CN204239264U - 旋转式压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转式压缩机,包括:气缸组件、两个轴承和第一排气装置。至少一个轴承上设有与压缩腔连通的第一排气通道,第一排气通道包括第一中心孔和至少一个第一气体通道腔,第一中心孔内设有第一阀座,第一阀座和第一中心孔的内周壁之间限定出第一薄壁部。第一排气装置包括第一排气阀片和止动件,第一排气阀片设在第一阀座上以打开或关闭第一排气孔,其中第一薄壁部的厚度h1与第一排气阀片的外周壁的两点之间的距离的最大值d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)d1。根据本实用新型的旋转式压缩机,提高了压缩机的能效,使得压缩机的COP能处于最佳值附近。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷领域,尤其是涉及一种旋转式压缩机。
背景技术
虽然搭载旋转压缩机的系统在全世界不断普及,通过结构的改善和部分材料的改变,旋转压缩机的工作效率也较实用新型初期有了很大的提升,但作为旋转压缩机的重要结构部件,多年来都在使用舌型排气阀。
配备有舌型排气阀的以往旋转压缩机的轴承,由于阀收纳槽的面积较大,其底面也薄,导致轴承刚性降低,这就使得旋转压缩机工作时,轴承容易变形,不仅带来效率损失,可靠性也降低。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种旋转式压缩机,减小排出气体所造成的过压缩损失,提高了压缩机的能效,使得压缩机的COP能处于最佳值附近。
根据本实用新型的旋转式压缩机,包括:气缸组件,所述气缸组件包括气缸,所述气缸具有压缩腔;两个轴承,所述两个轴承分别设在所述气缸组件的上表面和下表面,至少一个所述轴承上设有与所述压缩腔连通的第一排气通道,所述第一排气通道包括第一中心孔和至少一个第一气体通道腔,所述第一气体通道腔设在所述第一中心孔的周壁外侧且与所述第一中心孔连通,所述第一中心孔的邻近所述压缩腔的一端限定出第一排气孔,所述第一中心孔内设有位于所述第一排气孔外侧的第一阀座,所述第一阀座和所述第一中心孔的内周壁之间限定出第一薄壁部;第一排气装置,所述第一排气装置包括第一排气阀片和止动件,所述第一排气阀片设在所述第一阀座上以打开或关闭所述第一排气孔,所述止动件设在所述第一中心孔内且位于所述第一排气阀片的远离所述第一排气孔的一侧以限制所述第一排气阀片的竖向位移,所述止动件上形成有与所述第一排气通道连通的通孔,其中所述第一薄壁部的厚度h1与所述第一排气阀片的外周壁的两点之间的距离的最大值d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)d1。
根据本实用新型的旋转式压缩机,不仅可以减小排出气体所造成的过压缩损失,不会 造成气体泄漏,提高了压缩机的能效,使得压缩机的COP能处于最佳值附近,同时第一排气装置的结构简单、制造简单,产业利用价值大。
另外,根据本实用新型上述的旋转式压缩机还可以具有如下附加的技术特征:
在本实用新型的一些实施例中,所述气缸组件包括在上下方向上设置的两个气缸,所述两个气缸之间设有中隔板,每个所述气缸具有所述压缩腔。
进一步地,旋转式压缩机还包括竖向通道,所述竖向通道贯穿所述两个轴承、所述两个气缸和所述中隔板,所述中隔板内设有与所述竖向通道连通的流通通道,所述中隔板上设有与所述流通通道连通的第二排气通道,所述第二排气通道与至少一个所述压缩腔连通,所述第二排气通道包括第二中心孔和至少一个第二气体通道腔,所述第二中心孔的邻近与其连通的所述压缩腔的一端限定出第二排气孔,所述第二中心孔内设有位于所述第二排气孔外侧的第二阀座,所述第二阀座与所述第二中心孔的内壁之间限定出第二薄壁部;第二排气装置,所述第二排气装置包括第二排气阀片和用于限制所述第二排气阀片的移动位移的第一弹性件,所述第二排气阀片设在所述第二阀座上以打开或关闭所述第二排气孔,其中所述第二薄壁部的厚度h2与所述第二排气阀片的外周壁的两点之间的距离的最大值d2满足关系式:h2=(0.05~0.5)d2。
在本实用新型的一些示例中,所述第二排气孔为两个,每个所述第二排气孔处分别设有至少一个所述第二排气阀片,所述第一弹性件的两端分别与相应的第二排气阀片相连以常推动所述第二排气阀片关闭相应的所述第二排气孔。
在本实用新型的另一些示例中,所述第二排气孔为一个。
根据本实用新型的一些实施例,在同一纵向截面上,所述第一气体通道腔的内壁与所述第一中心孔的中心线之间的夹角α1满足关系式:0°≤α1≤60°。
可选地,所述第一气体通道腔的横截面为圆形。
在本实用新型的一些实施例中,在同一纵向截面上,所述第二气体通道腔的内壁与所述第二中心孔的中心线之间的夹角α2满足关系式:0°≤α2≤60°。
可选地,所述第二气体通道腔的横截面为圆形。
根据本实用新型的进一步实施例,所述第一排气装置还包括第二弹性件,所述第二弹性件的两端分别止抵在所述第一排气阀片和所述止动件上。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的单缸压缩机的示意图;
图2是根据本实用新型实施例的第一排气装置安装在主轴承上的示意图;
图3为根据本实用新型一个实施例的第一排气通道的示意图;
图4为根据本实用新型一个实施例的第一排气装置的示意图;
图5为图3中Y-Y方向的剖面图;
图6为根据本实用新型实施例的装配有第一排气装置的主轴承的部分剖面图;
图7为根据本实用新型另一个实施例的第一排气通道的示意图;
图8和图9为根据本实用新型两个不同实施例的第一排气通道的剖面图,其中第一气体通道腔的形状不同;
图10为根据本实用新型另一个实施例的第一排气装置的示意图;
图11为装配有图10所示的第一排气装置的主轴承的部分示意图;
图12为根据本实用新型实施例的双缸压缩机的示意图;
图13为根据本实用新型实施例中的中隔板的俯视图;
图14和图15为根据本实用新型实施例中的装配有不同结构的第二排气装置的中隔板的示意图;
图16为根据本实用新型实施例的h1/d1和h2/d2与压缩机的COP之间的关系图;
图17为安装有传统的排气装置的主轴承的示意图。
附图标记:
旋转式压缩机100、
密封壳体2、压缩机构部4、气缸40、上气缸40a、下气缸40b、压缩腔41、中隔板30、第一隔板30a、第二隔板30b、流通通道31、出口33、竖向通道44、切口槽43、主轴承50、长轴承50a、主轴承法兰50b、副轴承55、短轴承55a、副轴承法兰55b、第一排气通道15、第一排气孔13、出口端12a、第一中心孔11、第一气体通道腔12、止动槽17、第一中心孔的内壁16、第一阀座14a、第一薄壁部19a、第二阀座14b、第二薄壁部19b、第一排气装置H、第一排气阀片20、止动件22、通孔220、第二弹性件21、第二排气通道36、第二排气孔360、第二中心孔361、第二气体通道腔362、第二排气装置35、第二排气阀片23、第一弹性件24、电机部3、消音器51、曲轴60、活塞45、滑片46、电机部3
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,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,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,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。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面参考图1-图17详细描述根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100,其中该旋转式压缩机100可以为如图1所示的单缸压缩机,旋转式压缩机100还可以为如图12所示的双缸压缩机。旋转式压缩机100可以应用在空调机、冷冻装置或热水器等电器中。
如图1和图12所示,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100包括:气缸组件、两个轴承和第一排气装置H。气缸组件包括气缸40,气缸40具有压缩腔41。两个轴承分别设在气缸组件的上表面和下表面,两个轴承分别为主轴承50和副轴承55。具体地,如图1所示,当旋转式压缩机100为单缸压缩机时,气缸组件只包括一个气缸40,此时主轴承50设在气缸40的上表面,副轴承55设在气缸40的下表面。如图12所示,当旋转式压缩机100为双缸压缩机时,气缸组件包括在上下方向上设置的两个气缸40,两个气缸40之间设有中隔板30,每个气缸40具有压缩腔41,即气缸组件包括上气缸40a和上气缸40a,主轴承50设在上气缸40a的上表面上,副轴承55设在下气缸40b的下表面上。
至少一个轴承上设有与压缩腔41连通的第一排气通道15,换言之,主轴承50和/或副轴承55上设有与压缩腔41连通的第一排气通道15,也就是说,可以是主轴承50上设有第一排气通道15,还可以是副轴承55上设有第一排气通道15,或者是主轴承50和副轴承55上均设有第一排气通道15。
第一排气通道15包括第一中心孔11和至少一个第一气体通道腔12,第一气体通道腔12设在第一中心孔11的周壁外侧且与第一中心孔11连通,第一中心孔11邻近压缩腔41 的一端限定出第一排气孔13,第一中心孔11和第一气体通道腔12的远离压缩腔41的一端构造出第一排气通道15的出口端12a。简言之,第一排气通道15的第一排气孔13的面积小于第一排气通道15的出口端12a的面积。例如当第一排气通道15设在主轴承50上时,第一中心孔11的下端构造出第一排气通道15的第一排气孔13,第一中心孔11的上端和第一气体通道腔12的上端构造出第一排气通道15的出口端12a。在图3的示例中,第一气体通道腔12为三个且绕第一中心孔11的周向均匀间隔分布。
第一中心孔11内设有位于第一排气孔13外侧的第一阀座14a,第一阀座14a与第一中心孔11的内周壁之间限定出第一薄壁部19a。其中,第一阀座14a可以与轴承为一体成型件也可以为单独加工件,当第一阀座14a为单独加工件时,第一阀座14a可以通过电阻焊、激光焊、摩擦焊等方式与轴承进行连接。
第一排气装置H包括第一排气阀片20和止动件22,第一排气阀片20设在第一阀座14a上以打开或关闭第一排气孔13,止动件22设在第一排气通道15的第一中心孔11内且位于第一排气阀片20的远离第一排气孔13的一侧(相当于邻近出口端12a的一侧)以限制第一排气阀片20的竖向位移,止动件22上形成有与第一排气通道15连通的通孔220。具体地,第一排气阀片20在水平方向上的动作会受到第一排气通道15的内壁的限制,第一排气阀片20在竖直方向上的位移会受到止动件22的限制,止动件22上的通孔220可以保证高压气体的排出,即通孔220的设置便于第一排气阀片20灵敏的上下运动。
其中,第一薄壁部19a的厚度h1与第一排气阀片20的外周壁的两点之间的距离的最大值d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)d1。具体地,当第一排气阀片20形成为圆形时,则d1为第一排气阀片20的直径。
值得说明的是,旋转式压缩机100还包括消音器51、曲轴60、活塞45、滑片46等元件,曲轴60贯穿主轴承50、气缸组件和副轴承55,活塞45外套在曲轴60上且位于压缩腔41内,滑片46设在气缸40的滑片腔内且滑片46的一端与活塞45的外表面始终接触,活塞45的个数、滑片46的个数与压缩腔41的个数相同。主轴承50和/或副轴承55上设有消音器51以构造出消音腔。在图1的示例中,消音器51为一个且设在主轴承50上。在图12的示例中,消音器51为两个,其中一个消音器51设在主轴承50上,另一个消音器51设在副轴承55上。
压缩腔41中被压缩的高压气体排入到第一排气通道15内,第一排气阀片20会在被压缩的高压气体的冲力下打开第一排气孔13,高压气体经过止动件22上的通孔220后排到消音腔内。
其中,需要进行说明的是,止动件22的安装方式应该保证在高压气体的冲力下,止动件22不会发生移动,在图5和图6的示例中,第一排气通道15的第一中心孔11的内壁上 设有止动槽17,止动件22装配在止动槽17内。同时当副轴承55上设有第一排气装置H时,副轴承55上的第一排气阀片20的设置应该保证当第一排气阀片20关闭第一排气孔13时第一排气阀片20不会从第一阀座14a上掉落。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100,由于第一排气装置H包括第一排气阀片20和止动件22,只需在主轴承50和/或副轴承55上设置用于容纳第一排气阀片20的第一排气通道15,第一排气通道15的形状不受限制,在第一排气阀片20打开时,高压气体从第一排气阀片20的第一排气孔13通过至少一个气体通道腔12同等分流至出口端12a,由于出口端12a的面积大于第一排气孔13的面积,从而排出气体的阻力可以变小,可以减小压缩机的排出气体所造成的过压缩损失。同时通过采用第一排气阀片20打开或关闭第一排气通道15,不会造成气体泄漏。
第一薄壁部19a的厚度h1与第一排气阀片20的d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)·d1。与传统的舌形阀的第一薄壁部相比,本实用新型的第一薄壁部19a面积小,变形小,第一薄壁部19a厚度h可以进一步减小,压缩机余隙容积可以进一步减小。同时由于第一薄壁部19a变形小,可靠性进一步提高,可以进一步降低活塞的选配高度间隙,具有良好的应用前景。随着排气量增大,排气孔径也相应增大,因此气阀直径也做相应调整,第一薄壁部19a最小厚度也相应增加了。
第一薄壁部19a的弯曲刚度为EI,其中E为弹性模量,I为惯性矩,则第一薄壁部19a的弯曲刚度其中β为第一排气孔13的直径与第一排气阀片20的d1的比值,第一薄壁部19a的弯曲刚度EI与第一薄壁部19a厚度h成正比。因此,随着第一薄壁部19a厚度h的增加,第一薄壁部19a的弯曲刚度EI增大,即第一薄壁部19a变形减小,可靠性进一步提高,可以进一步降低活塞的选配高度间隙,以减少通过间隙的制冷剂气体泄漏,能提高压缩机的性能。设压缩机排气孔的余隙容积V,则V=βπdh,随着第一薄壁部19a厚度h和第一排气阀片20的d1增加,余隙容积增加了,这使余隙容积中的气体增加,进行膨胀和再压缩,造成冷量和功率的损失,因此压缩机性能下降了。第一薄壁部19a厚度h与第一排气阀片20的d1满足一定的关系,可以使压缩机的性能控制在一个比较好的范围。因此本实用新型的第一薄壁部19a厚度h1与第一排气阀片20的外周壁的两点之间的距离的最大值d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)·d1,能获得较好效果。如图16所示,该取值范围能使得压缩机COP(能效比)能处于最佳值附近。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100,不仅可以减小排出气体所造成的过压缩损失,不会造成气体泄漏,提高了压缩机的能效,使得压缩机的COP能处于最佳值附近,同时第一排气装置H的结构简单、制造简单,产业利用价值大。
下面参考图1-图9、图16和图17详细描述根据实用新型一个具体实施例的第一排气 装置H及具有其的旋转式压缩机100。
如图1所示,旋转式压缩机100包括密封壳体2、压缩机构部4和电机部3,压缩机构部4安装在密封壳体2的内壁上,电机部3设在压缩机构部4的上部。压缩机构部4包括:气缸40、在气缸40上形成的压缩腔41、偏心转动的活塞45、与活塞45同步滑动的滑片46、驱动活塞45的曲轴60、滑动支撑曲轴60的主轴承50和副轴承55。气缸40上设有与压缩腔41连通的切口槽43。
主轴承50是由长轴承50a与主轴承法兰50b构成,副轴承55是由短轴承55a和副轴承法兰55b构成,主轴承法兰50b和副轴承法兰55b固定在气缸40上,同时与气缸40形成密封的压缩腔41。在主轴承法兰50b上配备第一排气装置H、安装消音器51。压缩机构部4和电机部3被固定在密封壳体2的内壁上,然后,焊接上壳体(图省略),完成旋转压缩机的组装。也就是说,主轴承法兰50b上设有第一排气通道15,第一排气装置H设在主轴承法兰50b上。
压缩腔41中被压缩的高压气体从切口槽43进入第一排气通道15,再从第一排气装置H排出至消音器51。此后,从排气管(图省略)排出至冷冻循环装置。因此,该实施例中的密封壳体2的内部压力是高压侧。
如图2所示,第一排气通道15包括第一中心孔11和三个第一气体通道腔12,三个第一气体通道腔12在第一中心孔11的周向上间隔分布,且每个第一气体通道腔12与第一中心孔11连通,第一中心孔11的下端限定出第一排气孔13,第一中心孔11的上端和多个第一气体通道腔12的上端限定出出口端12a。当然值得理解的是,第一气体通道腔12的个数不限于此,可以根据不同的压缩机的具体情况限定第一气体通道腔12的个数。
第一排气通道15是在主轴承法兰50b上加工的腔,在第一中心孔11的底部设有与压缩腔41连通的第一排气孔13,第一中心孔11的第一排气孔13处设有第一阀座14a(如图5和图6所示),如图3所示,第一阀座14a形成为圆环状,因此,第一阀座14a的外壁和第一中心孔11的内壁之间形成有第一薄壁部19a。第一排气阀片20支撑在第一阀座14a上,止动件22位于第一排气阀片20的上方,止动件22装配在止动槽17内。作为参考,图2中示出了滑片46与第一排气装置H之间的位置关系,图2中R所示的箭头是曲轴60的运转方向。
第一排气阀片20的外周壁与相应的第一中心孔11的内壁16之间的最小间隙为10μm,因此保证第一排气阀片20在水平方向上的动作会受到第一中心孔11的内壁16的限制。此外,被嵌入在止动槽17中的止动件22,即规定了第一排气阀片20上下运动的动作范围(即规定了第一排气阀片20的行程h2),也起到了对第一排气阀片20的动作进行限制的作用(即起到止动的作用)。
第一薄壁部19a的厚度h1与第一排气阀片20的d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)·d1。与传统的舌形阀的第一薄壁部相比,本实用新型的第一薄壁部19a面积小,变形小,第一薄壁部19a厚度h可以进一步减小,压缩机余隙容积可以进一步减小。同时由于第一薄壁部19a变形小,可靠性进一步提高,可以进一步降低活塞的选配高度间隙,具有良好的应用前景。随着排气量增大,排气孔径也相应增大,因此气阀直径也做相应调整,第一薄壁部19a最小厚度也相应增加了。
第一薄壁部19a的弯曲刚度为EI,其中E为弹性模量,I为惯性矩,则第一薄壁部19a的弯曲刚度其中β为第一排气孔13的直径与第一排气阀片20的d1的比值,第一薄壁部19a的弯曲刚度EI与第一薄壁部19a厚度h成正比。因此,随着第一薄壁部19a厚度h的增加,第一薄壁部19a的弯曲刚度EI增大,即第一薄壁部19a变形减小,可靠性进一步提高,可以进一步降低活塞的选配高度间隙,以减少通过间隙的制冷剂气体泄漏,能提高压缩机的性能。设压缩机排气孔的余隙容积V,则V=βπdh,随着第一薄壁部19a厚度h和第一排气阀片20的d1增加,余隙容积增加了,这使余隙容积中的气体增加,进行膨胀和再压缩,造成冷量和功率的损失,因此压缩机性能下降了。第一薄壁部19a厚度h与第一排气阀片20的d1满足一定的关系,可以使压缩机的性能控制在一个比较好的范围。因此本实用新型的第一薄壁部19a厚度h1与第一排气阀片20的外周壁的两点之间的距离的最大值d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)·d1,能获得较好效果。如图16所示,该取值范围能使得压缩机COP(能效比)能处于最佳值附近。
从第一排气通道15中排出的高压气体,从上浮后的第一排气阀片20的下侧同等分流至第一排气通道15的出口端12a,从各个第一气体通道腔12的上端开口部流到消音器51中。在高压气体的流动方面,由于第一排气通道15的出口端12a和第一气体通道腔12的总面积足够大,所以排出气体的阻力变得很小,因此,可以减少旋转式压缩机100的排出气体所造成的过压缩损失。
另外,如图1所示的实施例中是在主轴承50上配置了第一排气装置H,但是值得理解的是,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100也可以在副轴承55上配备第一排气装置H。
传统的排气阀如图17所示,由于是类似长方形的舌簧阀(25),所以排出气体的方向主要是舌形阀的自由端(先端侧)。由于本实用新型实施例的第一排气阀片20是非舌形状的,并且拥有多个第一气体通道腔12,所以排出气体的特征是平均地全方位分流。因此,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100具有降低过压缩损失的效果。
另外,如图17所示,舌簧阀(25)对应的薄壁部(19)范围较大,并且,该薄壁部(19)与压缩腔(41)的内径具有重叠。其结果是,薄壁部(19)不但会降低轴承刚性,同时由 于薄壁部(19)的上下压差,薄壁部(19)会在压缩腔(41)中产生变形,所以必须增大其与活塞之间的滑动间隙,这样将会导致气体泄漏增多,从而使压缩机的能效降低。而应用本实用新型实施例的第一排气装置H,这些问题都将得到解决。也就是说,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100,可以降低气体泄漏,提高了压缩机的能效。
通常情况下,主轴承50和副轴承55多采用具有良好耐磨性和加工性的片状石墨铸铁。采用该铸铁的设计中,第一排气通道15的各个孔(即第一中心孔11和三个第一气体通道腔12)是通过铣刀等工具铣出来的。这种状况下,第一中心孔11和第一气体通道腔12设计为圆筒形就容易加工。但是,小容量的旋转式压缩机100上的主轴承50和副轴承55多采用粉末冶金。采用粉末冶金的设计,由于通过模具造型可以省略上述的机械加工,就不需要第一排气通道15为圆筒形,第一气体通道腔12的截面形状和底部形状可以选择各种各样的形状。
例如,如图3所示,第一气体通道腔12的横截面形成为弧形,如图7所示,第一中心孔11为圆形孔,第一气体通道腔12的横截面形成为方形。如图8和图9所示,第一气体通道腔12的内壁与第一中心孔13的中心线之间具有夹角,在图8的示例中,第一气体通道腔12的内壁的纵向截面为一条斜线。在图9的示例中,第一气体通道腔12的内壁的纵向截面包括两条平行的斜线和连接两条斜线的连接线。换言之,第一气体通道腔12可以形成为锥形、斜坡形或阶梯形。
具体而言,在同一纵向截面上,第一气体通道腔12的内壁与第一中心孔13的中心线之间的夹角α1满足关系式:0°≤α1≤60°。从而可以使高压气体导出更流畅,因而排气阻力进一步减小,如图8和图9所示。第一气体通道腔12为数个,一般为1-10个,各个第一气体通道腔12围绕第一中心孔11一般为均匀分布,使各个第一气体通道腔12流出的气体均匀,第一排气阀片20运行更平稳。但是由于工艺制造等原因,各个第一气体通道腔12围绕第一中心孔11也可以为非均匀分布。
下面参考10和图11详细描述根据本实用新型另一个具体实施例的第一排气装置H及具有其的旋转式压缩机100。
如图10和图11所示,第一排气装置H包括第一排气阀片20、止动件22和第二弹性件21,第二弹性件21的两端分别止抵在第一排气阀片20和止动件22。优选地,第二弹性件21为弹簧。从而通过设置第二弹性件21,可以使得第一排气阀片20的运行更加稳定,使得旋转式压缩机100的排气更加顺畅。在该实施例中,旋转式压缩机100的其他结构与根据本实用新型上述一个实施例的旋转式压缩机100的结构相同,这里就不重复描述。
下面参考图12-图16对根据本实用新型再一个具体实施例的旋转式压缩机100进行详细描述,其中旋转式压缩机100为双缸压缩机。
如图12所示,旋转式压缩机100包括密封壳体2、压缩机构部4和电机部3,压缩机构部4安装在密封壳体2的内壁上,电机部3设在压缩机构部4的上部。压缩机构部4包括气缸组件、偏心转动的活塞45、滑动支撑曲轴60的主轴承50和副轴承55。气缸组件包括在上下方向上设置的两个气缸40,两个气缸40之间设有中隔板30,每个气缸40具有压缩腔41,即气缸组件包括上气缸40a和上气缸40a,主轴承50设在上气缸40a的上表面上,副轴承55设在下气缸40b的下表面上。上气缸40a上设有与上气缸40a的压缩腔41连通的切口槽43。
竖向通道44贯穿两个轴承(即主轴承50和副轴承55)、两个气缸40和中隔板30,中隔板30内设有与竖向通道44连通的流通通道31,中隔板30由第一隔板30a和第二隔板30b构成,第一隔板30a设在第二隔板30b的上方,第一隔板30a和第二隔板30b限定出流通通道31,流通通道31具有与竖向通道44连通的出口33。具体地,焊接第一隔板30a和第二隔板30b以组装出中隔板30。
中隔板30上设有与流通通道31连通的第二排气通道36,第二排气通道36与至少一个压缩腔41连通,第二排气通道36包括第二中心孔361和至少一个第二气体通道腔362,如图13所示,第二排气通道36包括第二中心孔361和三个第二气体通道腔362,三个第二气体通道腔362设在第二中心孔361的周壁外侧且每个第二气体通道腔362与第二中心孔361连通。
第二中心孔361的邻近与其连通的压缩腔41的一端限定出第二排气孔360,第二中心孔361内设有位于第二排气孔360外侧的第二阀座14b,第二阀座14b与第二中心孔的内壁之间限定出第二薄壁部19b。其中,第二阀座14b可以与中隔板30为一体成型件也可以为单独加工件,当第二阀座14b为单独加工件时,第二阀座14b可以通过电阻焊、激光焊、摩擦焊等方式与中隔板30进行连接。
第二排气装置35包括第二排气阀片23和用于限制第二排气阀片23的移动位移的第一弹性件24,第二排气阀片23设在第二阀座14b上以打开或关闭第二排气孔360,其中第二薄壁部19b的厚度h2与第二排气阀片23的外周壁的两点之间的距离的最大值d2满足关系式:h2=(0.05~0.5)d2。
具体而言,第二薄壁部19b的厚度h2与第二排气阀片23的d2满足关系式:h2=(0.05~0.5)·d2。与传统的舌形阀的第二薄壁部相比,本实用新型的第二薄壁部19b面积小,变形小,第二薄壁部19b厚度h可以进一步减小,压缩机余隙容积可以进一步减小。同时由于第二薄壁部19b变形小,可靠性进一步提高,可以进一步降低活塞的选配高度间隙,具有良好的应用前景。随着排气量增大,排气孔径也相应增大,因此气阀直径也做相应调整,第二薄壁部19b最小厚度也相应增加了。
第二薄壁部19b的弯曲刚度为EI,其中E为弹性模量,I为惯性矩,则第二薄壁部19b的弯曲刚度其中β为第二排气孔360的直径与第二排气阀片23的d1的比值,第二薄壁部19b的弯曲刚度EI与第二薄壁部19b厚度h成正比。因此,随着第二薄壁部19b厚度h的增加,第二薄壁部19b的弯曲刚度EI增大,即第二薄壁部19b变形减小,可靠性进一步提高,可以进一步降低活塞的选配高度间隙,以减少通过间隙的制冷剂气体泄漏,能提高压缩机的性能。设压缩机排气孔的余隙容积V,则V=βπdh,随着第二薄壁部19b厚度h和第二排气阀片23的d1增加,余隙容积增加了,这使余隙容积中的气体增加,进行膨胀和再压缩,造成冷量和功率的损失,因此压缩机性能下降了。第二薄壁部19b厚度h与第二排气阀片23的d1满足一定的关系,可以使压缩机的性能控制在一个比较好的范围。因此本实用新型的第二薄壁部19b厚度h2与第二排气阀片23的外周壁的两点之间的距离的最大值d2满足关系式:h2=(0.05~0.5)·d2,能获得较好效果。如图16所示,该取值范围能使得压缩机COP(能效比)能处于最佳值附近。
如图12和图14所示,第二排气通道36贯穿中隔板30以与两个压缩腔41连通,则第二排气孔360为两个,每个第二排气孔360处分别设有第二排气阀片23。相当于,第二排气装置35包括两个第二排气阀片23和第一弹性件24,两个第二排气阀片23分别设在第二排气通道36的两端的第二排气孔360处以打开或关闭相应的第二排气孔360,第一弹性件24的两端止抵在两个第二排气阀片23之间。第二排气装置35中的两个第二排气阀片23可以各自独立上下运动,第一弹性件24起到使两个第二排气阀片23运转稳定的作用。
主轴承50和副轴承55上分别设有第一排气通道15,每个第一排气通道15内设有第一排气装置H,每个第一排气装置H包括第一排气阀片20、止动件22和第二弹性件21,第二弹性件21的两端分别止抵在第一排气阀片20和止动件22上。主轴承50和副轴承55上分别设有一个消音器51。
从上气缸40a的压缩腔41和从下气缸40b压缩腔41排出的一部分气体通过第二排气通道36进入到流通通道31内,并从流通通道31的出口33经过竖向通道44排入到设在主轴承50上的消音器51内,同时从上气缸40a的压缩腔41排出的另一部分气体通过第一排气通道15排入到设在主轴承50上的消音器51内,从下气缸40b的压缩腔41排出的另一部分气体通过第一排气通道15排入到设在副轴承55上的消音器51内,最后所有的排出气体从消音器51排入到密封壳体2内。
当然可以理解的是,第二排气通道36的形状不限于此,第二排气通道36为从中隔板30的上表面向下凹入的凹槽,该凹槽与流通通道31连通,相当于第二排气孔360为一个,第二排气装置35包括一个第二排气阀片23和第一弹性件24,第二排气阀片23设在第二排气通道36的第二排气孔360处以打开或关闭第二排气孔360,第一弹性件24的两端止 抵在第二排气阀片23和流通通道31的内壁上。这种情况可以应用在相对上气缸40a的排量来说,下气缸40b的排量减少的变容旋转式压缩机100里,也就是说,旋转式压缩机100可以为变容旋转式压缩机100。
需要进行说明的是,第二排气通道36的入口360设置的第二排气阀片23的数量可以为多个,具体而言,当第二排气通道36贯穿中隔板30以与两个压缩腔41连通时,第二排气装置35包括第二排气阀片23和第一弹性件24,第二排气通道36的两端第二排气孔360处分别设有至少一个第二排气阀片23,第一弹性件24设在第二排气通道36内且第一弹性件24的两端分别与相应的第二排气阀片23相连以常推动第二排气阀片23关闭相应的第二排气孔360。
当第二排气通道36为从中隔板30的上表面或下表面朝向流通通道31凹入的凹槽,第二排气装置35包括至少一个第二排气阀片23和第一弹性件24,至少一个第二排气阀片23设在第二排气通道36的第二排气孔360处以打开或关闭第二排气孔360,第一弹性件24的两端止抵在至少一个第二排气阀片23中与第二排气孔360处距离最远的第二排气阀片23和流通通道31的内壁上以常推动第二排气阀片23关闭第二排气孔360。
需要进行说明的是,第二气体通道腔36的截面形状和底部形状可以选择各种各样的形状,例如第二气体通道腔36的横截面为圆形。
具体地,在同一纵向截面上,第二气体通道腔36的内壁与第二中心孔361的中心线的之间夹角α2满足关系式:0°≤α2≤60°。从而可以使高压气体导出更流畅,因而排气阻力进一步减小。
同时还需要说明的是,第二排气装置35中的第二排气通道36的形状、第二排气阀片23的形状和数量等可以与根据本实用新型实施例的第一排气装置H中的第一排气通道15的形状、第二排气阀片23的形状和数量相同,这里就不再详细描述。
在根据本实用新型三个具体实施例中,揭示的都是关于密封壳体2的压力为高压侧的旋转式压缩机100,但值得理解的是,密封壳体2的压力为低压侧的旋转式压缩机100也可采用上述技术,也就是说,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100的密封壳体2内的压力可以为低压侧也可以为高压侧。当密封壳体2的压力为低压侧时,与以往的低压旋转式压缩机一样,消音器51需要进行密封以防止气体泄漏到密封壳体2内。当然还值得理解的是,根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100还可以是摇摆式旋转压缩机。
根据本实用新型实施例的旋转式压缩机100,可提高能效、可靠性和生产效率,同时根据本实用新型实施例的第一排气装置H和第二排气装置35的结构简单、制造简单,产业利用价值大。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下” 可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种旋转式压缩机,其特征在于,包括:
气缸组件,所述气缸组件包括气缸,所述气缸具有压缩腔;
两个轴承,所述两个轴承分别设在所述气缸组件的上表面和下表面,至少一个所述轴承上设有与所述压缩腔连通的第一排气通道,所述第一排气通道包括第一中心孔和至少一个第一气体通道腔,所述第一气体通道腔设在所述第一中心孔的周壁外侧且与所述第一中心孔连通,所述第一中心孔的邻近所述压缩腔的一端限定出第一排气孔,所述第一中心孔内设有位于所述第一排气孔外侧的第一阀座,所述第一阀座和所述第一中心孔的内周壁之间限定出第一薄壁部;
第一排气装置,所述第一排气装置包括第一排气阀片和止动件,所述第一排气阀片设在所述第一阀座上以打开或关闭所述第一排气孔,所述止动件设在所述第一中心孔内且位于所述第一排气阀片的远离所述第一排气孔的一侧以限制所述第一排气阀片的竖向位移,所述止动件上形成有与所述第一排气通道连通的通孔,其中所述第一薄壁部的厚度h1与所述第一排气阀片的外周壁的两点之间的距离的最大值d1满足关系式:h1=(0.05~0.5)d1。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述气缸组件包括在上下方向上设置的两个气缸,所述两个气缸之间设有中隔板,每个所述气缸具有所述压缩腔。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机,其特征在于,还包括竖向通道,所述竖向通道贯穿所述两个轴承、所述两个气缸和所述中隔板,所述中隔板内设有与所述竖向通道连通的流通通道,所述中隔板上设有与所述流通通道连通的第二排气通道,所述第二排气通道与至少一个所述压缩腔连通,所述第二排气通道包括第二中心孔和至少一个第二气体通道腔,所述第二中心孔的邻近与其连通的所述压缩腔的一端限定出第二排气孔,所述第二中心孔内设有位于所述第二排气孔外侧的第二阀座,所述第二阀座与所述第二中心孔的内壁之间限定出第二薄壁部;
第二排气装置,所述第二排气装置包括第二排气阀片和用于限制所述第二排气阀片的移动位移的第一弹性件,所述第二排气阀片设在所述第二阀座上以打开或关闭所述第二排气孔,其中所述第二薄壁部的厚度h2与所述第二排气阀片的外周壁的两点之间的距离的最大值d2满足关系式:h2=(0.05~0.5)d2。
4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述第二排气孔为两个,每个所述第二排气孔处分别设有至少一个所述第二排气阀片,所述第一弹性件的两端分别与相应的第二排气阀片相连以常推动所述第二排气阀片关闭相应的所述第二排气孔。
5.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述第二排气孔为一个。
6.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,在同一纵向截面上,所述第一气体通道腔的内壁与所述第一中心孔的中心线之间的夹角α1满足关系式:0°≤α1≤60°。
7.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述第一气体通道腔的横截面为圆形。
8.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征在于,在同一纵向截面上,所述第二气体通道腔的内壁与所述第二中心孔的中心线之间的夹角α2满足关系式:0°≤α2≤60°。
9.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述第二气体通道腔的横截面为圆形。
10.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,所述第一排气装置还包括第二弹性件,所述第二弹性件的两端分别止抵在所述第一排气阀片和所述止动件上。
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