CN117028254A - 泵体组件、压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机技术领域，公开了泵体组件、压缩机及制冷设备，其中泵体组件包括气缸、活塞和滑片，气缸设置有压缩腔，压缩腔的侧壁设置有吸气孔、滑片槽以及排气孔，滑片槽沿压缩腔的径向布置，并且位于吸气孔和排气孔之间；活塞位于压缩腔，并且能够偏心旋转；滑片设置在滑片槽中，滑片的内端抵接活塞，滑片的外端连接有弹簧，在压缩腔的轴向剖切面上，内端的轮廓线为第一曲线，第一曲线与活塞接触的位置为第一接触点，第一接触点偏离滑片的厚度中分线，并且靠近排气孔，使得滑片的内端接触高压区的面积减少，减少滑片的内端受到的推力，增大滑片内外两端的压力差，使得滑片的内端与活塞的外表面保持接触，防止滑片与活塞分离。

Description

泵体组件、压缩机及制冷设备

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种泵体组件、压缩机及制冷设备。

背景技术

压缩机是制冷设备中重要的动力部件，压缩机通常包括壳体、电机、泵体组件和储液器。其中，旋转压缩机的泵体组件包含气缸、活塞以及滑片，滑片在压差和弹簧的作用力下，保持贴合于活塞，但是在某些工况条件下，由于吸气压力与排气压力的差值较小，导致滑片内外端的压差偏低，使得压差和弹簧的作用力不足以抵消滑片往复运动的惯性力以及摩擦力，导致滑片与活塞分离，出现漏气减少排气，使得压缩机的性能下降。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种泵体组件，通过设计滑片的形状，能够增大滑片两端的压差，使得滑片与活塞保持抵接。

本发明同时提出具有上述泵体组件的压缩机。

本发明还提出采用上述压缩机的制冷设备。

根据本发明第一方面实施例的泵体组件，包括气缸、活塞和滑片，所述气缸设置有压缩腔，所述压缩腔的侧壁设置有吸气孔、滑片槽以及排气孔，所述滑片槽沿所述压缩腔的径向布置，并且位于所述吸气孔和所述排气孔之间；所述活塞位于所述压缩腔，并且能够偏心旋转；所述滑片设置在所述滑片槽中，所述滑片的内端抵接所述活塞，所述滑片的外端连接有弹簧，在所述压缩腔的轴向剖切面上，所述内端的轮廓线为第一曲线，所述第一曲线与所述活塞接触的位置为第一接触点，所述第一接触点偏离所述滑片的厚度中分线，并且靠近所述排气孔。

根据本发明第一方面实施例的泵体组件，至少具有如下有益效果：

泵体组件运行时，滑片的内端与活塞保持接触，活塞和滑片将压缩腔分割为低压区及高压区，低压区连通吸气孔，高压区连通排气孔，将滑片的内端轮廓线设置为第一曲线，并且第一曲线与活塞接触的第一接触点偏离滑片的中分线，第一接触点靠近排气孔，使得滑片的内端接触高压区的面积减少，从而减少滑片的内端受到的推力，增大滑片内外两端的压力差，使得滑片的内端与活塞的外表面保持接触，防止滑片与活塞分离，避免出现漏气，有助于提升压缩机的性能。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一曲线为圆弧线，所述圆弧线的圆心偏离所述滑片的厚度中分线。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一接触点与所述滑片的厚度中分线之间的距离为L₁，所述滑片的厚度为T_f，满足：0.05T_f≤L₁≤0.2T_f。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一接触点位于所述滑片靠近所述排气孔的侧面与所述内端的连接处。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述气缸设置有轴向布置的第一背压孔和第二背压孔，所述第一背压孔连通所述滑片槽背离所述压缩腔的一端，所述第二背压孔连通所述第一背压孔，所述滑片能够进入所述第二背压孔。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述滑片槽具有相对的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面位于所述滑片槽靠近所述吸气孔的一侧，所述第一壁面的延长面与所述第一背压孔的侧壁相交，所述第二壁面的延长面与所述第二背压孔的侧壁相交。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述外端包括凸出部，所述凸出部与所述外端形成台阶，所述凸出部能够进入所述第二背压孔。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述滑片的厚度为T_f，所述凸出部的厚度为T_b，满足：T_b＞0.5T_f。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第一背压孔与所述第二背压孔的连接处形成第一交点和第二交点，所述第一交点靠近所述吸气孔，所述第二交点靠近所述排气孔，所述第一交点与所述第二壁面之间的距离为L₂，满足：T_b＜L₂＜T_f。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述第二交点与所述第一壁面之间的距离为L₃，满足：T_f＜L₃。

根据本发明第二方面实施例的压缩机，包括第一方面实施例所述的泵体组件。

根据本发明第二方面实施例的制冷设备，包括第二方面实施例所述的压缩机。

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

本发明的附加方面和优点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为本发明第一方面实施例的泵体组件的结构示意图；

图2为当前的泵体组件中滑片与活塞连接的结构示意图；

图3为本发明第一方面实施例的泵体组件中滑片与活塞连接的结构示意图；

图4为图3中泵体组件的压力区域分布示意图；

图5为图4的A处局部放大示意图；

图6为本发明第一方面实施例中气缸的结构示意图；

图7为本发明第一方面实施例中滑片的结构示意图。

附图标号如下：

气缸100、压缩腔101、低压区1011、高压区1012、吸气孔102、滑片槽103、排气孔104、第一背压孔105、第二背压孔106、第一交点107、第二交点108、上轴承110、下轴承120；

活塞200、曲轴210；

滑片300、内端310、第一曲线311、外端320、凸出部321、弹簧330。

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，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。

制冷设备依靠制冷系统制取冷风以达到降温的目的，其中压缩机是制冷系统的动力部件，通过压缩机驱动制冷剂循环流动，实现连续制冷。压缩机一般由壳体、固定在壳体内部提供旋转动力的电机和用以实现制冷剂压缩的泵体组件构成，其中，旋转压缩机的泵体组件包括上轴承、下轴承、气缸、曲轴、活塞和滑片，其中上轴承、下轴承以及气缸形成独立的制冷剂压缩工作空间，在压缩工作空间中，活塞作偏心旋转，滑片沿着滑片槽往复运动，滑片的内端与活塞保持抵接，活塞和滑片将压缩工作空间分割为两个区域，靠近吸气孔为低压区，靠近排气孔为高压区，电机驱动曲轴旋转，曲轴带动活塞偏心旋转，完成对制冷剂的压缩，当高压区内压力达到设定阈值，上轴承开设的排气口打开，输出高压的制冷剂。

在旋转压缩机的运转中，滑片的内端受到活塞的支撑力、制冷剂气体的压力，滑片的外端受到背压作用力、弹簧作用力，在全部力的共同作用下，滑片在滑片槽中往复运动，由于泵体组件整体处于压缩机内部的高温高压的环境中，其中滑片的外端受到的背压作用力即为高压制冷剂的压力，在往复运动中滑片还受到滑片槽侧壁的摩擦力。在某些工况条件下，如压缩机低频运转时，由于吸气压力与排气压力的压差较小，会导致滑片两端的压差偏小，使得压差形成的气体作用力、弹簧产生的弹性作用力不足以抵消滑片往复运动的惯性力、滑片与滑片槽之间的摩擦力，不能保持滑片与活塞的抵接，导致滑片的内端与活塞的外表面在某些时刻分离，高压区内的高压制冷剂向低压区泄漏，导致压缩机的排气量减少，使得压缩机的性能下降，并且随着活塞的继续旋转，活塞与滑片再次接触时，会产生碰撞及机械噪音，甚至导致滑片的内端损坏，影响使用寿命。

为此，本发明第一方面的实施例提出一种泵体组件，通过改变滑片的形状，增大滑片两端的压差，使得滑片与活塞保持接触，有利于提升压缩机的性能。

如图1及图3至图7所示，本发明第一方面的实施例提出一种泵体组件，应用于旋转压缩机，泵体组件包括有气缸100、上轴承110、下轴承120、活塞200、曲轴210以及滑片300，气缸100设置有压缩腔101，上轴承110和下轴承120分布在气缸100的上下两侧，并且从上下两侧封闭压缩腔101，曲轴210通过上轴承110及下轴承120实现旋转及支撑，活塞200固定安装在曲轴210上，并且跟随曲轴210旋转，活塞200在压缩腔101为偏心布置，活塞200的部分外周壁抵接于压缩腔101的内壁，气缸100还设置有吸气孔102、滑片槽103以及排气孔104，滑片槽103位于吸气孔102和排气孔104之间，并且吸气孔102、滑片槽103和排气孔104均连通压缩腔101，其中滑片槽103沿压缩腔101的径向布置，滑片300设置在滑片槽103中，而且滑片300能够在滑片槽103中滑动，滑片300的外端320连接有弹簧330，滑片300的内端310抵接活塞200，活塞200和滑片300将压缩腔101分割为两个区域，连通吸气孔102的是低压区1011，连通排气孔104的是高压区1012，由于活塞200的偏心旋转，改变低压区1011和高压区1012的容积，从吸气孔102吸入制冷剂，活塞200旋转一圈则完成一次对制冷剂的压缩，高压的制冷剂从排气孔104排出。弹簧330所在的位置为气缸100的外周，由于泵体组件整体处于压缩机内部的高压环境中，因此滑片300的外端320同时高压制冷剂的作用力，此处高压制冷剂的压力与排气孔104排出的制冷剂压力一致。

参照图2，可以理解的是，现下的滑片300的内端设置为圆弧面，而且圆弧面的中心位于滑片300的厚度中分线上，因而滑片300的内端与活塞200接触的位置靠近滑片300的厚度中分线。在某些工况条件下(如压缩机低频运转)，由于排气压力较低，导致滑片300的内端和外端受到的制冷剂作用力较为接近，仅仅依靠弹簧的弹性作用力，不足以抵消滑片300往复运动的惯性力、滑片300与滑片槽103之间的摩擦力，不能保持滑片300与活塞200抵接，导致滑片300的内端与活塞200的外表面在某些时刻产生分离，高压区1012内的高压气体向低压区1011泄漏，使得压缩机的排气量减少，降低了压缩机的性能，并且随着活塞200的继续旋转，活塞200与滑片300再次接触时，会产生碰撞及机械噪音，甚至导致滑片300的内端损坏，影响使用。

因此，如图3所示，在压缩腔101的轴向剖切面上，将内端310的轮廓线定义为第一曲线311，第一曲线311与活塞200接触的位置定义为第一接触点，通过改变第一曲线311的形状，使得第一接触点偏离滑片300的厚度中分线(如图7中的点划线)，第一接触点调整至靠近排气孔104的一侧，使得内端310接触高压制冷剂的面积减小，从而降低制冷剂对内端310的作用力。

可以理解的是，由于活塞200为偏心旋转，因此活塞200与滑片300的接触点会移位，其中，第一接触点是指活塞200的圆心位于滑片300的厚度中分线上(也即活塞200处于0度或者180度)，活塞200与滑片300的接触点。

参照图4和图5，因此，在泵体组件运行时，通过将滑片300的内端310轮廓线设置为第一曲线311，并且第一曲线311与活塞200接触的第一接触点偏移至靠近排气孔104，使得滑片300的内端310接触高压区1012中制冷剂的面积减少，从而降低滑片300的内端310受到的推力，增大滑片300的内端310和外端320之间的压力差，配合弹簧330的作用力，使得滑片300的内端310与活塞200的外表面保持接触，防止滑片300与活塞200分离，防止出现漏气，有助于提高压缩机的性能，而且消除了活塞200与滑片300产生碰撞及机械噪音，有利于保护滑片300，提升滑片300的使用寿命。

可以理解的是，如图7所示，滑片300通常是厚度均匀的金属片，滑片300接触滑片槽103侧壁的两个侧面之间为滑片300的厚度方向，相应的，滑片300的厚度中分面即为两个侧面的中间，滑片300的厚度中分面与压缩腔101的轴向剖切面的相交线即为滑片300的厚度中分线。

参照图7，在本发明第一方面的一些实施例中，第一曲线311设置为圆弧线，而且圆弧线的圆心偏离滑片300的厚度中分线。由于圆弧线的形状特性，滑片300的内端310最靠近活塞200的位置即为第一接触点，第一接触点与圆弧线的圆心连线平行于滑片300的厚度中分线，因此，通过设定圆弧线的圆心偏离滑片300的厚度中分线的距离，即可调整内端310接触高压制冷剂的面积，降低高压制冷剂对内端310的作用力。而且，第一曲线311设置为圆弧线，便于加工内端310，降低加工成本。

此外，可以理解的是，在压缩腔101的轴向剖切面上，内端310的轮廓线还可以设置为其他形式的曲线，比如抛物线、渐开线等，只要能够使内端310接触高压制冷剂的面积减小即可。

可以理解的是，如图7所示，将第一接触点与滑片300的厚度中分线之间的距离定义为L₁，滑片300的厚度定义为T_f，在设计上满足：0.05T_f≤L₁≤0.2T_f，将圆弧线的圆心偏移范围控制在0.05T_f至0.2T_f之间，能够有效降低滑片300的内端310受到的推力。

可以理解的是，在另一些实施例中，将第一接触点设置在滑片300靠近排气孔104的侧面，也即滑片300的内端310最靠近活塞200的位置为靠近排气孔104的边缘，使得内端310接触高压制冷剂的面积为零，使得内端310受到的制冷剂作用力大幅下降，有利于增大滑片300的内端310和外端320之间的压力差，使得滑片300的内端310与活塞200的外表面保持接触。

参照图6，在本发明第一方面的一些实施例，气缸100还设置有第一背压孔105和第二背压孔106，第一背压孔105和第二背压孔106均沿压缩腔101的轴向分布，可以是贯穿气缸100，也可以是沉孔，其中第一背压孔105连通滑片槽103背离压缩腔101的一端，第二背压孔106连通第一背压孔105，滑片300能够进入第二背压孔106，通过设置第一背压孔105和第二背压孔106，增大滑片300的外端320所在的活动空间，能够容纳更多的高压制冷剂，稳定外端320接触的制冷剂压力，有助于稳定外端320受到的作用力，使得滑片300在滑片槽103中的往复运动更加稳定、可靠，有助于提高压缩机的运行稳定性。

参照图6，可以理解的是，滑片槽103包括相对的第一壁面和第二壁面，其中，第一壁面位于滑片槽103靠近吸气孔102的一侧，则第二壁面位于靠近排气孔104的一侧，第一壁面的延长面与第一背压孔105的侧壁相交，而且第二壁面的延长面与第二背压孔106的侧壁相交，也即是第一背压孔105和第二背压孔106向远离吸气孔102的方向偏移，使得第一背压孔105和第二背压孔106中的高压制冷剂偏移至远离吸气孔102的位置，对于滑片300的外端320，受到的制冷剂作用力也会偏移，有利于滑片300在滑片槽103中的往复运动更加稳定。

参照图3和图7，在本发明第一方面的一些实施例中，滑片300的外端320设置有凸出部321，凸出部321与外端320形成台阶，并且凸出部320能够进入第二背压孔106，由于第一背压孔105和第二背压孔106向远离吸气孔102的方向偏移，因而凸出部320位于远离吸气孔102的一侧。在装配过程中，由于第一背压孔105和第二背压孔106向远离吸气孔102的方向偏移，因此，只有凸出部321位于远离吸气孔102的一侧，滑片300才能装入滑片槽103及第一背压孔105、第二背压孔106，起到防呆的作用。利用凸出部320和第一背压孔105、第二背压孔106的配合，使得第一接触点偏移至靠近排气孔104，使得滑片300的内端310接触高压区1012中制冷剂的面积减少，从而降低滑片300的内端310受到的推力。

可以理解的是，还可以将第一背压孔105和第二背压孔106设置为向远离排气孔104的方向偏移，相应的，凸出部320位于远离排气孔104的一侧。在装配过程中，只有凸出部321位于远离排气孔104的一侧，滑片300才能装入滑片槽103及第一背压孔105、第二背压孔106，起到防呆的作用。利用凸出部320和第一背压孔105、第二背压孔106的配合，使得第一接触点偏移至靠近排气孔104，使得滑片300的内端310接触高压区1012中制冷剂的面积减少，从而降低滑片300的内端310受到的推力。

可以理解的是，滑片300的厚度为T_f，凸出部321的厚度为T_b，在设计上满足：T_b＞0.5T_f，通过限定凸出部321的厚度，使得凸出部321能够进入第二背压孔106，而且将凸出部321的端面设置光滑的曲面，滑片300在滑片槽103中的往复运动时，凸出部321能够更顺畅地进入第二背压孔106。

参照图6和图7，第一背压孔105与第二背压孔106的连接处形成第一交点107和第二交点108，其中第一交点107靠近吸气孔102，第二交点108靠近排气孔104，第一交点107与第二壁面之间的距离定位为L₂，在设计上满足：T_b＜L₂＜T_f，由于T_b＜L₂，使得滑片300在滑片槽103中的往复运动时，凸出部321不会碰撞到第一交点107，凸出部321能顺利进入第二背压孔106；此外，第二交点108与第一壁面之间的距离定义为L₃，在设计上满足：T_f＜L₃，使得滑片300在滑片槽103中的往复运动时，凸出部321不会碰撞到第二交点108，凸出部321能顺利进入第二背压孔106。

本发明第二方面的实施例提出压缩机，压缩机包括壳体、转子、定子、储液器以及第一方面实施例的泵体组件，定子和泵体组件固定在壳体的内腔中，转子设置在定子的内部，并且转子与泵体组件的曲轴210固定连接，转子带动曲轴210旋转，储液器连通泵体组件的吸气孔102以输入制冷剂。泵体组件的气缸100设置有压缩腔101，上轴承110和下轴承120分布在气缸100的上下两侧，并且从上下两侧封闭压缩腔101，曲轴210通过上轴承110及下轴承120实现旋转及支撑，活塞200固定安装在曲轴210上，并且跟随曲轴210旋转，活塞200在压缩腔101为偏心布置，活塞200的部分外周壁抵接于压缩腔101的内壁，气缸100还设置有吸气孔102、滑片槽103以及排气孔104，滑片槽103位于吸气孔102和排气孔104之间，并且吸气孔102、滑片槽103和排气孔104均连通压缩腔101，其中滑片槽103沿压缩腔101的径向布置，滑片300设置在滑片槽103中，而且滑片300能够在滑片槽103中滑动，滑片300的内端310抵接活塞200，滑片300的外端320连接有弹簧330，活塞200和滑片300将压缩腔101分割为两个区域，连通吸气孔102的是低压区1011，连通排气孔104的是高压区1012，由于活塞200的偏心旋转，改变低压区1011和高压区1012的容积，从吸气孔102吸入制冷剂，活塞200旋转一圈则完成一次对制冷剂的压缩，高压的制冷剂从排气孔104排出。

因此，如图3所示，在压缩腔101的轴向剖切面上，将内端310的轮廓线定义为第一曲线311，第一曲线311与活塞200接触的位置定义为第一接触点，通过改变第一曲线311的形状，使得第一接触点偏离滑片300的厚度中分线，第一接触点调整至靠近排气孔104的一侧，使得内端310接触高压制冷剂的面积减小，降低制冷剂对内端310的作用力，从而增大滑片300的内端310和外端320之间的压力差，配合弹簧330的作用力，使得滑片300的内端310与活塞200的外表面保持接触，防止滑片300与活塞200分离，防止出现漏气，有助于提高压缩机的性能，而且消除了活塞200与滑片300产生碰撞及机械噪音，有利于保护滑片300，提升滑片300的使用寿命。

本发明第三方面的实施例提出制冷设备，制冷设备的制冷系统包括第二方面实施例的压缩机，压缩机包括第一方面实施例的泵体组件，具有泵体组件的全部技术效果，不再赘述。

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，在所属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 (12)

1.泵体组件，其特征在于，包括：

气缸，设置有压缩腔，所述压缩腔的侧壁设置有吸气孔、滑片槽以及排气孔，所述滑片槽沿所述压缩腔的径向布置，并且位于所述吸气孔和所述排气孔之间；

活塞，位于所述压缩腔，并且能够偏心旋转；

滑片，设置在所述滑片槽中，所述滑片的内端抵接所述活塞，所述滑片的外端连接有弹簧，在所述压缩腔的轴向剖切面上，所述内端的轮廓线为第一曲线，所述第一曲线与所述活塞接触的位置为第一接触点，所述第一接触点偏离所述滑片的厚度中分线，并且靠近所述排气孔。

2.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第一曲线为圆弧线，所述圆弧线的圆心偏离所述滑片的厚度中分线。

3.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述第一接触点与所述滑片的厚度中分线之间的距离为L₁，所述滑片的厚度为T_f，满足：0.05T_f≤L₁≤0.2T_f。

4.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述第一接触点位于所述滑片靠近所述排气孔的侧面与所述内端的连接处。

5.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述气缸设置有轴向布置的第一背压孔和第二背压孔，所述第一背压孔连通所述滑片槽背离所述压缩腔的一端，所述第二背压孔连通所述第一背压孔，所述滑片能够进入所述第二背压孔。

6.根据权利要求5所述的泵体组件，其特征在于，所述滑片槽具有相对的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面位于所述滑片槽靠近所述吸气孔的一侧，所述第一壁面的延长面与所述第一背压孔的侧壁相交，所述第二壁面的延长面与所述第二背压孔的侧壁相交。

7.根据权利要求6所述的泵体组件，其特征在于，所述外端包括凸出部，所述凸出部与所述外端形成台阶，所述凸出部能够进入所述第二背压孔。

8.根据权利要求7所述的泵体组件，其特征在于，所述滑片的厚度为T_f，所述凸出部的厚度为T_b，满足：T_b＞0.5T_f。

9.根据权利要求8所述的泵体组件，其特征在于，所述第一背压孔与所述第二背压孔的连接处形成第一交点和第二交点，所述第一交点靠近所述吸气孔，所述第二交点靠近所述排气孔，所述第一交点与所述第二壁面之间的距离为L₂，满足：T_b＜L₂＜T_ff。

10.根据权利要求9所述的泵体组件，其特征在于，所述第二交点与所述第一壁面之间的距离为L₃，满足：T_f＜L₃。

11.压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的泵体组件。

12.制冷设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的压缩机。