压缩机以及压缩循环系统的制作方法

1.本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种压缩机以及压缩循环系统。


背景技术：

2.在制冷技术领域，活塞压缩机由于其结构紧凑，密封性好，容积效率高而被广泛应用，尤其是多温区小型制冷装置；传统的制冷活塞压缩机结构采用润滑油实现气缸活塞之间的润滑、间隙密封和压缩过程的冷却，导致在低温或高温条件下无法使用。
3.现有的可以实现补气的压缩机，需要再在补气口之前增加换热器，将液态的制冷剂转变成气态才能进入压缩机内对压缩机进行补气增压，无法直接将液态的制冷剂补入压缩机内。


技术实现要素：

4.本发明提供一种压缩机以及压缩循环系统，用以解决现有技术中无法直接将液态的制冷剂直接补入压缩腔内的缺陷，通过在压缩机的第一缸体上开设补液口，在补液口与内腔之间设置多孔质轴承套，从而压缩机可以实现液态制冷剂通过补液口和多孔质轴承套进入内腔，对压缩机进行补液，降低压缩机的摩擦、泄漏，降低压缩腔内温度，实现压缩机的无油运行，进而减少能量消耗和减小设备体积。
5.本发明提供一种压缩机，包括：第一缸体、第二缸体和活塞，所述第一缸体与所述第二缸体套接形成内腔，所述活塞在所述内腔做往复运动，
6.所述第一缸体与所述第二缸体之间形成环形槽，所述环形槽内安装有多孔质轴承套，所述多孔质轴承套为所述内腔侧壁的一部分；所述第一缸体开有通孔形成补液口，所述多孔质轴承套与所述补液口的一端连通。
7.根据本发明提供的压缩机，所述第一缸体上开设环形进液道，所述环形进液道与所述环形槽环形连通，
8.所述补液口通过所述环形进液道与所述多孔质轴承套相通。
9.根据本发明提供的压缩机，包括置于所述活塞前端的吸气阀和置于所述第二缸体前端的排气机构。
10.根据本发明提供的压缩机，包括驱动机构和壳体，所述驱动机构通过联轴器驱动所述活塞在所述内腔内做往复运动，所述压缩机置于所述壳体内。
11.根据本发明提供的压缩机，包括一对所述压缩机，一对所述压缩机通过一对所述驱动机构驱动，一对所述压缩机置于同一个所述壳体内，
12.其中，一对所述压缩机的所述驱动机构相背离布置。
13.本发明还提供了一种压缩循环系统，包括第一换热器、第二换热器以及上述的压缩机，所述第一换热器、所述第二换热器和所述压缩机形成具有补液支路的循环回路。
14.根据本发明提供的压缩循环系统，所述压缩机的排气口与所述第一换热器连接，所述第一换热器包括第一主路和第一支路，所述第一主路与所述第二换热器连接，所述第
一支路与所述压缩机的所述补液口连接，
15.所述第二换热器与所述压缩机的吸气口连接。
16.根据本发明提供的压缩循环系统，还包括第一四通阀和第一电磁换向阀，所述第一四通阀的四个接口分别与所述排气口、所述第一换热器、所述吸气口和所述第二换热器相连，所述第一电磁换向阀的进口分别与所述第一支路和所述第二换热器相连，所述第一电磁换向阀的出口与所述所述补液口相连，所述第一四通阀和所述第一电磁换向阀的阀口切换实现制冷状态和制热状态的切换，
17.在所述制冷状态下，所述排气口与所述第一换热器接通，所述吸气口与所述第二换热器接通，所述第一支路与所述补液口接通；在所述制热状态下，所述排气口与所述第二换热器接通，所述吸气口与所述第一换热器接通，所述第二换热器的一级支路与所述补液口接通。
18.根据本发明提供的压缩循环系统，还包括第二四通阀和第三换热器，所述第三换热器包括第一换热侧和第二换热侧，所述第二四通阀的四个接口分别与所述压缩机的排气口和吸气口、所述第一换热器、所述第二换热器相连，
19.所述第一换热侧的一端与所述第一换热器连接，另一端与所述第二换热器的一级主路连接，所述第二换热侧的一端与所述第二换热器的二级支路连接，另一端与所述补液口连接，所述第二四通阀的阀口切换实现制冷状态和制热状态的切换。
20.根据本发明提供的压缩循环系统，还包括第四换热器、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀和第四电磁换向阀，所述第二换热器的出口与所述压缩机的吸气口连接，所述第一换热器的进口与所述压缩机的排气口连接，
21.所述第二电磁换向阀分别与所述第一换热器的出口、所述第四换热器的进口和所述第四电磁换向阀连接，所述第三电磁换向阀分别与所述第四换热器的出口、所述第二换热器的进口和所述第四电磁换向阀连接，所述第四电磁换向阀与所述补液口连接。
22.本发明提供的压缩机，通过在第一缸体上开设补液口，在第一缸体与第二缸体之间设置多孔质轴承套，使得补液口通过多孔质轴承套与内腔连通，根据活塞与多孔质轴承套所在的位置以及压差的作用，决定了从多孔质轴承套进入的液体进入位置，实现了补液口进入的液体对压缩机实现润滑、补液、密封和冷却的效果，降低压缩机的摩擦、泄漏，降低压缩腔内温度，实现压缩机的无油运行，从而减少能量消耗和减小设备体积。
23.进一步地，在本发明提供的压缩循环系统中，由于具备如上所述的压缩机，因此同样具备如上所述的各种优势。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
25.图1是本发明提供的压缩机的局部截面示意图；
26.图2是本发明提供的压缩机的结构示意图之一；
27.图3是本发明提供的压缩机的结构示意图之二；
28.图4是本发明提供的制冷循环系统的示意图之一；
29.图5是本发明提供的制冷循环系统的示意图之二；
30.图6是本发明提供的制冷循环系统的示意图之三；
31.图7是本发明提供的制冷循环系统的示意图之四。
32.附图标记：
33.100：第一缸体；
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110：第二缸体；
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120：活塞；
34.130：内腔；
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101：多孔质轴承套；
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102：补液口；
35.103：环形进液道；
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140：吸气阀；
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150：排气机构；
36.141：吸气通道；
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151：安装座；
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152：背压腔；
37.153：排气阀；
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154：弹簧；
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121：第一端面；
38.200：驱动机构；
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201：壳体；
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202：联轴器；
39.210：压缩机；
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211：排气口；
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212：吸气口；
40.300：第一换热器；
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301：第一主路；
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302：第一支路；
41.310：第一四通阀；
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320：第二四通阀；
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400：第二换热器；
42.410：第四换热器；
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500：节流元件；
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510：第一电磁换向阀；
43.401：二级支路；
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402：一级主路；
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530：第二电磁换向阀；
44.520：第三换热器；
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540：第三电磁换向阀；
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550：第四电磁换向阀。
具体实施方式
45.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
46.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征
进行结合和组合。
49.下面结合图1至图7，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成限定。
50.如图1所示，本发明提供了一种压缩机，包括：第一缸体100、第二缸体110和活塞120，第一缸体100与第二缸体110套接形成内腔130，活塞120在内腔130做往复运动。
51.其中，第一缸体100与第二缸体110之间形成环形槽，所述环形槽内安装有多孔质轴承套101，多孔质轴承套101为内腔130侧壁的一部分；第一缸体100开有通孔形成补液口102，多孔质轴承套101与补液口102的一端连通。
52.换句话说，第一缸体100和第二缸体110嵌套形成气缸，气缸的内部形成有内腔130。第一缸体100、多孔质轴承套101和第二缸体110依次套合而成，共同形成内腔130。
53.如图1所示，在本发明的一个实施例中，第一缸体100上开设环形进液道103，环形进液道103与环形槽环形连通，补液口102通过环形进液道103与多孔质轴承套101相通。
54.换句话说，环形进液道103形成在多孔质轴承套101与第一缸体100之间，将补液口102进入的气体和/或液体通过环形进液道103均匀的分布在多孔质轴承套101上，并进入内腔。
55.进一步地，环形进液道103带有锥度，锥度从较小直径的补液口102过渡到较大宽度的多孔质轴承套101，减小进液压力损失。并且，环形进液道103与多孔质轴承套101接触的面的宽度小于多孔质轴承套101的宽度。防止由于多孔质轴承套101的受力面过大，使得第一缸体100和第二缸体110无法限位多孔质轴承套101的位置。
56.针对本发明的多孔质轴承套101而言，多孔质轴承套101为单一直径的圆环，多孔质轴承套101内部开设有孔径为0.001微米至1000微米不等的透气通道。多孔质轴承套101可为金属粉末、金属丝网和非金属粉末中一种或多种加工而成的透气多孔透气泡沫结构；或为碳粉、石墨粉、氧化铝粉末、二氧化硅粉末、工程塑料粉末等非金属粉末加工而成的多孔透气陶瓷结构或多孔透气塑料结构。
57.在本发明的实施例中，压缩机包括置于活塞前端的吸气阀140和置于第二缸体110前端的排气机构150。排气机构150与第二缸体110接触的面为活塞120的上止点，活塞120回退过程中距离上止点位置最大的点为下止点，活塞120在上止点和下止点之间往复直线运动。
58.此外，活塞120上开有吸气通道141，在吸气阀140开启时，吸气通道141将吸气阀140与内腔130连通。
59.继续参考图1，在本发明的一个可选实施例中，排气机构150包括安装座151、安装座151内形成的背压腔152，背压腔152内的排气阀153以及排气口211。排气阀153与安装座151之间设置有弹簧154。其中，背压腔152与排气口211连通，排气阀153与第二缸体110的端面接触形成活塞120的上止点。
60.针对活塞120的运动过程而言，活塞120的初始位置置于上止点，第一阶段：在活塞120的前端面从上止点向多孔质轴承套101靠近上止点的端面即第一端面121移动的过程中，活塞120与排气机构150形成压缩腔。其中，压缩腔为内腔130处于活塞120与排气阀153之间的一部分腔体。
61.其中，当压缩腔的压力低于吸气通道141的压力时，在压差的作用下，吸气阀140打
开，实现低压吸气。此时，由多孔质轴承套101流出的制冷剂进入活塞120与内腔侧壁形成的间隙中，多孔质轴承套101流出的制冷剂对于活塞120具有润滑和冷却的作用。经活塞120与内腔侧壁形成的间隙节流后的一部分制冷剂进入压缩腔，另一部分进入机体部分，机体部分即为活塞杆一侧的腔体及与其相连通的壳体部分。
62.第二阶段：在活塞120的前端面从第一端面121继续向下止点运动时，多孔质轴承套101与压缩腔开始连通，大量制冷剂进入压缩腔，补液口102实现中压补液。
63.进一步地，在此过程中，若压缩腔内压力高于吸气通道141压力，则吸气阀140关闭。若补液口102的中压补液量较小，压缩腔内压力随补液口102升压较慢而导致压缩腔内压力仍低于吸气通道141压力时，则吸气阀140仍处于开启状态，实现补液口102和吸气通道141同时提供制冷剂。
64.第三阶段：在活塞120到达下止点，并从下止点向上止点运动时，吸气阀140关闭，补液口102通过多孔质轴承套101继续实现补液，直至活塞120的前端面到达多孔质轴承套101的第一端面121或者压缩腔的制冷剂压力高于补液口102内的压力。
65.第四阶段：在活塞120的前端面从第一端面121向上止点运动时，当腔内压力达到排气压力时，排气阀153打开，高压的制冷剂排出至排气口211，完成膨胀、吸气、压缩和排气。
66.如图2所示，在本发明的一个可选实施例中，包括驱动机构200和壳体201，驱动机构200通过联轴器202驱动活塞120在内腔130内做往复运动，压缩机置于壳体201内。
67.如图3所示，在本发明的另一个可选实施例中，包括一对压缩机210，一对压缩机210通过一对驱动机构200驱动，一对压缩机210置于同一个壳体201内，其中，一对述压缩机210的驱动机构200相背离布置。并且，一对压缩机210共用一个排气口和一个吸气口。压缩机采用驱动机构200相互背离的布置方式，可以有效地减少压缩机210机身的振动。
68.综上，活塞120由驱动机构200驱动在内腔内往复运动，配合吸气阀、排气机构和补液口，实现压缩腔内制冷剂的吸入、压缩、补入、排出和膨胀过程。
69.如图4至图7所示，本发明还提供了一种压缩循环系统，包括第一换热器300、第二换热器400以及上述的压缩机210，第一换热器300、第二换热器400和压缩机210形成具有补液支路的循环回路。
70.如图4所示，在本发明的一个实施例中压缩机210的排气口211与第一换热器300连接，第一换热器300包括第一主路301和第一支路302，第一主路301与第二换热器400连接，第一支路302与压缩机210的补液口102连接，第二换热器400与压缩机210的吸气口212连接。
71.本实施例的压缩循环回路可以实现单室制冷效果。在本实施例中，第一换热器300为冷凝器，第二换热器400为蒸发器。
72.换句话说，第一换热器300的出口设有分流节点，冷凝后的制冷剂在分流节点处分为两路：一路为第一主路301，第一主路301制冷剂经主路节流元件500后，连接第二换热器400，第二换热器400出口连接压缩机210的吸气口212。另一路为第一支路302，第一支路302为补液支路，冷凝后的制冷剂经三通阀直接与补气口102连接。
73.其中，第一主路301和第一支路302的交点即为分流节点。通过第一支路302的直接补液，实现压缩过程的润滑、密封和冷却效果。
74.如图5所示，在本发明的另一个实施例中，压缩循环系统还包括第一四通阀310和第一电磁换向阀510，第一四通阀310的四个接口分别与排气口211、第一换热器300、吸气口212和第二换热器400相连，第一电磁换向阀510的进口分别与第一支路302和第二换热器400相连，第一电磁换向阀510的出口与所述补液口102相连，第一四通阀310和第一电磁换向阀510的阀口切换实现制冷状态和制热状态的切换。
75.在制冷状态下，第一换热器300为冷凝器，第二换热器400为蒸发器。排气口211与第一换热器300接通，吸气口212与第二换热器400接通，第一支路302与所述补液口102接通。在制热状态下，第一换热器300作为蒸发器，第二换热器400作为冷凝器。排气口211与第二换热器400接通，吸气口212与第一换热器300接通，第二换热器400的一级支路401与补液口102接通。本实施例的压缩循环系统可以实现单室制冷、制热双模式。
76.换句话说，第一四通阀310包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，第一电磁换向阀510包括第一进口、第二进口和第一出口。
77.具体地，第一接口与压缩机的排气口211连接，第二接口与第一换热器300连接，第三接口与压缩机的吸气口212连接，第四接口与第二换热器400连接。第一换热器300的第一主路301与第二换热器400的一级主路402连接，第一支路302与第一进口连接，第二进口与第二换热器400的一级支路401连接，第一出口与补液口连接。
78.在制冷状态下，第一接口与第二接口接通，第三接口与第四接口接通，第一支路302与第一进口接通。如图5中黑色实心箭头表示的路径，制冷剂从排气口211达到四通阀310，再到达第一换热器300，经过分流节点，其中一路依次通过第一主路301、节流元件500、第二换热器400，最后回到吸气口212。另一路，通过第一电磁换向阀510到达补液口102。
79.制热状态下，第一接口与第四接口接通，第二接口与第三接口接通，第二进口与第二换热器400接通。如图5虚线空心箭头表示的路径，制冷剂从排气口211经过第一四通阀310，再经过第二换热器400，第二换热器400经过分流节点，其中一路，依次通过一级主路402、节流元件500、第一换热器300回到吸气口212，另一路，经过一级支路401到达第一电磁换向阀510最后流到补液口102。
80.如图6所示，在本发明的另一个实施例中压缩循环系统还包括第二四通阀320和第三换热器520，第三换热器520包括第一换热侧和第二换热侧，第二四通阀320的四个接口分别与压缩机的吸气口212和排气口211、第一换热器300、第二换热器400相连。
81.具体地，第一换热侧的一端与第一换热器300连接，另一端与第二换热器400的一级主路402连接；第二换热侧的一端与第二换热器400的二级支路401连接，另一端与补液口102连接，第二四通阀320的阀口切换实现制冷状态和制热状态的切换。
82.在制冷状态下，第一换热器300作为冷凝器，第二换热器400作为蒸发器。如图6中黑色实心箭头所示的路径，制冷剂从排气口211排出通过第二四通换向阀320依次进入第一换热器300、第一换热侧、第二换热器400，随后通过第二四通阀320回到吸气口212。其中，第一换热侧在该制冷循环中，无热交换，仅充当管道。
83.在制热状态下，第一换热器300作为蒸发器，第二换热器400作为冷凝器，第三换热器520作为蒸发器。如图6中虚线空心箭头所示的路径，制冷剂从排气口211排出通过第二四通换向阀320进入第二换热器400，第二换热器400经过分流节点，一路依次经过一级主路402、第一换热侧、节流元件500、第一换热器300、第二四通换向阀320，最后流回吸气口。另
一路依次经过一级支路401、节流元件、第二换热侧，流回补液口102。
84.其中，一级主路402所在的回路蒸发温度较低，通过第三换热器520的设置，增加一级主路402所在的回路节流前的过冷度，提高第二换热器400的焓差。同时，利用一级支路401相对较高的蒸发压力，将部分制冷剂从一级支路401所在的回路补入压缩机，提高制热时总的制冷剂流量，从而提高系统的制热量及性能，尤其是低温环境下的系统性能。
85.如图7所示，在本发明的一个可选实施例中，压缩循环系统还包括第四换热器410、第二电磁换向阀530、第三电磁换向阀540和第四电磁换向阀550，第二换热器400的出口与压缩机的吸气口212连接，第一换热器300的进口与压缩机的排气口211连接，
86.进一步地，第二电磁换向阀530分别与第一换热器300的出口、第四换热器410的进口和第四电磁换向阀550连接，第三电磁换向阀540分别与第四换热器410的出口、第二换热器400的进口和第四电磁换向阀550连接，第四电磁换向阀550与补液口102连接。
87.本实施例为双室制冷系统，第一换热器300作为冷凝器，第二换热器400作为蒸发器，第四换热器410作为蒸发器。其中，双室同时制冷状态为图7中黑色实心箭头所示的路径，从压缩机排气口211排出的制冷剂依次经过第一换热器300、第二电磁换向阀530、节流元件500、第四换热器410、第三电磁换向阀540、第二换热器400，最后回流至压缩机的吸气口212。
88.此外，中温单室制冷状态为图7中实线空心箭头所示的路径，从排气口211排出的制冷剂依次经过第一换热器300、第二电磁换向阀530、节流元件500、第四换热器410、第三电磁换向阀540、第四电磁换向阀550，最后回流至压缩机补液口102。可以实现冷藏室单独制冷功能。
89.另外，低温单室制冷状态为图7中虚线空心箭头表示的路径，从排气口211排出的制冷剂依次经过第一换热器300、第二电磁换向阀530、第四电磁换向阀550、第三电磁换向阀540、第二换热器400，最后回流至吸气口212。可以实现冷冻室单独制冷功能。
90.在本发明的该实施例中，由于压缩机具备补液口102，因此相较于只具备一个吸气口的现有压缩机，可以实现双室同时制冷或单独制冷，并且充分利用补液口102可以更好地将能量充分利用，避免能量浪费。
91.本发明提供的压缩机，通过在第一缸体上开设补液口，在第一缸体与第二缸体之间设置多孔质轴承套，使得补液口通过多孔质轴承套与内腔连通，根据活塞与多孔质轴承套所在的位置以及压差的作用，决定了从多孔质轴承套进入的液体进入位置，实现了补液口进入的液体对压缩机实现润滑、补液、密封和冷却的效果，降低压缩机的摩擦、泄漏，降低压缩腔内温度，从而减少能量消耗和减小设备体积，实现压缩机无油运行。
92.进一步地，在本发明提供的压缩循环系统中，由于具备如上所述的压缩机，因此同样具备如上所述的各种优势。
93.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。