一种氟泵用泵体结构及压缩机的制作方法

本发明涉及氟泵，尤其是涉及一种氟泵用本体结构及压缩机。

背景技术：

1、在数据中心或通信机房领域，系统在全年各个季节均需运行。在外界环境温度低于室内温度时，可充分利用室外冷源实现节能减排，此时需要用到各种类型氟泵，以实现机房温度稳定。行业内，泵送液态制冷剂的泵多以齿轮泵、离心泵为主，但其制造成本高、整机效率偏低，已制约该行业发展。为解决该类问题，结合容积式旋转泵，可以实现成本降低和效率提升。

2、然而，常规旋转压缩机泵体用于氟泵系统时，因系统带入大量液态制冷剂，会导致常规旋转压缩机阀片断裂以及泵体液击现象，导致产品无法有效使用。具体而言，普通滚动转子机构是气体压缩机，其参数体系基于气态介质可压缩、粘度低、无液击等特性设计。而液态制冷剂不可压缩、粘度极低、无压缩升温，液击、间隙泄漏、汽蚀、冲击载荷成为主要矛盾。气态工况下的间隙设计在液态工况下会大幅降低容积效率，甚至导致高低压腔串通。因此，常规结构设计无法满足氟泵系统要求。

3、现有技术中，cn117072436a和cn116816671a分别对旋转压缩机氟泵系统原理和结构进行了简单阐述，但未对具体旋转式压缩机泵体结构进行详细表述，尤其是未建立气缸缸高、缸径、滚子尺寸、偏心量、排液口面积等关键因素之间的相互关系，也未针对液态制冷剂工况给出专用的参数窗口

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氟泵用泵体结构及压缩机，以解决现有技术中因结构参数不合理而导致液冲击和气蚀现象、压缩机运行稳定性和可靠性不足、氟泵效率偏低等技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明提供的一种氟泵用泵体结构，包括气缸、滚子、偏心轴及法兰，所述泵体结构被配置为适用于液态制冷剂输送工况，所述滚子与所述气缸之间的径向间隙值δ满足：δ=d-d1+d1-d2-2e，且δ∈[0.043,0.073] mm；排液面积s与所述径向间隙值δ的乘积s·δ∈[3.5,8]；其中，d为气缸内径，d1为滚子外径，d1为滚子内径，d2为偏心圆外径，e为偏心量，s为排液面积，单位为mm2。

4、本发明通过将泵体结构约束径向间隙δ∈[0.043,0.073] mm和s·δ∈[3.5,8]，解决了液态冷媒粘度低、易泄漏与液击、汽蚀之间的矛盾。δ窗口防止间隙过小导致卡滞、过大导致泄漏激增；s·δ窗口将排液能力与密封性能耦合，确保泄漏特征量落在高效区。该组合是气态压缩机不具备的液态专用设计结构。

5、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

6、进一步地，所述气缸的缸高h与气缸内径d之间满足：h/d≥d/d，其中d为法兰或气缸的最大外径。

7、本发明限定h/d≥d/d的尺寸关系，保证气缸轴向刚度，抑制液压载荷下的鼓胀变形，间接保障δ在载荷下不超出允许区间，避免因气缸变形导致的局部间隙畸变和刮擦风险。d取法兰或气缸的最大外径，使刚度约束以实际承受液压载荷的最大外轮廓为基准，避免因d取值不当导致壁厚评估失真。

8、进一步地，所述气缸的缸高h与所述偏心量e之间满足：h≥ 6e。

9、本发明将偏心量与气缸缸高直接关联，确保滚子最大径向行程不超过缸高的1/3，进一步保障运动平稳性和端面间隙均匀性。

10、进一步地，所述偏心量e≤4mm。

11、通过设置偏心量小于等于4mm，确保在氟泵系统流量、压差扰动等负载剧烈波动工况下，使滚子、滑片机构运行稳定，不出现滑片脱开和冲击的问题。

12、进一步地，所述气缸的环形空腔截面积s1满足：s1=(π·d2/4-π·d12/4)≤45mm2。

13、通过设计s1≤45mm2，减小滚子外侧、气缸内侧的环形死腔容积，避免液态冷媒在死腔内反复挤压、卸压导致闪蒸（汽蚀）和流体冲击，提升运行稳定性。

14、进一步地，所述泵体结构还包括排液腔，所述排液腔的容积v与所述偏心量e、所述气缸内径d之间满足：2e/d=0.000087v2+0.006115v+0.0102，其中v∈[6,24.0]cm3。

15、本发明通过设计2e/d与v的动力学匹配方程，使滚子具有合适质量，依靠惯性缓冲液击。

16、进一步地，所述法兰的内圆到所述气缸的内圆之间设有轴向装配尺寸x1、x2、x3，所述偏心轴的长轴到所述滚子的外圆之间设有轴向装配尺寸x4，其中x1-x2∈[-0.016,+0.016]mm，x3-x4∈[0.025,0.035]mm，且x1与x2关于x3对称设置。

17、本发明通过计x1-x2控制两侧轴向间隙对称度，保证滚子不偏磨；x3-x4控制滑片区域轴向间隙。

18、进一步地，所述x1位置与滑片槽角度为15°，所述x3位置在80°至105°之间。

19、x1与滑片槽角度为15°、x3在80°至105°之间，进一步优化轴向间隙分布，确保滑片区域与对称区域的间隙协调。

20、进一步地，所述泵体结构为多缸结构，各缸对应的轴向装配尺寸分别满足：x1上-x2上=x1下-x2下∈[-0.016,+0.016]mm，x3上-x4上=x3下-x4下∈ [0.025,0.035]mm。

21、多缸结构下各缸轴向装配尺寸的独立约束，保证多缸结构中各缸轴向间隙的一致性，避免因缸间差异导致偏磨和泄漏不均。

22、本发明还提供一种压缩机，包括上述任一项所述的氟泵用泵体结构。

23、进一步地，所述压缩机的排液腔容积v在[6,24.0]cm3范围内。

24、本发明将泵体结构应用于压缩机，并限定排液腔容积v在[6,24.0]cm3范围内，确保整机在氟泵运行状态下实现密封性能与运行平稳性的平衡。

1.一种氟泵用泵体结构，包括气缸、滚子、偏心轴及法兰，其特征在于，所述泵体结构被配置为适用于液态制冷剂输送工况，所述滚子与所述气缸之间的径向间隙值δ满足：δ=d-d1+d1-d2-2e，且δ∈[0.043,0.073] mm；排液面积s与所述径向间隙值δ的乘积s·δ∈[3.5,8]；其中，d为气缸内径，d1为滚子外径，d1为滚子内径，d2为偏心圆外径，e为偏心量；s为排液面积，单位为mm2。

2.根据权利要求1所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述气缸的缸高h与气缸内径d之间满足：h/d≥d/d，其中d为法兰或气缸的最大外径。

3.根据权利要求1所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述气缸的缸高h与所述偏心量e之间满足：h≥6e。

4.根据权利要求1所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述偏心量e≤4mm。

5.根据权利要求1所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述气缸的环形空腔截面积s1满足：s1=(π·d2/4-π·d12/4)≤45 mm2。

6.根据权利要求3所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述泵体结构还包括排液腔，所述排液腔的容积v与所述偏心量e、所述气缸内径d之间满足：2e/d=0.000087v2+0.006115v+0.0102，其中v∈[6,24.0]cm3。

7.根据权利要求1所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述法兰的内圆到所述气缸的内圆之间设有轴向装配尺寸x1、x2、x3，所述偏心轴的长轴到所述滚子的外圆之间设有轴向装配尺寸x4，其中x1-x2∈[-0.016,+0.016] mm，x3-x4∈[0.025,0.035] mm，且x1与x2关于x3对称设置。

8.根据权利要求7所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述x1位置与滑片槽角度为15°，所述x3位置在80°至105°之间。

9.根据权利要求7所述的氟泵用泵体结构，其特征在于，所述泵体结构为多缸结构，各缸对应的轴向装配尺寸分别满足：x1上-x2上=x1下-x2下∈[-0.016,+0.016] mm，x3上-x4上=x3下-x4下∈[0.025, 0.035]mm。

10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的氟泵用泵体结构。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机的排液腔容积v在[6,24.0]cm3范围内。