CN103925218A - 一种双缸压缩机的缸体及具有其的双缸压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双缸压缩机的缸体及具有其的双缸压缩机，包括设置所述缸体上的气缸部，所述气缸部包括通过连接部相互连通的第一气缸和第二气缸；所述第一气缸与所述第二气缸在缸体上横向排布；所述连接部的两侧分别开设有第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口。本发明提供的双缸压缩机缸体，将两个气缸一体的设置在同一个缸体上，各气缸通过设置有滑块槽的连接部连通，各气缸的吸排气口均设置在连接部上，有效的降低了双缸压缩机泵体的高度，使得泵体的结构大大简化。基于本结构的缸体，在产业上降低装配精度要求，生产效率高。基于本结构的压缩机运行稳定。

Description

一种双缸压缩机的缸体及具有其的双缸压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，更具体地说，涉及一种双缸压缩机的缸体和双缸压缩机。

背景技术

压缩机是一种用来压缩空气，提高气体压力或输送气体的机械设备，广泛应用于制冷行业。

双缸压缩机因压缩量大在制冷行业得到广泛的应用，但是传统的双缸压缩机泵体结构分为上下两层，包括上下气缸和与之对应的上下偏心部、上下滚子，及其分隔吸排气腔的上下滑片，如图1所述的传统双缸压缩机，由于泵体结构的限制，在装配时需要保持上法兰1′、上偏心部2′、上气缸3′、中隔板5′、下偏心部6′、下气缸7′以及下法兰8′的同心度，泵体结构复杂装配工艺难度大，并且装配后的压缩机由于泵体结构上下压缩机层叠，使得泵体高度较高，不利于压缩机的小型化和结构的简单化，对曲轴4′的挠度要求高。同时由于泵体高度较高，在压缩机低速运行时不能有效的对上压缩部进行润滑，上压缩部容易磨损，影响压缩机的运行寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的在于为了克服传统双缸压缩机结构复杂，体积大，装配精度要求高和装配工艺复杂技术问题，提供一种结构简单体积小的双缸压缩机的缸体和双缸压缩机。

为了解决双缸压缩机的泵体高，装配难度大本发明提供了一种双缸压缩机的缸体，包括设置所述缸体上的气缸部，所述气缸部包括通过连接部相互连通的第一气缸和第二气缸；所述第一气缸与所述第二气缸在缸体上横向排布；所述连接部的两侧分别开设有第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口。

进一步的，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部为第一气缸上端与第二气缸上端之间的缸体，第二连接部为所述第一气缸下端和所述第二气缸下端的缸体，第一气缸吸气口、第二气缸吸气口设置在第二连接部上，第一气缸排气口、第二气缸排气口设置在第一连接部上。

进一步的，为了简化缸体结构，所述第一气缸吸气口与所述第二气缸吸气口连通。

为了解决双缸压缩机体积大，装配难度，装配效率低，泵体结构复杂，运行不稳定的问题，本发明的另外一个方面提供了一种双缸压缩机，包括用于容纳泵体和电机的壳体，所述泵体包括：依次叠层固定的上法兰、缸体和下法兰；设置在所述缸体上的气缸部包括通过连接部相互连通的第一气缸和第二气缸；所述第一气缸与所述第二气缸在缸体上横向排布；所述连接部的两侧分别开设有第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口；所述第一气缸内滚子通过曲轴与所述电机连接；所述第二气缸内滚子通过设置在所述连接部内的滑板与所述第一气缸内滚子连接。

进一步地，所述连接部上设置有用于容纳滑块的滑块槽，所述滑块夹持在所述滑板两侧。

进一步地，所述滑板与所述第一气缸内滚子和第二气缸内滚子一体制成。

进一步地，所述滑板的端面上设置有与设置在所述曲轴上的供油孔连通的润滑油通道。

进一步地，所述第一气缸吸气口与所述第二气缸吸气口连通。

进一步地，所述第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口均设置在所述连接部靠近滑板的边缘。

进一步地，所述第二气缸内滚子为空心柱体。

进一步地，以曲轴圆心为坐标中心建立坐标系，所述曲轴在电机驱动下，带动所述第一气缸内滚子在曲轴偏心部的作用下在第一气缸内旋转，通过与所述第一气缸内滚子固定的所述滑板驱动所述第二气缸内的滚子在第二气缸内旋转；

所述第一气缸内滚子圆心运动轨迹为：

x＝ecosθ

y＝esinθ

所述第一气缸内滚子外圆轨迹为：

x＝(e+r)cosθ

y＝(e+r)sinθ

所述第二气缸内滚子圆心运动轨迹为：

$x^{\′}=e\cos \mathrm{\θ}-L(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left(e\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

$y^{\′}=e\sin \mathrm{\θ}-\mathrm{Le}\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left(e\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

所述第二气缸内滚子外圆运动轨迹为：

$x^{\′}=(e+r)\cos \mathrm{\θ}-L(\frac{L}{2}+(e+r)\cos \mathrm{\θ})/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e+r)\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left((e+r)\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

$y^{\′}=(e+r)\sin \mathrm{\θ}-L(e+r)\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+(e+r)\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left((e+r)\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

上述公式中：θ为所述第一气缸内滚子转过的圆心角，e为所述偏心部的偏心量，r为第一气缸内滚子外圆半径，L为第一气缸内滚子圆心和第二气缸内滚子圆心之间的距离。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的双缸压缩机缸体，将两个气缸一体的设置在同一个缸体上，各气缸通过设置有滑块槽的连接部连通，各气缸的吸排气口均设置在连接部上，有效的降低了双缸压缩机泵体的高度，使得泵体的结构大大简化。基于本结构的缸体，在产业上降低装配精度要求，装配难度小，生产效率高。

本发明提供的双缸压缩机，通过双缸一体并排设置在缸体的技术方案，有效的降低了泵体的高度，为压缩机的小型化提供了较大的空间。同时由于本发明的气缸高度较之传统压缩机降低至少60％以上，在压缩机低转速时，润滑油均能有效供给每个工作气缸。本发明中的双气缸并排布置，在运行时第一气缸内滚子与第二气缸内滚子相位相差180°，使得双缸在水平方向的受力始终处于平衡状态，由此减少了压缩机运行中的振动。提高了压缩机运行稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统双缸压缩机的泵体结构示意图；

图2a为本发明双缸压缩机的缸体主视图；

图2b为本发明双缸压缩机的缸体立体图；

图3为本发明双缸压缩机的结构主视图；

图4为本发明双缸压缩机泵体结构爆炸图；

图5为本发明双缸压缩机的滚子结构立体图；

图6a为本发明双缸压缩机的上法兰结构主视图；

图6b为本发明双缸压缩机的上法兰结构立体图；

图7为本发明双缸压缩机在圆心角θ＝0°时的运动轨迹示意图；

图8为本发明双缸压缩机在圆心角θ＞90°时的运动轨迹示意图；以及

图9为采用曲柄传动时从动气缸的受力分析示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2a，2b示出了本发明双缸设置在一个缸体的上的缸体结构，为了使双缸压缩机的泵体结构更为简单，解决泵体零件繁多，结构复杂，装配困难的技术问题，本发明的双缸压缩机的缸体包括设置在所述缸体1上的气缸部，所述气缸部包括通过连接部50相互连通的第一气缸2和第二气缸3；与传统双转子压缩机泵体第一、第二气缸叠层布置不同，本发明所述第一气缸2与所述第二气缸3在缸体1上横向排布；所述连接部50的两侧分别开设有第一气缸吸气口24、第二气缸吸气口32和第一气缸排气口25、第二气缸排气口33。将第一气缸和第二气缸的吸排气口均设置在连接部50上，由于连接部为较凸出的结构，上述两个气缸的吸排气口设置在这样的结构之后，一方面便于缸体的加工，另一方面，能够有效的减少排气余隙，能够保证压缩机处于高效的压缩状态。

为了能够更清楚的说明第一气缸吸气口24、第二气缸吸气口32和第一气缸排气口25、第二气缸排气口33在缸体1连接部50上的设置位置，所述连接部50包括第一连接部501和第二连接部502，所述第一连接部501为第一气缸2上端与第二气缸3上端之间的缸体，第二连接部502为所述第一气缸2下端和所述第二气缸3下端的缸体，第一气缸吸气口24、第二气缸吸气口32设置在第二连接部上502，第一气缸排气口25、第二气缸排气口33设置在第一连接部501上。上述气缸中的方位词上、下只是为了说明了第一连接部501和第二连接部502的在缸体1上的设置，缸体1整体视角的改变，导致上述方位词限定有可能发生的改变并不能对本结构造成不当的限定。

对于上述压缩机的缸体1结构，所述第一气缸吸气口24与所述第二气缸吸气口32连通。进气口11与第一气缸吸气口24、第二气缸吸气口32形成Y型通道，从进气口11进入的气体，经由第一气缸吸气口24与第二气缸吸气口32形成的Y形流道进入压缩腔。上述连通的吸气口进一步的简化缸体结构，由于不需要在每个气缸开设独立的进气流道，不但有利于缸体的加工，更能保证缸体的强度。

图3示出了本发明的双缸压缩机泵体结构的主视图，图4示出了本发明的双缸压缩机泵体结构爆炸图，为了解决双缸压缩机体积大，装配难度，装配效率低，泵体结构复杂，运行不稳定的问题，本发明的另外一个方面提供了一种双缸压缩机，包括用于容纳泵体和电机的壳体(由于电机和壳体与现有压缩机相同，在此壳体和电机在图中未示出)，所述泵体包括：依次叠层固定的上法兰8、缸体1和下法兰9；设置在所述缸体1上的气缸部包括通过连接部50相互连通的第一气缸2和第二气缸3；所述第一气缸2与所述第二气缸3在缸体1上横向排布；所述连接部50的两侧分别开设有第一气缸吸气口24、第二气缸吸气口32和第一气缸排气口25、第二气缸排气口33；所述第一气缸2内滚子21通过曲轴23与所述电机连接；所述第二气缸内滚子31通过设置在所述连接部50内的滑板5与所述第一气缸内滚子21连接。

上述压缩机泵体结构，显然具有所述双缸压缩机缸体所具有的优势，与由上述缸体1所带来的有益技术效果在此不再赘述，本发明中的双转子压缩机，将滑板5与所述第一气缸2和所述第二气缸3固定连接，第一气缸内滚子21通过曲轴驱动，其作为主动气缸通过滑板5传递动力带动第二气缸内滚子31运动，第二气缸3作为从动气缸，不需要设置额外曲柄或者曲轴等动力传递物，为了说明本发明通过滑板传递动力的有益技术效果，图9示出了需要额外通过曲柄连杆实现本发明动力传递方案的受力分析图，通过受力分析可知，通过曲轴连杆带动从动气缸运动，有效受力与运动方向存在一定的夹角，由此造成动力损失较大，进而影响压缩机效率。反观本发明采用滑板5带动从动气缸即第二气缸3的结构图，由于第一气缸2与第二气缸3在运动中相位相差180°，受力方向与运动方向相同，通过滑板5传递的动力全部作用在第二气缸3上，动力损失小，压缩机效率自然高。

本发明通过滑板5将第一气缸2和第二气缸3连接，省去了传统压缩机中的滑片，由本发明的中的滑板5同时充当第一气缸2和第二气缸3的滑片。不仅更进一步的简化了压缩机的泵体结构，有效利用缸体1的空间，而且滑板5既起到传递动力带动从动气缸即第二气缸3运动的效果，又能代替第一气缸2和第二气缸3的滑片分隔第一二气缸工作腔的作用。

对于本发明的压缩机，为了使滑板5的运动更为顺畅，阻力更小，所述连接部50上设置有用于容纳滑块41的滑块槽51，所述滑块41夹持在所述滑板5两侧。在滑块41的作用下，滑板5传动第二气缸3阻力较小，也可以防止第一气缸2和第二气缸3之间串气，减少泄露损耗。

基于本发明的第一气缸2和第二气缸3通过滑板5传递动力的需要，作为本发明的优选实施例，所述滑板5与所述第一气缸内滚子21和第二气缸内滚子31一体制成。也可选择滑板5与第一气缸2和第二气缸3之间通过铰接、枢接、球轴承连接等能实现传递力矩的方式实现。本实施例将连接所述滑板5与所述第一气缸内滚子21和第二气缸内滚子31一体制成作为本发明的优选连接方式并不构成对本方案连接方式的不当限定。

润滑对压缩机的性能影响至关重要，结合本发明的特殊结构，为了使第一气缸2、第二气缸3及其各个部件之间的有效的润滑，本发明通过在所述滑板5的端面上设置有与设置在所述曲轴23上的供油孔连通的润滑油通道51。将从曲轴23泵油通道(由于曲轴泵油结构与现有技术相同，在此不再赘述，参照现有技术即可)中泵上来的润滑油引至第二气缸3对其进行润滑。同样的，润滑油在滑板5与滑块41之间进行润滑的同时可以形成油膜，进一步的防止第一气缸2和第二气缸3之间的串气。

本发明中的所述第一气缸吸气口24与所述第二气缸吸气口32连通。设置方式与本文对缸体的描述中所述的方式相同，具体相同之处参见上文对第一气缸吸气口24和第二气缸吸气口32的阐述。

吸排气口的设置位置直接影响压缩机的余隙容积，余隙容积决定压缩机的有效压缩量进而影响效率，本发明的所述第一气缸吸气口24、第二气缸吸气口32和第一气缸排气口25、第二气缸排气口33均设置在所述连接部50靠近滑板5的边缘。第一气缸吸气口24和第一气缸排气口25设置在滑板5两侧连接部50的边缘处，有效减小了第一气缸2的余隙容积；第二气缸吸气口32和第二气缸排气口33在连接部50上的设置位置相同，同样的也具有上述有益技术效果。

图6a、6b示出了上法兰上设置排出口的结构，结合图4说明压缩机的排气控制结构，经压缩后的气体需要排出泵体，本发明中的压缩机在上法兰8上分别开设有与缸体1上对应的两个气体排出口82，排气阀片102覆盖在排出口82上，升程限位板103通过螺钉104将排气阀片103固定在上法兰8上，形成排气控制部件，对压缩机的排气进行控制。

发明人经过进一步的研究发现，第二气缸内滚子31的结构对压缩机的能效影响比较显著，本发明中的所述第二气缸内滚子31为空心柱体。如图5所示，空心柱体的第二气缸内滚子31质量较轻，一方面节省材料，另一方面减小主动气缸即第一气缸2的传动从动气缸即第二气缸3的惯性，减少能量损耗，提高能效。

图7、图8示出了本发明压缩机的运动轨迹；本发明第一气缸2经滑板5带动第二气缸3运转，合理的第一气缸2和第二气缸3的运动轨迹能够使压缩机运行更加稳定，经过发明的研究发现，以曲轴圆心O为坐标中心建立坐标系，参见图7、图8，通过以下方程限定第一气缸2和第二气缸3的运动轨迹，可以是压缩机运行稳定。所述曲轴在电机驱动下，带动所述第一气缸内滚子21在曲轴偏心部22的作用下在第一气缸内2旋转，通过与所述第一气缸内滚子21固定的所述滑板5驱动所述第二气缸内滚子31在第二气缸内3旋转；

所述第一气缸内滚子21圆心O运动轨迹为GO：

x＝ecosθ

y＝esinθ

所述第一气缸内滚子21外圆轨迹为G1：

x＝(e+r)cosθ

y＝(e+r)sinθ

所述第二气缸内滚子31圆心O′运动轨迹为G0′：

$x^{\′}=e\cos \mathrm{\θ}-L(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left(e\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

$y^{\′}=e\sin \mathrm{\θ}-\mathrm{Le}\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left(e\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

所述第二气缸内滚子31外圆运动轨迹为G2：

$x^{\′}=(e+r)\cos \mathrm{\θ}-L(\frac{L}{2}+(e+r)\cos \mathrm{\θ})/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e+r)\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left((e+r)\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

$y^{\′}=(e+r)\sin \mathrm{\θ}-L(e+r)\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+(e+r)\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left((e+r)\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

上述公式中：θ为所述第一气缸内滚子31转过的圆心角，e为所述偏心部22的偏心量，r为第一气缸内滚子21外圆半径，L为第一气缸内滚子21圆心O和第二气缸内滚子31圆心O′之间的距离。

综上所述：

本发明提供的双缸压缩机的缸体和具有其的双缸压缩机的新结构，通过在一个缸体1上并排设置第一气缸2和第二气缸3，有效的降低了泵体的高度，随着泵体高度的降低，本发明相适应设计的一体式滚子(包括第一气缸内滚子21、第二气缸内滚子31、滑板5组成)巧妙的替代了压缩机的滑片并起传递动力的作用，大大简化了泵体结构。滑板5上设置的润滑油通道51即使在低速时也能够对第二气缸3及其组件进行润滑并在滑板5和连接部50处滑块41之间形成油膜，防止压缩机的串气；而第一气缸吸气口24、第一气缸排气口25，第二气缸吸气口32和第二气缸排气口33设计位置选择在连接部50边缘处，减小了余隙容积，进一步的提高了压缩机的能效；通过对第一气缸2和第二气缸3规定的限定，使得本发明的压缩机运行更为稳定。

本说明书中技术方案重点对发明点进行了描述，其余与现有技术相同之处，参见现有技术即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种双缸压缩机的缸体，包括设置在所述缸体上的气缸部，其特征在于，所述气缸部包括通过连接部相互连通的第一气缸和第二气缸；所述第一气缸与所述第二气缸在缸体上横向排布；所述连接部的两侧分别开设有第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口。

2.根据权利要求1所述的双缸压缩机的缸体，其特征在于，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部为第一气缸上端与第二气缸上端之间的缸体，第二连接部为所述第一气缸下端和所述第二气缸下端的缸体，第一气缸吸气口、第二气缸吸气口设置在第二连接部上，第一气缸排气口、第二气缸排气口设置在第一连接部上。

3.根据权利要求1所述的双缸压缩机的缸体，其特征在于，所述第一气缸吸气口与所述第二气缸吸气口连通。

4.一种双缸压缩机，包括用于容纳泵体和电机的壳体，其特征在于，所述泵体包括：依次叠层固定的上法兰、缸体和下法兰；设置在所述缸体上的气缸部包括通过连接部相互连通的第一气缸和第二气缸；所述第一气缸与所述第二气缸在所述缸体上横向排布；所述连接部的两侧分别开设有第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口；所述第一气缸内滚子通过曲轴与所述电机连接；所述第二气缸内滚子通过设置在所述连接部内的滑板与所述第一气缸内滚子连接。

5.根据权利要求4所述的双缸压缩机，其特征在于，所述连接部上设置有用于容纳滑块的滑块槽，所述滑块夹持在所述滑板两侧。

6.根据权利要求4所述的双缸压缩机，其特征在于，所述滑板与所述第一气缸内滚子和第二气缸内滚子一体制成。

7.根据权利要求4所述的双缸压缩机，其特征在于，所述滑板的端面上设置有与设置在所述曲轴上的供油孔连通的润滑油通道。

8.根据权利要求4所述的双缸压缩机，其特征在于，所述第一气缸吸气口与所述第二气缸吸气口连通。

9.根据权利要求4所述的双缸压缩机，其特征在于，所述第一气缸吸气口、第二气缸吸气口和第一气缸排气口、第二气缸排气口均设置在所述连接部靠近滑板的边缘。

10.根据权利要求4至9任一项所述的双缸压缩机，其特征在于，以曲轴圆心为坐标中心建立坐标系，所述曲轴在电机驱动下，带动所述第一气缸内滚子在曲轴偏心部的作用下在第一气缸内旋转，通过与所述第一气缸内滚子固定的所述滑板驱动所述第二气缸内滚子在第二气缸内旋转；

所述第一气缸内滚子圆心运动轨迹为：

x＝ecosθ

y＝esinθ

所述第一气缸内滚子外圆轨迹为：

x＝(e+r)cosθ

y＝(e+r)sinθ

所述第二气缸内滚子圆心运动轨迹为：

$x^{\′}=e\cos \mathrm{\θ}-L(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left(e\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

$y^{\′}=e\sin \mathrm{\θ}-\mathrm{Le}\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left(e\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

所述第二气缸内滚子外圆运动轨迹为：

$x^{\′}=(e+r)\cos \mathrm{\θ}-L(\frac{L}{2}+(e+r)\cos \mathrm{\θ})/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+e+r)\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left((e+r)\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

$y^{\′}=(e+r)\sin \mathrm{\θ}-L(e+r)\sin \mathrm{\θ}/\mathrm{sqrt}[{(\frac{L}{2}+(e+r)\cos \mathrm{\θ})}^2+{\left((e+r)\sin \mathrm{\θ}\right)}^2]$

上述公式中：θ为所述第一气缸内滚子转过的圆心角，e为所述偏心部的偏心量，r为第一气缸内滚子外圆半径，L为第一气缸内滚子圆心和第二气缸内滚子圆心之间的距离。