CN117167271A - 泵体组件及旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵体组件及旋转式压缩机，泵体组件包括：曲轴，曲轴包括第一轴部和第二轴部，第一轴部的直径为D1，第二轴部的直径为D2；第一轴承，第一轴承配合在第一轴部上，第一轴承的高度为H1；第二轴承，第二轴承配合在第二轴部上，第二轴承的高度为H2；其中，4.0≤H1/D1≤5.5；和/或，1.85≤H2/D2≤2.5。本发明通过优化轴部轴径与轴承高度的关系，使旋转式压缩机更加高效，同时增加旋转式压缩机高频运行可靠性。

Description

泵体组件及旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及旋转式压缩机技术领域，尤其是涉及一种泵体组件及旋转式压缩机。

背景技术

随着人民生活水平的提升，空调的能耗占比逐年上升，空调能效的标准也在不断的提高，压缩机作为空调的核心部件，压缩机能效提升对空调的能效直接相关，压缩机高效化是未来趋势，但是相关技术中压缩机效率低、高频运行可靠性差。

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，本发明提出泵体组件，使旋转式压缩机高效化，同时增加压缩机高频运行可靠性。

本发明还提出一种应用上述泵体组件的旋转式压缩机，提高效率，增加高频运行可靠性。

根据本发明实施例的泵体组件，所述泵体组件包括：曲轴，所述曲轴包括第一轴部和第二轴部，所述第一轴部的直径为D1，所述第二轴部的直径为D2；第一轴承，所述第一轴承配合在所述第一轴部上，所述第一轴承的高度为H1；第二轴承，所述第二轴承配合在所述第二轴部上，所述第二轴承的高度为H2；其中，4.0≤H1/D1≤5.5；和/或，1.85≤H2/D2≤2.5。

根据本发明实施例的泵体组件，通过优化轴部轴径与轴承高度的关系，使旋转式压缩机更加高效，同时增加旋转式压缩机高频运行可靠性。

在一些实施例中，泵体组件还包括：气缸，所述气缸上设有两端呈敞口的气缸空间，所述气缸设在所述第一轴承和所述第二轴承之间，所述曲轴通过所述敞口穿设于所述气缸空间，所述气缸空间的内径为D3，其中，3.4≤D3/D1≤4.8。

具体地，所述气缸空间内设有活塞，所述曲轴还包括：设在所述第一轴部和所述第二轴部之间的偏心凸轮部，所述活塞套设在所述偏心凸轮部上，所述偏心凸轮部的最大直径为D5，其中，1.95≤D5/D2≤2.35。

在一些实施例中，所述第一轴承相对所述第二轴承邻近所述旋转式压缩机的电机组件设置，所述第一轴承包括端部，所述端部为所述第一轴承远离所述第二轴承的一端，所述端部的直径为D4，1.2≤D4/D1≤1.6。

可选地，所述曲轴的材质可以为球墨铸铁、合金钢、非调制钢中任意一种。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，包括：壳体，所述壳体上设有容纳空间；泵体组件，所述泵体组件设在所述容纳空间内，所述泵体组件为上述的泵体组件；电机组件，所述电机组件设在所述容纳空间内，所述电机组件与曲轴连接，以驱动所述曲轴转动。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，通过优化轴部轴径与轴承高度的关系，更加高效，同时增加高频运行可靠性。

在一些实施例中，第一轴承焊接在所述壳体的内壁面上。

在一些实施例中，所述容纳空间内填充有润滑油。

在一些实施例中，所述电机组件包括：定子，所述定子设在所述壳体上；转子，所述转子可转动地设在所述定子上，所述转子连接所述第一轴部。

具体地，所述转子具有安装槽或安装孔，所述第一轴部的轴端设在所述安装槽或述安装孔内。

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为本发明实施例中旋转式压缩机的剖面图；

图2为图1中泵体组件的剖面图；

图3为图1中曲轴的剖面图；

图4为图1中第一轴承的剖面图；

图5为图1中偏心凸轮部与活塞的配合示意图；

图6为图1中泵体组件的第一轴承的高度与第一轴部的直径之比与COP的关系示意图；

图7为图1中泵体组件的第二轴承的高度与第二轴部的直径之比与COP的关系示意图。

附图标记：

100、泵体组件；

10、曲轴；11、第一轴部；12、第二轴部；13、偏心凸轮部；

20、第一轴承；21、端部；

30、第二轴承；40、气缸；41、气缸空间；42、活塞；

1000、旋转式压缩机；200、壳体；201、容纳空间；300、电机组件；301、定子；302、转子；303、安装槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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。

下面结合附图描述本发明实施例的泵体组件100。

如图1至图4所示，根据本发明实施例的泵体组件100，泵体组件100可应用于旋转式压缩机1000，泵体组件100包括：曲轴10、第一轴承20及第二轴承30。

曲轴10包括第一轴部11和第二轴部12，第一轴部11的直径为D1，第二轴部12的直径为D2。

第一轴承20配合在第一轴部11上，第一轴承20的高度为H1。

第二轴承30配合在第二轴部12上，第二轴承30的高度为H2。

其中，4.0≤H1/D1≤5.5；和/或，1.85≤H2/D2≤2.5。

需要说明的是，曲轴轴径减小可以有效改善压缩机摩擦功耗，提高压缩机能效，但轴径过小，曲轴刚性不足，曲轴扰度增大，进而会恶化压缩机性能及运行可靠性。本发明通过优化曲轴10的轴径与第一轴承20的高度、第二轴承30的高度的关系，实现压缩机高效化，同时增加压缩机高频运行可靠性。

例如，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.0，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为1.85；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为5.5，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为1.85；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.7，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为1.85；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.0，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.5；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为5.5，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.5；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.7，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.5；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.0，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.2；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为5.5，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.2；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.7，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.2。

或者，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.0，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比无限制；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为5.5，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比无限制；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比为4.7，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比无限制；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比无限制，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为1.85；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比无限制，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.5；或，第一轴承20的高度H1与第一轴部11的直径D1之比无限制，第二轴承30的高度H2与第二轴部12的直径D2之比为2.2。

如图6所示，可以明显看到，4.0≤H1/D1≤5.5时，压缩机COP(压缩机的制冷量与输入功率的比值，COP值越高，表示压缩机的效率越高)明显高于其余部分；同理，如图7所示，可以明显看到，1.85≤H2/D2≤2.5，压缩机COP明显高于其余部分。

可以理解，优选4.5≤H1/D1≤5.5，进一步优选4.5≤H1/D1≤5。

可以理解，优选1.85≤H2/D2≤2.45，进一步优选1.85≤H2/D2≤2.25，更进一步优选2.05≤H2/D2≤2.25。

根据本发明实施例的泵体组件100，通过优化轴部轴径与轴承高度的关系，使旋转式压缩机1000更加高效，同时增加旋转式压缩机1000高频运行可靠性。

如图1、图5所示，在一些实施例中，泵体组件100还包括：气缸40，气缸40上设有两端呈敞口的气缸空间41，气缸40设在第一轴承20和第二轴承30之间，曲轴10通过敞口穿设于气缸空间41，气缸空间41的内径为D3，其中，3.4≤D3/D1≤4.8。通过设置3.4≤D3/D1≤4.8，在增加排量的同时提高可靠性。

例如，气缸空间41的内径D3与第一轴部11的直径D1之比为4.8，增加气缸空间41的内径，使偏心凸轮部13更大，增大排量；或者，气缸空间41的内径D3与第一轴部11的直径D1之比为3.4；再或者，气缸空间41的内径D3与第一轴部11的直径D1之比为4.1。需要说明的是，气缸空间41的内径主要与排量相关，缸径越大，偏心凸轮部13，加上压缩机轴径小，影响压缩机的可靠性；反之，压缩机性能低。

如图1所示，具体地，气缸空间41内设有活塞42，曲轴10还包括：设在第一轴部11和第二轴部12之间的偏心凸轮部13，活塞42套设在偏心凸轮部13上，偏心凸轮部13的最大直径为D5，其中，1.95≤D5/D2≤2.35。通过设置1.95≤D5/D2≤2.35，在提高能效的同时减小磨损。例如，偏心凸轮部13的最大直径D5与第二轴部12的直径D2之比为2.35，提高能效；或，偏心凸轮部13的最大直径D5与第二轴部12的直径D2之比为1.95，减小磨损；或者，偏心凸轮部13的最大直径D5与第二轴部12的直径D2之比为2.15，在提高能效的同时减小磨损。需要说明的是，偏心凸轮部13的直径大时，下周刚性不足，易磨损；反之能效偏低。

如图1所示，在一些实施例中，第一轴承20相对第二轴承30邻近旋转式压缩机1000的电机组件300设置，第一轴承20包括端部21，端部21为第一轴承20远离第二轴承30的一端，端部21套设在第一轴部11上，端部21的直径为D4，1.2≤D4/D1≤1.6。通过设置1.2≤D4/D1≤1.6，减小磨损。需要说明的是，第一轴承20的端部21直径过大，刚性强，但柔性差，易与曲轴10磨损；第一轴承20的端部21直径过小，刚性不足，曲轴10扰度大，同样会导致磨损。

例如，端部21的直径D4与第一轴部11的直径D1之比为1.2；或者，端部21的直径D4与第一轴部11的直径D1之比为1.6；再或者，端部21的直径D4与第一轴部11的直径D1之比为1.4。

可选地，曲轴10的材质可以为球墨铸铁、合金钢、非调制钢中任意一种。通过设置曲轴10的材质可以为球墨铸铁、合金钢、非调制钢中任意一种，利用球墨铸铁、合金钢、非调制钢具有更大弹性模量的材料性能，提高曲轴10的刚性及抗弯能力。例如，曲轴10的材质为球墨铸铁；或者，曲轴10的材质为合金钢；再或者，曲轴10的材质为非调制钢。

更具体的，合金钢为20Cr钢。

如图1、图2所示，根据本发明实施例的旋转式压缩机1000，包括：壳体200、泵体组件100、电机组件300。

壳体200上设有容纳空间201。

泵体组件100设在容纳空间201内，泵体组件100为上述的泵体组件100。

电机组件300设在容纳空间201内，电机组件300与曲轴10连接，以驱动曲轴10转动。电机组件300驱动曲轴10转动，曲轴10驱动活塞42运动，使气体在活塞42与气缸40之间的空间内被压缩，且泵体组件100优化轴部轴径与轴承高度的关系，使旋转式压缩机1000更加高效，增加高频运行可靠性。

根据本发明实施例的旋转式压缩机1000，通过优化轴部轴径与轴承高度的关系，更加高效，同时增加高频运行可靠性。

如图1所示，在一些实施例中，第一轴承20焊接在壳体200的内壁面上。通过将第一轴承20焊接在壳体200的内壁面上，增强稳定性。

在一些实施例中，容纳空间201内填充有润滑油。通过填充润滑油，降低摩擦。

如图1所示，在一些实施例中，电机组件300包括：定子301、转子302。

定子301设在壳体200上。转子302可转动地设在定子301上，转子302连接第一轴部11。通过定子301与转子302的配合，转子302连接第一轴部11，使曲轴10运动的更加平稳。

如图1所示，具体地，转子302具有安装槽303或安装孔，第一轴部11的轴端设在安装槽303或述安装孔内。例如，转子302具有安装槽303，第一轴部11的轴端设在安装槽303内，降低成本，减少干涉；或者，转子302具有安装孔，第一轴部11的轴端设在安装槽303内，降低成本，减少干涉，提高严密性。

在一些实施例中，本申请的泵体组件100的参数如下：第一轴部11的直径D1为10mm，第二轴部12的直径D2为9mm，第一轴承20的高度H1为45mm，第二轴承30的高度H2为20mm，偏心凸轮部13的最大直径D5为19.5mm，气缸空间41的内径D3为41mm，H1/D1为4.5，H2/D2为2.22，D3/D1为4.1。相关技术中泵体组件参数如下：上轴径为13mm，下轴径为11mm，主轴承高度为42mm，副轴承高度为15mm，偏心凸轮的偏心径为20.8mm，气缸的内径为41mm，主轴承高度/上轴径为3.23，副轴承高度/下轴径为1.36，气缸的内径/上轴径为3.15。其中，可以明显看出：主轴承高度与上轴径之比3.23不在4.0至5.5的范围内，副轴承高度与下轴径之比1.36不在1.85至2.5的范围内，气缸的内径与上轴径之比3.15不在3.4至4.8的范围内，相关技术中的泵体组件效率低、可靠性差。

下面结合图1至图5，描述本发明旋转式压缩机1000的一个具体实施例。

一种旋转式压缩机1000包括：壳体200、泵体组件100及电机组件300。

壳体200上设有容纳空间201，容纳空间201内填充有润滑油。

泵体组件100设在容纳空间201内，泵体组件100包括：曲轴10、第一轴承20、第二轴承30及气缸40。

曲轴10包括：第一轴部11、第二轴部12及偏心凸轮部13，第一轴部11、偏心凸轮部13及第二轴部12沿上下方向依次排布。曲轴10的材质为球墨铸铁。

第一轴承20焊接在壳体200的内壁面上，第一轴承20与第一轴部11配合，第一轴承20包括端部21，端部21内套在第一轴部11上。第二轴承30与第二轴部12配合。

气缸40设在第一轴承20与第二轴承30之间，气缸40上设有两端呈敞口的气缸空间41，曲轴10通过敞口穿设于气缸空间41。气缸空间41内设有活塞42，活塞42套设在偏心凸轮部13上。

电机组件300设在容纳空间201内且位于泵体组件100的上方，电机组件300包括：定子301和转子302，定子301设在壳体200上，转子302可转动地设在定子301上，转子302连接第一轴部11。转子302具有安装槽303，第一轴部11的轴端设在安装槽303内。

其中，第一轴部11的直径为D1，第一轴承20的高度为H1，第二轴承30的高度为H2，气缸空间41的内径为D3，偏心凸轮部13的最大直径为D5，端部21的直径为D4，H1/D1为4.7，H2/D2为2.2，D3/D1为4.1，D5/D2为2.15，D4/D1为1.4。

根据本发明实施例的泵体组件100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种泵体组件，其特征在于，所述泵体组件包括：

曲轴，所述曲轴包括第一轴部和第二轴部，所述第一轴部的直径为D1，所述第二轴部的直径为D2；

第一轴承，所述第一轴承配合在所述第一轴部上，所述第一轴承的高度为H1；

第二轴承，所述第二轴承配合在所述第二轴部上，所述第二轴承的高度为H2；其中，4.0≤H1/D1≤5.5；和/或，1.85≤H2/D2≤2.5。

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，所述气缸上设有两端呈敞口的气缸空间，所述气缸设在所述第一轴承和所述第二轴承之间，所述曲轴通过所述敞口穿设于所述气缸空间，所述气缸空间的内径为D3，其中，3.4≤D3/D1≤4.8。

3.根据权利要求2所述的泵体组件，其特征在于，所述气缸空间内设有活塞，所述曲轴还包括：设在所述第一轴部和所述第二轴部之间的偏心凸轮部，所述活塞套设在所述偏心凸轮部上，所述偏心凸轮部的最大直径为D5，其中，1.95≤D5/D2≤2.35。

4.根据权利要求1所述的泵体组件，其特征在于，所述第一轴承相对所述第二轴承邻近旋转式压缩机的电机组件设置，所述第一轴承包括端部，所述端部为所述第一轴承远离所述第二轴承的一端，所述端部的直径为D4，1.2≤D4/D1≤1.6。

5.根据权利要求1至4任一项所述的泵体组件，其特征在于，所述曲轴的材质为球墨铸铁、合金钢、非调制钢中任意一种。

6.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上设有容纳空间；

泵体组件，所述泵体组件设在所述容纳空间内，所述泵体组件为权利要求1至5任一项所述的泵体组件；

电机组件，所述电机组件设在所述容纳空间内，所述电机组件与曲轴连接，以驱动所述曲轴转动。

7.根据权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于，第一轴承焊接在所述壳体的内壁面上。

8.根据权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述容纳空间内填充有润滑油。

9.根据权利要求6所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述电机组件包括：

定子，所述定子设在所述壳体上；

转子，所述转子可转动地设在所述定子上，所述转子连接所述第一轴部。

10.根据权利要求9所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述转子具有安装槽或安装孔，所述第一轴部的轴端设在所述安装槽或述安装孔内。