本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種泵體結(jié)構(gòu)和壓縮機(jī)。
背景技術(shù):
對(duì)于小系列滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)的高效化開(kāi)發(fā),其制冷量的提升重點(diǎn)為減小泄漏、壁面加熱及余隙容積。其中,泄漏、壁面加熱與材料、工藝等密切相關(guān),而余隙容積與壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)很大。
滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)泵體的余隙容積主要包括:1、氣缸排氣角導(dǎo)致的排氣封閉容積V1;2、氣缸月牙槽的余隙容積V2;3、法蘭排氣孔容積V3;4、共振腔容積V4。當(dāng)系列、氣缸尺寸定型時(shí),V1的值已基本無(wú)法改變。一般而言,只有通過(guò)優(yōu)化V2和V3來(lái)達(dá)到減小泵體余隙容積的目標(biāo),且后者的值明顯大于前者,因此法蘭排氣孔容積成為重點(diǎn)優(yōu)化對(duì)象。
現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中排氣結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題:排氣孔一般為直孔設(shè)計(jì),孔的通流面積與排氣阻力、氣體速度成反比,又與余隙容積成正比。也就是說(shuō),當(dāng)排氣孔孔徑設(shè)計(jì)較小值時(shí),余隙容積較小,制冷量得以提升;但是此時(shí)排氣阻力增大,且氣流速度增大,因此會(huì)造成功率增加和排氣閥片可靠性的惡化?;谏鲜鑫锢硇缘脑O(shè)計(jì)矛盾,在設(shè)計(jì)排氣結(jié)構(gòu)時(shí)難以同時(shí)兼顧壓縮機(jī)高性能和高可靠性。
專(zhuān)利CN1632320A中,將軸承排氣孔由圓柱形改為下小上大的圓錐形,認(rèn)為其在同等條件下可擴(kuò)大排氣面積,又相對(duì)減少了因排氣孔存在所造成的余隙容積。實(shí)際上,假設(shè)圓柱形排氣孔孔徑為D1,如要達(dá)到降低減少余隙容積的效果,則圓錐形排氣孔的中徑d必須小于D1,設(shè)圓錐形排氣孔的大徑(上部直徑)d1,小徑(下部直徑)d2,則有d=(d1+d2)/2<D1,由于d1>d2,則有d2<D1。而且,為使余隙容積減小到一定程度,小徑d2與D1的差值就應(yīng)較大。因此,當(dāng)冷媒從氣缸斜切口排出時(shí),在同等條件下由于法蘭排氣孔變小,在排氣流路的開(kāi)始就受到了一定的抑制,根本無(wú)法達(dá)到擴(kuò)大排氣面積的目的。
專(zhuān)利CN103603789中,公開(kāi)了一種制冷壓縮機(jī)的閥板,其吸氣、排氣過(guò)渡區(qū)設(shè)計(jì)為錐臺(tái)形,主要目的是減少吸排氣側(cè)氣流脈動(dòng)和壓力損失,從而改善吸氣效率和排氣噪聲。但該閥板的法蘭排氣孔截面逐漸減小,且排氣孔外邊緣向氣流來(lái)向傾斜,在氣缸中的氣體沿著斜切口流入排氣孔時(shí),容易沖擊排氣孔外邊緣的傾斜側(cè)壁,從而造成氣流紊亂,影響排氣孔的排氣效率,并且易于產(chǎn)生噪音。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型實(shí)施例中提供一種泵體結(jié)構(gòu)和壓縮機(jī),可以解決現(xiàn)有技術(shù)中法蘭排氣孔容易造成氣流紊亂,影響排氣孔的排氣效率的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種泵體結(jié)構(gòu),其特征在于,包括曲軸和沿曲軸的軸向依次設(shè)置的上法蘭、氣缸和下法蘭,氣缸上設(shè)置有斜切口,上法蘭上對(duì)應(yīng)斜切口設(shè)置有排氣孔,排氣孔沿氣流流出方向截面遞減,排氣孔的上出口和下出口偏心設(shè)置,且上出口相對(duì)于下出口向遠(yuǎn)離曲軸的方向偏離。
作為優(yōu)選,排氣孔的下出口的圓周輪廓線在氣缸的斜切口投影線的外緣。
作為優(yōu)選,排氣孔的上出口和下出口的圓周輪廓線在排氣角方向的投影相切。
作為優(yōu)選,上出口和下出口的圓心位于上法蘭的同一直徑上。
作為優(yōu)選,上出口和下出口的偏心距離為e=(D2-D1)/2,其中D1為上出口直徑,D2為下出口直徑。
作為優(yōu)選,上出口和下出口的偏心距離為e=(D2-D1)/2-a,其中D1為上出口直徑,D2為下出口直徑,a為0.1。
作為優(yōu)選,排氣孔的縱向中截面為直角梯形,直角梯形的斜邊角度為50到70度。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,壓縮機(jī)包括泵體結(jié)構(gòu),該泵體結(jié)構(gòu)為上述的泵體結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案,泵體結(jié)構(gòu)包括曲軸和沿曲軸的軸向依次設(shè)置的上法蘭、氣缸和下法蘭,氣缸上設(shè)置有斜切口,上法蘭上對(duì)應(yīng)斜切口設(shè)置有排氣孔,排氣孔沿氣流流出方向截面遞減,排氣孔的上出口和下出口偏心設(shè)置,且上出口相對(duì)于下出口向遠(yuǎn)離曲軸的方向偏離。由于排氣孔沿氣流流出方向界面遞減,排氣孔的上出口和下出口偏心設(shè)置,且上出口相對(duì)于下出口向遠(yuǎn)離曲軸的方向偏離,因此可以去除掉排氣孔的對(duì)排氣貢獻(xiàn)較小的區(qū)域,從而在不增加排氣阻力的同時(shí)最大程度地降低壓縮機(jī)余隙容積,提升壓縮機(jī)性能。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的泵體結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、曲軸;2、上法蘭;3、氣缸;4、下法蘭;5、斜切口;6、排氣孔;7、上出口;8、下出口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述,但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
現(xiàn)有技術(shù)中的上法蘭排氣孔一般都采用圓柱形排氣孔,該圓柱形排氣孔對(duì)應(yīng)氣缸上的斜切口設(shè)置,通過(guò)對(duì)壓縮口排氣流露進(jìn)行分析可知,由于氣缸斜切口的引流作用,加上冷媒氣體的動(dòng)力慣性,排氣孔部分區(qū)域?qū)ε艢獾呢暙I(xiàn)程度很小。此部分容積的存在,不僅未起到排氣通流的作用,反而加劇了氣體渦流的產(chǎn)生,且大幅增加了壓縮機(jī)余隙容積,進(jìn)一步降低了壓縮機(jī)性能。
基于上述分析,申請(qǐng)人提出了一種新的解決方案。如圖1所示,根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,泵體結(jié)構(gòu)包括曲軸1和沿曲軸1的軸向依次設(shè)置的上法蘭2、氣缸3和下法蘭4,氣缸3上設(shè)置有斜切口5,上法蘭2上對(duì)應(yīng)斜切口5設(shè)置有排氣孔6,排氣孔6沿氣流流出方向截面遞減,排氣孔6的上出口7和下出口8偏心設(shè)置,且上出口7相對(duì)于下出口8向遠(yuǎn)離曲軸1的方向偏離。
壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí),冷媒在壓縮腔內(nèi)被壓縮到工況壓力后,排氣彈性閥片在內(nèi)外壓差的作用下被打開(kāi),冷媒通過(guò)氣缸斜切口經(jīng)由法蘭排氣孔進(jìn)入泵體外部。
由于排氣孔沿氣流流出方向界面遞減,排氣孔的上出口和下出口偏心設(shè)置,且上出口相對(duì)于下出口向遠(yuǎn)離曲軸的方向偏離,因此可以去除掉圓柱形排氣孔的對(duì)排氣貢獻(xiàn)較小的區(qū)域,形成新的斜錐臺(tái)狀排氣孔,由于該排氣孔僅僅去除了對(duì)排氣幾乎不造成影響的孔部分,因此可以在不增加排氣阻力的同時(shí)最大程度地降低壓縮機(jī)余隙容積,提升壓縮機(jī)性能。
排氣孔6的下出口8的圓周輪廓線在氣缸3的斜切口5投影線的外緣,因此可以使排氣孔6的下出口與斜切口5的出口完全接合,使得氣流從斜切口5流出后能夠順暢進(jìn)入排氣孔6,不會(huì)受到阻礙,并可以沿排氣孔6的側(cè)壁繼續(xù)流動(dòng),不會(huì)發(fā)生較大的流向改變,因此能夠減少冷媒從氣缸的壓縮腔排出后的流路變化,降低排氣阻力,降低流體與排氣孔6內(nèi)壁之間因碰撞產(chǎn)生的沖擊和渦流,降低功率和氣體噪聲,從而提高壓縮機(jī)性能。
優(yōu)選地,排氣孔6的上出口7和下出口8的圓周輪廓線在排氣角方向的投影相切,。
優(yōu)選地,上出口7和下出口8的圓心位于上法蘭2的同一直徑上,可以使排氣孔6的上出口7和下出口8的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理,盡量減少氣流流動(dòng)阻力,提高氣流流動(dòng)效率,保證壓縮機(jī)的工作性能。
優(yōu)選地,上出口7和下出口8的偏心距離為e=(D2-D1)/2,其中D1為上出口7直徑,D2為下出口8直徑。此時(shí)排氣孔6的側(cè)壁結(jié)構(gòu)能夠較好地與從斜切口5進(jìn)入排氣孔6的氣流流動(dòng)路徑銜接,保證了氣體的流動(dòng)效率,減少了排氣孔6對(duì)氣流流動(dòng)的阻礙,提高了排氣性能,提高了壓縮機(jī)的工作性能。
優(yōu)選地,上出口7和下出口8的偏心距離也可以為e=(D2-D1)/2-a,其中D1為上出口7直徑,D2為下出口8直徑,a為0.1。
排氣孔6的縱向中截面為直角梯形,直角梯形的斜邊角度為50到70度。其中直角梯形的垂邊位于距離上法蘭2的中心最遠(yuǎn)的一側(cè),斜邊位于距離上法蘭2的中心最近的一側(cè),將斜邊的傾角設(shè)置在50度到70度之間,使得該斜邊的傾角基本上可以與圖1中的對(duì)排氣貢獻(xiàn)較小部分的邊緣相重合,從而能夠在盡量不增加排氣阻力的情況下最大程度低降低壓縮機(jī)余隙容積,提升壓縮機(jī)性能。優(yōu)選地,該角度為60度。
本實(shí)用新型的上法蘭排氣孔6,在排氣孔6的大徑(排氣孔下出口7直徑)與常規(guī)圓柱形直孔相同的條件下,法蘭排氣孔6的余隙容積可減少25%以上。與常規(guī)方案相比,由于排氣孔6的大徑并無(wú)減小,加上冷媒進(jìn)入法蘭后排氣具有區(qū)域性,因此同等條件下冷媒的排氣面積并未減小,且降低了流體間的沖擊,上述情況均有利于壓縮機(jī)制冷量的提升。
壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí),冷媒在壓縮腔內(nèi)被壓縮到工況壓力后,排氣彈性閥片在內(nèi)外壓差的作用下被打開(kāi),冷媒從氣缸斜切口5排出,通過(guò)法蘭排氣孔6的下部進(jìn)入,由于氣缸斜切口5的引流作用,冷媒氣體具備較大的動(dòng)力慣性,因此流體沿著既定運(yùn)動(dòng)軌跡通過(guò)法蘭排氣孔6,進(jìn)入泵體外部。由于氣流路徑整體通暢,不存在大的轉(zhuǎn)彎,從而大大減少了流體之間及流體與排氣孔6的內(nèi)壁之間因碰撞產(chǎn)生的沖擊和渦流,可降低無(wú)用耗功,提升壓縮機(jī)性能。當(dāng)排氣結(jié)束后,由于結(jié)構(gòu)所限,一部分冷媒將從法蘭排氣孔6回流。在其它條件均相同時(shí),本實(shí)用新型的余隙容積更小,因此可減少吸氣開(kāi)始前高壓制冷劑的膨脹及帶來(lái)的不利影響,進(jìn)一步提升壓縮機(jī)性能。
根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例,壓縮機(jī)包括泵體結(jié)構(gòu),該泵體結(jié)構(gòu)為上述的泵體結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然,以上是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型基本原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。