CN208918833U - 变容气缸组件、压缩机泵体及压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变容气缸组件、压缩机泵体及压缩机。变容气缸组件包括：变容气缸；隔板和第一法兰，隔板或第一法兰上设置有阶梯孔，阶梯孔包括第一安装段和第二安装段，第一安装段的孔径小于第二安装段的孔径；冷媒通道；锁止销，具有解锁位置和锁止位置，当锁止销处于解锁位置时，第一密封段的外周面与第一安装段内壁面之间形成第一级间隙密封，第二密封段的外周面与第二安装段内壁面之间形成第二级间隙密封，第二密封段与冷媒通道之间具有面密封。本实用新型结合了间隙密封和平面密封以减少变容气缸工作时锁止销头部与尾部间的气体泄漏，提高变容气缸工作时的压缩机容积效率，保证压缩机的性能。

Description

变容气缸组件、压缩机泵体及压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩装置技术领域，具体而言，涉及一种变容气缸组件、压缩机泵体及压缩机。

背景技术

变容技术可达到随空调或热泵负荷的变化而改变压缩机容量或者随工况变化改变压缩机容积比的目的，以提升压缩机及其热泵或者空调系统能效，也可结合变频压缩机，用来弥补变频压缩机容量调节的不足处，在提升变频热泵或者空调舒适性的同时，有效提升热泵或者空调的能效。目前，变容技术被广泛大量使用于转子压缩机。

现有变容转子压缩机的压缩机构主体包括定容气缸组件和变容气缸组件，变容气缸通过控制变容机构自主选择工作或者不工作，从而实现压缩机工作容积或者容积比的变化，以适应热泵或者空调系统不同的负荷要求，达到节能与舒适的目的。

现有变容转子压缩机产品较常见的一种变容机构工作原理见图1和图2所示，变容机构由销钉1、滑片2、变容物理装置3(如弹簧、磁体等)和销钉1的头部与尾部的压力腔等构成。滑片2、变容气缸5及覆盖在变容气缸5两端的隔板6和法兰7等在滑片2尾部形成密闭空腔，该密闭空腔可选择性通入高压或低压气体；在滑片2侧边设置有销钉锁止/解锁装置，该装置由销钉孔8、销钉1、变容物理装置3等组成，其中销钉1的头部与上述密闭空腔连通，销钉1的尾部通过流道与低压或者高压保持连通，并且通过变容物理装置3(如弹簧、磁体等)使销钉1具有向滑片2靠近的预作用力。

上述变容机构存在的缺陷是：变容气缸5工作时，见图3，销钉1的头部压力腔通入高压，销钉1尾部压力腔连通低压，此时销钉1处于解锁状态，即退回销钉孔8内，为了确保销钉1在销钉孔8内可上下自由滑动，销钉1与销钉孔8间存在一定的间隙，销钉1的头部的高压气体通过间隙泄漏至销钉1的尾部的低压腔，直接影响到压缩机性能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种变容气缸组件、压缩机泵体及压缩机，以解决的压缩机的销钉头部的高压气体容易通过销钉与销钉孔之间的间隙泄露至销钉的尾部低压腔内的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种变容气缸组件，包括：变容气缸，所述变容气缸设置有第一滑片，所述第一滑片上设置有缺口部；隔板和第一法兰，所述隔板和所述第一法兰分别位于所述变容气缸的两侧，所述隔板或所述第一法兰上设置有阶梯孔，所述阶梯孔包括第一安装段和第二安装段，所述第一安装段的孔径小于第二安装段的孔径；冷媒通道，所述冷媒通道与所述第二安装段连通；锁止销，所述锁止销可滑动地安装在所述阶梯孔内，所述锁止销具有插设在所述缺口部内以将所述第一滑片锁定的锁止位置，所述锁止销还具有脱离所述缺口部的以将所述第一滑片解锁的解锁位置，所述锁止销具有第一密封段和第二密封段，所述第二密封段的外径大于所述第一密封段的外径，所述第一密封段与所述第一安装段相适配，所述第二安装段与所述第二安装段相适配；其中，当所述锁止销处于所述解锁位置时，所述第一密封段的外周面与所述第一安装段内壁面之间形成第一级间隙密封，所述第二密封段的外周面与所述第二安装段内壁面之间形成第二级间隙密封，所述第二密封段与所述冷媒通道之间具有面密封。

进一步地，所述变容气缸组件还包括盖板，所述盖板盖设在所述第一法兰上，所述阶梯孔设置在所述第一法兰上；所述冷媒通道为设置在所述盖板上的通孔，当所述锁止销处于解锁位置时，所述第二密封段的端部平面与所述盖板接触形成所述面密封。

进一步地，所述变容气缸组件还包括弹性元件，所述弹性元件的两端分别抵顶在所述锁止销和所述盖板上。

进一步地，所述锁止销的底部设置有定位孔，所述弹性元件的端部位于所述定位孔内。

进一步地，当所述锁止销处于所述解锁位置时，所述第一密封段插入所述第一安装段内的深度为H，第一密封段的外径为ΦB，其中，H/ΦB为1.5至3。

进一步地，H/ΦB为2.0至2.5。

进一步地，所述第一密封段的外径ΦB为5mm至15mm。

进一步地，所述第一密封段的外径ΦB为8mm至12mm。

进一步地，所述第二密封段的外径比所述定位孔的孔径大2mm至7mm。

进一步地，所述第二密封段的外径比所述定位孔的孔径大3mm至6mm。

进一步地，当所述锁止销处于所述锁止位置时，所述第二密封段的上端面与所述阶梯孔的阶梯面之间具有预定间隙ΔH，所述阶梯面为所述第一安装段和所述第二安装段的交接面。

进一步地，所述预定间隙ΔH不小于0.2mm。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种压缩机泵体，包括变容气缸组件，所述变容气缸组件为上述的变容气缸组件。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种压缩机，包括压缩机泵体，所述压缩机泵体为上述的压缩机泵体。

本实用新型通过将锁止销设置为外径不同的第一密封段和第二密封段的结构，并将用于安装锁止销的通孔设置为阶梯孔，实际工作时，第一密封段的外周面能够与阶梯孔的第一安装段的内壁面之间具有一定润滑油，能够形成第一级间隙密封，同样地，第二密封段的外周面与阶梯孔的第二安装段的内壁面之间也具有润滑油，能够形成第二级间隙密封，此外，第二密封段的端部平面与冷媒通道之间具有面密封，使得本实用新型的变容气缸组件结合了间隙密封和平面密封以减少变容气缸工作时锁止销头部与尾部间的气体泄漏，提高变容气缸工作时的压缩机容积效率，保证压缩机的性能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了现有的压缩机泵体的剖视图；

图2示意性示出了图1中的A-A剖视图；

图3示意性示出了现有的压缩机泵体的部分结构的局部剖视图；

图4示意性示出了本实用新型的压缩机泵体的锁止销处于解锁位置时的剖视图；

图5示意性示出了本实用新型的压缩机泵体的锁止销处于锁止位置时的剖视图；

图6示意性示出了本实用新型的变容气缸组件的锁止销处于锁止位置时的剖视图；

图7示意性示出了本实用新型的变容气缸组件的锁止销处于解锁位置时在图4中的B-B位置处的局部剖视图；

图8示意性示出了本实用新型的锁止销的剖视图；

图9示意性示出了本实用新型的第一法兰的局部剖视图；

图10示意性示出本实用新型的锁止销处于解锁位置时的局部剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、变容气缸；11、第一滑片；12、缺口部；13、第一滚子；14、进气孔；20、隔板；30、第一法兰；31、阶梯孔；311、第一安装段；312、第二安装段；40、第二法兰；50、冷媒通道；60、锁止销；61、第一密封段；62、第二密封段；63、定位孔；64、锁止头部；70、盖板；80、弹性元件；100、曲轴；110、定容气缸；111、第二滚子；112、第二滑片；120、冷媒接入管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图4至图10所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种压缩机，本实施例中的压缩机尤其指变容转子压缩机。

具体而言，本实施例中的压缩机包括压缩机泵体，本实施例中的压缩机泵体包括曲轴100、定容气缸110、以及变容气缸组件等。

实际安装时，定容气缸110和变容气缸组件均安装在曲轴100上。

其中，变容气缸组件包括变容气缸10、隔板20、第一法兰30、冷媒通道50、冷媒接入管120、弹性元件80以及锁止销60。

变容气缸10内部设置有第一滚子13和第一滑片11，第一滚子13套设在曲轴100的第一个偏心圆上并在曲轴100转动的过程中推动第一滑片11运动以对变容气缸10内部的冷媒进行压缩，第一滑片11上设置有缺口部12。

定容气缸110内部设置有第二滚子111和第二滑片112，第二滚子111套设在曲轴100上的第二个偏心圆上，并在曲轴100运动的过程中推动第二滑片112运动以对定容气缸110内的冷媒进行压缩。

隔板20套设在曲轴100上，并位于变容气缸10和定容气缸110之间，将变容气缸10和定容气缸110分隔开。

定容气缸110远离隔板20的一侧设置有第二法兰40，第一法兰30上设置有盖板70，实际组装时，变容气缸10、定容气缸110通过穿设在盖板70、第一法兰30、变容气缸10、定容气缸110以及第二法兰40上的螺栓固定在曲轴100上组装成压缩机的泵体组件，变容气缸10上连接有冷媒接入管120和进气孔14，进气孔14与冷媒通道50连通。

本实施例中的隔板20和第一法兰30分别位于变容气缸10的两侧，隔板20或第一法兰30上设置有阶梯孔31，该阶梯孔31包括第一安装段311和第二安装段312，第一安装段311的孔径小于第二安装段312的孔径；冷媒通道50与第二安装段312连通。

锁止销60可滑动地安装在阶梯孔31内，锁止销60的顶部设置有锁止头部64，锁止销60的锁止头部64具有插设在缺口部12内以将第一滑片11锁定的锁止位置，锁止销60的锁止头部还具有脱离缺口部12的以将第一滑片11解锁的解锁位置。本实施例中的锁止销60具有第一密封段61和第二密封段62，第二密封段62的外径大于第一密封段61的外径，第一密封段61与第一安装段311相适配，第二安装段312与第二安装段312相适配。

可见，本实施例中的锁止销60设置在第一滑片11的上侧或者下侧，隔板20或者第一法兰30设有阶梯孔31，锁止销60可在阶梯孔31内滑动，进而在锁止位置和解锁位置之间。当锁止销60处于解锁位置时，第一密封段61的外周面与第一安装段311内壁面之间形成第一级间隙密封，第二密封段62的外周面与第二安装段312内壁面之间形成第二级间隙密封，第二密封段62的端部平面与冷媒通道50之间具有面密封。

本实用新型通过将锁止销60设置为外径不同的第一密封段61和第二密封段62的结构，并将用于安装锁止销60的通孔设置为阶梯孔31，实际工作时，第一密封段61的外周面能够与阶梯孔31的第一安装段311的内壁面之间具有一定润滑油，能够形成第一级间隙密封，同样地，第二密封段62的外周面与阶梯孔31的第二安装段312的内壁面之间也具有润滑油，能够形成第二级间隙密封，此外，第二密封段62的端部平面与冷媒通道50之间具有面密封，使得本实用新型的变容气缸组件结合了间隙密封和平面密封以减少变容气缸10工作时锁止销60头部与尾部间的气体泄漏，提高变容气缸10工作时的压缩机容积效率，保证压缩机的性能。

在本实用新型的一种优选的实施例中，冷媒通道50为设置在盖板70上的通孔，当锁止销60处于解锁位置时，第二密封段62的端部平面与盖板70接触形成上述的面密封，实际连接时，呈通孔状的冷媒通道50的端部与阶梯孔31的第二安装段312的底部连通，保证面密封能够均匀覆盖在冷媒通道50与阶梯孔31连接位置处的外周，提高面密封的密封性能。

当然，在本实用新型的其他实施例中，还可以将冷媒通道50设置在隔板20上，只要是在本实用新型的构思下的其他变形方式，均在本实用新型的保护范围之内。

此外，本实施例中的冷媒通道50还可以设置为凹槽结构，这种结构相对于通孔状的冷媒通道50而言，面密封不能够均匀覆盖在冷媒通道50与阶梯孔31连接位置处的外周。

再次参见图4至7、10所示，本实施例中的锁止销60的头部靠近第一滑片11设置，锁止销60的尾部远离第一滑片11设置；锁止销60尾部设置有上述的冷媒通道50；锁止销60尾部安装有弹性元件80，该弹性元件80使锁止销60具有向第一滑片11靠近的预作用力，当锁止销60处于锁止位置时，锁止销60头部的密闭空腔的气体压力与锁止销60尾部的气体压力一致。当锁止销60处于解锁位置时，锁止销60的锁止头部64方向的密封空腔的气体压力高于锁止销60的尾部腔，即定位孔63内的气体压力，第二密封段62的端部平面与冷媒通道50之间具有面密封，防止冷媒泄漏至锁止销60的尾部。

在本实用新型的一种优选的实施例中，将阶梯孔31设置在第一法兰30上；安装时，弹性元件80的两端分别抵顶在锁止销60和盖板70上，便于对使锁止销60具有向第一滑片11靠近的预作用力。

本实施例中的弹性元件80为弹簧，当然，在本实用新型的其他实施例中，还可以将弹性元件80设置为弹性胶圈或者弹性垫片等结构，只要是在本实用新型的构思下的其他变形方式，均在本实用新型的保护范围之内。

为了便于对弹性元件80进行定位，本实施例中的锁止销60的底部设置有定位孔63，安装时，使得弹性元件80的端部位于定位孔63内。

图4为锁止销60处于解锁位置时压缩机泵体的剖视图，此时，第一滑片11被解锁，变容气缸10工作。图7为变容气缸组件的锁止销处于解锁位置时在图4中的B-B位置处的局部剖视图，此时，第一滑片11尾部密闭空腔通入高压，密闭空腔与锁止销60头部连通，锁止销60头部受向下的气体压力，锁止销60尾部设置有定位孔63，定位孔63设置弹性元件80，尾部定位孔63通过冷媒通道50与变容气缸10的进气孔14连通，锁止销60尾部受低压气体压力和弹性元件80向上的弹力，高压气体力大于低压气体压力和弹性元件80的弹力两者之和，锁止销60被向下的合力压紧与盖板70上端面。

此时，既有第一密封段61的外周面与第一安装段311内壁面之间形成第一级间隙密封，第二密封段62的外周面与第二安装段312内壁面之间形成第二级间隙密封，也有第二密封段62的端部平面与冷媒通道50之间具有面密封，两种密封配合加强了密封效果。

结合图4至图10，当锁止销60处于解锁位置时，第一密封段61插入第一安装段311内的深度为H，第一密封段61的外径为ΦB，H与ΦB的比值(H/ΦB)越大表示泄露周长小而密封距离大，则密封效果越好，但是带来锁止销60与阶梯孔31的间隙控制困难，带来加工成本显著提高，因此需要控制H/ΦB在合理范围内，既要保证密封效果，也要尽量小的加工成本。仿真计算与试验表明H/ΦB的比值合理范围为1.5至3，优选地，H/ΦB为2.0至2.5。

且由变容气缸组件设置位置所限制，锁止销60的第一密封段61的外径ΦB既不能太大也不能太小，ΦB的合理范围为5mm～15mm，较优范围8mm～12mm。

同样地，锁止销60的尾部端面与盖板70上端面形成面密封，平面密封段的长度D过小时，密封效果差，过大时会有加工成本增加以及结构受限放置不下，D需要控制在合理范围内。D的合理范围为1mm～3.5mm，较优范围1.5mm～3mm。也即时说，第二密封段62的外径ΦA比定位孔63的孔径ΦC大2mm至7mm，优选地，第二密封段62的外径ΦA比定位孔63的孔径ΦB大3mm至6mm。

图6为锁止销60处于锁止位置时变容气缸组件的剖视图，第一滑片11尾部密闭空腔通过压力切换管引入低压，密闭空腔与锁止销60头部连通，锁止销60头部受向下的低压气体压力，锁止销60尾部设置有定位孔63，定位孔63设置有弹性元件80，尾部定位孔63通过冷媒通道50与变容气缸10上的进气孔14连通，锁止销60尾部受向上的低压气体压力和弹性元件80向上的弹力，锁止销60合力向上，大小为弹性元件80弹力与锁止销60自身重力之差，锁止销60被弹性元件80的弹力顶起，锁止销60头部卡入第一滑片11的缺口部12内，第一滑片11被锁止，第一滑片11与第一滚子13脱离，第一滚子13在变容气缸10内被曲轴100带着空转，变容气缸10不工作。此时，锁止销60处于锁止位置，第二密封段62的上端面与阶梯孔31的阶梯面之间具有预定间隙ΔH，阶梯面为第一安装段311和第二安装段312的交接面。通过该预定间隙ΔH的作用，能够使得防止锁止销60与阶梯孔31的阶梯面发生碰撞而产生噪音，还能够提高锁止销60的使用寿命。

优选地，本实施例中的预定间隙ΔH不小于0.2mm。

根据上述的实施例可以知道：

本实用新型通过将锁止销60设置为外径不同的第一密封段61和第二密封段62的结构，并将用于安装锁止销60的通孔设置为阶梯孔31，实际工作时，第一密封段61的外周面能够与阶梯孔31的第一安装段311的内壁面之间具有一定润滑油，能够形成第一级间隙密封，同样地，第二密封段62的外周面与阶梯孔31的第二安装段312的内壁面之间也具有润滑油，能够形成第二级间隙密封，此外，第二密封段62的端部平面与冷媒通道50之间具有面密封，使得本实用新型的变容气缸组件结合了间隙密封和平面密封以减少变容气缸10工作时锁止销60头部与尾部间的气体泄漏，提高变容气缸10工作时的压缩机容积效率，提高了压缩机的容积效率，保证压缩机的性能。

通过对压缩机进行试验，实测数据表明，在压缩机国标工况60Hz下，变容气缸10工作时压缩机容积效率提高4.8％，压缩机COP提升3％。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种变容气缸组件，其特征在于，包括：

变容气缸(10)，所述变容气缸(10)设置有第一滑片(11)，所述第一滑片(11)上设置有缺口部(12)；

隔板(20)和第一法兰(30)，所述隔板(20)和所述第一法兰(30)分别位于所述变容气缸(10)的两侧，所述隔板(20)或所述第一法兰(30)上设置有阶梯孔(31)，所述阶梯孔(31)包括第一安装段(311)和第二安装段(312)，所述第一安装段(311)的孔径小于第二安装段(312)的孔径；

冷媒通道(50)，所述冷媒通道(50)与所述第二安装段(312)连通；

锁止销(60)，所述锁止销(60)可滑动地安装在所述阶梯孔(31)内，所述锁止销(60)具有插设在所述缺口部(12)内以将所述第一滑片(11)锁定的锁止位置，所述锁止销(60)还具有脱离所述缺口部(12)的以将所述第一滑片(11)解锁的解锁位置，所述锁止销(60)具有第一密封段(61)和第二密封段(62)，所述第二密封段(62)的外径大于所述第一密封段(61)的外径，所述第一密封段(61)与所述第一安装段(311)相适配，所述第二安装段(312)与所述第二安装段(312)相适配；

其中，当所述锁止销(60)处于所述解锁位置时，所述第一密封段(61)的外周面与所述第一安装段(311)内壁面之间形成第一级间隙密封，所述第二密封段(62)的外周面与所述第二安装段(312)内壁面之间形成第二级间隙密封，所述第二密封段(62)与所述冷媒通道(50)之间具有面密封。

2.根据权利要求1所述的变容气缸组件，其特征在于，所述变容气缸组件还包括盖板(70)，所述盖板(70)盖设在所述第一法兰(30)上，所述阶梯孔(31)设置在所述第一法兰(30)上；

所述冷媒通道(50)为设置在所述盖板(70)上的通孔，当所述锁止销(60)处于解锁位置时，所述第二密封段(62)的端部平面与所述盖板(70)接触形成所述面密封。

3.根据权利要求2所述的变容气缸组件，其特征在于，所述变容气缸组件还包括弹性元件(80)，所述弹性元件(80)的两端分别抵顶在所述锁止销(60)和所述盖板(70)上。

4.根据权利要求3所述的变容气缸组件，其特征在于，所述锁止销(60)的底部设置有定位孔(63)，所述弹性元件(80)的端部位于所述定位孔(63)内。

5.根据权利要求1所述的变容气缸组件，其特征在于，当所述锁止销(60)处于所述解锁位置时，所述第一密封段(61)插入所述第一安装段(311)内的深度为H，第一密封段(61)的外径为ΦB，其中，H/ΦB为1.5至3。

6.根据权利要求5所述的变容气缸组件，其特征在于，H/ΦB为2.0至2.5。

7.根据权利要求1所述的变容气缸组件，其特征在于，所述第一密封段(61)的外径ΦB为5mm至15mm。

8.根据权利要求7所述的变容气缸组件，其特征在于，所述第一密封段(61)的外径ΦB为8mm至12mm。

9.根据权利要求4所述的变容气缸组件，其特征在于，所述第二密封段(62)的外径比所述定位孔(63)的孔径大2mm至7mm。

10.根据权利要求9所述的变容气缸组件，其特征在于，所述第二密封段(62)的外径比所述定位孔(63)的孔径大3mm至6mm。

11.根据权利要求1所述的变容气缸组件，其特征在于，当所述锁止销(60)处于所述锁止位置时，所述第二密封段(62)的上端面与所述阶梯孔(31)的阶梯面之间具有预定间隙ΔH，所述阶梯面为所述第一安装段(311)和所述第二安装段(312)的交接面。

12.根据权利要求11所述的变容气缸组件，其特征在于，所述预定间隙ΔH不小于0.2mm。

13.一种压缩机泵体，包括变容气缸组件，其特征在于，所述变容气缸组件为权利要求1至12中任一项所述的变容气缸组件。

14.一种压缩机，包括压缩机泵体，其特征在于，所述压缩机泵体为权利要求13中所述的压缩机泵体。