CN1527905A - 双容量压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双容量压缩机，用于防止在保持偏心距的部件之间的相对运动。因此，双容量压缩机包括：动力产生单元(20)，该动力产生单元有可反转马达(21、22)和插入该马达(21、22)中的曲轴(23)；压缩单元(30)，该压缩单元包括气缸(32)、活塞(31)以及与该活塞(31)相连的连杆；曲柄销(110、210)，该曲柄销偏心地形成于曲轴(23)的上端部；偏心套筒(120、220)，该偏心套筒安装在曲柄销(110、210)和连杆(33)一端之间；以及键部件(130、230)，用于在马达沿顺时针方向和逆时针方向旋转时都使偏心套筒(120、220)完全限制在曲柄销(110、210)上。

Description

双容量压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于将工作流体例如制冷剂压缩至所需压力的压缩机，尤其是涉及一种压缩容量能随旋转方向而变化的压缩机。

背景技术

双容量压缩机是一种往复运动型压缩机，它的活塞冲程以及压缩容量通过可旋转地与曲轴的曲柄销连接的偏心套筒而变化，该偏心套筒相对于曲柄销的位置取决于马达和曲轴的旋转方向。因为双容量压缩机的压缩容量可以随所需负载而变化，因此，该双容量压缩机广泛用于需要压缩工作流体的装置中，特别是用于需要在制冷循环中工作的家庭用品例如冰箱中，以便提高工作效率。美国专利4236874公开了一种普通双容量压缩机，现有技术的双容量压缩机将参考它进行简要说明。图1表示了在美国专利4236874中公开的双容量压缩机的一部分，图2示意表示了该双容量压缩机的工作。

参考图1，双容量压缩机设置有：活塞7，该活塞7在气缸8中；曲轴1；曲柄销3，该曲柄销3的中心3a偏离曲轴1a的中心；偏心环4，该偏心环4与曲柄销3连接；以及连杆6，该连杆6连接偏心环4和活塞7，它们是关键部件。偏心环和连杆6都可彼此相对旋转以及曲柄销的中心3a旋转。还有在曲柄销3和偏心环4的接触表面中的释放区域9以及用于将曲柄销3和偏心环4连接在一起的键5，该键5装入释放区域中，用于连接曲柄销3和偏心环4。下面将介绍关于压缩容量的双容量压缩机工作。

参考图2，在双容量压缩机中，活塞7的冲程通过随偏心环4的位置而变化的偏心度来调节，当需要较大容量时，曲轴1沿顺时针方向(正常方向)旋转，当需要较小容量时，曲轴1沿逆时针方向(反转方向)旋转。详细地说，当因为偏心最大而使冲程Lmax最大时，图2A表示了在顺时针旋转过程中活塞7处于上死点的瞬间，图2B表示了在顺时针旋转过程中活塞处于下死点的瞬间。当因为偏心最小而使冲程Lmin最小时，图2C表示了在逆时针旋转过程中活塞7处于下死点的瞬间，图2D表示了在逆时针旋转过程中活塞处于上死点的瞬间。

但是，在前述操作过程中，曲柄销3和偏心环4处于离心力中，该离心力分别由于它们绕曲轴的中心1a旋转而产生，并分别施加在轴中心1a和销中心3a之间的点上，以及从轴中心1a向环4a的重心延伸的线上的点上。因此，与图2A和2B不同，当作用线并不是在同一直线上时，在偏心环4处产生的局部旋转力矩为到销3的垂直距离“d”和它自身的离心力的乘积，该离心力的作用方向与曲轴1的旋转方向(逆时针方向)相同。因为曲柄销3和偏心环4是能够彼此相对运动的部件，因此，该旋转力矩使得偏心环4沿曲轴1的旋转方向相对旋转，从而使键5从曲柄销3和偏心环4上释放，并使偏心环4和键5一起运动，如图3所示。

而且，如图3所示，例如在沿顺时针方向工作的过程中，压缩后的气缸内压力“P”(工作流体重新膨胀的压力)沿曲轴1的旋转方向推动偏心环4，以便使偏心环4沿曲轴的旋转方向相对于曲柄销3进行旋转。因此，该相对旋转使得压缩机的工作不稳定，并使压缩机的性能变差。

实际上，发生相对旋转是因为键5并不能很好地固定曲柄销3和偏心环。当曲轴的旋转方向变化时，键5在释放区域内滚动，从而在各接触表面上产生严重的磨损，这缩短了压缩机的使用寿命。

同时，除美国专利4236874之外，还有很多专利文献公开了双容量压缩机的技术，下面将简要说明。

美国专利4479419也公开了严重双容量压缩机，它设有曲柄销、偏心凸轮和键。该键固定在偏心凸轮上，并当压缩机的旋转方向变化时沿在曲柄销中的轨道运动。但是，因为该键并不能很好地固定曲柄销和偏心凸轮，美国专利4479419也有由于相对旋转而引起的不稳定工作的问题。

美国专利5951261公开了一种压缩机，该压缩机具有：偏心部件，该偏心部件有越过它形成的、具有固定内径的孔；以及偏心凸轮，该偏心凸轮有形成于它的一侧的另一孔，该孔的直径与该偏心部件的孔的直径相同。一销布置在该偏心部件的孔中，压缩弹簧布置在偏心套筒的孔中。因此，当在旋转过程中孔对齐时，销通过离心力运动到凸轮的孔中，这使得该偏心部件和偏心凸轮连接在一起。但是，因为美国专利5951261只在偏心凸轮中提供有一个孔，因此，只有当压缩机沿特定方向旋转时，偏心部件和偏心凸轮才能连接在一起。而且，因为销通过各孔从偏心部件到凸轮的准确运动很困难，因此不能保证工作的稳定性。

发明内容

因此，本发明涉及一种双容量压缩机，它基本消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种双容量压缩机，它能够保持固定偏心距，并且即使当压缩机沿具有不同压缩容量的任意方向旋转时也能够稳定工作。

下面将阐明本发明的附加特征和优点，它们部分将在说明书中明显说明，或者可以在实施本发明时了解。本发明的目的和其它优点将通过在所写的说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

如上所述，本发明人了解到在工作过程中，双容量压缩机的不稳定工作由偏心套筒的局部离心力以及通过连杆等施加的外部负载而引起。尽管这些情况是只要使用偏心机构就不可避免，但是本发明人了解到当在工作过程中曲柄销和偏心套筒可以确实可靠地固定时，该问题就可以解决。考虑到具有这样的固定结构的键部件，键部件和相关部件进行如下变型，从而可以防止曲柄销和偏心套筒之间的相对运动。

无论获得这些和其它优点，根据本发明的目的，具体和概括地说，双容量压缩机包括：动力产生部分，包括可反转马达和插入该马达中的曲轴；压缩部分，该压缩部分包括气缸、在该气缸中的活塞以及与该活塞相连的连杆；曲柄销，该曲柄销在曲轴的上部，并相对曲轴的中心偏心；偏心套筒，该偏心套筒有可旋转地与曲柄销的外周表面连接的内周表面、以及可旋转的与连杆端部连接的外周表面；以及键部件，用于在马达沿顺时针方向和逆时针方向旋转时都使偏心套筒完全卡在曲柄销上。

优选是，在工作过程中，该键部件在多点处与该偏心套筒接触，更优选是在两点处接触，这两点设置成相对于中心线沿任意方向。

优选是，键部件包括：第一伸出部分，用于即使当压缩机不工作时也从曲柄销上伸出一定长度；以及第二伸出部分，用于当压缩机工作时从曲柄销上伸出一定长度，因此，更优选是，在第一和第二伸出部分的端部之间的距离长度大于曲柄销的外径。

曲柄销包括一对键部件安装部分，该对键部件安装部分形成为彼此相对，并定向在相对于水平面倾斜的延伸线上。

键部件安装部分可以是形成于曲柄销的壁上的通孔，或者是从曲柄销的壁的一定位置延伸到顶部的至少一个狭槽。优选是，曲柄销延伸为高于偏心套筒。

偏心套筒包括：轨道部分，该轨道部分沿偏心套筒的外周形成，以便于该偏心套筒自身相对于键部件的伸出部分旋转；以及限制部分，该限制部分相对于轨道部分形成，用于限制键部件的伸出部分的旋转。

偏心套筒的轨道部分可以是在该偏心套筒的一定深度处沿周向延伸一定长度的通孔，或者是在离顶部的一定深度处沿周向延伸的切除部分。

优选是，形成于轨道部分和限制部分之间的台阶平行于连接曲轴旋转中心和曲柄销中心的延伸线，更优选是，离该延伸线的距离为键部件的厚度的一半。该台阶可以相对于连接曲轴旋转中心和曲柄销中心的延伸线倾斜一定角度。偏心套筒还可以包括滑油供给孔，该滑油供给孔在一定高度处形成为彼此相对。

键部件包括：第一伸出部分，该第一伸出部分从曲柄销伸出一定长度，并与偏心部件上的一个台阶啮合；止动器，用于限制第一伸出部分伸出的长度；以及第二伸出部分，该第二伸出部分在旋转过程中沿与第一伸出部分相反的方向伸出，并与偏心套筒的另一台阶啮合。

优选是，键部件的第一和第二伸出部分有相同厚度，并有圆形、矩形或六边形截面。优选是，第一伸出部分从曲柄销的外周伸出的长度大于台阶的宽度的一半，且第二伸出部分的长度为当压缩机不工作时，该第二伸出部分的端部不从曲柄销的外周上伸出。

第一止动器可以有曲柄销接触表面，该曲柄销接触表面与曲柄销的内周表面相符，或者该第一止动器为可分离类型。

该可分离类型的第一止动器可以插入键部件的周向槽中，并通过固定部件固定。

键部件还可以包括用于支承键部件的弹性部件，这样，不管压缩机是否工作，键部件的一部分保持伸出到曲柄销外部，因此，止动器还包括用于该弹性部件的接收器。

优选是，键部件还可以包括第二止动器，用于根据离心力作用方向限制第二伸出部分从曲柄销上伸出的长度。第二止动器可以为空心管部件，该空心管部件可沿纵向方向运动地安装在第二伸出部分上；或者为第一止动器的纵向延伸部分，它的直径大于第二伸出部分的直径；或者为第二伸出部分的径向延伸部分，它具有一定厚度。

因此，本发明可以防止曲柄销和偏心套筒之间的相对旋转，从而提高压缩机的工作稳定性和效率。

应当知道，前述总体说明和后面的详细说明都是示例性的，并将进一步解释所要求保护的发明。

附图说明

用于更好地理解本发明的、包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图表示了本发明的实施例，该附图与说明书一起用于解释本发明的原理；附图中：

图1表示了现有技术的双容量压缩机的剖视图；

图2示意表示了图1中的现有技术双容量压缩机的工作；

图3表示了现有技术双容量压缩机的键部分的剖视图，示意表示了在曲柄销和偏心套筒之间的相对旋转；

图4表示了本发明优选实施例的双容量压缩机的剖视图；

图5A表示了本发明第一优选实施例的双容量压缩机的局部剖侧视图；

图5B表示了本发明第一优选实施例的双容量压缩机的局部剖平面图；

图6A表示了本发明第一优选实施例的曲柄销的透视图；

图6B表示了图6A中的曲柄销的变化形式的透视图；

图7A表示了本发明第一优选实施例的偏心套筒的透视图；

图7B和7C表示了本发明第一优选实施例的偏心套筒的变化形式的平面图和侧视图；

图8表示了本发明第一实施例的键部件的透视图；

图9表示了图8中的键部件的变化形式的平面图，该键部件装入曲柄销中；

图10A和10B表示了键部件的变化形式的透视图，它们各自有可拆卸的第一止动器；

图11A-11C表示了键部件的变化形式的平面图，它们各自有第二止动器；

图12A表示了本发明第二优选实施例的双容量压缩机的局部剖侧视图；

图12B表示了本发明第二优选实施例的双容量压缩机的局部剖平面图；

图13表示了本发明第二优选实施例的偏心套筒的变化形式的透视图；

图14表示了本发明第二优选实施例的键部件的变化形式的平面图，该键部件装入曲柄销中；

图15A-15C表示了本发明第二优选实施例的键部件的变化形式的平面图，它们各自有第二止动器；

图16A和16B表示了本发明第二优选实施例的双容量压缩机的键部分在沿正常方向旋转时的工作的平面图；以及

图17A和17B表示了本发明第二优选实施例的双容量压缩机的键部分在沿反转方向旋转时的工作的平面图。

具体实施方式

下面将详细介绍本发明的优选实施例，该优选实施例的实例在附图中表示。在本发明的所述实施例中，相同的部件给出相同的名称和参考标号，并省略对它的附加说明。下面将参考图4介绍本发明的双容量压缩机的总体结构。

参考图4，本发明的双容量压缩机包括：动力产生部分20，该动力产生部分20在压缩机的底部，用于产生和提供所需动力；以及压缩部分30，用于通过利用所提供的动力来压缩工作流体。而且，除此以外，双容量压缩机还包括冲程变化部分40，该冲程变化部分40使动力产生部分20与压缩部分30连接，以便在工作过程中改变压缩容量。该动力产生部分20和压缩部分30由壳体11包围，用于防止制冷剂泄漏，并有多个支承部件(即弹簧)，这些支承部件弹性安装在壳体的内部，用于支承机架12。还有制冷剂进口13和制冷剂出口15，该制冷剂进口13和制冷剂出口15安装在壳体上，并与壳体内部连通。

在机架12下面的动力产生部分20包括：马达，该马达有定子21和转子22，用于通过外部电源产生旋转力；以及曲轴23。该马达可顺时针方向或逆时针方向旋转。曲轴23的底部插入转子22中，用于传递动力，且该曲轴23有油孔或槽，用于将装于底部的润滑油供给各驱动部分。

压缩部分30安装在机架12上，并在动力产生部分20的上方，它包括：机械驱动部分，用于压缩制冷剂；以及吸入和排出阀，用于辅助该驱动部分。实际上与气缸32一起形成压缩空间的驱动部分有：活塞31，用于在气缸32中往复运动；以及连杆33，用于将往复运动力传递给活塞31。阀与气缸盖34和端盖35组合使制冷剂装入气缸和从该气缸中排出。

下面将介绍本发明的双容量压缩机的冲程变化部分40，同时省略对与现有技术相同的动力产生部分和压缩部分的说明。

冲程变化部分40包括：曲柄销，该曲柄销在曲轴的顶部，并相对于曲轴偏心；偏心套筒，该偏心套筒可旋转地安装在曲柄销的外表面和连杆之间；以及键部件，用于将曲柄销和偏心套筒固定在一起。该结构有利于根据马达的旋转方向(顺时针方向或逆时针方向)而重新布置偏心套筒，这改变活塞的偏心距和位移，从而改变压缩容量。

在本发明中，键部件的长度基本大于曲柄销的直径，并可移动地安装在曲柄销中，这样，即使当压缩机停止时，键部件的至少一部分从曲柄销上伸出，而在压缩机的工作过程中，键部件的另一端通过离心力从曲柄销上伸出。因此，键部件在多点处与偏心套筒接触，特别是，实际上在工作过程中，键部件都同时与偏心部件的两点接触，该偏心部件的两点设置成相对于任意方向的中心线。最终，键部件使得偏心套筒完全与旋转曲柄销啮合，从而防止偏心套筒和曲柄销相对于对方进行相对运动。前述本发明的双容量压缩机将通过作为实例的本发明第一和第二实施例而详细说明。

第一实施例

图5A和5B表示了本发明第一实施例的双容量压缩机的侧视图和平面图，其中，该双容量压缩机的部件通过局部剖表示为装配状态，以便容易理解和清楚表示。图6A-11C表示了各个部件，下面将参考这些附图介绍本发明的第一优选实施例。

第一优选实施例的双容量压缩机包括：曲柄销110，该曲柄销110有一对在倾斜位置的相对键部件安装部分111；偏心套筒120，用于局部限制键部件的伸出部分的旋转；以及键部件130，用于穿过该键部件安装部分111安装，这样，它的至少一部分从曲柄销110上伸出。双容量压缩机包括的其它部件与图4中的部件相同。键部件130由于倾斜布置而产生的重力“W”的力分量将调节键部件130的运动和位置。也就是，当压缩机不工作时，键部件的至少一部分由于重力“W”而从曲柄销110上伸出。如图5A所示，曲柄销110局部空心，并有滑油通道112和滑油供给孔113以及键部件安装部分111。安装部分111a和111b形成于空心管部分中，以便布置在包含曲轴中心23a和曲柄销中心110a的垂直平面上。如上所述，安装部分111a和111b布置在相对于水平面倾斜一定角度的延伸线上。因此，在安装部分111a和111b中的键部件130受到该键部件130自身的重力的力分量以及沿中心23a和110a之间的延伸线方向施加的离心力F的影响。如图6A所示，在第一实施例中，安装部分111a和111b实际上形成为通孔。该通孔可以在压缩机工作过程中防止键部件130下落。优选是，如图6B所示，安装部分111a和111b中的至少一个可以是从曲柄销110的壁顶端延伸至该位置的狭槽，以便很容易将该键部件130安装在曲柄销110上。优选是，在安装部分的端部有支座部分111c，用以稳定安装该键部件130。滑油通道112与在曲轴23外表面中的油槽以及滑油供给孔113连通。滑油供给孔113沿与连接安装部分111a和111b的延伸线垂直的线(即在中心23a和110a之间的延伸线)形成。在工作过程中，在压缩机底部的润滑油首先通过油槽和滑油通道112，并喷射以便供给部件的接触表面之间，从而防止磨损，并使部件平滑工作，该润滑油也可以通过滑油供给孔113直接供给曲柄销110和偏心套筒120之间的间隙中。优选是，曲柄销110的形成比偏心套筒120更高，以便从高处将润滑油均匀喷射到部件上。

在第一实施例中，偏心套筒120基本有与曲柄销的外周表面可旋转连接的内周表面、以及与连杆33的端部可旋转连接的外周表面。详细地说，如图7A所示，偏心套筒120包括：轨道部分121，该轨道部分121沿外周形成；以及限制部分122，用于限制该轨道部分121的轨道。在该轨道部分121和限制部分122之间有两个台阶123a和123b。当键部件130停止时，该轨道部分121有利于使偏心套筒120自身相对于伸出部分旋转。因为当压缩机不工作时键部件130的至少一部分伸出，因此，当压缩机不工作时，偏心套筒120可以绕曲柄销110在轨道部分121形成的范围内旋转。在相对于轨道部分121停止和运动过程中，当键部件130的伸出部分在台阶123处被阻挡时，限制部分122通过键部件130的伸出部分来限制套筒的旋转。

轨道部分121实际上可以是沿外周延伸的切除部分，它从偏心套筒120的顶部开始到所需深度。如图5B和7B所示，台阶123a和123b首先形成为平行于在曲轴中心23a和曲柄销中心110a之间的延伸线。也就是，台阶123a和123b实际上形成为平行于在偏心套筒的最大厚度和最小厚度之间的延伸线，以便有不同厚度，该最大厚度和最小厚度之间的延伸线在中心23a和110a的延伸线上。同时，台阶123a和123b布置在与中心23a和110a之间的延伸线平行的延伸线上。因此，布置在相同延伸线上的键部件130可以在台阶123处被阻挡，这样，台阶123实际上形成用于键部件120的公共接触表面。优选是，台阶123a和123b离开中心23a和100a之间的延伸线的距离为键部件130的厚度“t”的一半。因此，键部件130可以更稳定和准确地进行阻挡。另一方面，台阶123a和123b可以形成为相对于在中心23a和110a之间的延伸线倾斜一定角度。特别是，台阶123c和123d可以沿相对于在中心23a和110a之间的延伸线倾斜的、曲柄销中心110a的径向延伸线而形成。还有，台阶123e和123f可以形成为在与内周的相交点上以一定角度朝着限制部分倾斜。即使上述情况，台阶123c、123d、123e和123f也至少有公共接触点，以便能够啮合。

参考图7C，偏心套筒120还可以包括在一定高度处相对形成的滑油供给孔123。该滑油供给孔124可以是通孔，并相对于中心23a、110a之间的延伸线对称，这样，当键部件130被偏心套筒110阻挡时，该滑油供给孔124与曲柄销中的滑油供给孔113连通。因此，在压缩机的工作过程中，不管旋转方向如何，两个滑油供给孔124中的一个与滑油供给孔113连通，从而使润滑油能够供给偏心套筒120和连杆33。此外，油槽124a环绕滑油供给孔124形成一定深度，用于形成环绕滑油供给孔124的滑油分配空间，从而可以很容易地将滑油供给偏心套筒120和连杆33之间。

参考图8，第一实施例的键部件130基本包括：第一伸出部分131，用于即使当压缩机不工作时也从曲柄销110上伸出一定长度；以及第二伸出部分132，用于从曲柄销110上伸出一定长度。键部件130包括第一止动器133，用于确定第一伸出部分的伸出长度。第二伸出部分132布置在曲柄销110中，以便远离曲轴的中心23a，用于接受更大的离心力，并引导靠近中心23a布置的第一伸出部分131。

在第一实施例中，如图5A所示，当压缩机不工作时，第一伸出部分131由于它自身的重力而伸出，以便与一个台阶123a和123b啮合，并且当压缩机工作时，该第一伸出部分131保持与台阶啮合的状态。因为键部件130的第一止动器133与曲柄销110的内壁干涉，因此伸出的长度受到限制。为了更稳定的工作，优选是，第一伸出部分的长度为台阶123a和123b的最小宽度的至少一半。

第二伸出部分沿与第一伸出部分相反的方向伸出，以便在工作过程中与另一台阶啮合。因此，键部件130的第一和第二伸出部分131和132同时受到偏心套筒120的阻挡。在工作过程中，第二伸出部分沿离心力方向(即在中心23a和110a之间的延伸线)运动和伸出，因为沿键部件130产生的离心力分量大于重力分量。这时，当压缩机改变旋转方向时，偏心套筒120环绕曲柄销110旋转，以便改变偏心距。为了不干涉偏心套筒120的旋转，当压缩机不工作时，第二伸出部分的长度必须是不会从曲柄销的外周伸出。

在工作过程中，第一和第二伸出部分131和132交替与台阶123a和123b啮合，特别是，第二伸出部分132与台阶123a和123b啮合。因为键部件130布置在中心23a和110a之间的延伸线上，或者至少平行，因此，当第一和第二伸出部分的厚度“t1”和“t2”不同时，键部件130与台阶123a和123b接触的位置改变。因此，第一和第二伸出部分131和132的厚度“t1”和“t2”需要相同，以便准确地与台阶123a和123b啮合。尽管在本发明的附图和说明中，键部件130的截面为圆形，但是它也可以为能够与台阶123a和123b啮合的任意形状的截面，例如正方形或六边形。

如图9所示，第一止动器133的接触表面133a可以有与曲柄销100的内周表面相符的形状，因此，键部件130与曲柄销110准确啮合，并由于增加的重量而使得更平稳地工作(即，增加的离心力使得第二伸出部分132容易伸出)。第一止动器133可以与键部件130形成一个单元，或者为单独部件，并能够安装在该键部件130上。图10A和10B表示了该单独类型的第一止动器133的实例。

参考图10A，第一止动器133可以包括伸出部分133a，该伸出部分133a沿径向向内延伸，以便在与键部件130连接时插入周向槽中。或者如图11A所示，形成第一止动器133的环可以固定在键部件130上。即使当两个键部件安装部分111a和111b都是通孔时，通过将止动器133布置在曲柄销110内部并使该键部件130通过该通孔插入，该单独类型的止动器133也使得键部件130能够安装在曲柄销130上。

同时，如上所述，在键部件130中的第二伸出部分132的伸出长度，可以通过沿与离心力分量相反方向施加的、键部件130的重力分量来进行一定程度的调节。但是，在压缩机起动时在曲轴23和曲柄销110上产生的较大加速度，产生施加在键部件130上的较大瞬时离心力。该离心力使得第二伸出部分132过度伸出，从而足以使第一伸出部分131脱离安装部分111。因此，优选是该键部件130还包括第二止动器134，用于限制第二伸出部分132从曲柄销110上伸出的长度。

参考图11A，第二止动器134可以是空心管部件134a，该空心管部件134a可沿长度方向运动地安装在第二伸出部分132上。当键部件130沿离心力方向运动时，该第二止动器134将与第一止动器133以及曲柄销110的内壁接触，从而使第二伸出部分133的伸出不超过某一长度。如图11B所示，第二止动器134至少可以是厚度大于第一伸出部分133的厚度的延伸部分134b。也就是，在图11B中的第二止动器134实际上是第一止动器133的纵向延伸部分。或者，如图11C所示，第二止动器134可以是第二伸出部分的径向延伸部分134c，它有一定厚度，且形状基本与第一止动器133相同。与结合图10A和10B所述的、第一止动器133的变化形式一样，止动器134b和134c可以分别是固定在键部件130上的单独部件。

第二实施例

本发明第二实施例的双容量压缩机有与第一实施例的压缩机完全不同的键部件安装部分。

图12A和12B分别表示了本发明第二实施例的双容量压缩机的侧视图和平面图；图13-15C表示了它的主要部件。与第一实施例相同，各部件表示为装配状态，并包括局部剖面，以便于容易和清楚说明。下面将参考上述附图介绍本发明的第二优选实施例。

第二优选实施例的双容量压缩机200包括：曲柄销210，该曲柄销210有一对相对和平行的键部件安装部分211；偏心套筒220，用于局部限制键的伸出部分的旋转；以及键部件230，用于穿过该安装部分211安装，这样，键部件230的至少一部分从曲柄销210上伸出。除此之外，第二实施例的压缩机还包括弹性部件240，用于在压缩机工作或未工作时调节键部件230的位置。如图所示，与第一实施例不同，因为在第二实施例中键部件水平安装，因此需要单独部件例如弹性部件240。因为第二实施例的部件基本与第一实施例相同，因此将参考区别特征介绍该第二实施例。

曲柄销210包括在它底部的滑油通道212和滑油供给孔213以及键部件安装部分211。如图12B所示，安装部分211a和211b位于中心23a和210a之间的延伸线上，或者至少在相同水平面上并与该延伸线平行，如图12A所示。因此，在安装部分211中的键部件230受到沿键部件230的长度方向在中心23a和210a之间的延伸线上施加的离心力的影响。安装部分211a和211b实际上可以形成为通孔，或者可以包括从曲柄销210的壁顶端延伸至所需位置的至少一个狭槽。

与第一实施例相同，偏心套筒220包括：轨道部分221、限制部分222、以及在该轨道部分221和限制部分222之间的两个台阶223。该轨道部分221不仅可以是图7A中的切除部分，而且可以是在离顶端一定深度处沿周向方向延伸一定长度的通孔，如图13所示。当键部件230沿水平方向安装时，可以采用这样形状的轨道部分221，以便当键部件230停止时通过阻挡伸出部分而防止键部件230垂直脱离。台阶223a和223b可以形成为平行于在中心23a和210a之间的延伸线，或者倾斜一定角度。键部件230包括第一伸出部分131、第二伸出部分132和第一止动器223。由于弹性部件的弹力，不管压缩机是否工作(停止或工作)，第一伸出部分231都从曲柄销210上伸出，并与一个台阶223a和223b啮合。因此，弹性部件240安装在第二伸出部分上，以便与曲柄销210的内壁一起支承第一止动器233。当在工作过程中沿键部件230产生的离心力大于弹性力时，第二伸出部分130沿离心力方向(即在中心23a和210a之间的延伸线方向)运动和伸出。

同时，如图14所示，第一止动器233有接触表面233a，该接触表面233a与曲柄销210的内表面相符，优选是该第一止动器233还有用于弹性部件240的接收器233b。接触表面233a和接收器233b实际上帮助键部件230稳定工作。第一止动器233可以与键部件130形成一个单元，或者相反。

在正常工作过程中，第二伸出部分的伸出长度可以通过弹性部件240的弹力来调节。但是，为了防止第二伸出部件由于前述瞬时离心力而脱离，键部件230还包括第二止动器234。

参考图15A-15C，第二止动器234的形成与第一实施例相同。也就是，在第二实施例中，第二止动器234可以为第二伸出部分232上的空心管部件234a，该空心管部件234a安装成可沿纵向方向运动；或者为第一止动器233的纵向延伸部分234b；或者为具有一定厚度的第二伸出部分的径向延伸部分234c。弹性部件240形成与第一实施例不同的相对位置。详细地说，在空心管234a的情况下，弹性部件240布置在第二止动器234a和第二伸出部分232之间。在纵向延伸部分234b情况下，该弹性部件240安装在第二止动器234b的外周上；而在径向延伸部分234c情况下，弹性部件安装在第二止动器234b和曲柄销210的内表面之间。

下面将参考附图介绍本发明第一或第二实施例的压缩机的工作。因为第一和第二实施例的区别在于键部件130和230的运动调节方法，例如通过键部件从倾斜方向的重力，或者通过弹性力，但是在实际工作中几乎相同，因此将根据第二实施例介绍该工作，以避免重复说明。图16A和16B是表示本发明第二优选实施例的双容量压缩机在正常方向旋转时键部件的工作的平面图，而图17A和17B是表示本发明第二优选实施例的双容量压缩机在反转方向旋转时键部件的工作的平面图。

图16A表示了当曲轴23开始沿顺时针方向旋转，且第一伸出部分231通过弹性力从曲柄销210上伸出，并在偏心套筒220的薄侧与台阶223b啮合时，在键部件230和偏心套筒220之间的相对位置。同时，除了与活塞相连的连杆33外，部件210、220和230开始沿顺时针方向旋转。当旋转的角速度达到预定水平时，如图16B所示，键部件230通过离心力F沿在中心23a和210a之间的延伸线运动。因此，第二伸出部分232在偏心套筒220的厚侧与台阶223a啮合，而第一伸出部分231同时也保持与台阶223b接触。这样的同时多点接触使得键部件230和偏心套筒220之间完全啮合。因此，在正常方向旋转情况下，即使在压缩后由于工作流体的重新膨胀引起的任何外力P或其它力通过连杆33传递时，在曲柄销210和偏心套筒220之间也不会发生相对旋转。即使偏心套筒220发生局部旋转力矩，也可以防止相对于曲柄销210的旋转。参考图7B，图中的实线部分表示了上死点状态，图中的虚线部分表示了下死点状态，其中，偏心套筒220定向成在正常方向旋转时产生最大偏心距，这时活塞有最大冲程Lmax，以便提供最大压缩容量。

同时，当形成一个单元的曲轴23和曲柄销210开始沿反转方向(即逆时针方向)旋转时，偏心套筒220相对于曲柄销210和连杆33并在它们之间沿正常方向旋转。因此，如图17A所示，在偏心套筒220的厚侧的台阶223a与第一伸出部分231啮合。如图17B所示，与正常旋转方向情况相同，当旋转角速度达到预定水平时，第二伸出部分232通过离心力F而与在偏心套筒220的薄侧的台阶223b啮合，从而在偏心套筒220和键部件230之间形成多处接触状态。因此，在反转方向旋转情况下，即使在压缩过程中由工作流体施加在活塞上的任何外力P或其它力进行传递时，在曲柄销210和偏心套筒220之间也不会发生相对旋转。此时，如图7B所示，偏心套筒220布置成在反转方向旋转时产生最小偏心距，应当知道，这时压缩机有最小压缩容量。

最后，因为本发明的压缩机消除了曲柄销和偏心套筒之间的相对旋转，因此元件保持偏心距，最终使本发明的压缩机可以在任何工作状态下(即在正常方向旋转或反转方向旋转)进行稳定工作。

本领域技术人员应当知道，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明的双容量压缩机可以进行各种变化和改变。因此，本发明将覆盖本发明的变化和改变，只要它们在附加权利要求和它们的等效物的范围内。

工业实用性

在工作过程中在偏心套筒和键部件之间的多点接触使得其中布置有键部件的曲柄销完全卡住偏心套筒。因此，在偏心套筒和曲柄销之间没有相对运动，这能够在压缩机没有任何输出变化的情况下稳定工作。更详细地说，当偏心距固定时，设计的压缩容量不会发生变化。因此可以防止由于相对运动引起的、在曲柄销和偏心套筒之间的摩擦损失。最后这样的稳定工作使得双容量压缩机的效率增加。此外，可以防止由于相对运动产生的噪音，并可以延长部件使用寿命。且因为本发明的结构简单且制造容易，因此可以增加生产率。

Claims (57)

1.一种双容量压缩机，包括：

一动力产生部分，该动力产生部分包括可反转马达和插入该马达中的曲轴；

一压缩部分，该压缩部分包括气缸、在该气缸中的活塞以及与该活塞相连的连杆；

一曲柄销，该曲柄销在曲轴的上部，并相对曲轴的中心偏心；

一偏心套筒，该偏心套筒有可旋转地与曲柄销的外周表面连接的内周表面，以及可旋转的与连杆端部连接的外周表面；以及

一键部件，用于在马达沿顺时针方向和逆时针方向旋转时都使偏心套筒完全卡在曲柄销上，

其中，通过当马达旋转方向改变时重新布置偏心套筒来提供不同压缩容量，且实际上不管马达旋转方向如何，都通过该键部件来防止曲柄销和偏心套筒在工作过程中相对运动。

2.根据权利要求1所述的双容量压缩机，其中键部件在多点处卡住该偏心套筒。

3.根据权利要求2所述的双容量压缩机，其中在工作过程中，该键部件在两点处卡住该偏心套筒，这两点设置成相对于中心线沿任意方向。

4.根据权利要求2所述的双容量压缩机，其中键部件的长度大于曲柄销的外径。

5.根据权利要求1所述的双容量压缩机，其中该键部件包括：

一第一伸出部分，用于即使当压缩机不工作时也从曲柄销上伸出一定长度；以及

一第二伸出部分，用于当压缩机工作时从曲柄销上伸出一定长度。

6.根据权利要求5所述的双容量压缩机，其中在第一和第二伸出部分的端部之间的距离长度大于曲柄销的外径。

7.根据权利要求3或5所述的双容量压缩机，其中曲柄销包括一对键部件安装部分，该对键部件安装部分形成为彼此相对。

8.根据权利要求3或5所述的双容量压缩机，其中曲柄销的延伸高度高于偏心套筒。

9.根据权利要求3或5所述的双容量压缩机，其中偏心套筒包括：

一轨道部分，该轨道部分沿偏心套筒的外周形成，以便于该偏心套筒自身相对于键部件的伸出部分旋转；以及

一限制部分，该限制部分相对于轨道部分形成，用于限制键部件的伸出部分的旋转。

10.根据权利要求9所述的双容量压缩机，其中偏心套筒的轨道部分是在离顶部的一定深度处沿周向延伸的切除部分。

11.根据权利要求9所述的双容量压缩机，其中偏心套筒的轨道部分是在离顶部的一定深度处沿周向延伸一定长度的通孔。

12.根据权利要求9所述的双容量压缩机，其中形成于轨道部分和限制部分之间的台阶平行于连接曲轴旋转中心和曲柄销中心的延伸线。

13.根据权利要求9所述的双容量压缩机，其中台阶离连接曲轴旋转中心和曲柄销中心的延伸线的距离为键部件的厚度的一半。

14.根据权利要求9所述的双容量压缩机，其中台阶可以相对于连接曲轴旋转中心和曲柄销中心的延伸线倾斜一定角度。

15.根据权利要求14所述的双容量压缩机，其中台阶形成于从曲柄销中心伸出的径向延伸线上，该径向延伸线相对于连接曲轴中心和曲柄销中心的延伸线以一定角度倾斜。

16.根据权利要求14所述的双容量压缩机，其中台阶从它与内周的相交点以一定角度朝着限制部分倾斜。

17.根据权利要求3或5所述的双容量压缩机，其中偏心套筒还包括相对的滑油供给孔，该滑油供给孔形成于一定高度处。

18.根据权利要求17所述的双容量压缩机，其中滑油供给孔包括油槽，用于围绕滑油供给孔散开供给的滑油。

19.根据权利要求3或5所述的双容量压缩机，其中键部件的第一和第二伸出部分的截面为圆形、矩形或六边形。

20.根据权利要求5所述的双容量压缩机，其中键部件的第一和第二伸出部分有相同厚度。

21.根据权利要求5所述的双容量压缩机，其中第一伸出部分从曲柄销的外周伸出的长度大于台阶的宽度的一半。

22.根据权利要求5所述的双容量压缩机，其中第二伸出部分的长度为当压缩机不工作时，该第二伸出部分的端部不从曲柄销的外周上伸出。

23.根据权利要求7所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分是形成于曲柄销壁上的通孔。

24.根据权利要求7所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分包括从曲柄销的壁的一定位置朝顶部延伸的至少一个狭槽。

25.根据权利要求23或24所述的双容量压缩机，其中键部件包括止动器，用于限制该部件在键部件安装部分中的运动。

26.根据权利要求25所述的双容量压缩机，其中键部件安装部分沿相对于水平面倾斜的延伸线定向。

27.根据权利要求14所述的双容量压缩机，其中键部件还包括弹性部件，用于支承该键部件，这样，不管压缩机是否工作，键部件的一部分保持伸出到曲柄销外部。

28.根据权利要求27所述的双容量压缩机，其中止动器还包括用于该弹性部件的接收器。

29.根据权利要求25所述的双容量压缩机，其中止动器有曲柄销接触表面，该曲柄销接触表面与曲柄销的内周表面相符。

30.根据权利要求25所述的双容量压缩机，其中止动器是用于限制键部件沿一个方向运动的第一止动器。

31.根据权利要求25所述的双容量压缩机，其中止动器还包括第二止动器，用于限制该键部件沿另一方向的运动。

32.根据权利要求31所述的双容量压缩机，其中第二止动器为空心管部件，该空心管部件可沿纵向方向运动地安装在键部件上。

33.根据权利要求31所述的双容量压缩机，其中第二止动器为纵向延伸部分，它的直径至少大于键部件的直径。

34.根据权利要求31所述的双容量压缩机，其中第二止动器为键部件的径向延伸部分，它具有一定厚度。

35.根据权利要求7所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分是形成于曲柄销的壁中的通孔，且该键部件包括可分离型止动器，用于限制该键部件在键部件安装部分中的运动。

36.根据权利要求3 5所述的双容量压缩机，其中止动器插入形成于键部件一定位置处的周向槽中。

37.根据权利要求35所述的双容量压缩机，其中止动器通过固定件而固定在键部件的一定位置处。

38.根据权利要求37所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分包括从曲柄销的壁伸向顶部的至少一个狭槽，该键部件包括成一体的止动器，用于限制该键部件在键部件安装部分中的运动。

39.根据权利要求35或38所述的双容量压缩机，其中键部件还包括弹性部件，用于支承该键部件，这样，不管压缩机是否工作，该键部件的一部分都伸出到曲柄销外部。

40.根据权利要求39所述的双容量压缩机，其中止动器还包括用于该弹性部件的接收器。

41.根据权利要求35和38所述的双容量压缩机，其中止动器有曲柄销接触表面，该曲柄销接触表面与曲柄销的内周表面相符。

42.根据权利要求35和38所述的双容量压缩机，其中键部件安装部分沿相对于水平面倾斜的延伸线定向。

43.一种双容量压缩机，包括：

一空心柱形曲柄销，包括一对键部件安装部分，该对键部件安装部分布置成在以一定角度倾斜的延伸线上彼此相对；

一偏心套筒，该偏心套筒沿本体自身的延伸线形成，包括：轨道部分，以便于键部件的伸出部分的旋转；以及限制部分，该限制部分相对于轨道部分形成，用于限制键部件的伸出部分的旋转；以及

一键部件，该键部件以一定斜度穿过安装部分安装，并包括：

一第一伸出部分，用于从曲柄销上伸出一定长度，并与形成于轨道部分和限制部分之间的一个台阶啮合；

一止动器，用于限制第一伸出部分的伸出长度；以及

一第二伸出部分，该第二伸出部分在旋转过程中沿与第一伸出部分相反的方向伸出，并与偏心套筒的另一台阶啮合。

44.根据权利要求43所述的双容量压缩机，其中在第一和第二伸出部分的端部之间的距离长度大于曲柄销的外径。

45.一种双容量压缩机，包括：

一空心柱形曲柄销，包括一对键部件安装部分，该对键部件安装部分布置成彼此相对；

一偏心套筒，该偏心套筒沿本体自身的延伸线形成，包括：轨道部分，以便于键部件的伸出部分的旋转；以及限制部分，该限制部分相对于轨道部分连续形成，用于限制键部件的伸出部分的旋转；

一键部件，包括：

一第一伸出部分，用于从曲柄销上伸出一定长度，并与形成于轨道部分和限制部分之间的一个台阶啮合；

一止动器，用于限制第一伸出部分的伸出长度；以及

一第二伸出部分，该第二伸出部分在旋转过程中沿与第一伸出部分相反的方向伸出，并与偏心套筒的另一台阶啮合；以及

弹性部件，该弹性部件插入到第二伸出部分上，用于不管压缩机的工作情况如何都弹性支承第一伸出部分。

46.根据权利要求45所述的双容量压缩机，其中在第一和第二伸出部分的端部之间的距离长度大于曲柄销的外径。

47.根据权利要求45所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分是形成于曲柄销的壁中的通孔，且该键部件包括可分离型止动器，用于限制该键部件在键部件安装部分中的运动。

48.根据权利要求45所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分包括从曲柄销的壁伸向顶部的至少一个狭槽，该键部件包括成一体的止动器，用于限制该键部件在键部件安装部分中的运动。

49.一种双容量压缩机，包括：

一空心柱形曲柄销，包括一对键部件安装部分，该对键部件安装部分布置成彼此相对；

一偏心套筒，该偏心套筒沿本体自身的延伸线形成，包括：轨道部分，以便于键部件的伸出部分的旋转；以及限制部分，该限制部分相对于轨道部分连续形成，用于限制键部件的伸出部分的旋转；以及

一键部件，该键部件的长度大于曲柄销的外径，用于使得在马达顺时针方向和逆时针方向旋转时，偏心套筒都完全卡在曲柄销上；以及

一弹性部件，该弹性部件装在键部件上，用于不管压缩机的工作情况如何都保持键部件的至少一部分伸出到曲柄销外部。

50.根据权利要求49所述的双容量压缩机，其中键部件包括止动器，用于限制该部件在键部件安装部分中的运动。

51.根据权利要求50所述的双容量压缩机，其中止动器是用于限制键部件沿一个方向运动的第一止动器。

52.根据权利要求50所述的双容量压缩机，其中止动器还包括第二止动器，用于限制该键部件沿另一方向的运动。

53.根据权利要求52所述的双容量压缩机，其中第二止动器为空心管部件，该空心管部件沿纵向方向可运动地安装在键部件上。

54.根据权利要求52所述的双容量压缩机，其中第二止动器为纵向延伸部分，它的直径至少大于键部件的直径。

55.根据权利要求52所述的双容量压缩机，其中第二止动器为键部件的径向延伸部分，它具有一定厚度。

56.根据权利要求49所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分是形成于曲柄销的壁中的通孔，且该键部件包括可分离型止动器，用于限制该键部件在键部件安装部分中的运动。

57.根据权利要求49所述的双容量压缩机，其中在曲柄销中的键部件安装部分包括从曲柄销的壁伸向顶部的至少一个狭槽，该键部件包括成一体的止动器，用于限制该键部件在键部件安装部分中的运动。

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