氣缸組件和具有其的回轉(zhuǎn)式壓縮機、泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣缸組件和具有其的回轉(zhuǎn)式壓縮機、泵，所述氣缸組件包括：氣缸、多個滑片和活塞，氣缸上形成有至少三個滑片槽，每個滑片槽的兩側(cè)具有吸入孔和排出孔；每個滑片設在對應的滑片槽內(nèi)；活塞設在氣缸的壓縮腔內(nèi)，活塞包括主體部和至少三個凸起部，主體部與壓縮腔同軸設置，每個凸起部從主體部的外周壁向外延伸至壓縮腔的內(nèi)壁，每個凸起部的外周面形成為光滑的曲面，每相鄰的兩個凸起部之間通過連接段相連，連接段為光滑的曲面段，且凸起部與連接段之間光滑過渡。根據(jù)本發(fā)明的氣缸組件，活塞在壓縮腔內(nèi)不是偏心轉(zhuǎn)動，當將氣缸組件應用在回轉(zhuǎn)式壓縮機上時，回轉(zhuǎn)式壓縮機的曲軸與軸承不易磨耗。
【專利說明】氣缸組件和具有其的回轉(zhuǎn)式壓縮機、泵
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷設備領域，尤其是涉及一種氣缸組件和具有其的回轉(zhuǎn)式壓縮機、栗。
【背景技術】
[0002]針對回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵，要形成不斷的容積變化從而達到壓縮目的，常規(guī)地做法是其曲軸旋轉(zhuǎn)時，由于曲軸上具有偏心部，可以使得活塞在運轉(zhuǎn)過程中與氣缸內(nèi)徑構成的腔體體積隨著轉(zhuǎn)角變化而變化，從而達到壓縮氣體或液體的作用。
[0003]然而，上述結(jié)構存在以下兩個缺陷:第一、由于曲軸帶有偏心部，當安裝完活塞后，整個旋轉(zhuǎn)部件存在偏心質(zhì)量，會導致旋轉(zhuǎn)部件的動平衡差。為了解決此問題，一般采用在電機部的轉(zhuǎn)子上使用平衡塊結(jié)構，由此來實現(xiàn)靜平衡；但當壓縮機或泵在工作時由于曲軸存在撓度，轉(zhuǎn)子上的平衡塊結(jié)構會發(fā)生偏移，則存在較大的離心力作用，最終破壞整個旋轉(zhuǎn)部件的動平衡。第二、壓縮腔有活塞外徑、氣缸內(nèi)徑、滑片側(cè)面及上下軸承端面密封而成，當壓縮腔在隨著轉(zhuǎn)角變化而壓縮工質(zhì)時，活塞會受到壓縮阻力矩，且進一步傳遞至曲軸、主軸承和副軸承，當壓縮阻力矩較大、轉(zhuǎn)速較高時，壓縮機或泵的可靠性將會受到很大的考驗，尤其是曲軸與軸承磨耗。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種氣缸組件，所述氣缸組件的可靠性高。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種具有上述氣缸組件的回轉(zhuǎn)式壓縮機。
[0006]本發(fā)明的再一個目的在于提出一種具有上述氣缸組件的泵。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件，包括:氣缸，所述氣缸具有壓縮腔，所述氣缸上形成有與所述壓縮腔連通的至少三個滑片槽，每個所述滑片槽的兩側(cè)分別具有吸入孔和排出孔；多個滑片，每個所述滑片可移動地設在對應的所述滑片槽內(nèi)；以及活塞，所述活塞設在所述壓縮腔內(nèi)，所述活塞包括主體部和至少三個凸起部，所述主體部與所述壓縮腔同軸設置，每個所述凸起部從所述主體部的外周壁向外延伸至所述壓縮腔的內(nèi)壁，所述氣缸和所述活塞之間通過所述至少三個凸起部分隔成至少三個腔室，當每個所述滑片的至少部分伸入所述壓縮腔內(nèi)時所述滑片將對應的所述腔室分隔成吸入腔室和壓縮腔室，每個所述凸起部的外周面形成為光滑的曲面，每相鄰的兩個所述凸起部之間通過連接段相連，所述連接段為光滑的曲面段，且所述凸起部與所述連接段之間光滑過渡。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件，通過將活塞的主體部與壓縮腔同軸設置，且在活塞的主體部的外周壁設置延伸至壓縮腔的內(nèi)壁的至少三個凸起部，活塞在壓縮腔內(nèi)不是偏心轉(zhuǎn)動，當將氣缸組件應用在回轉(zhuǎn)式壓縮機上時，無需在回轉(zhuǎn)式壓縮機的電機的轉(zhuǎn)子上設置平衡塊，就可實現(xiàn)靜平衡。且當回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵工作時，能有效保證回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵的可靠性。另外，通過將活塞的外周面設置為光滑的表面，滑片的跟隨性好。
[0009]可選地，每個所述凸起部的外周面形成為向外凸出的弧面，所述連接段為與其相鄰的兩個所述凸起部分別相切的弧面段。
[0010]進一步可選地，所述主體部形成為圓形形狀，所述連接段與所述主體部相切。
[0011]進一步地，所述氣缸組件進一步包括:吸入閥片，所述吸入閥片設在所述吸入孔處以單向地將壓縮工質(zhì)從所述氣缸外部通入到所述壓縮腔內(nèi)。
[0012]可選地，所述吸入孔的個數(shù)和所述排出孔的個數(shù)相等。
[0013]可選地，所述活塞包括主體部和四個凸起部，所述滑片槽為四個且所述四個滑片槽沿所述氣缸的周向間隔開分布。
[0014]可選地，所述氣缸為對稱結(jié)構。
[0015]可選地，所述活塞為對稱結(jié)構。
[0016]可選地，所述氣缸組件的壓縮工質(zhì)為氣體或液體。
[0017]根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的回轉(zhuǎn)式壓縮機，包括根據(jù)本發(fā)明上述第一方面實施例的氣缸組件。
[0018]根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的泵，包括根據(jù)本發(fā)明上述第一方面實施例的氣缸組件。
[0019]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件的示意圖；
[0022]圖2是圖1中所示的活塞的示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件的活塞受力示意圖。
[0024]附圖標記:
[0025]100:氣缸組件；
[0026]1:氣缸；11:滑片槽；12:吸入孔；13:排出孔；
[0027]131:吸入腔室；132:壓縮腔室；
[0028]2:滑片；
[0029]3:活塞；31:主體部；32:凸起部；321:外周面；33:連接段。
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0031]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0032]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件100，氣缸組件100可以用于回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵內(nèi)。在本申請下面的描述中，以氣缸組件100用于回轉(zhuǎn)式壓縮機內(nèi)為例進行說明。其中，回轉(zhuǎn)式壓縮機可以為單缸壓縮機，也可以為多缸壓縮機。
[0035]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件100，包括氣缸1、多個滑片2以及活塞3。
[0036]參照圖1，氣缸I大體為圓環(huán)狀，氣缸I具有壓縮腔，氣缸I上形成有與壓縮腔連通的至少三個滑片槽11，至少三個滑片槽11在氣缸I的周向上間隔開分布，每個滑片槽11沿氣缸I的徑向延伸，每個滑片2可移動地設在對應的滑片槽11內(nèi)。
[0037]其中，每個滑片槽11的兩側(cè)分別具有吸入孔12和排出孔13，吸入孔12和排出孔13均形成在氣缸I上，且吸入孔12和排出孔13均鄰近對應的滑片槽11布置，吸入孔12用于將外部的壓縮工質(zhì)例如氣體或液體等通過吸入孔12通入到壓縮腔內(nèi)，排出孔13用于將壓縮后的冷媒排出。
[0038]活塞3設在壓縮腔內(nèi)，且活塞3在壓縮腔內(nèi)可轉(zhuǎn)動。具體而言，活塞3包括主體部31和至少三個凸起部32，主體部31與壓縮腔同軸設置，換言之，主體部31的中心軸線與壓縮腔的中心軸線重合。
[0039]每個凸起部32從主體部31的外周壁向外延伸至壓縮腔的內(nèi)壁，氣缸I和活塞3之間通過至少三個凸起部32分隔成至少三個腔室。其中，每個凸起部32的外周與壓縮腔的內(nèi)壁接觸，也就是說，在氣缸I的橫截面上、每個凸起部32與壓縮腔的內(nèi)壁分別具有一個接觸點，以將壓縮腔分隔成至少三個獨立的腔室。
[0040]如圖1所示，在活塞3轉(zhuǎn)動的過程中，每個凸起部32與壓縮腔的內(nèi)壁始終保持接觸，從而氣缸I和活塞3之間的空間被分隔成至少三個獨立的腔室，且多個滑片2的內(nèi)端(即頭部)均與活塞3的外周壁相止抵。這里，需要說明的是，方向“內(nèi)”指的是朝向壓縮腔中心的方向，其相反的方向被定義為“外”，即遠離壓縮腔中心的方向。
[0041]當每個滑片2的至少部分伸入壓縮腔內(nèi)時，即滑片2未完全收納在滑片槽11內(nèi)時，滑片2將對應的腔室分隔成吸入腔室131和壓縮腔室132，此時吸入腔室131與吸入孔12連通，壓縮腔室132與排出孔13連通，這樣外部的壓縮工質(zhì)可以通過吸入孔12進入到吸入腔室131內(nèi)，且隨著活塞3的旋轉(zhuǎn)，壓縮腔室132內(nèi)的壓縮工質(zhì)被壓縮，當壓力到達一定值時，排出孔13打開，壓縮后的壓縮工質(zhì)排出至壓縮腔外。
[0042]當將氣缸組件100運用在回轉(zhuǎn)式壓縮機內(nèi)時，活塞3可以由曲軸(圖未示出)帶動轉(zhuǎn)動，此時由于活塞3和曲軸不存在偏心，從而不需要像傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)式壓縮機那樣，在電機的轉(zhuǎn)子上設置平衡塊，這樣使得回轉(zhuǎn)式壓縮機的整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的靜平衡效果較好。并且，在回轉(zhuǎn)式壓縮機工作時，即使電機存在部分撓度變形現(xiàn)象，也不會因為上述平衡塊的使用而導致進一步惡化變形的情況發(fā)生。
[0043]其中，曲軸可以與活塞3固定連接，或者曲軸也可以與活塞3可拆卸地連接，例如，曲軸與活塞3鍵連接，此時活塞3的角速度與曲軸的轉(zhuǎn)速大致相同。
[0044]為了保證吸入腔室131和壓縮腔室132之間的分隔效果，滑片2必須始終較好地與活塞3的外周貼合，即跟隨性要好，可以將每個凸起部32的外周面321形成為光滑的曲面，每相鄰的兩個凸起部32之間通過連接段33相連，連接段33為光滑的曲面段，且凸起部32與連接段33之間光滑過渡。由此，由于滑片2在回轉(zhuǎn)式壓縮機工作時存在加速度變化和速度方向切換現(xiàn)象，通過將活塞3的外周面設置為光滑的表面，各個凸起部32之間可以很好的過渡，解決了滑片2跟隨性差的問題，保證了回轉(zhuǎn)式壓縮機的可靠性和性能。其中，連接段33為向內(nèi)凹入的曲面段，此時連接段33始終不與氣缸1接觸。
[0045]根據(jù)本發(fā)明實施例的氣缸組件100，通過將活塞3的主體部31與壓縮腔同軸設置，且在活塞3的主體部31的外周壁設置延伸至壓縮腔的內(nèi)壁的至少三個凸起部32，活塞3在壓縮腔內(nèi)不是偏心轉(zhuǎn)動，當將氣缸組件100應用在回轉(zhuǎn)式壓縮機上時，無需在回轉(zhuǎn)式壓縮機的電機的轉(zhuǎn)子上設置平衡塊，就可實現(xiàn)靜平衡。且當回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵工作時，能有效保證回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵的可靠性。另外，通過將活塞3的外周面設置為光滑的表面，滑片2的跟隨性好。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，每個凸起部32的外周面321形成為向外凸出的弧面，連接段33為與其相鄰的兩個凸起部32分別相切的弧面段。如圖1和圖2所示，活塞3的外周面的各個弧面之間為光滑相切過渡。當回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵工作時，由于滑片2的內(nèi)端抵觸于活塞3的外周面上，活塞3隨電機同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，由于活塞3的外周面為光滑相切的弧面，滑片2可以很好地與活塞3的外周面始終保持接觸，從而進一步保證了吸入腔室131與對應的壓縮腔室132之間的分隔效果。
[0047]參照圖2，主體部31形成為圓形形狀，連接段33與主體部31相切。由此，加工方便，且滑片2具有更好的跟隨性。這里，需要說明的是，圖2中示出的主體部31的輪廓線僅僅是為了方便理解而示出，而不能理解為對本申請中的活塞3的加工方式以及加工尺寸等的限制。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，為了保證每個腔室的容積效率，氣缸組件100還包括:吸入閥片，吸入閥片設在吸入孔12處以單向地將壓縮工質(zhì)從氣缸1外部通入到壓縮腔內(nèi)。也就是說，外部的壓縮工質(zhì)例如氣體或液體等只能通過吸入孔12進入到壓縮腔內(nèi)，而不能從壓縮腔內(nèi)通過吸入孔12排出。
[0049]當活塞3轉(zhuǎn)過吸入壓縮工質(zhì)時，吸入閥片則打開；當完成吸入狀態(tài)時，吸入閥片則關閉。由此，可以減小壓縮工質(zhì)的回流量，從而極大地提高了單個腔室的容積效率。
[0050]吸入孔12的個數(shù)和排出孔13的個數(shù)相等。例如，每個滑片槽11的兩側(cè)分別設有一個吸入孔12和一個排出孔13，此時吸入孔12和排出孔13——配合工作。氣缸1上設置的吸入孔12和排出孔13的數(shù)量可以為偶數(shù)，也可以為奇數(shù)。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，活塞3包括主體部31和四個凸起部32，滑片槽11為四個，且四個滑片槽11沿氣缸1的周向間隔開分布。優(yōu)選地，四個凸起部32沿主體部31的周向均勻分布，同樣地，四個滑片槽11沿氣缸I的周向均勻分布，此時氣缸I和活塞3均為對稱結(jié)構，也就是說，活塞3外周的最大橫向尺寸為L，如圖2所示，各接觸點相對最遠點之間的距離相等。
[0052]參照圖1并結(jié)合圖2，氣缸I上設置有四個吸入孔12，相對應地也設置了四個排出孔13，活塞3的外周面由多個光滑相切的弧面構成，其中活塞3與壓縮腔的內(nèi)壁具有四個接觸點，四個接觸點分別與壓縮腔的內(nèi)壁抵觸，用于分隔相鄰的吸入腔室131和壓縮腔室132。同時氣缸I上有四個用于容納滑片2的滑片槽11，滑片2的內(nèi)端抵觸于活塞3的外周面上。從圖1中可看出，整個氣缸組件100構成了四個吸入腔室131和四個壓縮腔室132，當回轉(zhuǎn)式壓縮機運行時，四個吸入腔室131同時吸入壓縮工質(zhì)，四個壓縮腔室132也同時對壓縮工質(zhì)進行壓縮，當壓力達到要求數(shù)值時，壓縮工質(zhì)從排出孔13排出?？梢岳斫?，凸起部32的個數(shù)可以根據(jù)實際要求具體設計，本發(fā)明對此不作特殊限定。
[0053]回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵由于采用了對稱活塞3結(jié)構，并且存在多個壓縮腔室132 —同工作，各腔室均會產(chǎn)生壓縮阻力矩，但壓縮阻力矩在同一轉(zhuǎn)角下大小相等，總阻力矩等于各壓縮腔數(shù)值之和。由于阻力矩對活塞3的總體合力理論上為零，并在一個平面內(nèi)，例如，圖3中的低壓側(cè)阻力Fps之和、高壓側(cè)阻力Fpd之和分別為零，這樣曲軸和回轉(zhuǎn)式壓縮機的軸承(包括主軸承和副軸承)的支撐力將會大大降低，從而實現(xiàn)高可靠性、低功耗。
[0054]根據(jù)本發(fā)明第二方面實施例的回轉(zhuǎn)式壓縮機(圖未示出)，包括根據(jù)本發(fā)明上述第一方面實施例的氣缸組件100。其中，氣缸組件100的壓縮工質(zhì)可以為氣體。
[0055]根據(jù)本發(fā)明第三方面實施例的泵(圖未示出)，包括根據(jù)本發(fā)明上述第一方面實施例的氣缸組件100。其中，氣缸組件100的壓縮工質(zhì)可以為液體。
[0056]根據(jù)本發(fā)明實施例的回轉(zhuǎn)式壓縮機或泵的其他構成以及操作對于本領域技術人員而言都是已知的，這里不再詳細描述。
[0057]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0058]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種氣缸組件，其特征在于，包括: 氣缸，所述氣缸具有壓縮腔，所述氣缸上形成有與所述壓縮腔連通的至少三個滑片槽，每個所述滑片槽的兩側(cè)分別具有吸入孔和排出孔； 多個滑片，每個所述滑片可移動地設在對應的所述滑片槽內(nèi)；以及 活塞，所述活塞設在所述壓縮腔內(nèi)，所述活塞包括主體部和至少三個凸起部，所述主體部與所述壓縮腔同軸設置，每個所述凸起部從所述主體部的外周壁向外延伸至所述壓縮腔的內(nèi)壁，所述氣缸和所述活塞之間通過所述至少三個凸起部分隔成至少三個腔室，當每個所述滑片的至少部分伸入所述壓縮腔內(nèi)時所述滑片將對應的所述腔室分隔成吸入腔室和壓縮腔室，每個所述凸起部的外周面形成為光滑的曲面，每相鄰的兩個所述凸起部之間通過連接段相連，所述連接段為光滑的曲面段，且所述凸起部與所述連接段之間光滑過渡。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣缸組件，其特征在于，每個所述凸起部的外周面形成為向外凸出的弧面，所述連接段為與其相鄰的兩個所述凸起部分別相切的弧面段。
3.根據(jù)權利要求2所述的氣缸組件，其特征在于，所述主體部形成為圓形形狀，所述連接段與所述主體部相切。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的氣缸組件，其特征在于，進一步包括: 吸入閥片，所述吸入閥片設在所述吸入孔處以單向地將壓縮工質(zhì)從所述氣缸外部通入到所述壓縮腔內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求1所述的氣缸組件，其特征在于，所述吸入孔的個數(shù)和所述排出孔的個數(shù)相等。
6.根據(jù)權利要求1所述的氣缸組件，其特征在于，所述活塞包括主體部和四個凸起部，所述滑片槽為四個且所述四個滑片槽沿所述氣缸的周向間隔開分布。
7.根據(jù)權利要求1所述的氣缸組件，其特征在于，所述氣缸為對稱結(jié)構。
8.根據(jù)權利要求1所述的氣缸組件，其特征在于，所述活塞為對稱結(jié)構。
9.根據(jù)權利要求1所述的氣缸組件，其特征在于，所述氣缸組件的壓縮工質(zhì)為氣體或液體。
10.一種回轉(zhuǎn)式壓縮機，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的氣缸組件。
11.一種泵，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的氣缸組件。
【文檔編號】F04C2/356GK104265632SQ201410447122
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】吳延平 申請人:廣東美芝制冷設備有限公司