个端面与上轴承或下轴承或隔板之间接触并存在摩擦,增加旋转式压缩机的摩擦损失,降低活塞的使用寿命。
支撑槽设置在本体的第一端和/或本体的第二端上,也就是说,支撑槽可以设置在活塞的上端面,也可以设置在活塞的下端面,还可以同时设置在活塞的上下两个端面上。
支撑槽与吸气腔连通,也就是说,当压缩机运行时,曲轴带动活塞相对于第一气缸转动时,支撑槽能够吸入冷媒和润滑油,从而使得吸入的润滑油能够在支撑槽的槽口处形成油膜,即在活塞的上端面和/或活塞的下端面支撑槽所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞的磨损情况,延长活塞的使用寿命。
此外,由于在支撑槽的位置形成油膜,且支撑槽内吸入冷媒,从而使得支撑槽与油膜之间形成气压腔,增加局部动压,气压腔能够对曲轴进行支撑,进而能够提升曲轴的承载力,降低压缩机运行过程中的摩擦损失。
而且,由于在活塞的上端面和/或活塞的下端面设置支撑槽,能够有效减小活塞与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机入力,提升压缩机能效和可靠性。
其中,压缩机包括但不限于旋转式压缩机。
根据本申请的第三个方面,提供了一种制冷设备,包括如上述任一技术方案提供的压缩机,因而具备该压缩机的全部有益技术效果,在此不再赘述。
根据本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了根据本申请的一个实施例的活塞的结构示意图之一;
图2示出了根据本申请的一个实施例的活塞的结构示意图之二;
图3示出了根据本申请的一个实施例的活塞的结构示意图之三;
图4示出了图3所示实施例的活塞在A处的放大图;
图5示出了根据本申请的一个实施例的压缩机的结构示意图之一;
图6示出了根据本申请的一个实施例的压缩机的结构示意图之二;
图7示出了根据本申请的一个实施例的压缩机的结构示意图之三;
图8示出了根据本申请的一个实施例的压缩机的提效幅度的示意图。
其中,图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100活塞,110本体,111第一端,112第二端,120支撑槽,121折弯部,122第一槽段,1221第一槽壁,1222第二槽壁,1223支撑壁,123第二槽段,1231第三槽壁,1232第四槽壁,200压缩机,210第一气缸,220曲轴,230电机部,240第二气缸,250滑片,260腔体,261压缩腔,262吸气腔。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是,本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图8来描述根据本申请的一些实施例提供的活塞100、压缩机200和制冷设备。
在根据本申请的一个实施例中,如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示,提出了一种活塞100,活塞100用于压缩机200,压缩机200包括吸气腔262,活塞100包括:本体110,本体110包括沿轴向方向排布的第一端111和第二端112;支撑槽120,设于本体110的第一端111和/或本体110的第二端112,支撑槽120用于与吸气腔262连通。
本申请实施例提供的活塞100包括本体110和支撑槽120,具体而言,压缩机200包括吸气腔262,能够理解的是,若压缩机200为单缸压缩机,则压缩机200包括第一气缸210、活塞100、滑片250、曲轴220和电机部230,活塞100位于第一气缸210内,且活塞100的外壁与第一气缸210的内壁之间形成腔体260,滑片250能够活动地设置在第一气缸210上,且滑片250与活塞100相连,以将腔体260分隔成压缩腔261和吸气腔262。曲轴220与电机部230和活塞100相连,压缩机200还设有吸气口,吸气口与吸气腔262连通。详细地,在电机部230的驱动下,曲轴220带动活塞100在第一气缸210内转动,同时活塞100带动滑片250相对于第一气缸210运动,从而对压缩腔261内的冷媒进行压缩。
此外,若压缩机200为双缸压缩机,则压缩机200包括第一气缸210和第二气缸240,第一气缸210和第二气缸240之间设有隔板。
其中,若压缩机200为单缸压缩机,则活塞100沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和下轴承,若压缩机200为双缸压缩机,则活塞100沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和隔板,或下轴承和隔板。
可以理解的是,相关技术中在旋转式压缩机运行时,活塞沿轴向方向的上下两个端面与上轴承或下轴承或隔板之间接触并存在摩擦,增加旋转式压缩机的摩擦损失,降低活塞的使用寿命。
本体110包括第一端111和第二端112,其中,第一端111和第二端112沿本体110的轴向方向分布,也就是说,本体110的第一端111为活塞100的上端面,本体110的第二端112为活塞100的下端面。支撑槽120设置在本体110的第一端111和/或本体110的第二端112上,也就是说,支撑槽120可以设置在活塞100的上端面,也可以设置在活塞100的下端面,还可以同时设置在活塞100的上下两个端面上。具体可以根据实际需要进行设置。
支撑槽120与吸气腔262连通,也就是说,当压缩机200运行时,曲轴220带动活塞100相对于第一气缸210转动时,支撑槽120能够吸入冷媒和润滑油,从而使得吸入的润滑油能够在支撑槽120的槽口处形成油膜,即在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面支撑槽120所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽120的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞100上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞100的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
此外,由于在支撑槽120的位置形成油膜,且支撑槽120内吸入冷媒,从而使得支撑槽120与油膜之间形成气压腔,增加局部动压,气压腔能够对曲轴220进行支撑,进而能够提升曲轴220的承载力,降低压缩机200运行过程中的摩擦损失。
而且,由于在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面设置支撑槽120,能够有效减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
在实际应用中,支撑槽120的数量为多个,且多个支撑槽120在本体110的周向方向均匀排布,从而能够进一步降低活塞100与上轴承、下轴承或隔板接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命,进一步降低压缩机200运行过程中的摩擦损失,降低压缩机200的入力,提升压缩机200能效和可靠性。
值得说明的是,可以利用化学蚀刻成型的方法、激光加工成型的方法或高速加工雕铣成型的方法在本体110的第一端111和/或本体110的第二端112设置支撑槽120。具体可以根据实际需要进行设置。
图8为在本体110的第一端111和本体110的第二端112均设置支撑槽120,压缩机200的能效在不同运行频率下提升的幅度。由图8可知,在本体110上设置支撑槽120,能够明显提升压缩机200的能效。
如图1和图2所示,在上述实施例的基础上,进一步地,支撑槽120包括至少一个折弯部121。
在该实施例中,限定了支撑槽120包括至少一个折弯部121,也就是说,支撑槽120的槽壁不是沿直线延伸的,举例地,支撑槽120为V型槽,支撑槽120为多个时,V型槽的开口端周向排布。换句话说,折弯部121位于支撑槽120的第一部分和支撑槽120的第二部分之间,支撑槽120的第一部分相较于支撑槽120的第二部分靠近本体110的中心设置。
通过在支撑槽120内设置至少一个折弯部121,能够提高支撑槽120的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
此外,由于在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面设置支撑槽120,能够有效减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
值得说明的是,折弯部121的数量可以为多个,也就是说,支撑槽120包括多个槽段,相邻两个槽段的连接处形成一个折弯部121,即支撑槽120的槽壁曲折延伸,从而能够进一步提高支撑槽120的储气和储油效果,增加油膜厚度,实现活塞100的二次润滑。
如图1和图2所示,在上述实施例的基础上,进一步地,支撑槽120包括第一槽段122和第二槽段123,其中,第二槽段123与第一槽段122和吸气腔262连通,第二槽段123相较于第一槽段122靠近本体110的外边缘设置,第一槽段122和第二槽段123的连接处形成至少一个折弯部121。
在该实施例中,限定了支撑槽120包括第一槽段122和第二槽段123,具体而言,第二槽段123相较于第一槽段122靠近本体110的外边缘设置,也就是说,第二槽段123位于至少一个折弯部121的外侧,第一槽段122位于至少一个折弯部121的内侧。且第二槽段123与第一槽段122相连,第二槽段123与吸气腔262连通。从而在压缩机200的运行过程中,第二槽段123能够吸入冷媒和润滑油,从而使得吸入的润滑油能够在支撑槽120的槽口处形成油膜,即在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面支撑槽120所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽120的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞100上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞100的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
此外,由于在支撑槽120的位置形成油膜,且支撑槽120内吸入冷媒,从而使得支撑槽120与油膜之间形成气压腔,增加局部动压,气压腔能够对曲轴220进行支撑,进而能够提升曲轴220的承载力,降低压缩机200运行过程中的摩擦损失。
而且,由于在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面设置支撑槽120,能够有效减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
第一槽段122与第二槽段123的连接处形成至少一个折弯部121,也就是说,支撑槽120的槽壁不是沿直线延伸的,从而能够提高支撑槽120储气和储油的效果,增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
值得说明的是,第二槽段123背离第一槽段122的一端贯通本体110的侧壁,从而能够在压缩机200运行时,便于冷媒和润滑油进入支撑槽120内。
在一个具体的实施例中,进一步地,第一槽段122和/或第二槽段123为弧形槽。
在该实施例中,第一槽段122为弧形槽,或第二槽段123为弧形槽,或第一槽段122和第二槽段123均为弧形槽。具体可以根据实际需要进行设置。
通过将第一槽段122和/或第二槽段123设置为弧形槽,能够进一步提高支撑槽120储气和储油的效果,增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
可以理解的是,第一槽段122为弧形槽,也就是说,第一槽段122的槽壁的横截面形状为一段弧形线,或多段弧形线依次相连。同理,第二槽段123为弧形槽,也就是说,第二槽段123的槽壁的横截面形状为一段弧形线,或多段弧形线依次相连。能够理解的是,第一槽段122的槽壁的横截面形状为多段弧形线依次相连,和/或第二槽段123的槽壁的横截面形状为多段弧形线依次相连,能够提高支撑槽120的储气和储油效果。
如图1和图2所示,在上述实施例的基础上,进一步地,第一槽段122包括相对设置的第一槽壁1221和第二槽壁1222,第一槽壁1221与第二槽壁1222沿周向方向分布;其中,第一槽壁1221和/或第二槽壁1222沿第一螺旋线延伸。
在该实施例中,限定了第一槽段122包括第一槽壁1221和第二槽壁1222,其中,第一槽壁1221与第二槽壁1222相对设置,且第一槽壁1221和第二槽壁1222沿周向方向分布。第一槽壁1221和/或第二槽壁1222沿第一螺旋线延伸,具体地,第一槽壁1221沿第一螺旋线延伸,或第二槽壁1222沿第一螺旋线延伸,或第一槽壁1221和第二槽壁1222均沿第一螺旋线延伸。具体根据实际需要进行设置。
通过将第一槽壁1221和/或第二槽壁1222沿第一螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽120储气和储油的效果,减小进入至支撑槽120内的冷媒和润滑油从支撑槽120内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
在一个具体的实施例中,进一步地,第一螺旋线的旋向与压缩机200的旋转方向相反。
在该实施例中,第一螺旋线的旋向与压缩机200的旋转方向相反,由于第一槽壁1221和/或第二槽壁1222沿第一螺旋线延伸,也就是说,第一槽壁1221和/或第二槽壁1222的横截面形状为第一螺旋线的一部分。即第一槽壁1221和/或第二槽壁1222的横截面形状的旋转方向与压缩机200的旋转方向相反。
如图1所示,第一槽壁1221和/或第二槽壁1222的横截面形状的旋转方向为逆时针,此时,压缩机200的旋转方向应为顺时针。
如图2所示,第一槽壁1221和/或第二槽壁1222的横截面形状的旋转方向为顺时针,此时,压缩机200的旋转方向应为逆时针。
通过将第一螺旋线的旋转方向与压缩机200的旋转方向相反,能够提高支撑槽120的储气和储油效果,减小进入至支撑槽120内的冷媒和润滑油从支撑槽120内流出的情况。有效增加油膜厚度,进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失,提升压缩机200能效和可靠性。
如图2所示,在另一个具体的实施例中,进一步地,第一螺旋线的方程为:x=10.906×e(π×0.2773245×a/180°)×sin(a);y=10.906×e(π×0.2773245×a/180°)×cos(a);其中,e为常数,a为第一螺旋线相对于本体110中心的旋转角度。
在该实施例中,限定了第一螺旋线的方程。e为常数10,a为第一螺旋线相对于本体110的中心的旋转角度。
通过将第一槽壁1221和/或第二槽壁1222沿第一螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽120储气和储油的效果,减小进入至支撑槽120内的冷媒和润滑油从支撑槽120内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
其中,第一螺旋线的方程为以本体的中心为原点的x,y直角坐标系下的方程,此外,图2中a为71度,具体的旋转角度可以根据实际需要进行设置。
如图1和图2所示,在上述实施例的基础上,进一步地,第二槽段123包括相对设置的第三槽壁1231和第四槽壁1232,第三槽壁1231与第四槽壁1232沿周向方向分布;其中,第三槽壁1231和/或第四槽壁1232沿第二螺旋线延伸。
在该实施例中,限定了第二槽段123包括第三槽壁1231和第四槽壁1232,其中,第三槽壁1231与第四槽壁1232相对设置,且第三槽壁1231和第四槽壁1232沿周向方向分布。第三槽壁1231和/或第四槽壁1232沿第二螺旋线延伸,具体地,第三槽壁1231沿第二螺旋线延伸,或第四槽壁1232沿第二螺旋线延伸,或第三槽壁1231和第四槽壁1232均沿第二螺旋线延伸。具体根据实际需要进行设置。
通过将第三槽壁1231和/或第四槽壁1232沿第二螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽120储气和储油的效果,减小进入至支撑槽120内的冷媒和润滑油从支撑槽120内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
如图2所示,在一个具体的实施例中,进一步地,第二螺旋线的方程为:x=14.5171×e(π×0.2773245×b/180°)×cos(b);y=14.5171×e(π×0.2773245×b/180°)×sin(b);其中,e为常数,b为第二螺旋线相对于本体110中心的旋转角度。
在该实施例中,限定了第二螺旋线的方程。e为常数10,b为第二螺旋线相对于本体110的中心的旋转角度。
通过将第三槽壁1231和/或第四槽壁1232沿第二螺旋线延伸,能够进一步提高支撑槽120储气和储油的效果,减小进入至支撑槽120内的冷媒和润滑油从支撑槽120内流出的情况,进一步增加油膜厚度,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
其中,第二螺旋线的方程为以本体的中心为原点的x,y直角坐标系下的方程,此外,图2中b为23度,具体的旋转角度可以根据实际需要进行设置。
如图1所示,在上述实施例的基础上,进一步地,第一槽段122还包括靠近本体110中心的支撑壁,支撑壁与第一槽壁1221和第二槽壁1222相连,支撑壁的一端与本体110中心的连线,和支撑壁的另一端与本体110中心的连线之间所呈的角度α,满足3.5°≤α≤5°。
在该实施例中,限定了第一槽段122还包括支撑壁,支撑壁靠近本体110的中心设置,且支撑壁与第一槽壁1221和第二槽壁1222相连。进一步地,支撑壁的一端与本体110的中心的连线为第一线,支撑壁的另一端与本体110的中心的连接为第二线,第一线与第二线之间所呈的角度在3.5°至5°之间,也就是说,限定了支撑壁的周向宽度,即限定了沿本体110的周向方向,支撑槽120的槽宽。
在压缩机200运行时,支撑槽120能够吸入并储存冷媒和润滑油,进而使得吸入的润滑油能够在支撑槽120的槽口处形成油膜,即在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面支撑槽120所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽120的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞100上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞100的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
此外,由于将支撑槽120周向方向的槽宽限定在上述范围,能够提高支撑槽120的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
此外,由于在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面设置支撑槽120,能够有效减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
可以理解的是,若第一线与第二线之间所呈的角度过小,则一方面油膜与支撑槽120形成的气压腔过小,无法有效增加局部动压,另一方面油膜厚度有限,无法有效改善活塞100上下端面接触区域的润滑情况。若第一线与第二线之间所呈的角度过大,则会降低支撑槽120的储气和储油效果。
如图1所示,在一个具体的实施例中,进一步地,支撑壁与本体110中心之间的间距d、本体110的内径D1与本体110的外径D2之间,满足d<
(D1+D2)/4;和/或支撑壁与本体110中心之间的间距d、本体110的内径D1与本体110的外径D2之间,满足D1<2d<D2。
在该实施例中,支撑壁与本体110的中心之间的间距、本体110的内径与本体110的外径之间满足d<(D1+D2)/4。也就是说,将支撑槽120相较于本体110的外边缘而言,靠近本体110的中心设置,从而能够提高支撑槽120的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
支撑壁与本体110的中心之间的间距、本体110的内径和本体110的外径之间满足D1<2d<D2,也就是说,支撑壁与活塞100的内壁之间具有一定间距,从而能够防止吸入至支撑槽120内的冷媒和润滑油从支撑槽120靠近本体110中心的一侧泄漏,确保支撑槽120能够储存部分冷媒和润滑油,降低活塞100磨损的同时,能够对曲轴220进行有效支撑。
在实际应用中,第二槽段123背离第一槽段122的一端与本体110的中心之间的间距m与本体110的外径D2之间,满足2m≥D2,确保第二槽段123背离第一槽段122的一端能够贯通本体110的侧壁,保证支撑槽120能够顺利吸入冷媒和润滑油。
如图3所示,在另一个具体的实施例中,进一步地,沿本体110的轴向方向,支撑槽120的深度H满足5μm≤H≤20μm。
在该实施例中,沿本体110的轴向方向,支撑槽120的深度在5μm至20μm之间,即限定了支撑槽120槽深的取值范围。在压缩机200运行时,支撑槽120能够吸入并储存冷媒和润滑油,进而使得吸入的润滑油能够在支撑槽120的槽口处形成油膜,即在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面支撑槽120所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽120的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞100上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞100的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
此外,由于支撑槽120的槽深在5μm至20μm之间,能够提高支撑槽120的储气和储油效果,进而能够进一步改善活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
而且,由于提高支撑槽120的储气和储油效果,从而能够进一步增加活塞100的布局动压,实现活塞100的二次润滑,油膜与支撑槽120形成的气压腔能够对曲轴220进行支撑的同时,降低压缩机200的磨损损失。
此外,由于在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面设置支撑槽120,能够有效减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
可以理解的是,若支撑槽120的深度过小,则一方面油膜与支撑槽120形成的气压腔过小,无法有效增加局部动压,另一方面油膜厚度有限,无法有效改善活塞100上下端面接触区域的润滑情况。若支撑槽120的深度过深,则会降低支撑槽120的储气和储油效果。
如图1、图2、图3和图4所示,在上述任一实施例的基础上,进一步地,支撑槽120的数量为多个,多个支撑槽120沿本体110的周向间隔分布。
在该实施例中,支撑槽120的数量为多个,且多个支撑槽120在本体110的周向方向间隔排布,从而能够增大形成的油膜的面积,进一步降低活塞100上端面和/或下端面与上轴承、下轴承或隔板之间接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命,降低压缩机200运行时的机械损失。
而且,通过设置多个支撑槽120,能够进一步减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
此外,由于设置多个支撑槽120,能够形成多个气压腔,进一步增大对曲轴220的支撑力,提升压缩机200的能效和可靠性。
值得说明的是,支撑槽120的数量n满足10≤n≤40。具体地,支撑槽120的数量可以为10个或20个或30个或40个。具体数量可以根据实际需要进行设置。
在上述实施例的基础上,进一步地,多个支撑槽120在本体110上均匀分布。
在该实施例中,多个支撑槽120在本体110上均匀分布,从而能够进一步降低活塞100与上轴承、下轴承或隔板接触区域的磨损情况,延长活塞100的使用寿命,进一步降低压缩机200运行过程中的摩擦损失,降低压缩机200的入力,提升压缩机200能效和可靠性。
根据本申请的第二个方面,提供了一种压缩机200,包括如上述任一实施例提供的活塞100,因而具备该活塞100的全部有益技术效果,在此不再赘述。
如图5、图6和图7所示,进一步地,压缩机200还包括第一气缸210,活塞100位于第一气缸210内,并与第一气缸210形成腔体260;滑片250,可活动地设于第一气缸210,并与活塞100相连,滑片250将腔体260分隔形成压缩腔261和吸气腔262,吸气腔262与支撑槽120连通;曲轴220,与活塞100相连;电机部230,与曲轴220相连。
本申请实施例提供的压缩机200包括活塞100、第一气缸210、滑片250、曲轴220和电机部230,具体而言,能够理解的是,活塞100位于第一气缸210内,且活塞100的外壁与第一气缸210的内壁之间形成腔体260,滑片250能够活动地设置在第一气缸210上,且滑片250与活塞100相连,以将腔体260分隔成压缩腔261和吸气腔262。曲轴220与电机部230和活塞100相连,压缩机200还设有吸气口,吸气口与吸气腔262连通。详细地,在电机部230的驱动下,曲轴220带动活塞100在第一气缸210内转动,同时活塞100带动滑片250相对于第一气缸210运动,从而对压缩腔261内的冷媒进行压缩。此为单缸压缩机。
可以理解的是,若压缩机200为双缸压缩机,则压缩机200包括第一气缸210和第二气缸240,第一气缸210和第二气缸240之间设有隔板。
其中,若压缩机200为单缸压缩机,则活塞100沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和下轴承,若压缩机200为双缸压缩机,则活塞100沿轴向方向的上下两个端面分别接触的是上轴承和隔板,或下轴承和隔板。
可以理解的是,相关技术中在旋转式压缩机运行时,活塞沿轴向方向的上下两个端面与上轴承或下轴承或隔板之间接触并存在摩擦,增加旋转式压缩机的摩擦损失,降低活塞的使用寿命。
支撑槽120设置在本体110的第一端111和/或本体110的第二端112上,也就是说,支撑槽120可以设置在活塞100的上端面,也可以设置在活塞100的下端面,还可以同时设置在活塞100的上下两个端面上。
支撑槽120与吸气腔262连通,也就是说,当压缩机200运行时,曲轴220带动活塞100相对于第一气缸210转动时,支撑槽120能够吸入冷媒和润滑油,从而使得吸入的润滑油能够在支撑槽120的槽口处形成油膜,即在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面支撑槽120所在的位置形成油膜,相较于相关技术中未设置支撑槽120的活塞而言,能够增加油膜厚度,提升油膜承载力,显著改善活塞100上端面和/或下端面与轴承或隔板之间的润滑情况,降低活塞100的磨损情况,延长活塞100的使用寿命。
此外,由于在支撑槽120的位置形成油膜,且支撑槽120内吸入冷媒,从而使得支撑槽120与油膜之间形成气压腔,增加局部动压,气压腔能够对曲轴220进行支撑,进而能够提升曲轴220的承载力,降低压缩机200运行过程中的摩擦损失。
而且,由于在活塞100的上端面和/或活塞100的下端面设置支撑槽120,能够有效减小活塞100与上轴承、下轴承或隔板之间的接触面积,从而能够改善压缩机200入力,提升压缩机200能效和可靠性。
其中,压缩机200包括但不限于旋转式压缩机。
根据本申请的第三个方面,提供了一种制冷设备,包括如上述任一实施例提供的压缩机200,因而具备该压缩机200的全部有益技术效果,在此不再赘述。
在本说明书的描述中,术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种活塞,其特征在于,所述活塞用于压缩机,所述压缩机包括吸气腔,所述活塞包括:
本体,所述本体包括沿轴向方向排布的第一端和第二端;
支撑槽,设于所述本体的第一端和/或所述本体的第二端,所述支撑槽用于与所述吸气腔连通。
2.根据权利要求1所述的活塞,其特征在于,
所述支撑槽包括至少一个折弯部。
3.根据权利要求2所述的活塞,其特征在于,所述支撑槽包括:
第一槽段;
第二槽段,与所述第一槽段和所述吸气腔连通,所述第二槽段相较于所述第一槽段靠近所述本体的外边缘设置,所述第一槽段和所述第二槽段的连接处形成所述至少一个折弯部。
4.根据权利要求3所述的活塞,其特征在于,
所述第一槽段和/或所述第二槽段为弧形槽。
5.根据权利要求3所述的活塞,其特征在于,
所述第一槽段包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁,所述第一槽壁与所述第二槽壁沿周向方向分布;
其中,所述第一槽壁和/或所述第二槽壁沿第一螺旋线延伸。
6.根据权利要求5所述的活塞,其特征在于,
所述第一螺旋线的旋向与所述压缩机的旋转方向相反。
7.根据权利要求5所述的活塞,其特征在于,
所述第一螺旋线的方程为:
x=10.906×e(π×0.2773245×a/180°)×sin(a);
y=10.906×e(π×0.2773245×a/180°)×cos(a);
其中,e为常数,a为所述第一螺旋线相对于所述本体中心的旋转角度。
8.根据权利要求3所述的活塞,其特征在于,
所述第二槽段包括相对设置的第三槽壁和第四槽壁,所述第三槽壁与所述第四槽壁沿周向方向分布;
其中,所述第三槽壁和/或所述第四槽壁沿第二螺旋线延伸。
9.根据权利要求8所述的活塞,其特征在于,
所述第二螺旋线的方程为:
x=14.5171×e(π×0.2773245×b/180°)×cos(b);
y=14.5171×e(π×0.2773245×b/180°)×sin(b);
其中,e为常数,b为所述第二螺旋线相对于所述本体中心的旋转角度。
10.根据权利要求5所述的活塞,其特征在于,
所述第一槽段还包括靠近所述本体中心的支撑壁,所述支撑壁与所述第一槽壁和所述第二槽壁相连,所述支撑壁的一端与所述本体中心的连线,和所述支撑壁的另一端与所述本体中心的连线之间所呈的角度α,满足3.5°≤α≤5°。
11.根据权利要求10所述的活塞,其特征在于,
所述支撑壁与所述本体中心之间的间距d、所述本体的内径D1与所述本体的外径D2之间,满足d<(D1+D2)/4;和/或
所述支撑壁与所述本体中心之间的间距d、所述本体的内径D1与所述本体的外径D2之间,满足D1<2d<D2。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的活塞,其特征在于,
沿所述本体的轴向方向,所述支撑槽的深度H满足5μm≤H≤20μm。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的活塞,其特征在于,
所述支撑槽的数量为多个,多个所述支撑槽沿所述本体的周向间隔分布。
14.根据权利要求13所述的活塞,其特征在于,
多个所述支撑槽在所述本体上均匀分布。
15.一种压缩机,其特征在于,包括:
如权利要求1至14中任一项所述的活塞;
第一气缸,所述活塞位于所述第一气缸内,并与所述第一气缸形成腔体;
滑片,可活动地设于所述第一气缸,并与所述活塞相连,所述滑片将所述腔体分隔形成压缩腔和吸气腔,所述吸气腔与所述支撑槽连通;
曲轴,与所述活塞相连;
电机部,与所述曲轴相连。
16.一种制冷设备,其特征在于,包括如权利要求15所述的压缩机。
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