本發(fā)明涉及換熱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種壓縮機、換熱設(shè)備和壓縮機的運行方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機包括壓縮機和膨脹機等。以壓縮機為例。
現(xiàn)有技術(shù)中的活塞式壓縮機的子轉(zhuǎn)軸與氣缸在運動過程中,二者的質(zhì)心的位置是變化的。電機驅(qū)動曲軸輸出動力,由曲軸驅(qū)動活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動來壓縮氣體或液體做功,以達到壓縮氣體或液體的目的。
傳統(tǒng)的活塞式壓縮機存在諸多缺陷:由于吸氣閥片和排氣閥片的存在,導(dǎo)致吸、排氣阻力加大,同時增加了吸排氣噪音;壓縮機的氣缸所受側(cè)向力較大,側(cè)向力做無用功,降低壓縮機效率;曲軸帶動活塞往復(fù)運動,偏心質(zhì)量較大,導(dǎo)致壓縮機振動大;壓縮機通過曲柄連桿機構(gòu)帶動一個或多個活塞工作,結(jié)構(gòu)復(fù)雜;曲軸及活塞受到的側(cè)向力較大,活塞容易磨損,導(dǎo)致活塞密封性降低。且現(xiàn)有的壓縮機由于存在余隙容積,泄漏大等原因,容積效率低,且很難有進一步提高。
不僅如此,活塞式壓縮機中的偏心部的質(zhì)心做圓周運動產(chǎn)生一個大小不變、方向改變的離心力,該離心力導(dǎo)致壓縮機振動加劇。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種壓縮機、換熱設(shè)備和壓縮機的運行方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機存在運動不穩(wěn)、振動大、存在余隙容積的問題。
為了實現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種壓縮機,包括:上法蘭;下法蘭;至少兩個氣缸,至少兩個氣缸夾設(shè)在上法蘭與下法蘭之間,任意相鄰兩個氣缸均彼此獨立工作;轉(zhuǎn)軸組件,轉(zhuǎn)軸組件依次穿過上法蘭、氣缸和下法蘭,轉(zhuǎn)軸組件包括與至少兩個氣缸中的每個氣缸一一對應(yīng)設(shè)置的子轉(zhuǎn)軸,子轉(zhuǎn)軸的軸心與該子轉(zhuǎn)軸對應(yīng)的氣缸的軸心偏心設(shè)置且偏心距離固定;活塞組件,活塞組件具有與每個氣缸一一對應(yīng)的變?nèi)莘e腔,活塞組件可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在氣缸內(nèi),且至少一個子轉(zhuǎn)軸與活塞組件驅(qū)動連接以改變變?nèi)莘e腔的容積。
進一步地,活塞組件包括:活塞套,活塞套可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在氣缸內(nèi);至少兩個活塞,活塞滑動設(shè)置在活塞套內(nèi)以形成變?nèi)莘e腔,且變?nèi)莘e腔位于活塞的滑動方向上。
進一步地,氣缸、子轉(zhuǎn)軸、活塞各為兩個,一個子轉(zhuǎn)軸為主動軸,穿過上法蘭伸入靠近上法蘭一側(cè)的氣缸內(nèi),并與該氣缸內(nèi)的活塞運動連接;另一個子轉(zhuǎn)軸為被動軸,穿過下法蘭伸入靠近下法蘭一側(cè)的氣缸內(nèi),并與該氣缸內(nèi)的活塞運動連接。
進一步地,主動軸由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn),被動軸由主動軸間接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
進一步地,活塞具有沿子轉(zhuǎn)軸的軸向貫通設(shè)置的滑移孔,子轉(zhuǎn)軸穿過滑移孔,與主動軸配合的活塞在主動軸的驅(qū)動下隨主動軸旋轉(zhuǎn)并同時沿垂直于主動軸的軸線方向在活塞套內(nèi)往復(fù)滑動;與被動軸配合的活塞,在活塞套的驅(qū)動下隨活塞套旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動被動軸旋轉(zhuǎn),同時與被動軸配合的活塞沿垂直于被動軸的軸線方向在活塞套內(nèi)往復(fù)滑動。
進一步地,滑移孔為長孔或腰形孔。
進一步地,活塞具有沿活塞的中垂面對稱設(shè)置的一對弧形表面,弧形表面與氣缸的內(nèi)表面適應(yīng)性配合,且弧形表面的弧面曲率半徑的二倍等于氣缸的內(nèi)徑。
進一步地,活塞呈柱形。
進一步地,活塞套中具有沿活塞套的徑向貫通設(shè)置的導(dǎo)向孔,導(dǎo)向孔為至少兩個,每個導(dǎo)向孔內(nèi)對應(yīng)設(shè)置有一個活塞,活塞滑動設(shè)置在導(dǎo)向孔內(nèi)以往復(fù)直線運動。
進一步地,每個導(dǎo)向孔的軸線均平行。
進一步地,在活塞套中相鄰兩個導(dǎo)向孔之間形成隔板,隔板上開設(shè)有用于連通相鄰兩個導(dǎo)向孔的過油孔。
進一步地,過油孔的軸線與子轉(zhuǎn)軸的軸線相平行。
進一步地,導(dǎo)向孔在下法蘭處的正投影具有一對相平行的直線段,一對相平行的直線段為活塞套的一對相平行的內(nèi)壁面投影形成,活塞具有與導(dǎo)向孔的一對相平行的內(nèi)壁面形狀相適配且滑移配合的外型面。
進一步地,活塞套的朝向下法蘭一側(cè)的第一止推面與下法蘭的表面接觸。
進一步地,子轉(zhuǎn)軸具有與活塞組件滑動配合的滑移段,滑移段位于子轉(zhuǎn)軸的靠近氣缸的一端,且滑移段具有滑移配合面。
進一步地,滑移配合面對稱設(shè)置在滑移段的兩側(cè)。
進一步地,滑移配合面與子轉(zhuǎn)軸的軸向平面相平行,滑移配合面與活塞的滑移孔的內(nèi)壁面在垂直于子轉(zhuǎn)軸的軸線方向上滑動配合。
進一步地,子轉(zhuǎn)軸具有潤滑油道,潤滑油道包括設(shè)置在子轉(zhuǎn)軸內(nèi)部的內(nèi)部油道和設(shè)置在滑移配合面處的外部油道以及連通內(nèi)部油道和外部油道的通油孔。
進一步地,相鄰兩個氣缸彼此同軸心設(shè)置。
進一步地,上法蘭的軸心與靠近上法蘭一側(cè)設(shè)置的氣缸的軸心偏心設(shè)置。
進一步地,下法蘭的軸心與靠近下法蘭一側(cè)設(shè)置的氣缸的軸心偏心設(shè)置。
進一步地,壓縮機還包括支撐板,支撐板設(shè)置在下法蘭的遠離氣缸一側(cè)的端面上,且支撐板與下法蘭同軸心設(shè)置以支撐轉(zhuǎn)軸組件,支撐板具有用于支撐轉(zhuǎn)軸組件的第二止推面。
進一步地,每個氣缸的氣缸壁具有壓縮進氣口和第一壓縮排氣口,當活塞組件處于進氣位置時,壓縮進氣口與變?nèi)莘e腔導(dǎo)通;當活塞組件處于排氣位置時,變?nèi)莘e腔與第一壓縮排氣口導(dǎo)通。
進一步地,氣缸壁的內(nèi)壁面具有壓縮進氣緩沖槽,壓縮進氣緩沖槽與壓縮進氣口連通。
進一步地,壓縮進氣緩沖槽在氣缸的徑向平面內(nèi)呈弧形段,且壓縮進氣緩沖槽由壓縮進氣口處向第一壓縮排氣口所在一側(cè)延伸。
進一步地,每個氣缸的氣缸壁具有第二壓縮排氣口,第二壓縮排氣口位于壓縮進氣口與第一壓縮排氣口之間,且在活塞組件轉(zhuǎn)動的過程中,在活塞組件內(nèi)的部分氣體先經(jīng)過第二壓縮排氣口的泄壓后再由第一壓縮排氣口全部排出。
進一步地,壓縮機還包括排氣閥組件,排氣閥組件設(shè)置在第二壓縮排氣口處。
進一步地,氣缸壁的外壁上開設(shè)有容納槽,第二壓縮排氣口貫通容納槽的槽底,排氣閥組件設(shè)置在容納槽內(nèi)。
進一步地,排氣閥組件包括:排氣閥片,排氣閥片設(shè)置在容納槽內(nèi)并遮擋第二壓縮排氣口;閥片擋板,閥片擋板疊置在排氣閥片上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種換熱設(shè)備,包括壓縮機,壓縮機是上述壓縮機。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種壓縮機的運行方法,包括:子轉(zhuǎn)軸繞子轉(zhuǎn)軸的軸心O1轉(zhuǎn)動;氣缸繞氣缸的軸心O2轉(zhuǎn)動,且子轉(zhuǎn)軸的軸心與氣缸的軸心偏心設(shè)置且偏心距離固定;活塞組件的活塞在子轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動下隨子轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并同時沿垂直于子轉(zhuǎn)軸的軸線方向在活塞組件的活塞套內(nèi)往復(fù)滑動。
進一步地,運行方法采用十字滑塊機構(gòu)原理,其中,活塞作為滑塊,子轉(zhuǎn)軸的滑移配合面作為第一連桿l1、活塞套的導(dǎo)向孔作為第二連桿l2。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案,任意相鄰兩個氣缸之間均彼此獨立工作,通過將轉(zhuǎn)軸組件中的子轉(zhuǎn)軸的軸心與該子轉(zhuǎn)軸對應(yīng)的氣缸的軸心偏心設(shè)置且將偏心距離固定,從而使子轉(zhuǎn)軸和氣缸在運動過程中繞各自軸心旋轉(zhuǎn),且質(zhì)心位置不變,因而使得活塞組件在氣缸內(nèi)運動時,能夠穩(wěn)定且連續(xù)地轉(zhuǎn)動,有效緩解了壓縮機的振動,并保證變?nèi)莘e腔的容積變化具有規(guī)律、減小了余隙容積,從而提高了壓縮機的運行穩(wěn)定性,進而提高了換熱設(shè)備的工作可靠性。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1示出了本發(fā)明中的壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2示出了本發(fā)明中的泵體組件的爆炸圖;
圖3示出了本發(fā)明中的子轉(zhuǎn)軸、上法蘭、氣缸和下法蘭的安裝關(guān)系示意圖;
圖4a示出了圖3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4b示出了圖4a的另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5示出了本發(fā)明中的排氣閥組件與氣缸的安裝關(guān)系示意圖;
圖6示出了本發(fā)明中的靠近上法蘭一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7示出了圖6中的子轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8示出了本發(fā)明中的靠近下法蘭一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9示出了圖8中的子轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10示出了本發(fā)明中的活塞的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11示出了圖10中的活塞的另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12示出了本發(fā)明中的活塞套的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13示出了本發(fā)明中的活塞套的剖視圖;
圖14示出了本發(fā)明中的上法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖15示出了本發(fā)明中的下法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖16示出了在圖15的下法蘭處的靠近下法蘭一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸的軸心與活塞套軸心的偏心關(guān)系示意圖;
圖17示出了本發(fā)明中的活塞處于準備開始吸氣時的工作狀態(tài)示意圖;
圖18示出了本發(fā)明中的活塞處于吸氣過程中的工作狀態(tài)示意圖;
圖19示出了本發(fā)明中的活塞處于吸氣完成時的工作狀態(tài)示意圖;
圖20示出了本發(fā)明中的活塞處于氣體壓縮并從第二壓縮排氣口排氣時的工作狀態(tài)示意圖;
圖21示出了本發(fā)明中的活塞處于排氣過程中的工作狀態(tài)示意圖;
圖22示出了本發(fā)明中的活塞處于將要排氣完成時的工作狀態(tài)示意圖;
圖23示出了本發(fā)明中的活塞處于排氣完成時的工作狀態(tài)示意圖;
圖24示出了本發(fā)明中的壓縮機的工作原理圖。
其中,上述附圖包括以下附圖標記:
10、子轉(zhuǎn)軸;11、滑移段;111、滑移配合面;13、潤滑油道;14、通油孔;15、靠近下法蘭一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸的軸心;20、氣缸;21、壓縮進氣口;22、第一壓縮排氣口;23、壓縮進氣緩沖槽;24、第二壓縮排氣口;25、容納槽;30、活塞組件;31、變?nèi)莘e腔;311、導(dǎo)向孔;32、活塞;321、滑移孔;33、活塞套;332、第一止推面;333、活塞套軸心;34、隔板;35、過油孔;40、排氣閥組件;41、排氣閥片;42、閥片擋板;43、第一緊固件;50、上法蘭;60、下法蘭;61、支撐板;611、第二止推面;70、第二緊固件;80、第三緊固件;82、第四緊固件;90、分液器部件;91、殼體組件;92、電機組件;93、泵體組件;94、上蓋組件;95、下蓋及安裝板。
具體實施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
應(yīng)該指出,以下詳細說明都是例示性的,旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明,本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。
在本發(fā)明中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“左、右”通常是針對附圖所示的左、右;“內(nèi)、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外,但上述方位詞并不用于限制本發(fā)明。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機存在運動不穩(wěn)、振動大、存在余隙容積的問題,本發(fā)明提供了一種壓縮機和換熱設(shè)備,其中,換熱設(shè)備包括下述的壓縮機。另外,還提供了一種壓縮機的運行方法。
如圖2至圖23所示,壓縮機包括上法蘭50、下法蘭60、至少兩個氣缸20、轉(zhuǎn)軸組件和活塞組件30,至少兩個氣缸20夾設(shè)在上法蘭50與下法蘭60之間,任意相鄰兩個氣缸20均彼此獨立工作,轉(zhuǎn)軸組件依次穿過上法蘭50、氣缸20和下法蘭60,轉(zhuǎn)軸組件包括與至少兩個氣缸20中的每個氣缸20一一對應(yīng)設(shè)置的子轉(zhuǎn)軸10,子轉(zhuǎn)軸10的軸心與該子轉(zhuǎn)軸10對應(yīng)的氣缸20的軸心偏心設(shè)置且偏心距離固定,活塞組件30具有與每個氣缸20一一對應(yīng)的變?nèi)莘e腔31,活塞組件30可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在氣缸20內(nèi),且至少一個子轉(zhuǎn)軸10與活塞組件30驅(qū)動連接以改變變?nèi)莘e腔31的容積。其中,上法蘭50通過第二緊固件70與靠近上法蘭50一側(cè)的氣缸20固定,下法蘭60通過第三緊固件80與靠近下法蘭60一側(cè)的氣缸20固定。
優(yōu)選地,第二緊固件70和/或第三緊固件80為螺釘或螺栓。
優(yōu)選地,上法蘭50上設(shè)置有供第二緊固件70穿設(shè)的第一泵體螺釘孔。下法蘭60上設(shè)置有四個供第三緊固件80穿設(shè)的第二泵體螺釘孔。
需要說明的是,上法蘭50上的第一泵體螺釘孔的中心與上法蘭50的質(zhì)心存在一定偏心距e。此偏心距決定了靠近上法蘭50一側(cè)的氣缸20的排量,當氣缸20旋轉(zhuǎn)一周,氣體排量為V=2*2e*S,其中S為活塞主體結(jié)構(gòu)橫截面積。
任意相鄰兩個氣缸20之間均彼此獨立工作,通過將轉(zhuǎn)軸組件中的子轉(zhuǎn)軸10的軸心與該子轉(zhuǎn)軸10對應(yīng)的氣缸20的軸心偏心設(shè)置且將偏心距離固定,從而使子轉(zhuǎn)軸10和氣缸20在運動過程中繞各自軸心旋轉(zhuǎn),且質(zhì)心位置不變,因而使得活塞組件30在氣缸內(nèi)運動時,能夠穩(wěn)定且連續(xù)地轉(zhuǎn)動,有效緩解了壓縮機的振動,并保證變?nèi)莘e腔31的容積變化具有規(guī)律、減小了余隙容積,從而提高了壓縮機的運行穩(wěn)定性,進而提高了換熱設(shè)備的工作可靠性。
需要說明的是,相鄰兩個氣缸20彼此同軸心設(shè)置。優(yōu)選地,上法蘭50的軸心與靠近上法蘭50一側(cè)設(shè)置的氣缸20的軸心偏心設(shè)置。優(yōu)選地,下法蘭60的軸心與靠近下法蘭60一側(cè)設(shè)置的氣缸20的軸心偏心設(shè)置。以上述方式安裝的氣缸20,能夠保證氣缸20與子轉(zhuǎn)軸10或上法蘭50的偏心距固定,從而使活塞組件30具有運動穩(wěn)定性好的特點。
本發(fā)明中的子轉(zhuǎn)軸10與活塞組件30滑動連接,且變?nèi)莘e腔31的容積隨子轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)動而變化。由于本發(fā)明中的子轉(zhuǎn)軸10與活塞組件30滑動連接,因而保證了活塞組件30的運動可靠性,有效避免活塞組件30運動卡死的問題,從而使變?nèi)莘e腔31的容積變化具有規(guī)律的特點。
如圖2、圖10至圖13、圖17至圖23所示,活塞組件30包括活塞套33和至少兩個活塞32,活塞套33可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在氣缸20內(nèi),活塞32滑動設(shè)置在活塞套33內(nèi)以形成變?nèi)莘e腔31,且變?nèi)莘e腔31位于活塞32的滑動方向上。可選地,活塞32的個數(shù)與氣缸20的個數(shù)一致。
在該具體實施例中,活塞組件30與子轉(zhuǎn)軸10滑動配合,且隨著子轉(zhuǎn)軸10的轉(zhuǎn)動,活塞組件30相對于子轉(zhuǎn)軸10具有直線運動趨勢,從而使轉(zhuǎn)動變?yōu)榫植康闹本€運動。由于活塞32與活塞套33滑動連接,因而在子轉(zhuǎn)軸10的驅(qū)動下,有效避免活塞32運動卡死,從而保證了活塞32、子轉(zhuǎn)軸10和活塞套33的運動可靠性,進而提高了壓縮機的運行穩(wěn)定性。
在圖1至圖23、圖24所示的優(yōu)選實施方式中,氣缸20、子轉(zhuǎn)軸10、活塞32各為兩個,一個子轉(zhuǎn)軸10作為主動軸穿過上法蘭50伸入靠近上法蘭50一側(cè)的氣缸20內(nèi),并與該氣缸20內(nèi)的活塞32運動連接;另一個子轉(zhuǎn)軸10作為被動軸穿過下法蘭60伸入靠近下法蘭60一側(cè)的氣缸20內(nèi),并與該氣缸20內(nèi)的活塞32運動連接。由于活塞組件30、氣缸20和子轉(zhuǎn)軸10之間形成十字滑塊機構(gòu),因而使活塞組件30與氣缸20的運動穩(wěn)定且連續(xù),并保證變?nèi)莘e腔31的容積變化具有規(guī)律,從而保證了壓縮機的運行穩(wěn)定性,進而提高了換熱設(shè)備的工作可靠性。
主動軸由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn),被動軸由主動軸間接驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明中的活塞32具有沿子轉(zhuǎn)軸10的軸向貫通設(shè)置的滑移孔321,子轉(zhuǎn)軸10穿過滑移孔321,與主動軸配合的活塞32在主動軸的驅(qū)動下隨主動軸旋轉(zhuǎn)并同時沿垂直于主動軸的軸線方向在活塞套33內(nèi)往復(fù)滑動;與被動軸配合的活塞32,在活塞套33的驅(qū)動下隨活塞套33旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動被動軸旋轉(zhuǎn),同時與被動軸配合的活塞32沿垂直于被動軸的軸線方向在活塞套33內(nèi)往復(fù)滑動。由于使活塞32相對于子轉(zhuǎn)軸10做直線運動而非旋轉(zhuǎn)往復(fù)運動,因而有效降低了偏心質(zhì)量,降低了子轉(zhuǎn)軸10和活塞32受到的側(cè)向力,從而降低了活塞32的磨損、提高了活塞32的密封性能。
對于上述的被動軸,也就是設(shè)置在靠近下法蘭60一側(cè)的氣缸20內(nèi)的子轉(zhuǎn)軸10而言,活塞套33轉(zhuǎn)動并帶動活塞32轉(zhuǎn)動,而靠近下法蘭60一側(cè)設(shè)置的活塞32會在活塞套33內(nèi)滑動以改變相應(yīng)的變?nèi)莘e腔31的容積,同時靠近下法蘭60一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸10在該活塞32的驅(qū)動作用下轉(zhuǎn)動,從而使活塞套33和該子轉(zhuǎn)軸10分別承受彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形,降低了單個零件的整體變形,降低了對子轉(zhuǎn)軸10的結(jié)構(gòu)強度要求。
優(yōu)選地,滑移孔321為長孔或腰形孔。
本發(fā)明中的活塞32呈柱形。優(yōu)選地,活塞32呈圓柱形或非圓柱形。
如圖10和圖11所示,活塞32具有沿活塞32的中垂面對稱設(shè)置的一對弧形表面,弧形表面與氣缸20的內(nèi)表面適應(yīng)性配合,且弧形表面的弧面曲率半徑的二倍等于氣缸20的內(nèi)徑。這樣,可以使得排氣過程中可實現(xiàn)零余隙容積。需要說明的是,當活塞32放置在活塞套33內(nèi)時,活塞32的中垂面為活塞套33的軸向平面。
本發(fā)明中的活塞套33的主體結(jié)構(gòu)為有一定粗糙度要求的空心圓柱體。
在圖12和圖13所示的優(yōu)選實施方式中,活塞套33中具有沿活塞套33的徑向貫通設(shè)置的導(dǎo)向孔311,導(dǎo)向孔311為至少兩個,每個導(dǎo)向孔311內(nèi)對應(yīng)設(shè)置有一個活塞32,活塞32滑動設(shè)置在導(dǎo)向孔311內(nèi)以往復(fù)直線運動。由于活塞32滑動設(shè)置在導(dǎo)向孔311內(nèi),因而當活塞32在導(dǎo)向孔311內(nèi)左右運動時,可以使變?nèi)莘e腔31的容積不斷變化,從而保證壓縮機的吸氣、排氣穩(wěn)定性。
為了防止活塞32在活塞套33內(nèi)旋轉(zhuǎn),導(dǎo)向孔311在下法蘭60處的正投影具有一對相平行的直線段,一對相平行的直線段為活塞套33的一對相平行的內(nèi)壁面投影形成,活塞32具有與導(dǎo)向孔311的一對相平行的內(nèi)壁面形狀相適配且滑移配合的外型面。如上述結(jié)構(gòu)配合的活塞32和活塞套33,能夠使使活塞32在活塞套33內(nèi)平穩(wěn)滑動且保持密封效果。
優(yōu)選地,導(dǎo)向孔311在下法蘭60處的正投影具有一對弧形線段,該一對弧形線段與一對相平行的直線段相連接以形成不規(guī)則的截面形狀。
如圖2所示,活塞套33的外周面與氣缸20的內(nèi)壁面形狀相適配。從而使得活塞套33與氣缸20之間、導(dǎo)向孔311與活塞32之間為大面密封,且整機密封均為大面密封,有利于減小泄漏。
如圖5所示,活塞套33的朝向下法蘭60一側(cè)的第一止推面332與下法蘭60的表面接觸。從而使活塞套33與下法蘭60可靠定位。
如圖12和圖13所示,在活塞套33中相鄰兩個導(dǎo)向孔311之間形成隔板34,隔板34上開設(shè)有用于連通相鄰兩個導(dǎo)向孔311的過油孔35。該過油孔35用于保證隔板34兩側(cè)的子轉(zhuǎn)軸10能夠順利得到潤滑油的潤滑。
優(yōu)選地,過油孔35的軸線與子轉(zhuǎn)軸10的軸線相平行。
優(yōu)選地,至少兩個導(dǎo)向孔311中的每個導(dǎo)向孔311的軸線均平行。
如圖6至圖9所示,子轉(zhuǎn)軸10具有與活塞組件30滑動配合的滑移段11,滑移段11位于子轉(zhuǎn)軸10的靠近氣缸20的一端,且滑移段11具有滑移配合面111。由于子轉(zhuǎn)軸10通過滑移配合面111與活塞32的滑移孔321滑動配合,因而保證了二者的運動可靠性,有效避免二者卡死。
特別是靠近下法蘭60一側(cè)設(shè)置的子轉(zhuǎn)軸10,該子轉(zhuǎn)軸10上的滑移配合面111與對應(yīng)的活塞32的滑移孔321的孔壁面配合,以使活塞32驅(qū)動該子轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地,滑移段11具有兩個對稱設(shè)置的滑移配合面111。由于滑移配合面111對稱設(shè)置,因而使得兩個滑移配合面111的受力更加均勻,保證了子轉(zhuǎn)軸10與活塞32的運動可靠性。
如圖6至圖9所示,子轉(zhuǎn)軸10具有與活塞組件30滑動配合的滑移段11,滑移段11位于子轉(zhuǎn)軸10的靠近氣缸20的一端,且滑移段11具有兩個對稱設(shè)置的滑移配合面111。
優(yōu)選地,滑移配合面111與子轉(zhuǎn)軸10的軸向平面相平行,滑移配合面111與活塞32的滑移孔321的內(nèi)壁面在垂直于子轉(zhuǎn)軸10的軸線方向上滑動配合。
本發(fā)明中的子轉(zhuǎn)軸10具有潤滑油道13,潤滑油道13的至少一部分為子轉(zhuǎn)軸10的內(nèi)部油道。由于潤滑油道13的至少一部分內(nèi)部油道,因而有效避免潤滑油大量外泄,提高了潤滑油的流動可靠性。
如圖6至圖9所示,在滑移配合面111處的潤滑油道13為外部油道。由于滑移配合面111處的潤滑油道13為外部油道,因而使得潤滑油可以直接供給給滑移配合面111和活塞32,有效避免二者摩擦力過大而磨損,從而提高了二者的運動平滑性。
本發(fā)明中的子轉(zhuǎn)軸10具有通油孔14,內(nèi)部油道通過通油孔14與外部油道連通。由于設(shè)置有通油孔14,因而使得內(nèi)外油道可以順利連通,且通過通油孔14處也可以向潤滑油道13處注油,從而保證了潤滑油道13的注油便捷性。
本發(fā)明中的壓縮機還包括支撐板61,支撐板61設(shè)置在下法蘭60的遠離氣缸20一側(cè)的端面上,且支撐板61與下法蘭60同軸心設(shè)置以支撐轉(zhuǎn)軸組件,子轉(zhuǎn)軸10穿過下法蘭60上的通孔支撐在支撐板61上,支撐板61具有用于支撐子轉(zhuǎn)軸10的第二止推面611。由于設(shè)置有支撐板61用于支撐子轉(zhuǎn)軸10,因而提高了各部件間的連接可靠性。
由于支撐板61設(shè)置在下法蘭60一側(cè),因而支撐板61主要用于支撐靠近下法蘭60一側(cè)設(shè)置的子轉(zhuǎn)軸10,以保證其的安裝可靠性。
如圖4a和圖4b所示,支撐板61通過第四緊固件82與下法蘭60連接。
優(yōu)選地,第四緊固件82為螺栓或螺釘。
優(yōu)選地,下法蘭60上設(shè)置有三個供第四緊固件82穿設(shè)的支撐板螺釘孔。下法蘭60上的四個泵體螺釘孔的中心所構(gòu)成的圓與下法蘭60的質(zhì)心存在偏心,其偏心量大小為e,此量決定靠近下法蘭60一側(cè)的氣缸20的裝配的偏心量,在活塞套33旋轉(zhuǎn)一周,氣體排量V=2*2e*S,其中S為活塞主體結(jié)構(gòu)橫截面積;支撐板螺釘孔的中心與下法蘭60的軸心重合,與第四緊固件82配合固定支撐板61。
如圖2所示,支撐板61為圓柱體結(jié)構(gòu),均勻分布三個螺釘孔。支撐板61的端面具有一定的粗糙度要求,與靠近下法蘭60一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸10的底面配合。
如圖1所示,該壓縮機包括分液器部件90、殼體組件91、電機組件92、泵體組件93、上蓋組件94和下蓋及安裝板95,其中,分液器部件90設(shè)置在殼體組件91的外部,上蓋組件94裝配在殼體組件91的上端,下蓋及安裝板95裝配在殼體組件91的下端,電機組件92和泵體組件93均位于殼體組件91的內(nèi)部,且電機組件92設(shè)置在泵體組件93的上方。壓縮機的泵體組件93包括上述的上法蘭50、下法蘭60、氣缸20、轉(zhuǎn)軸組件和活塞組件30。
優(yōu)選地,上述各部件通過焊接、熱套、或冷壓的方式連接。
整個泵體組件93的裝配過程如下:活塞32安裝在導(dǎo)向孔311中,同時氣缸20與活塞套33同軸安裝,下法蘭60固定于氣缸20上,子轉(zhuǎn)軸10的滑移配合面111與活塞32的滑移孔321的一對相平行的表面配合安裝,上法蘭50固定主動軸,同時上法蘭50通過螺釘固定于氣缸20上。從而完成泵體組件93的裝配,如圖4所示。
優(yōu)選地,本發(fā)明中的壓縮機不設(shè)置吸氣閥片,從而能夠有效減少吸氣阻力,提高壓縮機的壓縮效率。
需要說明的是,在該具體實施方式中,在一個活塞32完成一周的運動時,會吸氣、排氣兩次,從而使壓縮機具有壓縮效率高的特點。與同排量的單缸滾子壓縮機相比,由于將原來的一次壓縮分為兩次壓縮,因而本發(fā)明中的壓縮機的力矩波動相對較小,運行時,具有排氣阻力小,有效消除了排氣噪音。
具體而言,如圖17至圖23所示,本發(fā)明中的每個氣缸20的氣缸壁具有壓縮進氣口21和第一壓縮排氣口22,當活塞組件30處于進氣位置時,壓縮進氣口21與變?nèi)莘e腔31導(dǎo)通;當活塞組件30處于排氣位置時,變?nèi)莘e腔31與第一壓縮排氣口22導(dǎo)通。
優(yōu)選地,氣缸壁的內(nèi)壁面具有壓縮進氣緩沖槽23,壓縮進氣緩沖槽23與壓縮進氣口21連通(請參考圖17至圖23)。由于設(shè)置有壓縮進氣緩沖槽23,因而在該處會蓄存有大量的氣體,以使變?nèi)莘e腔31能夠飽滿吸氣,從而使壓縮機能夠足量吸氣,并在吸氣不足時,能夠及時供給蓄存氣體給變?nèi)莘e腔31,以保證壓縮機的壓縮效率。
具體而言,壓縮進氣緩沖槽23在氣缸20的徑向平面內(nèi)呈弧形段,且壓縮進氣緩沖槽23由壓縮進氣口21處向第一壓縮排氣口22所在一側(cè)延伸,且壓縮進氣緩沖槽23的延伸方向與活塞組件30的轉(zhuǎn)動方向同向。
本發(fā)明中的每個氣缸20的氣缸壁具有第二壓縮排氣口24,第二壓縮排氣口24位于壓縮進氣口21與第一壓縮排氣口22之間,且在活塞組件30轉(zhuǎn)動的過程中,在活塞組件30內(nèi)的部分氣體先經(jīng)過第二壓縮排氣口24的泄壓后再由第一壓縮排氣口22全部排出。由于僅設(shè)置有兩條排氣通路,一條是經(jīng)第一壓縮排氣口22排氣,另一條是經(jīng)第二壓縮排氣口24排氣,因而減少了氣體泄漏,提高了氣缸20的密封面積。
優(yōu)選地,壓縮機還包括排氣閥組件40,排氣閥組件40設(shè)置在第二壓縮排氣口24處。由于在第二壓縮排氣口24處設(shè)置有排氣閥組件40,因而有效避免變?nèi)莘e腔31內(nèi)氣體大量泄漏,保證了變?nèi)莘e腔31的壓縮效率。
在圖5所示的優(yōu)選實施方式中,氣缸壁的外壁上開設(shè)有容納槽25,第二壓縮排氣口24貫通容納槽25的槽底,排氣閥組件40設(shè)置在容納槽25內(nèi)。由于設(shè)置有用于容納排氣閥組件40的容納槽25,因而減少了排氣閥組件40的占用空間,使部件合理設(shè)置,從而提高了氣缸20的空間利用率。
具體而言,排氣閥組件40包括排氣閥片41和閥片擋板42,排氣閥片41設(shè)置在容納槽25內(nèi)并遮擋第二壓縮排氣口24,閥片擋板42疊置在排氣閥片41上。由于設(shè)置有閥片擋板42,因而有效避免排氣閥片41過度開啟,保證了氣缸20的排氣性能。
優(yōu)選地,排氣閥片41和閥片擋板42通過第一緊固件43連接。進一步地,第一緊固件43是螺釘。
需要說明的是,本發(fā)明中的排氣閥組件40能夠?qū)⒆內(nèi)莘e腔31與泵體組件93的外部空間隔開,為背壓排氣:即當變?nèi)莘e腔31與第二壓縮排氣口24連通時后,變?nèi)莘e腔31的壓力大于外部空間壓力(排氣壓力)時,排氣閥片41打開,開始排氣;若連通后變?nèi)莘e腔31的壓力仍低于排氣壓力,則此時排氣閥片41不工作。此時,壓縮機繼續(xù)運轉(zhuǎn)、壓縮,直至變?nèi)莘e腔31與第一壓縮排氣口22連通,將變?nèi)莘e腔31內(nèi)的氣體壓入外部空間,完成排氣過程。第一壓縮排氣口22的排氣方式為強制排氣方式。
下面對壓縮機的運行進行具體介紹,以逆時針轉(zhuǎn)動為例:
如圖24所示,本發(fā)明中的壓縮機采用十字滑塊機構(gòu)原理設(shè)置。其中,子轉(zhuǎn)軸10的軸心O1與氣缸20的軸心O2偏心設(shè)置,而二者的偏心距固定為e,且二者分別繞各自的軸心旋轉(zhuǎn)?;钊?2相當于十字滑塊機構(gòu)中的滑塊,活塞套33的軸心到活塞32的軸心的距離以及子轉(zhuǎn)軸10的軸心到活塞32的軸心的距離分別相當于兩根連桿l1、l2,這樣就構(gòu)成十字滑塊原理的主體結(jié)構(gòu)。
如圖24所示,當上述結(jié)構(gòu)的壓縮機運行時,子轉(zhuǎn)軸10繞子轉(zhuǎn)軸10的軸心O1轉(zhuǎn)動;氣缸20繞氣缸20的軸心O2轉(zhuǎn)動,且子轉(zhuǎn)軸10的軸心與氣缸20的軸心偏心設(shè)置且偏心距離固定;活塞組件的活塞32在子轉(zhuǎn)軸10的驅(qū)動下隨子轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)并同時沿垂直于子轉(zhuǎn)軸10的軸線方向在活塞組件的活塞套33內(nèi)往復(fù)滑動。
如上述方法運行的壓縮機,構(gòu)成了十字滑塊機構(gòu),該運行方法采用十字滑塊機構(gòu)原理,其中,活塞32作為滑塊,子轉(zhuǎn)軸10的滑移配合面111作為第一連桿l1、活塞套33的導(dǎo)向孔311作為第二連桿l2(請參考圖24)。
具體而言,子轉(zhuǎn)軸10的軸心O1相當于第一連桿l1的旋轉(zhuǎn)中心,氣缸20的軸心O2相當于第二連桿l2的旋轉(zhuǎn)中心;子轉(zhuǎn)軸10的滑移配合面111相當于第一連桿l1,活塞套33的導(dǎo)向孔311相當于第二連桿l2;活塞32相當于滑塊。導(dǎo)向孔311與滑移配合面111相互垂直;活塞32相對與導(dǎo)向孔311只能往復(fù)運動,活塞32相對于滑移配合面111只能往復(fù)運動?;钊?2簡化為質(zhì)心后可以發(fā)現(xiàn),其運行軌跡為圓周運動,該圓是以氣缸20的軸心O2與子轉(zhuǎn)軸10的軸心O1的連線為直徑的圓。
當?shù)诙B桿l2作圓周運動時,滑塊可以沿第二連桿l2往復(fù)運動;同時,滑塊可以沿第一連桿l1往復(fù)運動。第一連桿l1和第二連桿l2始終保持垂直,使得滑塊沿第一連桿l1往復(fù)運動方向與滑塊沿第二連桿l2往復(fù)運動方向相互垂直。第一連桿l1和第二連桿l2及活塞32的相對運動關(guān)系,形成十字滑塊機構(gòu)原理。
在該運動方法下,滑塊作圓周運動,其角速度與第一連桿l1和第二連桿l2的轉(zhuǎn)動速度相等?;瑝K運行軌跡為圓。該圓以第一連桿l1的旋轉(zhuǎn)中心與第二連桿l2的旋轉(zhuǎn)中心的中心距為直徑。如圖3所示的具體實施方式中,兩個氣缸20相差180度交錯布置。兩個活塞32在往復(fù)運動過程中形成四個變?nèi)莘e腔31。且這兩個氣缸20對應(yīng)的兩個分液器部件90交錯180度布置。當然,也可以考慮將兩個分液器部件90設(shè)置在同一側(cè),這樣,兩個氣缸20也應(yīng)無錯位設(shè)置,完全重合疊置。
如圖16和圖24所示,其中,靠近下法蘭一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸的軸心15與活塞套軸心333之間相差偏心距離e,活塞質(zhì)心軌跡線呈圓形。
具體而言,電機組件92帶動靠近上法蘭50一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動,子轉(zhuǎn)軸10的滑移配合面111驅(qū)動靠近上法蘭50一側(cè)的活塞32運動,活塞32帶動活塞套33轉(zhuǎn)動,進而帶動靠近下法蘭60一側(cè)的活塞32轉(zhuǎn)動,并促使靠近下法蘭60一側(cè)的子轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動。在整個運動部件中,活塞套33僅作圓周運動,而活塞32一方面相對于子轉(zhuǎn)軸10往復(fù)運動,同時又相對于活塞套33的導(dǎo)向孔311往復(fù)運動,而兩個往復(fù)運動相互垂直且同時進行,從而使兩個方向的往復(fù)運動構(gòu)成十字滑塊機構(gòu)運動方式。這種類十字滑塊機構(gòu)的復(fù)合運動使活塞32相對于活塞套33作往復(fù)運動,該往復(fù)運動使活塞套33、氣缸20與活塞32形成的腔體周期性的變大、縮小。而活塞32相對于氣缸20作圓周運動,該圓周運動使活塞套33、氣缸20與活塞32形成的變?nèi)莘e腔31周期性地與壓縮進氣口21、排氣口連通。在以上兩個相對運動的共同作用下,使壓縮機可以完成吸氣、壓縮、排氣的過程。在往復(fù)運動的過程中,活塞32的質(zhì)心軌跡線為圓形,圓直徑等于偏心量e,圓心在子轉(zhuǎn)軸10的中心與活塞套33的中心連線的中點上。
如圖17至圖23、圖24所示,以一個變?nèi)莘e腔31為例,當變?nèi)莘e腔31與壓縮進氣口21連通時,開始吸氣(請參考圖17和圖18);活塞套33繼續(xù)帶動活塞32、子轉(zhuǎn)軸10順時針旋轉(zhuǎn),當變?nèi)莘e腔31脫離壓縮進氣口21后,整個吸氣結(jié)束,此時變?nèi)莘e腔31完全密封,開始壓縮(請參考圖18);繼續(xù)旋轉(zhuǎn),氣體不斷壓縮,當變?nèi)莘e腔31與第二壓縮排氣口24連通時,開始排氣(請參考圖19);繼續(xù)旋轉(zhuǎn),不斷壓縮的同時不斷排氣,直到變?nèi)莘e腔31完全脫離第一壓縮排氣口22,完成整個吸氣、壓縮、排氣過程(請參考圖21至圖23);隨后變?nèi)莘e腔31旋轉(zhuǎn)一定角度后再次連接壓縮進氣口21。壓縮機的總排量為V=2*2*(2e*S)。
此外,本發(fā)明中的壓縮機還具有零余隙容積,高容積效率的優(yōu)點,同時還能有效擴大壓縮機的排量,并減小壓縮機的力矩波動。
需要注意的是,這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式,而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式,此外,還應(yīng)當理解的是,當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時,其指明存在特征、步驟、工作、器件、組件和/或它們的組合。
需要說明的是,本申請的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換,以便這里描述的本申請的實施方式能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?/p>
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。