專利名稱:用于制冷壓縮機活塞上的活塞環(huán)的改進的制作方法
本發(fā)明涉及制冷壓縮機，特別是改進活塞式的制冷壓縮機的活塞環(huán)。
在傳統(tǒng)的活塞式制冷壓縮機中，氣缸中往復(fù)運動的活塞一般是鑄鐵制造的。使用鑄鐵是因為鐵堅固并且耐磨損，鐵的這些特性對于自動空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的壓縮機是特別重要的?？傊?，鐵制氣缸或選擇由鑄鐵制造的氣缸襯套嵌入由鋁合金制造的殼體中。
當(dāng)由鑄鐵制造的氣缸或氣缸襯套用在壓縮機中時，氣缸或氣缸襯套重量的減少不能超過一定量。氣缸或氣缸襯套必須大于一定的厚度，以便得到足夠的強度，從而使氣缸襯套嵌入殼體時避免了任何變形。該氣缸或氣缸襯套也必須具有足夠的厚度，以防止該氣缸襯套受熱變形。然而在氣缸襯套做得足夠厚時，可以達到上述優(yōu)點，但包括氣缸襯套在內(nèi)的殼體重量就比理想的要重。由于上述型式的氣缸襯套涉及兩個加工步驟，也就是首先加工鑄鐵氣缸襯套，隨后把氣缸襯套和殼體裝配在一起，其加工費用昂貴。
為了解決上述問題，氣缸襯套使用與制造殼體相同的鋁合金制造。但是，把在氣缸襯套上使用的鋁合金用到壓縮機中的活塞環(huán)上是困難的?；钊h(huán)一般是固定在活塞的外表面上，改善壓縮機氣缸室和曲柄室之間的密封?；钊h(huán)一般不能使用在由鋁合金制造的氣缸襯套中，因為活塞環(huán)一般與鑄鋁氣缸襯套的硬度相比，具有很高的硬度。堅硬的活塞環(huán)將損壞較軟的鋁氣缸襯套。
參照圖6，它表示搖擺板式壓縮機的一部分?；钊?6′與連桿15′相連，活塞環(huán)17′和氣缸襯套19′在圖中已示出。在搖擺板式壓縮機中，因為連接活塞16′的連桿15′在它的循環(huán)期內(nèi)不能保持與氣缸襯套19′的中心線相平行，如圖6中所描述的活塞略微傾斜的位置，所以活塞16′不能完全地往復(fù)運動。在活塞16′的外表面18′上產(chǎn)生側(cè)壓力F，使活塞16′的底端壓向氣缸襯套19′。因此，活塞16′的側(cè)表面與氣缸接觸，并且在活塞往復(fù)運動過程中使該襯套受到損壞。
為了解決上述問題，在日本實用新型申請?zhí)?8-197942以及與它對應(yīng)的美國申請系列號684，332中早已提出過一個改進的活塞的結(jié)構(gòu)，該申請轉(zhuǎn)讓給了本申請同一受讓人。在58-197942申請書中在活塞外表面的上部和底部形成兩個槽，用塑料制成并且具有錐形的活塞環(huán)放入這些槽中。雖然活塞的偏斜由上述的結(jié)構(gòu)解決，但是活塞環(huán)的兩邊緣仍然可能在氣缸襯套的表面上滑動，從而引起活塞環(huán)和氣缸襯套之間的磨損。
本發(fā)明的主要目的是給一臺制冷壓縮機提供一個帶有活塞環(huán)的活塞，特別是由于該環(huán)設(shè)計成曲面的形狀，因此避免了磨損。
本發(fā)明的另一個目的是給制冷壓縮機的活塞提供活塞環(huán)，用其改善密封性能。特別是變速壓縮機工作在低、中速之間的范圍內(nèi)時，本發(fā)明的一個目的就是借助于特殊設(shè)計的曲面形狀的活塞環(huán)來改進活塞環(huán)的密封效果，從而增加壓縮機的工作能力。
本發(fā)明的另外目的是改善制冷壓縮機的性能，特別是變速壓縮機在高速和高壓工作情況下，通過提供改進了曲面形狀的活塞環(huán)來使其承受如此高速和高壓狀態(tài)?？紤]到電機驅(qū)動制冷壓縮機以高速和高壓進行工作的情況，本發(fā)明的目的之一就是減少電機功率的損耗。
此外，本發(fā)明的目的是給活塞式壓縮機的活塞提供多個活塞環(huán)，它們與傳統(tǒng)的活塞環(huán)相比是非常薄的，因此減少了成本。
本發(fā)明的目的是提供具有曲面形狀的活塞環(huán)，用塑料加工活塞環(huán)是很容易的，而且由于具有伸縮性，因此容易裝配。
一臺制冷壓縮機包括活塞外表面上有兩個環(huán)形槽的活塞，其中一個槽位于上部的附近，另外一個槽則位于底部的附近，用塑料制成的錐形活塞環(huán)裝在這些槽中?；钊h(huán)的外部直徑大于活塞直徑，由于活塞環(huán)具有曲面形狀，因此在活塞環(huán)的一個軸向端的曲面外直徑小于另外一個軸向端的直徑。
參照附圖，從本發(fā)明最佳實施例的詳細說明中，將進一步了解本發(fā)明的目的、特點及其它方面的特征。
圖1(a)是本發(fā)明的活塞和氣缸的橫截面剖視圖。
圖1(b)是圖1(a)中A處的放大視圖。
圖2是本發(fā)明的具有曲面的錐形活塞環(huán)的放大的橫截面剖視圖。
圖3是本發(fā)明的具有曲面活塞環(huán)的另外一個實施例的放大的橫截面剖視圖。
圖4是說明本發(fā)明活塞環(huán)工作情況的放大的橫截面剖視圖。
圖5是本發(fā)明一臺活塞式制冷壓縮機的橫截面剖視圖。
圖6是傳統(tǒng)的活塞和氣缸的橫截面剖視圖。
參照圖5，所示搖擺板式壓縮機包括鋁合金制造的氣缸殼體1、通過閥門板3連到殼體1的氣缸蓋6、以及連到殼體1另一端的前蓋8。多個氣缸2繞壓縮機軸線以相等的角度沿直徑方向排列。閥門板3與殼體1內(nèi)的多個氣缸2的開口端相鄰。在氣缸蓋6內(nèi)形成吸入腔4和排出腔5。驅(qū)動軸7支承在前蓋8的中心位置上，而前蓋8則放在殼體1前端的相對于多個氣缸2的開口端上，楔形轉(zhuǎn)子9裝在驅(qū)動軸7的內(nèi)端上，并由推力軸承21沿著蓋板8的軸線方向上支承著它。搖擺板11通過推力軸承10裝在楔形轉(zhuǎn)子9的斜面上。傘形齒輪12裝在搖擺板11的中心位置上。通過一個鋼球13，傘形齒輪12與裝在殼體1中的中心孔1a上的傘形齒輪14嚙合，連桿15一端與搖擺板11的外側(cè)面相連接，而連桿15的另一端與安置在氣缸2中的活塞16連接。雖然在圖5中沒有把所有情況全部反映出來，但是所有的活塞16和連桿15都與搖擺板11連接，并且處在氣缸2中。
參照圖1(a)和圖1(b)，在活塞16的外圓周上形成槽16(a)和槽16(b)。其中一個槽在活塞上部的附近，而另一個槽則在活塞底部的附近。具有曲面的錐形活塞環(huán)17a放在槽16a中，其環(huán)的軸向端面的較大直徑近似于活塞16的軸向端面的直徑。錐形活塞環(huán)17b放在槽16b中，其環(huán)的軸向端面較大直徑近似于活塞16的軸向端面直徑，其端面與錐形活塞環(huán)17a的端面相對。換句話說，活塞環(huán)17a和17b的軸向端面的較大直徑各自朝向活塞16的兩端。也就是活塞環(huán)17a和17b的外部直徑在正常溫度下大于活塞16的直徑。
圖2表示活塞環(huán)17a和17b的形狀?；钊h(huán)17a和17b有一個錐形外曲面，外曲面是拱形的，而且在軸向一個端面上的直徑大于另外一端的直徑，使活塞環(huán)在橫向突出來。在這個最佳實施例中，活塞環(huán)是用資料如聚四氟乙烯樹脂做的。
圖3表示錐形活塞環(huán)17a和17b中的任何一個裝配時的形狀。在將其裝上活塞之前，錐形活塞環(huán)17a和17b的內(nèi)部直徑小于活塞16上槽16a和16b的內(nèi)表面的直徑。在把錐形活塞環(huán)17a和17b裝入槽16a和16b內(nèi)時，迫使錐形活塞環(huán)17a和17b的內(nèi)徑擴大，以符合槽16a和16b的內(nèi)表面直徑。例如，錐形活塞環(huán)17a和17b首先在圖3中箭頭A相反的方向上形成圓錐形面，直到內(nèi)徑擴大為止，并且該環(huán)呈現(xiàn)出形狀類似于圖2中所示的環(huán)形形狀。然后，將圖3中要擴大的環(huán)放在一個過渡圓柱形夾持器上，從該夾持器上把環(huán)嵌入箭頭A指向的活塞上。因此，錐形活塞環(huán)17a和17b被放入槽16a和16b中形成具有向外突出的錐形曲面，它非常像圖2中所示的活塞環(huán)。
當(dāng)圖2和圖3所述實施例的錐形曲面活塞環(huán)17a和17b放入槽16a和16b時，這些錐形活塞環(huán)的外曲面與圖4中所示的氣缸2的內(nèi)表面相接觸。因此，錐形活塞環(huán)17a和17b的兩個邊緣部分不與氣缸2的內(nèi)表面接觸。相反，具有極小接觸點的光滑表面與氣缸2的壁相接觸，可以防止錐形活塞環(huán)17a和17b與氣缸2的內(nèi)表面之間的磨損。
當(dāng)活塞16在氣缸2內(nèi)作往復(fù)運動時，處在槽16a的曲面活塞環(huán)17a的形狀和配置狀態(tài)可防止冷卻液從氣缸2里面漏到曲柄室20之內(nèi)。如圖1(b)所示，活塞環(huán)17(a)被安置成朝外敞開或靠近活塞16的軸向末端。沿活塞16槽16a的最外邊有斜面21，因此，在壓縮沖程過程中，氣缸2中的氣體壓力作用到活塞環(huán)17a的背面，迫使活塞環(huán)17a的外曲面與氣缸2的內(nèi)壁19相接觸。這樣在活塞工作過程中大大地增加了活塞16和氣缸2之間的密封，特別是在低中速的范圍內(nèi)?；钊h(huán)17b阻止活塞16的傾斜，從而有助于避免氣缸2的內(nèi)表面19和活塞16的外表面18之間的相互接觸。
參照圖4，該圖更詳細地表示了活塞環(huán)17a的工作情況，下面敘述有關(guān)中高速范圍的情況。具有斜面21的活塞16和活塞環(huán)17a如圖所示。壓縮液體通常按箭頭(a)的方向流動，并且由于活塞環(huán)17a的曲面形狀，使液體在活塞環(huán)17a的頂端上按箭頭(b)和(C)所示的方向分成兩股液體。當(dāng)活塞16的滑動速度從中速變化到高速時，按箭頭(b)方向的流動壓縮液體體積增加，從而漏氣量逐漸增加。因此，在中速和高速之間的范圍內(nèi)，壓縮機的壓縮能力增加而且不可能產(chǎn)生過高的壓力，這樣就避免了功率的損失。
本發(fā)明已經(jīng)詳細地描述了有關(guān)最佳實施例，但這些僅僅是舉例，本發(fā)明不限于上面談到的內(nèi)容。很明顯，對于從事這行的熟練技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以很容易地進行其它的變動和改進。
權(quán)利要求
1.在一種制冷壓縮機中，其特征包括一個具有多個氣缸的壓縮機殼體及與上述氣缸相鄰的一個曲柄室，往復(fù)運動的活塞滑動地裝在上述每個氣缸中，一個驅(qū)動機構(gòu)與上述活塞相連，以便使上述活塞作往復(fù)運動，具有閥門孔的閥門板蓋在上述氣缸的一端，而氣缸蓋蓋在上述閥門板上，制冷壓縮機還包括一個吸入腔和與上述閥門孔對齊的一個排出腔，在每個上述活塞的外圓周表面相對的兩端上有兩個改進的環(huán)形槽，錐形活塞環(huán)放入上述的每個環(huán)形槽中，在正常溫度下，活塞環(huán)的外徑大于上述活塞的外徑，上述錐形活塞環(huán)具有曲面，因此在上述活塞環(huán)一端上的上述曲面外徑小于在另外一端上的曲面外徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1中所述的制冷壓縮機，其特征是，所述壓縮機中放有上述錐形活塞環(huán)，以便使上述每個活塞環(huán)的底部面朝外或靠近上述活塞的軸向端。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1中所述的制冷壓縮機，其特征是在將上述錐形活塞環(huán)放入上述槽中之前，每個上述的錐形活塞環(huán)的內(nèi)徑小于上述槽的底面直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1中所述的制冷壓縮機，其特征是，朝向上述閥門板的上述活塞外部上的環(huán)形槽具有一個面朝著上述氣缸的斜邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1中所述的制冷壓縮機，其特征是，上述的活塞環(huán)是用樹脂做的。
專利摘要
一臺制冷壓縮機包括在活塞外表面上具有兩個環(huán)形槽的活塞，其中一個槽位于活塞上部附近，而另一個槽位于底部附近。塑料制的錐形活塞環(huán)放在槽中?；钊h(huán)的外徑大于活塞外徑，使活塞環(huán)形成曲面，以致于在活塞環(huán)一個軸向端的曲面外徑小于另外一個軸向端的曲面外徑。通過在活塞和氣缸之間裝上改進的密封件，這種錐形曲面密封的獨特安置減少了電機驅(qū)動制冷壓縮機的功率損失。
文檔編號F04B25/00GK86101797SQ86101797
公開日1986年9月17日 申請日期1986年2月20日
發(fā)明者島山秀春, 高橋秀直 申請人:三電有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan