CN116792316A - 一种气缸及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸及压缩机，气缸包括缸体外壁；作为压缩腔的缸体内壁，设置在缸体外壁内，缸体内壁设置为柔性结构；以及用于消音缓冲的空腔，空腔设置在缸体外壁和缸体内壁之间，且空腔的至少部分由缸体内壁组成，以使缸体内壁能通过改变空腔的方式发生变形。通过将缸体内壁设置为具有一定柔性的结构，通过空腔的设计结合压缩机压缩过程可确保缸体内壁在外力的作用下实现细微的受力跟随变形，通过柔性变形即能保证压缩机内活塞转子与缸体内壁的密封性能，减少压缩过程中的泄露，又能减少缸体内壁卡死活塞转子的情况发生，同时多个空腔的组合也可以对压缩机的吸排气动作具有消音、扰流等作用，以此将压缩机运行时的噪音减小到最低。

Description

一种气缸及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种气缸及压缩机。

背景技术

压缩机的吸气、压缩和排气的动作过程中存在需要解决的问题，包括：

(1)会产生较大的吸/排气噪音；

(2)压缩机内部的润滑油会部分与冷媒混合，影响空调系的能效比；

(3)活塞与气缸内壁之前的密封线泄露；

这些问题点都是转子式压缩机迫切需要优化的。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气缸，能有效提升压缩机内活塞转子与缸体内壁的密封性，以此将压缩机运行时的噪音减小到最低，同时减少压缩机过程中的泄露，以提高压缩机的能效比。

本发明还提出一种包括上述气缸的压缩机。

根据本发明第一方面实施例的气缸，包括：

缸体外壁；

作为压缩腔的缸体内壁，设置在所述缸体外壁内，所述缸体内壁设置为柔性结构；以及

用于消音缓冲的至少一个的空腔，所述空腔设置在所述缸体外壁和所述缸体内壁之间，且所述空腔的至少部分由所述缸体内壁组成，以使所述缸体内壁能通过改变所述空腔的方式发生变形。

根据本发明的第一方面实施例的气缸，至少具有如下有益效果：通过将缸体内壁设置为具有一定柔性的结构，通过空腔的设计结合压缩机压缩过程可确保缸体内壁在外力的作用下实现细微的受力跟随变形，通过柔性变形即能保证压缩机内活塞转子与缸体内壁的密封性能，减少压缩过程中的泄露，又能减少缸体内壁卡死活塞转子的情况发生，同时多个空腔的组合及对应的设置也可以对压缩机的吸排气动作具有消音、扰流等作用，以此将压缩机运行时的噪音减小到最低。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述缸体外壁和所述缸体内壁之间设有一道或多道的分隔加强筋，相邻的所述分隔加强筋与所述缸体外壁的内侧、所述缸体内壁的外侧围成所述空腔。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，至少部分的所述分隔加强筋上设有至少一个的通道，所述通道使至少部分的所述空腔连通。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述通道包括上通道和下通道，所述上通道相对靠近所述分隔加强筋的顶端设置或设置在所述分隔加强筋的顶端，所述下通道设置在所述分隔加强筋的底端，通过所述上通道与所述下通道之间存在的间距实现气液分离，以使所述上通道用于流通气体，以使所述下通道用于流通液体。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述气缸上设有总进气孔和总排气孔，所述缸体内壁设有吸气孔和排气口，所述腔室包括吸气侧腔室和排气侧腔室，气体从所述总进气孔进入，依次流经所述吸气侧腔室后，从所述吸气孔进入所述缸体内壁，经压缩后从所述排气口排出，并流经所述排气侧腔室，然后送至所述总排气孔。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述吸气侧腔室设置多个，所述排气侧腔室设置多个，各所述吸气侧腔室相邻设置并通过部分的所述通道连通，各所述排气侧腔室相邻设置并通过另一部分的所述通道连通。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述吸气侧腔室与所述排气侧腔室之间设有高低压分隔部，所述高低压分隔部中设置有隔热槽。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述气缸包括能够相互连接的上气缸和下气缸，所述上气缸包括上缸体外壁和上缸体内壁，所述下气缸包括下缸体外壁和下缸体内壁，所述上缸体外壁和所述下缸体外壁共同构成所述缸体外壁，所述上缸体内壁和下缸体内壁共同构成所述缸体内壁；

所述吸气侧腔室包括相互连通的上吸气侧腔室和下吸气侧腔室，所述排气侧腔室包括相互连通的上排气侧腔室和下排气侧腔室，所述上吸气侧腔室和所述上排气侧腔室设置在所述上缸体外壁和所述上缸体内壁之间，所述下吸气侧腔室和所述下排气侧腔室设置在下缸体外壁和下缸体内壁之间，气体从所述总进气孔进入，流经所述上吸气侧腔室、所述下吸气侧腔室后，从所述吸气孔进入所述缸体内壁，经压缩后从所述排气口排出，并流经所述上排气侧腔室、所述下排气侧腔室，然后送至所述总排气孔。

根据本发明的第一方面实施例所述的气缸，所述缸体外壁为中间凹陷、外周凸起的结构。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括：如本发明的第一方面实施例所述的气缸。

不难理解，本发明第二方面实施例中的压缩机，具有如前所述第一方面实施例中的气缸的技术效果，因而不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的正视图；

图3为图2中A-A的剖视图。

附图标记：

缸体外壁100、总进气孔110、总排气孔120、高低压分隔部130、隔热槽131；

缸体内壁200、压缩腔210、吸气孔220、排气口230；

空腔300、吸气侧腔室301、排气侧腔室302；

分隔加强筋400、通道410、上通道411、下通道412。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是至少两个，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1～图3，本发明第一方面实施例的气缸，应用于压缩机泵体，其作用是与曲轴壳(主轴承)、副轴承、曲轴和活塞/一体化转轴共同构成一个可承受高压的密封的压缩腔210，通过圆周运动不断的重复吸气、压缩和排气的动作。气缸包括缸体外壁100、缸体内壁200以及至少一个的空腔300。

其中缸体外壁100上设有安装位和安装口，以与压缩机其它零件进行装配，如压缩机的曲轴壳(主轴承)、副轴承消音盖、油控制系统和气态冷媒系统等；其中缸体内壁200作为压缩腔210，与压缩机内的活塞转子/一体化转轴配合，缸体内壁200设置在缸体外壁100内，缸体内壁200设置为柔性结构；其中空腔300用于消音缓冲，空腔300设置在缸体外壁100和缸体内壁200之间，且空腔300的至少部分由缸体内壁200组成，以使缸体内壁200能通过改变空腔300的方式发生变形。通过将缸体内壁200设置为具有一定柔性的结构，通过空腔300的设计结合压缩机压缩过程可确保缸体内壁200在外力的作用下实现细微的受力跟随变形，通过柔性变形即能保证压缩机内活塞转子/一体化转轴与缸体内壁200的密封性能，减少压缩过程中的泄露，又能减少缸体内壁200卡死活塞转子的情况发生，同时多个空腔300的组合及对应的设置也可以对压缩机的吸排气动作具有消音、扰流等作用，以此将压缩机运行时的噪音减小到最低。

具体的实施例中，改变空腔300的方式可为通过挤压使空腔300内凹的方式，也可为由缸体内壁200变形而使空腔300向外延伸的方式，缸体内壁200作为柔性结构具有变形能力，因此缸体内壁200与活塞转子的连接同样能够适应性变化，因为镂空的各空腔300使得缸体内壁200在受到曲轴、活塞/一体化转轴径向压力的情况下会受力让位变形以适应曲轴与活塞旋转时的轨迹轮廓，实现最佳的密封效果。基于柔性结构的变形能力能保证压缩过程中活寒转子与缸体内壁200的配合间隙始终维持在预设的大小，合适的配合间隙能保证密封性能，避免因过大的间隙而导致的高压冷媒泄露、能效比降低，也避免因过小的间隙而导致活塞转子与缸体内壁200卡死。

在本发明的一些实施例中，缸体外壁100和缸体内壁200之间设有一道或多道的分隔加强筋400，相邻的分隔加强筋400与缸体外壁100的内侧、缸体内壁200的外侧围成空腔300。通过分隔加强筋400分别连接缸体外壁100和缸体内壁200，使设置在缸体外壁100和缸体内壁200之间的空腔300分隔成高压空腔300和低压空腔300，通过多道分隔加强筋400形成多个高压空腔300和/或多个低压空腔300，从而提高使气缸的吸排气过程更加合理，噪音的减弱更加明显。具体的，分隔加强筋400分别连接缸体外壁100和缸体内壁200还可以提高气缸的强度，延长使用寿命。

在本发明的一些实施例中，至少部分的分隔加强筋400上设有至少一个的通道410，通道410使至少部分的空腔300连通。可以理解的是，通道410用于连通相邻的空腔300，如多个高压空腔300或多个低压空腔300的连通，但高压空腔300和低压空腔300之间并不连通，对此吸气侧腔室301与排气侧腔室302之间设有高低压分隔部130，高低压分隔部130中设置有隔热槽131，可有效减少高压高温区与低压低温区之间热量直接热传递，避免直接导致吸气温度过高，该高低压分隔部130可以为加强筋结构，但并不设置通道410在上面，该高低压分隔部130的端面还可以加工成水平，以稳定隔开高压空腔300和低压空腔300，分别实现气缸吸气一侧的液分和消音功能，排气一侧的液分和消音功能。

进一步的，分隔加强筋400通过长度方向的两端分别连接缸体外壁100和缸体内壁200，则通道410的两端开口分别设置于分隔加强筋400的宽度方向两侧，可以理解的是，通道410的两端开口面积大小通常相对小于空腔300的面积，从而迫使流体冷媒的流速发生变化实现扰乱流向和流量，通道410此结构可有效实现消除吸气噪音。具体的，在分隔加强筋400上加工成型缺口，缺口分别连通相邻的空腔300，该缺口即限定为通道410。

在本发明的一些实施例中，具体参照图3，通道410包括上通道411和下通道412，上通道411相对靠近分隔加强筋400的顶端设置或设置在分隔加强筋400的顶端，下通道412设置在分隔加强筋400的底端，通过上通道411与下通道412之间存在的间距实现气液分离，以使上通道411用于流通气体，以使下通道412用于流通液体。可以理解的是，通过在分隔加强筋400上分别设置上通道411和下通道412，可将低温气态冷媒中混合有润滑油进行首次沉降，实现气液分离，提高能效比，同时实现进一步消除排气噪音的效果。进一步的，高压空腔300和低压空腔300均分别设有上通道411和下通道412，实现低压侧的一次气液分离，高压侧一次气液分离，气液分离效果显著。

进一步的，由于下通道412设置在分隔加强筋400的底端，通道410用于连通多个高压空腔300或多个低压空腔300，因此下通道412用于连通高压空腔300的底部，下通道412用于连通低压空腔300的底部，沉降下来的油会平均分配到各个空腔300，设置相应的润滑油流回通道410可为后续滤油和回流提供便捷，使得压缩机的性能更好。

在本发明的一些实施例中，气缸上设有总进气孔110和总排气孔120，缸体内壁200设有吸气孔220和排气口230，腔室包括吸气侧腔室301和排气侧腔室302，气体从总进气孔110进入，依次流经吸气侧腔室301后，从吸气孔220进入缸体内壁200，经压缩后从排气口230排出，并流经排气侧腔室302，然后送至总排气孔120。具体的，吸气侧腔室301设置多个，排气侧腔室302设置多个，各吸气侧腔室301相邻设置并通过部分的通道410连通，各排气侧腔室302相邻设置并通过另一部分的通道410连通。通过一侧集成的设计，可以有效实现气液分离和消除排气噪音，降低压缩腔210进行排气时产生的噪音。进一步的，气缸上的总进气孔110和总排气孔120除了设置于气缸外壁100上，还可根据压缩机的结构或其他需求将总进气孔110和总排气孔120调整到设置于曲轴壳(主轴承)或副轴承上，保证与对应的高/低压的空腔300对应联通，可实现同样的功能和效果。

在本发明的一些实施例中，缸体外壁100为中间凹陷、外周凸起的结构，当气缸与压缩机外壁装配时，缸体外壁100的凸起结构与压缩机直身外壳相配合，此时缸体外壁100的中间凹陷位与压缩机直身外壳之间形成空腔。此空腔能减小气缸与压缩机壳体间金属直接接触面积，从而形成隔热断桥，减小了压缩机运行时泵体与外壳之间热量的传递，避免压缩机壳体过热。在另一些实施例中，当气缸外壁100为直身圆柱形时，可将与气缸相配合的上下轴承的外径设计为大于气缸外径，以中心为基准装配完成后，气缸外壁100在径向低于上下轴承的外径，最后装入壳体后同样可以形成隔热空腔。

在本发明的一些实施例中，气缸包括能够通过中隔板相互连接的上气缸和下气缸，上气缸包括上缸体外壁和上缸体内壁，下气缸包括下缸体外壁和下缸体内壁，上缸体外壁和下缸体外壁共同构成缸体外壁100，上缸体内壁和下缸体内壁共同构成缸体内壁200，通过组合的方式能提高压缩机排量、方便加工，同时通过延长流通的长度，实现充分减少吸气噪音，分离沉降气态冷媒中混合的润滑油与未完全气化的液态冷淡的效果，避免液态物质直接进入压缩腔210造成液击。

具体的，吸气侧腔室301包括相互连通的上吸气侧腔室和下吸气侧腔室，排气侧腔室302包括相互连通的上排气侧腔室和下排气侧腔室，上吸气侧腔室和上排气侧腔室设置在上缸体外壁和上缸体内壁之间，下吸气侧腔室和下排气侧腔室设置在下缸体外壁和下缸体内壁之间，气体从总进气孔110进入，流经上吸气侧腔室、下吸气侧腔室后，从吸气孔220进入缸体内壁200，经压缩后从排气口230排出，并流经上排气侧腔室、下排气侧腔室，然后送至总排气孔120。设置多个吸气侧腔室301和多个排气侧腔室302串联，可使消音和油气分离的效果达到理想设定效果。其中通过延长冷媒的流通路径，增加流向转变次数，能更进一步利于液态冷媒的完全气化和润滑油的沉降，结合图2的气态冷媒流向，可根据具体情况分别设置上气缸和下气缸，均可利于消音和油气分离。其他实施例中，还可以在相邻的吸气侧腔室301之间布置消音、隔热和油气分离的腔室等，同理于排气侧腔室302，例如可在相邻的排气侧腔室302之间外接压缩机的消音盖消音腔室等，进一步提高消音效果。

进一步的实施例中，吸气侧腔室301和排气侧腔室302可针对性分别设置多个，在另一些实施例中，吸气侧腔室至少设置两个，排气侧腔室至少设置两个，上气缸中各吸气侧腔室串联，各排气侧腔室串联，下气缸同理，以充分消音和气液分离。

参照图1～图3，本发明第二方面实施例的压缩机，压缩机可以是转子式压缩机，压缩机包括本发明第一方面实施例的气缸，能实现主动降低吸排气器噪音、主动将润滑油与气态冷媒分离，并可有效提升压缩机内活塞转子与缸体内壁200密封性，以此将压缩机运行时的噪音减小到最低，同时减少压缩机过程中的泄露，使压缩机的能效比\COP值相对于现有技术水平提高一定程度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种气缸，其特征在于，包括：

缸体外壁；

作为压缩腔的缸体内壁，设置在所述缸体外壁内，所述缸体内壁设置为柔性结构；以及

用于消音缓冲的至少一个的空腔，所述空腔设置在所述缸体外壁和所述缸体内壁之间，且所述空腔的至少部分由所述缸体内壁组成，以使所述缸体内壁能通过改变所述空腔的方式发生变形。

2.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于：所述缸体外壁和所述缸体内壁之间设有一道或多道的分隔加强筋，相邻的所述分隔加强筋与所述缸体外壁的内侧、所述缸体内壁的外侧围成所述空腔。

3.根据权利要求2所述的气缸，其特征在于：至少部分的所述分隔加强筋上设有至少一个的通道，所述通道使至少部分的所述空腔连通。

4.根据权利要求3所述的气缸，其特征在于：所述通道包括上通道和下通道，所述上通道相对靠近所述分隔加强筋的顶端设置或设置在所述分隔加强筋的顶端，所述下通道设置在所述分隔加强筋的底端，通过所述上通道与所述下通道之间存在的间距实现气液分离，以使所述上通道用于流通气体，以使所述下通道用于流通液体。

5.根据权利要求3或4所述的气缸，其特征在于：所述气缸上设有总进气孔和总排气孔，所述缸体内壁设有吸气孔和排气口，所述腔室包括吸气侧腔室和排气侧腔室，气体从所述总进气孔进入，依次流经所述吸气侧腔室后，从所述吸气孔进入所述缸体内壁，经压缩后从所述排气口排出，并流经所述排气侧腔室，然后送至所述总排气孔。

6.根据权利要求5所述的气缸，其特征在于：所述吸气侧腔室设置多个，所述排气侧腔室设置多个，各所述吸气侧腔室相邻设置并通过部分的所述通道连通，各所述排气侧腔室相邻设置并通过另一部分的所述通道连通。

7.根据权利要求6所述的气缸，其特征在于：所述吸气侧腔室与所述排气侧腔室之间设有高低压分隔部，所述高低压分隔部中设置有隔热槽。

8.根据权利要求5所述的气缸，其特征在于：所述气缸包括能够相互连接的上气缸和下气缸，所述上气缸包括上缸体外壁和上缸体内壁，所述下气缸包括下缸体外壁和下缸体内壁，所述上缸体外壁和所述下缸体外壁共同构成所述缸体外壁，所述上缸体内壁和下缸体内壁共同构成所述缸体内壁；

所述吸气侧腔室包括相互连通的上吸气侧腔室和下吸气侧腔室，所述排气侧腔室包括相互连通的上排气侧腔室和下排气侧腔室，所述上吸气侧腔室和所述上排气侧腔室设置在所述上缸体外壁和所述上缸体内壁之间，所述下吸气侧腔室和所述下排气侧腔室设置在下缸体外壁和下缸体内壁之间，气体从所述总进气孔进入，流经所述上吸气侧腔室、所述下吸气侧腔室后，从所述吸气孔进入所述缸体内壁，经压缩后从所述排气口排出，并流经所述上排气侧腔室、所述下排气侧腔室，然后送至所述总排气孔。

9.根据权利要求1所述的气缸，其特征在于：所述缸体外壁为中间凹陷、外周凸起的结构。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求1至9任一项所述的气缸。