CN202971100U

CN202971100U - 活塞式制冷压缩机

Info

Publication number: CN202971100U
Application number: CN 201220708369
Authority: CN
Inventors: 余伟民
Original assignee: Zhejiang Commercial Machinery Factory
Current assignee: Zhejiang Commercial Machinery Factory Co ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-12-20

Abstract

本实用新型提供一种活塞式制冷压缩机，包括机体和曲轴，曲轴设置在机体内，曲轴包括主轴颈和连杆轴颈，主轴颈与电动机的转轴相连，机体上设置有至少两个气缸，气缸内均设置有活塞，活塞均通过连杆与连杆轴颈相连；连杆轴颈的中心线至主轴颈的中心线距离为13.5mm～17.5mm；其通过将连杆轴颈的中心线至主轴颈的中心线距离控制在13.5mm～17.5mm范围内，从而将活塞的行程控制在27mm至35mm之间，进而缩短了活塞的行程，在使用R32作为制冷剂时，其在提供足够的压力的同时，保证活塞不会在气缸内发生较大的震动，从而保证活塞式压缩机的安全性和稳定性，从而保证活塞式压缩机的使用寿命。

Description

活塞式制冷压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种制冷压缩机，尤其涉及一种活塞式制冷压缩机。

背景技术

制冷压缩机在压缩式制冷系统中，通过把制冷剂从低压提升为高压，并使制冷剂不断循环流动，从而使系统不断将内部热量排放到高于系统温度的环境中。

目前常见的制冷压缩机多采用活塞式制冷压缩机，其主要结构为：包括一机体，在机体内设置有一曲轴，曲轴包括主轴颈和连杆轴颈，曲轴上的主轴颈与电动机的转轴相连，机体上设置有至少两个气缸，气缸内均设置有活塞，活塞通过连杆与曲轴上的连杆轴颈相连。其运作过程为：曲轴上的主轴颈在电动机的转轴的带动开始旋转，连杆轴颈绕主轴颈旋转，同时带动活塞在气缸内开始往复运动，从而完成一个由吸气、压缩、排气三个过程组成的工作过程，并不断重复上述工作过程，从而实现把制冷剂从低压提升为高压，并使制冷机不断循环流动。

但现有活塞式压缩机，其主要使用的制冷剂为二氟一氯甲烷（化学式为：CHCLF2，简称R22），但R22中含有氯原子，其对大气臭氧层具有一定的破坏作用。众所周知，臭氧层如果遭到破坏，会产生温室效应并致使全球变暖，进而引发全球性的灾难。因此人们现在致力于利用二氟甲烷（化学式为：CH 2F2，简称R32）作为制冷剂代替原有的R22。

现有的活塞式制冷压缩机，其主要工作过程是利用活塞将吸气管中的制冷剂吸入气缸内并进行压缩，再由排气管将压缩后的制冷剂排出。因此，活塞的行程是活塞式制冷压缩机的关键之所在。目前，采用R22制冷剂的活塞式制冷压缩机，其活塞的行程通常为38mm～50mm，即连杆轴颈的中心线至主轴颈的中心线的距离为19mm～25mm（通常活塞的行程即为连杆轴颈的中心至主轴颈的中心距离的2倍）。如果采用现有的活塞式制冷压缩机直接使用R32制冷剂时，由于R32制冷剂其工作压力相较于R22至少高1.5倍左右，活塞经过38mm～50mm的行程对R32进行压缩时，活塞和曲轴要承受更大的压力，在活塞整个的行程过程中，会使得活塞在气缸内发生较大的震动，会对活塞和气缸本身造成一定的损伤，严重时还会造成活塞和气缸的损坏，进而使得现有的活塞式压缩机的安全性、稳定性以及使用寿命大打折扣。同时，也对现有的活塞式压缩机中的活塞、曲轴以及气缸的机械强度提出更高的要求，从而导致设备成本的增加。

综上所述，现有的活塞式制冷压缩机由于其活塞的行程较长，因此很难使用R 32作为制冷剂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种活塞式制冷压缩机，降低了活塞在气缸内的震动。

本实用新型提供的一种活塞式制冷压缩机，包括机体和曲轴，所述曲轴设置在所述机体内，所述曲轴包括主轴颈和连杆轴颈，所述主轴颈与电动机的转轴相连，所述机体上设置有至少两个气缸，所述气缸内均设置有活塞，所述活塞均通过连杆与所述连杆轴颈相连；所述连杆轴颈的中心线至所述主轴颈的中心线距离为13.5mm～17.5mm。

可选的，所述连杆轴颈的中心线至所述主轴颈的中心线距离为13.5mm。

可选的，所述连杆轴颈的中心线至所述主轴颈的中心线距离为17.5mm。

可选的，所述气缸的缸径均相同，且所述气缸的缸径为41mm～70mm。

可选的，所述气缸的缸径为41mm。

可选的，所述气缸的缸径为46mm。

可选的，所述气缸的缸径为55mm。

可选的，所述气缸的缸径为70mm。

可选的，所述气缸的数量为四个，其中两个所述气缸的缸径为55mm，另两个所述气缸的缸径为46mm。

可选的，所述气缸的数量为四个，其中两个所述气缸的缸径为70mm，另两个所述气缸的缸径为55mm。

与现有技术相比，本实用新型提供的活塞式制冷压缩机，其通过将连杆轴颈的中心线至主轴颈的中心线距离控制在13.5mm～17.5mm范围内，从而将活塞的行程控制在27mm至35mm之间，进而缩短了活塞的行程，在使用R32作为制冷剂时，其在提供足够的压力的同时，保证活塞不会在气缸内发生较大的震动，从而保证活塞式压缩机的安全性和稳定性，从而保证活塞式压缩机的使用寿命。

同时，还可降低活塞式压缩机中活塞、曲轴以及气缸的机械强度的要求，从而控制设备成本。

在进一步的技术方案中，将气缸的缸径进一步限定在41mm～70mm之间，其在使用R32作为制冷剂时，在保证提供足够压力的同时，进一步缩小缸径，从而减小活塞的受力面积，增大活塞的压强，从而提供更高的压力。

在进一步的技术方案中，将气缸的数量设定为四个，其中包括两个低压级气缸和两个高压级气缸，利用两级压缩循环，将制冷剂压制至更低蒸发温度，同时将低压级气缸的缸径限定在55mm，高压级气缸的缸径限定在46mm，使其在使用R32作为制冷剂时，在保证提供足够压力的同时，进一步缩小缸径，从而减小活塞的受力面积，增大活塞的压强，从而提供更高的压力。

在进一步的技术方案中，将气缸的数量设定为四个，其中包括两个低压级气缸和两个高压级气缸，利用两级压缩循环，将制冷剂压制至更低蒸发温度，同时将低压级气缸的缸径限定在70mm，高压级气缸的缸径限定在55mm，使其在使用R32作为制冷剂时，在保证提供足够压力的同时，进一步缩小缸径，从而减小活塞的受力面积，增大活塞的压强，从而提供更高的压力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的活塞式制冷压缩机的主视图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3至图8为本实用新型实施例提供的活塞式制冷压缩机中活塞工作原理图。

附图说明：

1-机体，11-气缸；

2-曲轴，21-主轴颈，22-连杆轴颈；

3-活塞；4-连杆；

5-吸气管，51-吸气阀；

6-排气管，61-排气阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本实用新型中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例一：

如图1和图2所示，本实用新型的实施例提供的活塞式制冷压缩机，包括机体1和曲轴2，曲轴2设置在机体1内，曲轴2包括主轴颈21和连杆轴颈22，主轴颈21与电动机的转轴相连，机体1上设置有至少两个气缸11，气缸11内均设置有活塞3，活塞3均通过连杆4与连杆轴颈22相连；连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为13.5mm～17.5mm。

活塞式制冷压缩机工作时，其主要是靠气缸11和在气缸11中作往复运动的活塞3所构成的可变工作容积来完成制冷剂的吸入、压缩和排出过程的。

在此，先简要阐明活塞式制冷压缩机的工作原理，如图3～8所示，如果不考虑活塞式制冷压缩机实际工作中的容积损失和能量损失，则曲轴2每一转中活塞式制冷压缩机可完成吸汽、压缩和排气三个过程。

如图3所示，活塞3自上止点位置向下止点移动，气缸11容积逐渐扩大，当气缸11内压力低于吸气管5路内压力时，制冷剂通过吸气管5和吸气阀51被吸入气缸11。

如图4所示，当活塞3移到下止点位置时停止吸气，此时，气缸11的容积达到最大，气缸11内压力和吸气管5内压力相等，在吸气阀51内的弹簧的弹力和吸气阀51本身的重力作用下，吸气阀51关闭，这一过程称为吸气过程，吸气过程一般被看作是等压过程。

如图5和图6所示，在吸气结束后，在吸气阀51和排气阀61处于关闭状态下，活塞3自下止点位置向上止点位置移动，制冷剂在密闭的气缸11中被压缩。由于容积不断缩小，压力逐渐升高，直至气缸11内的压力与排气管6内的压力相等，这一过程称为压缩过程。

如图7所示，活塞3继续向上止点位置移动，致使气缸11内的压力大于排气管6内的压力，并克服排气阀61内的弹簧弹力和排气阀61本身的重力作用后，排气阀61开启。由于气缸11不再是封闭状态，气缸11内的制冷剂保持压力不变，在活塞3的推动下，经排气阀61排出气缸11，并进入排气管6内。

如图8所示，当活塞3移到上止点位置时，气缸11内的容积等于零，制冷剂全部排出气缸11，排气过程结束。此时由于排气阀61弹内的弹簧弹力和排气阀61本身的重力作用，排气阀61关闭，这一过程称为排气过程。排气过程一般也被看作是等压过程。

至此，活塞式制冷压缩机完成了一个由吸气、压缩、排气三个过程组成的工作循环。

此后，活塞3又向下止点位置移动，过程重复开始。曲轴2每旋转一周，活塞3即往复一次，完成一个工作循环。

需要进一步说明的是，由于制造工艺上的要求，以及考虑到运行中工作部件热膨胀的影响，在排气结束活塞3达到上止点位置时，活塞3顶与阀座之间必须保留一定的间隙。因此，活塞式制冷压缩机在实际工作中排气结束时，气缸11内将存留一部分高压气体。当活塞3向下止点位置运动时，随着活塞3的运动，高压气体则不断膨胀，只有当活塞3移到一定的位置，气缸11内压力低于吸气管5内的压力时，才开始吸气。与前面讲过的理想过程比较，吸入的气体量减少了。

因此，实际的活塞式制冷压缩机的循环应包括吸气、压缩、排气、膨胀四个过程。

综上所述，可以理解的是活塞3的行程是活塞式制冷压缩机的关键之所在，活塞3在完成一个工作循环时，其自身需承受较大的压力，并且活塞3承受的压力会直接传递至连杆4上；因此当活塞3行程过大时，活塞3要承受更大的压力，会使得活塞3和连杆4的机械结构变得很不稳定，在活塞3整个的行程过程中，活塞3会在气缸11内发生较大的震动，对活塞3和气缸11本身造成一定的损伤，严重时还会造成活塞3和气缸11的损坏，进而使得现有的活塞式压缩机的安全性、稳定性以及使用寿命大打折扣。

因此，本实施提供的活塞式制冷压缩机，其通过将连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离控制在13.5mm～17.5mm范围内，从而将活塞3的行程控制在27mm至35mm之间，进而缩短了活塞3的行程，在使用R32作为制冷剂时，其在提供足够的压力的同时，保证活塞3不会在气缸11内发生较大的震动，从而保证活塞式压缩机的安全性和稳定性，从而保证活塞式压缩机的使用寿命。

同时，减小活塞3的行程还可降低对活塞式压缩机中活塞3以及气缸11的机械强度的要求，从而控制设备成本。

其中，优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离可为13.5mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离还可为17.5mm。

实施例二：

现有的活塞式制冷压缩机一般分为单级活塞式制冷压缩机和双级活塞式制冷压缩机，其中单级活塞式制冷压缩机其特点是所有的气缸11的缸径均相同。

本实施例中，其整体结构与功能与实施例一中提供的活塞式制冷压缩机相同或类似，再次不再赘述。

进一步的，还可将所有的气缸11的缸径设定为均相同，并将气缸11的缸径进一步限定在41mm～70mm之间；在使用R32作为制冷剂时，在保证提供足够压力的同时，进一步缩小缸径，从而减小活塞3的受力面积，增大活塞3的压强，从而提供更高的压力。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为13.5mm，即活塞3的行程为27mm，气缸11的缸径采用41mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为13.5mm，即活塞3的行程为27mm，气缸11的缸径采用46mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为13.5mm，即活塞3的行程为27mm，气缸11的缸径采用50mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为13.5mm，即活塞3的行程为27mm，气缸11的缸径采用55mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为17.5mm，即活塞3的行程为35mm，气缸11的缸径采用55mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为17.5mm，即活塞3的行程为35mm，气缸11的缸径采用60mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为17.5mm，即活塞3的行程为35mm，气缸11的缸径采用65mm。

优选的，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为17.5mm，即活塞3的行程为35mm，气缸11的缸径采用70mm。

需要说明的是，以上均为优选的实施例，但不限于这几种，其中连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离与气缸11的缸径还可为其他任意组合，只要保证连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离控制在13.5mm～17.5mm之间，气缸11的缸径控制在41mm～70mm之间即可。

实施例三：

通常在单级活塞式制冷压缩机中，制冷剂的蒸发温度一般只能达到-20～-40℃，主要受压缩比Pk/Po不能过大的限制，一般来说单级活塞式制冷压缩机最大压缩比不超过8。

当冷凝温度Pk一定时，随着蒸发温度to降低，蒸发压力Po也相应降低，因而压缩比上升，引起排气温度升高，润滑油变稀，润滑条件变坏，甚至会出现结碳和拉缸现象；另一方面，由于压缩比的增大，导致活塞式制冷压缩机的输气系数λ大为降低，制冷量的循环量下降，制冷量下降，功率消耗增加，制冷系数下降，当压缩比达20时，输气系数λ接近零，就是说活塞式制冷压缩机已吸不进制冷剂。因此当需要制取更低的蒸发温度时，就要采用双级压缩循环，其中使用单机双级活塞式制冷压缩机是制取更低蒸发温度的有效方法之一。

双级活塞式制冷压缩机的大体结构与实施例一中提供的活塞式制冷压缩机相同或类似，不同的是，双级活塞式制冷压缩机中，低压级的气缸11的排气管6与高压级的气缸11的吸气管5相连，即将经过低压级的气缸11压缩后的制冷剂送入高压级的气缸11内进一步压缩，从而得到更低的蒸发温度。其中，低压级的气缸11和高压级的气缸11的工作原理与实施例一中的气缸11和活塞3的工作过程相同或类似，再次不再赘述。

本实施例中，优选的，可将气缸11的数量设定为四个，其中两个气缸11的缸径为55mm（即低压级的气缸11的缸径为55mm），另两个气缸11的缸径为46mm（即高压级的气缸11的缸径为46mm）；其中，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为13.5mm，即低压级的气缸11中的活塞3和高压级的气缸11中的活塞3行程均为27mm。

本实施例中，优选的，可将气缸11的数量设定为四个，其中两个气缸11的缸径为70mm（即低压级的气缸11的缸径为70mm），另两个气缸11的缸径为55mm（即高压级的气缸11的缸径为55mm）；其中，连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离为17.5mm，即低压级的气缸11中的活塞3和高压级的气缸11中的活塞3行程均为35mm。

需要说明的是，以上均为优选的实施例，但不限于这几种，其中连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离与气缸11的缸径还可为其他任意组合，只要保证连杆轴颈22的中心线至主轴颈21的中心线距离控制在13.5mm～17.5mm之间，气缸11的缸径控制在41mm～70mm之间即可；同时，需保证低压级的气缸11的缸径小于高压级的气缸11的缸径。

最后应说明的是：以上实施方式及实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式或实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种活塞式制冷压缩机，其特征在于，包括机体和曲轴，所述曲轴设置在所述机体内，所述曲轴包括主轴颈和连杆轴颈，所述主轴颈与电动机的转轴相连，所述机体上设置有至少两个气缸，所述气缸内均设置有活塞，所述活塞均通过连杆与所述连杆轴颈相连；所述连杆轴颈的中心线至所述主轴颈的中心线距离为13.5mm～17.5mm。

2.根据权利要求1所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述连杆轴颈的中心线至所述主轴颈的中心线距离为13.5mm。

3.根据权利要求1所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述连杆轴颈的中心线至所述主轴颈的中心线距离为17.5mm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的缸径均相同，且所述气缸的缸径为41mm～70mm。

5.根据权利要求4所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的缸径为41mm。

6.根据权利要求4所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的缸径为46mm。

7.根据权利要求4所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的缸径为55mm。

8.根据权利要求4所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的缸径为70mm。

9.根据权利要求2所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的数量为四个，其中两个所述气缸的缸径为55mm，另两个所述气缸的缸径为46mm。

10.根据权利要求3所述的活塞式制冷压缩机，其特征在于，所述气缸的数量为四个，其中两个所述气缸的缸径为70mm，另两个所述气缸的缸径为55mm。