一种活塞组件、压缩机及制冷设备的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种活塞组件、压缩机及制冷设备。


背景技术：

2.在制冷活塞压缩机行业中，压缩机小型化、大排量是该行业未来的趋势之一。小型制冷制热系统中常常需要匹配小型的活塞压缩机，但是小型的活塞压缩机由于排量过小往往在应用上受到一定限制；但是常规压缩机上排量的增加需要增加缸孔内径及壁厚，增加气缸座的外形尺寸以及重量进而增加压缩机整机外形尺寸，不利于压缩机小型化发展趋势，小型压缩机排量扩容难度较大。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明提供一种活塞组件、压缩机及制冷设备，至少用于解决现有技术中存在的压缩机排量扩容难度大的技术问题，具体地：
4.第一方面，本发明提供一种活塞组件，包括：
5.活塞本体，所述活塞本体的第一端形成有沿轴向贯通的滑道；
6.柱塞，可滑动地设置在所述滑道内，所述柱塞的端面与所述滑道内壁围成扩容腔，当所述柱塞在所述滑道内滑动时，可增大或缩小所述扩容腔的容积；
7.弹性件，设置在所述活塞本体内，当其推动所述柱塞向第一方向移动时，使所述扩容腔容积增大；
8.凸轮，所述凸轮通过活塞销可转动地设置在所述活塞体内，当所述凸轮转动推动所述柱塞向与所述第一方向相反的第二方向移动，使所述扩容腔容积减小。
9.进一步可选地，所述活塞本体为圆筒结构，在所述活塞本体的第一端设置有滑筒，所述滑筒内腔构成所述滑道，
10.所述滑筒的径向尺寸小于所述活塞本体的径向尺寸，所述滑筒的轴向尺寸小于所述活塞本体的轴向尺寸，所述滑筒与所述活塞本体同轴设置，所述活塞本体与所述滑筒相连，在所述活塞本体的第一端形成环形端面。
11.进一步可选地，在所述活塞本体的内侧，所述滑筒与所述活塞本体之间构成容纳腔，所述容纳腔用于容纳所述弹性件，所述弹性件的一端抵靠在所述容纳腔内，所述弹性件的另一端抵靠在所述柱塞上。
12.进一步可选地，所述柱塞包括柱塞本体，所述柱塞本体为与所述滑道形状适配的柱形结构，
13.所述柱塞本体的第一端部沿其周向形成有外延部，所述外延部的面积大于所述柱塞本体的第一端部的面积，所述弹性件抵靠在所述外延部。
14.进一步可选地，所述外延部与所述外延部上围绕所述柱塞本体形成有导向槽，所述滑筒的端部可伸入到所述导向槽内形成导向配合。
15.进一步可选地，所述柱塞本体和所述滑道设置多个，多个所述柱塞本体和所述滑
道一一对应设置。
16.进一步可选地，多个所述活塞本体与同一所述外延部连接形成一体结构。
17.进一步可选地，所述凸轮的外周壁为椭圆壁面，所述凸轮的外周壁抵靠在所述柱塞的第一端。
18.第二方面，本发明提供一种压缩机，包括上述活塞组件，所述活塞组件可滑动地设置在气缸内，所述压缩机还包括：
19.曲轴和连杆，所述连杆第一连接端与所述活塞销可转动地连接，所述连杆的第二连接端与所述曲轴可转动地连接。
20.进一步可选地，所述连杆的第一连接端包括间隔设置的两个连接头，所述凸轮设置在两个所述连接头之间，两个所述连接头和所述凸轮同时与所述活塞销可转动地连接。
21.进一步可选地，两个所述连接头之间形成摩擦面，所述摩擦面与所述凸轮的外周壁接触，所述连杆摆动过程中通过所述摩擦面推动所述凸轮转动。
22.进一步可选地，所述压缩机在吸气过程中，所述弹性件推动所述柱塞移动，形成所述扩容腔，
23.所述压缩机在排气过程中，所述凸轮推动所述柱塞移动，减小所述扩容腔的容积。
24.第三方面，本发明提供一种制冷设备，包括上述压缩机。
25.本发明通过改变活塞结构，利用滑道和柱塞形成扩容腔，在压缩机运行过程中，改变活塞结构可以达到增加缸孔吸气容积从而增加吸气量进而达到增大排量、提升压缩机制冷量的有益效果。
附图说明
26.通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。
27.图1示出本发明实施例活塞组件的爆炸示意图；
28.图2示出本发明实施例活塞组件装配状态剖视示意图；
29.图3示出本发明实施例活塞本体的剖视示意图；
30.图4示出本发明实施例柱塞的剖视示意图；
31.图5示出本发明实施例凸轮的剖视示意图；
32.图6示出本发明实施例压缩机部分部件爆炸结构示意图；
33.图7示出图6中压缩机部件装配状态剖视示意图；
34.图8示出本发明实施例连杆的剖视示意图。
35.图中：
36.11、活塞本体；111、滑筒、112、滑道；113、容纳腔；114、安装孔；12、柱塞；121、柱塞本体；122、外延部；123、导向槽；13、弹性件；14、凸轮；15、活塞销；16、弹性定位销；20、连杆；21、连接头；22、第二连接端；30、曲轴；40、气缸座；50、气缸。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
38.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
39.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
40.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
41.本发明通过改变活塞结构，利用滑道和柱塞形成扩容腔，达到增加气缸进气量、增大排量的效果。在压缩机吸气过程时柱塞在弹簧的作用力下往气缸尾部方向移动，增加气缸吸气容积，进而增加气缸的吸气量；在压缩机排气过程中，连杆小头通过切向摩擦力带动凸轮旋转，在凸轮旋转过程中，凸轮压紧柱塞使柱塞往气缸头部方向移动，排气结束时柱塞上端面与活塞端面处于同一平面，使扩容腔消失。在压缩机运行过程中，改变活塞结构可以达到增加缸孔吸气容积从而增加吸气量进而达到增大排量、提升压缩机制冷量的有益效果。以下结合具体实施例对本发明进行详细介绍：
42.如图1、图2所示，本发明提供一种活塞组件，包括：
43.活塞本体11，活塞本体11的第一端形成有沿轴向贯通的滑道112；
44.柱塞12，可滑动地设置在滑道112内，柱塞12的端部位于滑道112内，柱塞12的端面与滑道112内壁围成扩容腔，并通过柱塞12的滑动使扩容腔的容积增大或减小；
45.弹性件13，设置在活塞本体11内，当弹性件推动柱塞12向第一方向移动时，扩容腔的容积增大；
46.凸轮14，凸轮14通过活塞销15可转动地设置在活塞体内，凸轮14转动时可推动柱塞12向与第一方向相反的第二方向移动，以使扩容腔容积减小直至消失。具体的，吸气过程中，柱塞12向第一方向移动，逐渐形成扩容腔，可以增加吸气量；排气过程中，柱塞12向第二方向移动，逐渐缩小扩容腔的容积直至扩容腔消失，保证能够把冷媒全部排出，通过扩容腔达到增大压缩机排量、提升压缩机制冷量的效果。
47.优选地，如图3所示，活塞本体11为圆筒结构，在活塞本体11的第一端设置有滑筒111，滑筒111内腔构成滑道112，滑筒111的径向尺寸和轴向尺寸均小于活塞本体11的尺寸，滑筒111与活塞本体11同轴设置，活塞本体11与滑筒111相连，在活塞本体11的第一端形成环形端面。优选地，当扩容腔消失的时候，柱塞12的端面与环形端面位于同一平面。
48.在活塞本体11的内侧，滑筒111与活塞本体11之间构成容纳腔113，容纳腔113用于容纳弹性件13。优选地，容纳腔113可以是沿着滑筒111的周向形成的环形腔，弹性件13可以
设置多个，多个弹性件13沿着滑筒111的周向分布，这种接够可以使弹性件13的设置更多样化，位置和数量都方便进行调整。或者，容纳腔113可以是多个独立柱形腔体，每个容纳腔113内设置一个弹性件13，这样可以保证弹性件13不会发生位移，并且，多个腔体都与滑筒111和活塞本体11相连接，还起到提高滑筒111强度的作用。
49.优选地，弹性件13为弹簧，具体为压力压簧，或者，弹性件13还可以是柱形橡胶结构或其他具有弹性的结构。
50.容易想到的，在其他实施例中，还可以将活塞本体11设置为第一端为实心结构，滑道112和容纳腔113都通过开孔的方式形成。
51.活塞本体11的第二端与滑筒111之间的部分形成空腔，并且，在该部分的侧壁上形成安装孔114，用于活塞销15的安装，凸轮14位于该部分的空腔内。
52.如图4所示，柱塞12包括柱塞本体121，柱塞本体121为与滑道112形状适配的柱形结构，在本实施例中滑道112为圆形通道，柱塞本体121为圆柱形结构，但是不局限于圆柱结构，可以是其他形状，如棱柱、椭圆柱等，当然，圆形柱对于加工装配更加方便。
53.柱塞本体121的第一端部沿其周向形成有外延部122，外延部122的面积大于柱塞本体121的第一端部的面积，外延部122延伸到滑道112的径向外侧，可以对柱塞本体121的移动起到限位作用。弹性件13抵靠在外延部122推动柱塞12移动。优选地，外延部122为圆形结构，在其一周均可设置弹性件13，或者，外延部122还可以设置成非圆结构，具体为关于柱塞本体121的直径对称的形状如梭形等，在外延部122的两端设置弹性件13。
54.优选地，外延部122与外延部122上围绕柱塞本体121形成有导向槽123，滑筒111的端部可伸入到导向槽123内形成导向配合。进一步地，导向槽123可以是沿着柱塞本体121的周向形成的环形槽，或者，导向槽123还可以是沿着柱塞本体121周向分布的多个间断的弧形槽。滑筒111的端部伸入到导向槽123内，在柱塞12移动过程中，滑筒111与导向槽123之间滑动配合，并进行导向。
55.优选地，在其他实施例中，柱塞本体121和滑道112设置多个，多个柱塞本体121和滑道112一一对应设置。活塞本体11与同一外延部122连接形成一体结构，多个活塞本体11同步移动。
56.如图5所示，凸轮14的外周壁为椭圆壁面，凸轮14的外周壁抵靠在柱塞12的第一端，在本实施例中凸轮14外周壁的长轴a的长度为21mm，短轴b的长度为19mm，凸轮14的具体尺寸参数根据柱塞12的移动范围确定。
57.如图6、图7所示，本发明还提供一种压缩机，压缩机为活塞压缩机，包括上述活塞组件，活塞组件可滑动地设置在气缸50内，压缩机还包括：曲轴30和连杆20，连杆20第一连接端与活塞销15可转动地连接，连杆20的第二连接端22与曲轴30可转动地连接。具体的，压缩机还包括气缸座40，气缸座40上设置有气缸50，活塞组件可滑动地设置在气缸50的缸孔内，曲轴30可转动地设置在气缸座40上，连杆20与曲轴30和活塞组连接，曲轴30与电机连接，由电机驱动转动，曲轴30转动带动连杆20摆动，进而带动活塞组件在缸孔内滑动。
58.如图8所示，连杆20的第一连接端包括间隔设置的两个连接头21，凸轮14设置在两个连接头21之间，两个连接头21和凸轮14同时与活塞销15可转动地连接，活塞销15通过弹性定位销16与活塞本体11固定。优选地，凸轮14和连接头21之间均为间隙配合，两个连接头21之间形成摩擦面，摩擦面与凸轮14的外周壁接触，连杆20摆动过程中通过摩擦面推动凸
轮14转动，在连杆20摆动过程中，摩擦面通过切向摩擦力使凸轮14旋转，优选地，摩擦面为弧形面，可增大与凸轮14的接触面积，从而增大摩擦力，进一步地，还可以在摩擦面上设置非光滑面的粗糙结构，增加摩擦面的摩擦力，。
59.压缩机在吸气过程中，弹性件13推动柱塞12移动，形成扩容腔，压缩机在排气过程中，凸轮14推动柱塞12移动，减小扩容腔的容积至使扩容腔消失。
60.具体地，当压缩机运行时，电机旋转带动曲轴30转动进而使连杆20进行往复摆动，连杆20通过活塞销15与活塞本体11连接，从而实现活塞组件在缸孔内做往复运动对气体压缩做工。压缩机吸气过程：当活塞组件吸气过程时柱塞12在弹簧作用力下往缸孔尾部方向(第一方向)移动，柱塞12的端面移动至滑道112内形成一个圆柱型扩容腔，增加了气缸50容积、增加了进气量；压缩机排气过程：曲轴30转动带动连杆20摆动使凸轮14旋转运动，凸轮14外周壁始终与柱塞12的第一端接触，凸轮14在旋转的过程中压紧柱塞12往缸孔头部(第二方向)移动，当压缩过程结束时柱塞12端面刚好与活塞本体11端面处于同一平面，扩容腔消失。本技术活塞压缩机结构得益于变容活塞结构，在压缩机吸气过程中，柱塞12往缸孔尾部方向移动，形成一个圆柱型扩容腔增加气缸50容积，提高进气量；排气过程中柱塞12往缸孔头部移动气缸50内的气体完全压缩排出，进而达到提高压缩机制冷量的目的。
61.本发明还提供一种制冷设备，包括上述压缩机，优选地，制冷设备为冰箱。
62.以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。