CN206190538U - 泵体结构和压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种泵体结构和压缩机。该泵体结构包括曲轴(1)和沿曲轴(1)的轴向依次设置的上法兰(2)、气缸(3)和下法兰(4)，气缸(3)上设置有斜切口(5)，上法兰(2)上对应斜切口(5)设置有排气孔(6)，排气孔(6)沿气流流出方向截面递减，排气孔(6)的上出口(7)和下出口(8)偏心设置，且上出口(7)相对于下出口(8)向远离曲轴(1)的方向偏离。根据本实用新型的泵体结构，可以解决现有技术中法兰排气孔容易造成气流紊乱，影响排气孔的排气效率的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种泵体结构和压缩机。
背景技术
对于小系列滚动转子式压缩机的高效化开发，其制冷量的提升重点为减小泄漏、壁面加热及余隙容积。其中，泄漏、壁面加热与材料、工艺等密切相关，而余隙容积与压缩机的结构设计关联很大。
滚动转子式压缩机泵体的余隙容积主要包括：1、气缸排气角导致的排气封闭容积V1；2、气缸月牙槽的余隙容积V2；3、法兰排气孔容积V3；4、共振腔容积V4。当系列、气缸尺寸定型时，V1的值已基本无法改变。一般而言，只有通过优化V2和V3来达到减小泵体余隙容积的目标，且后者的值明显大于前者，因此法兰排气孔容积成为重点优化对象。
现有旋转式压缩机中排气结构存在的主要问题：排气孔一般为直孔设计，孔的通流面积与排气阻力、气体速度成反比，又与余隙容积成正比。也就是说，当排气孔孔径设计较小值时，余隙容积较小，制冷量得以提升；但是此时排气阻力增大，且气流速度增大，因此会造成功率增加和排气阀片可靠性的恶化。基于上述物理性的设计矛盾，在设计排气结构时难以同时兼顾压缩机高性能和高可靠性。
专利CN1632320A中，将轴承排气孔由圆柱形改为下小上大的圆锥形，认为其在同等条件下可扩大排气面积，又相对减少了因排气孔存在所造成的余隙容积。实际上，假设圆柱形排气孔孔径为D1，如要达到降低减少余隙容积的效果，则圆锥形排气孔的中径d必须小于D1，设圆锥形排气孔的大径(上部直径)d1，小径(下部直径)d2，则有d＝(d1+d2)/2<D1，由于d1>d2，则有d2<D1。而且，为使余隙容积减小到一定程度，小径d2与D1的差值就应较大。因此，当冷媒从气缸斜切口排出时，在同等条件下由于法兰排气孔变小，在排气流路的开始就受到了一定的抑制，根本无法达到扩大排气面积的目的。
专利CN103603789中，公开了一种制冷压缩机的阀板，其吸气、排气过渡区设计为锥台形，主要目的是减少吸排气侧气流脉动和压力损失，从而改善吸气效率和排气噪声。但该阀板的法兰排气孔截面逐渐减小，且排气孔外边缘向气流来向倾斜，在气缸中的气体沿着斜切口流入排气孔时，容易冲击排气孔外边缘的倾斜侧壁，从而造成气流紊乱，影响排气孔的排气效率，并且易于产生噪音。
实用新型内容
本实用新型实施例中提供一种泵体结构和压缩机，可以解决现有技术中法兰排气孔容易造成气流紊乱，影响排气孔的排气效率的问题。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种泵体结构，其特征在于，包括曲轴和沿曲轴的轴向依次设置的上法兰、气缸和下法兰，气缸上设置有斜切口，上法兰上对应斜切口设置有排气孔，排气孔沿气流流出方向截面递减，排气孔的上出口和下出口偏心设置，且上出口相对于下出口向远离曲轴的方向偏离。
作为优选，排气孔的下出口的圆周轮廓线在气缸的斜切口投影线的外缘。
作为优选，排气孔的上出口和下出口的圆周轮廓线在排气角方向的投影相切。
作为优选，上出口和下出口的圆心位于上法兰的同一直径上。
作为优选，上出口和下出口的偏心距离为e＝(D2-D1)/2，其中D1为上出口直径，D2为下出口直径。
作为优选，上出口和下出口的偏心距离为e＝(D2-D1)/2-a，其中D1为上出口直径，D2为下出口直径，a为0.1。
作为优选，排气孔的纵向中截面为直角梯形，直角梯形的斜边角度为50到70度。
根据本实用新型的实施例，压缩机包括泵体结构，该泵体结构为上述的泵体结构。
应用本实用新型的技术方案，泵体结构包括曲轴和沿曲轴的轴向依次设置的上法兰、气缸和下法兰，气缸上设置有斜切口，上法兰上对应斜切口设置有排气孔，排气孔沿气流流出方向截面递减，排气孔的上出口和下出口偏心设置，且上出口相对于下出口向远离曲轴的方向偏离。由于排气孔沿气流流出方向界面递减，排气孔的上出口和下出口偏心设置，且上出口相对于下出口向远离曲轴的方向偏离，因此可以去除掉排气孔的对排气贡献较小的区域，从而在不增加排气阻力的同时最大程度地降低压缩机余隙容积，提升压缩机性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例的泵体结构的示意图。
附图标记说明：1、曲轴；2、上法兰；3、气缸；4、下法兰；5、斜切口；6、排气孔；7、上出口；8、下出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
现有技术中的上法兰排气孔一般都采用圆柱形排气孔，该圆柱形排气孔对应气缸上的斜切口设置，通过对压缩口排气流露进行分析可知，由于气缸斜切口的引流作用，加上冷媒气体的动力惯性，排气孔部分区域对排气的贡献程度很小。此部分容积的存在，不仅未起到排气通流的作用，反而加剧了气体涡流的产生，且大幅增加了压缩机余隙容积，进一步降低了压缩机性能。
基于上述分析，申请人提出了一种新的解决方案。如图1所示，根据本实用新型的实施例，泵体结构包括曲轴1和沿曲轴1的轴向依次设置的上法兰2、气缸3和下法兰4，气缸3上设置有斜切口5，上法兰2上对应斜切口5设置有排气孔6，排气孔6沿气流流出方向截面递减，排气孔6的上出口7和下出口8偏心设置，且上出口7相对于下出口8向远离曲轴1的方向偏离。
压缩机运行时，冷媒在压缩腔内被压缩到工况压力后，排气弹性阀片在内外压差的作用下被打开，冷媒通过气缸斜切口经由法兰排气孔进入泵体外部。
由于排气孔沿气流流出方向界面递减，排气孔的上出口和下出口偏心设置，且上出口相对于下出口向远离曲轴的方向偏离，因此可以去除掉圆柱形排气孔的对排气贡献较小的区域，形成新的斜锥台状排气孔，由于该排气孔仅仅去除了对排气几乎不造成影响的孔部分，因此可以在不增加排气阻力的同时最大程度地降低压缩机余隙容积，提升压缩机性能。
排气孔6的下出口8的圆周轮廓线在气缸3的斜切口5投影线的外缘，因此可以使排气孔6的下出口与斜切口5的出口完全接合，使得气流从斜切口5流出后能够顺畅进入排气孔6，不会受到阻碍，并可以沿排气孔6的侧壁继续流动，不会发生较大的流向改变，因此能够减少冷媒从气缸的压缩腔排出后的流路变化，降低排气阻力，降低流体与排气孔6内壁之间因碰撞产生的冲击和涡流，降低功率和气体噪声，从而提高压缩机性能。
优选地，排气孔6的上出口7和下出口8的圆周轮廓线在排气角方向的投影相切，。
优选地，上出口7和下出口8的圆心位于上法兰2的同一直径上，可以使排气孔6的上出口7和下出口8的结构设计更加合理，尽量减少气流流动阻力，提高气流流动效率，保证压缩机的工作性能。
优选地，上出口7和下出口8的偏心距离为e＝(D2-D1)/2，其中D1为上出口7直径，D2为下出口8直径。此时排气孔6的侧壁结构能够较好地与从斜切口5进入排气孔6的气流流动路径衔接，保证了气体的流动效率，减少了排气孔6对气流流动的阻碍，提高了排气性能，提高了压缩机的工作性能。
优选地，上出口7和下出口8的偏心距离也可以为e＝(D2-D1)/2-a，其中D1为上出口7直径，D2为下出口8直径，a为0.1。
排气孔6的纵向中截面为直角梯形，直角梯形的斜边角度为50到70度。其中直角梯形的垂边位于距离上法兰2的中心最远的一侧，斜边位于距离上法兰2的中心最近的一侧，将斜边的倾角设置在50度到70度之间，使得该斜边的倾角基本上可以与图1中的对排气贡献较小部分的边缘相重合，从而能够在尽量不增加排气阻力的情况下最大程度低降低压缩机余隙容积，提升压缩机性能。优选地，该角度为60度。
本实用新型的上法兰排气孔6，在排气孔6的大径(排气孔下出口7直径)与常规圆柱形直孔相同的条件下，法兰排气孔6的余隙容积可减少25％以上。与常规方案相比，由于排气孔6的大径并无减小，加上冷媒进入法兰后排气具有区域性，因此同等条件下冷媒的排气面积并未减小，且降低了流体间的冲击，上述情况均有利于压缩机制冷量的提升。
压缩机运行时，冷媒在压缩腔内被压缩到工况压力后，排气弹性阀片在内外压差的作用下被打开，冷媒从气缸斜切口5排出，通过法兰排气孔6的下部进入，由于气缸斜切口5的引流作用，冷媒气体具备较大的动力惯性，因此流体沿着既定运动轨迹通过法兰排气孔6，进入泵体外部。由于气流路径整体通畅，不存在大的转弯，从而大大减少了流体之间及流体与排气孔6的内壁之间因碰撞产生的冲击和涡流，可降低无用耗功，提升压缩机性能。当排气结束后，由于结构所限，一部分冷媒将从法兰排气孔6回流。在其它条件均相同时，本实用新型的余隙容积更小，因此可减少吸气开始前高压制冷剂的膨胀及带来的不利影响，进一步提升压缩机性能。
根据本实用新型的实施例，压缩机包括泵体结构，该泵体结构为上述的泵体结构。
当然，以上是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种泵体结构，其特征在于，包括曲轴(1)和沿所述曲轴(1)的轴向依次设置的上法兰(2)、气缸(3)和下法兰(4)，所述气缸(3)上设置有斜切口(5)，所述上法兰(2)上对应所述斜切口(5)设置有排气孔(6)，所述排气孔(6)沿气流流出方向截面递减，所述排气孔(6)的上出口(7)和下出口(8)偏心设置，且所述上出口(7)相对于所述下出口(8)向远离所述曲轴(1)的方向偏离。
2.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述排气孔(6)的下出口(8)的圆周轮廓线在所述气缸(3)的斜切口(5)投影线的外缘。
3.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述排气孔(6)的上出口(7)和下出口(8)的圆周轮廓线在排气角方向的投影相切。
4.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述上出口(7)和所述下出口(8)的圆心位于所述上法兰(2)的同一直径上。
5.根据权利要求4所述的泵体结构，其特征在于，所述上出口(7)和所述下出口(8)的偏心距离为e＝(D2-D1)/2，其中D1为上出口(7)直径，D2为下出口(8)直径。
6.根据权利要求4所述的泵体结构，其特征在于，所述上出口(7)和所述下出口(8)的偏心距离为e＝(D2-D1)/2-a，其中D1为上出口(7)直径，D2为下出口(8)直径，a为0.1。
7.根据权利要求1所述的泵体结构，其特征在于，所述排气孔(6)的纵向中截面为直角梯形，所述直角梯形的斜边角度为50到70度。
8.一种压缩机，包括泵体结构，其特征在于，所述泵体结构为权利要求1至7中任一项所述的泵体结构。
Priority Applications (1)
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| CN201621061675.8U CN206190538U (zh) | 2016-09-18 | 2016-09-18 | 泵体结构和压缩机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107044422A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-08-15 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 泵体结构和压缩机 |
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2016
- 2016-09-18 CN CN201621061675.8U patent/CN206190538U/zh not_active Expired - Fee Related
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