一种油气隔离装置及制冷压缩机的制作方法

1.本实用新型属于制冷压缩机领域，特别是涉及一种油气隔离装置及制冷压缩机。


背景技术：

2.目前在制冷压缩机领域，无论何种形式压缩机，一般主轴及轴承等动力部件都需油润滑，且润滑油和制冷剂会共同循环工作，制冷回路中存在的润滑油导致换热效率降低，同时在遇到剧烈振动和大倾角姿态时会造成气缸液击，导致制冷压缩机损坏。个别制冷压缩机进行了技术改进，采用油气隔离装置实现无油压缩，主要机理为在油腔和气腔连接处增加接触式密封结构或非接触式密封结构。其中接触式密封件在运行中往往会出现接触磨损的现象，最终导致润滑油进入到无油压缩腔体内部，另一种非接触式密封件需要形成密度较高的高速旋转气流层，对压缩机的工作转速和工作压力限制较多，所以，这两种形式的密封都不能彻底实现油气隔离。
3.因此，亟需一种完全密封的油气隔离装置，既保证主轴等动力部件的油润滑需要，又能解决纯净制冷剂气体无油压缩的功能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种油气隔离装置，以解决现有技术中存在的制冷压缩机不能实现完全密封的油气隔离技术问题。
5.本实用新型提供的一种油气隔离装置，包括：所述隔离体，具有活塞组件安装腔；活塞组件，可往返移动地设置在所述活塞组件安装腔内，所述活塞组件包括活塞、与所述活塞连接的活塞杆，以及吸气阀片，其中所述活塞上设有若干通气孔，所述吸气阀片设置在所述活塞与活塞杆之间，用于在所述活塞两侧的气压的作用下，封闭或打开所述通气孔；双头连接轴，其第一端伸出所述隔离体的第一端端口外，适于与外部驱动装置连接，第二端与所述活塞杆连接；弹性补偿器，套设于所述双头连接轴外部，所述弹性补偿器的第一端与所述隔离体的第一端端口连接，所述弹性补偿器的第二端与所述双头连接轴的第二端连接，使所述弹性补偿器内侧、所述双头连接轴外侧以及所述隔离体的第一端端口内侧之间形成润滑油容纳腔；所述弹性补偿器外侧、所述活塞组件以及所述隔离体的内壁之间围成气体容纳腔。
6.进一步的，所述隔离体包括圆筒状的主体，以及设置在所述主体的第一端的端板，所述端板上还设有所述第一端端口，所述第一端端口的内径小于所述主体的外径。
7.进一步的，还包括自润滑活塞环，所述活塞的外圆周面开设有环形沟槽结构，所述自润滑活塞环镶嵌在所述环形沟槽结构内，所述自润滑活塞环的截面与所述环形沟槽结构的截面匹配。
8.进一步的，所述自润滑活塞环采用铜填充聚四氟乙烯材料和/或所述弹性补偿器为金属波纹管。
9.进一步的，所述自润滑活塞环为开口圆环结构。
10.进一步的，若干所述通气孔围绕所述活塞的中心孔沿圆周分布，所述吸气阀片为圆环结构，所述活塞杆的一端适于依次穿过所述吸气阀片、所述中心孔与所述双头连接轴连接。
11.进一步的，所述活塞杆为多段圆柱体结构，至少包括第一段、第二段和第三段，所述第一段直径大于所述吸气阀片的内径，所述第二段直径等于所述吸气阀片的内径，所述吸气阀片套在所述第二段上，所述第三段适于穿过所述活塞的中心孔与所述双头连接轴螺纹连接。
12.进一步的，所述隔离体内壁的表面粗糙度为0.2。
13.进一步的，所述隔离体、所述弹性补偿器和所述双头连接轴的同轴度小于0.005mm。
14.进一步的,一种制冷压缩机具有如前述的油气隔离装置。
15.本实用新型提供的一种油气隔离装置，弹性补偿器的第一端与隔离体的第一端端口连接，弹性补偿器的第二端与双头连接轴的第二端连接，形成完全的隔离密封结构，不存在接触和非接触密封结构，润滑油只分布在弹性补偿器外侧和双头连接轴外侧以及隔离体的第一端端口内侧之间形成润滑油容纳腔中，制冷气体只分布在弹性补偿器外侧和隔离体内腔中，彻底实现油气隔离，从而解决了现有隔离装置由于密封件磨损和工况适应性带来的不完全密封问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
17.图1为本实用新型实施例提供的装置剖面示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的装置剖面立体图；
19.图3为自润滑活塞环示意图；
20.图4为活塞示意图；
21.图5为活塞杆示意图；
22.图6为吸气阀片示意图。
23.图标：1-隔离体；2-弹性补偿器；3-双头连接轴；4-自润滑活塞环；5-活塞；6-吸气阀片；7-活塞杆；10-主体；11-端板；21-弹性补偿器的第一端；22-弹性补偿器的第二端；31-双头连接轴的第一端；32-双头连接轴的第二端；71-第一段；72-第二段；73-第三段；110-第一端端口。
具体实施方式
24.下面将结合实施例对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参考图1至图6，一种油气隔离装置包括隔离体1、活塞组件、双头连接轴3、弹性补偿器2以及自润滑活塞环4，隔离体1具有活塞组件安装腔；活塞组件可往返移动地设置在活塞组件安装腔内，活塞组件包括活塞5、与活塞5连接的活塞杆7，以及吸气阀片6，其中活塞5上设有若干通气孔，吸气阀片6设置在活塞5与活塞杆7之间，用于在活塞两侧的气压的作用下，封闭或打开通气孔；双头连接轴的第一端31伸出隔离体1的第一端端口外，适于与外部驱动装置连接，双头连接轴的第二端32与活塞杆连接；弹性补偿器2，套设于双头连接轴3外部，弹性补偿器的第一端21与隔离体1的第一端端口连接，弹性补偿器的第二端22与双头连接轴的第二端32连接，使弹性补偿器2内侧、双头连接轴3外侧以及隔离体1的第一端端口内侧之间形成润滑油容纳腔；弹性补偿器2外侧、活塞组件以及隔离体1的内壁之间围成气体容纳腔；自润滑活塞环4，活塞5的外圆周面开设有环形沟槽结构，自润滑活塞环4镶嵌在环形沟槽结构内，自润滑活塞环4的截面与环形沟槽结构的截面匹配。优选弹性补偿器的第一端21与隔离体1的第一端端口通过焊接地方式连接，弹性补偿器的第二端22与双头连接轴第二端32通过焊接地方式连接。
26.本实用新型的工作原理为，请参考图1，在外部动力装置的作用下，通过双头连接轴3将动力传递到活塞杆7上，沿轴向进行向左或向右的直线运动，从而实现弹性补偿器2和活塞装置的往复运动。
27.当双头连接轴3向右运动时，带动自润滑活塞环4、活塞5、吸气阀片6和活塞杆7向右运动，此时右侧腔内的气体压力增大，左侧腔内的气体压力降低，吸气阀片6在压差作用下离开活塞5上的通气孔，形成气体流动通道，实现制冷气体从右侧腔内向左侧腔内的流动，此过程为吸气过程。
28.当双头连接轴3向左运动时，带动自润滑活塞环4、活塞5、吸气阀片6和活塞杆7向左运动，此时右侧腔内的气体压力降低，左侧腔内的气体压力增大，吸气阀片6在压差作用下贴合在活塞5的通气孔上，关闭气体流动通道，此过程为排气过程。
29.本实用新型中设置自润滑活塞环，减少了活塞与隔离体内壁的摩擦，提高了活塞的使用寿命；在弹性补偿器的第一端与隔离体的第一端端口连接，弹性补偿器的第二端与双头连接轴的第二端连接，形成完全的隔离密封结构，不存在接触和非接触密封结构，润滑油只分布在弹性补偿器外侧和双头连接轴外侧以及隔离体的第一端端口内侧之间形成润滑油容纳腔中，制冷气体只分布在弹性补偿器外侧和隔离体内腔中，彻底实现油气隔离，从而解决了现有隔离装置由于密封件磨损和工况适应性带来的不完全密封问题。
30.可选的，隔离体1包括圆筒状的主体10，以及设置在主体10的第一端的端板11，端板上还设有第一端端口110，第一端端口110的内径小于主体10的外径。隔离体形状与活塞适配，同时端板上开有第一端端口，第一端端口与弹性补偿器焊接，双头连接轴伸出第一端端口外与外部动力装置相连，解决了活塞的动力来源。优选的，端板上开设有围绕第一端端口的环形凹槽，用于放置密封橡胶圈，防止隔离体与外接主轴的碰撞损伤。
31.可选的，弹性补偿器2为金属波纹管。运用金属焊接波纹管结构作为弹性补偿器进行隔离密封，波纹管的性能参数如位移、耐压力、刚度、寿命等保证了活塞往复运动的性能要求，同时对工作中的润滑油和制冷气体具有一定的抗振性和密封浮动性，能够消除传统隔离装置在大过载和翻滚等机动姿态飞行条件下产生的不利影响。
32.可选的，自润滑活塞环4采用铜填充聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯材料具有良好的
润滑效果，在聚四氟乙烯中填充铜粉，能够改善聚四氟乙烯耐磨性和抗蠕变性等物理性能。
33.可选的，自润滑活塞环4为开口圆环结构，开口圆环更方便安装。优选的，开口为交叉形，保证自润滑活塞环始终与隔离体内壁接触，降低因存在开口缝隙而产生的泄压风险，保证活塞两端的气压。
34.可选的，若干通气孔围绕活塞5的中心孔沿圆周分布，吸气阀片6为圆环结构，活塞杆7的一端适于依次穿过吸气阀片6、中心孔与双头连接轴3连接。吸气阀片6的圆环可以覆盖活塞5上的若干通气孔，吸气阀片配合通气孔实现活塞两侧气体的流通。优选的，活塞5沿径向的切面为类“工”字形，若干通气孔周围设置凸起的环形切线，可以减少气体的流动阻力，制冷气体向外流动更流畅。
35.可选的，活塞杆7为多段圆柱体结构，至少包括第一段71、第二段72和第三段73，第一段71直径大于吸气阀片6的内径，第二段72直径等于吸气阀片6的内径，吸气阀片6套在第二段72上，第三段73适于穿过活塞5的中心孔与双头连接轴3螺纹连接。吸气阀片6在活塞杆7的第二段72上沿轴向往复移动，被活塞杆7的第一段71和活塞5限制移动范围。活塞杆7的第三段73与双头连接轴3连接，保证整个活塞组件的动力来源。多段圆柱体是为了更好的适配内部通孔结构尺寸，安装后整体结构更牢固。优选的，在第一段71上沿外圈设置开口，作为工具卡口，方便后续的旋转安装。
36.可选的，隔离体1内壁的表面粗糙度为0.2。保证自润滑活塞环4在隔离体1内腔运动自如，减少活塞环的摩擦损耗，有效防止了因材料磨损导致的泄露。
37.可选的，隔离体1、弹性补偿器2和双头连接轴3的同轴度小于0.005mm。该同轴度适配压缩机运转轴的精度，目的是为了更好地让活塞组件与气缸之间的间隙和受力均匀，更好地提升运动气密性、制冷性能和可靠性寿命。
38.可选的,一种制冷压缩机具有如前所述的油气隔离装置。
39.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。