变容压缩机的变容控制机构及变容压缩机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变容压缩机的变容控制机构。本发明还涉及一种变容压缩机。
【背景技术】
[0002] 压缩机变容运行的方式有多种，其中，采用图1所示的变容控制机构，通过控制销 钉6两端的压力差来控制销钉6对滑片3的锁止与否，可以实现压缩机的变容运行。其具体实 现方式为:通过向销钉6两端导入不同的压力(排气压力或吸气压力），使销钉6两端的压差 变化，来控制销钉6对滑片3的锁止与解锁，从而控制滑片3是否贴紧偏心滚子1运动，以达到 对气缸工作状态的控制。当销钉6两端无压差或压差较小时，销钉6可在弹簧7的推力作用下 弹出而锁止滑片3,使滑片3不能贴紧偏心滚子1运动，气缸便处于卸载状态(见图2);当销钉 6两端压差较大时，销钉6可克服弹簧7的推力而被压回到销钉孔中而解锁滑片3,使滑片3能 够贴紧偏心滚子1运动，气缸便处于工作状态(见图3)。当压缩机中包括两个以上气缸时，其 中一个气缸在工作状态和卸载状态之间切换便可以使压缩机的容量发生改变。
[0003] 现有技术中，该变容控制机构在工作时常常会发生偏心滚子、滑片、销钉、气缸等 之间的撞击而影响压缩机运行可靠性。撞击主要出现在以下几种情况下：（1)在气缸卸载状 态下，滑片被锁止，此时滑片前端可能会超出气缸内壁，导致偏心滚子与滑片发生撞击(见 图4)，从而损坏滚子、滑片前端、气缸滑片槽和/或销钉头部，或者致使压缩机卡死；（2)在气 缸切换工作状态的瞬间，滑片朝向滑片槽后端运动，销钉则在弹簧推力作用下朝向头部方 向运动，如果滑片后端未能始终压住销钉，会出现销钉头部已经伸出而滑片还在向滑片槽 后端运动，导致滑片后端撞击销钉头部(见图5)，从而毁坏滑片和/或销钉；（3)在气缸工作 状态下，滑片退入滑片槽时，如果滑片槽让位距离过小，会导致滑片与气缸让位孔壁发生撞 击(见图6)，从而毁坏气缸。
[0004] 此外，现有技术的该变容控制机构还容易发生内泄漏。
[0005] 因此，有必要对该变容控制机构作出进一步的改进设计，以改善压缩机运行的可 靠性。
【发明内容】
[0006] 鉴于现有技术的上述现状，本发明的第一方面的目的在于提供一种变容压缩机的 变容控制机构，其能有效消除滑片锁止时偏心滚子与滑片前端的撞击问题，从而提高压缩 机运行的可靠性。
[0007] 上述目的通过以下技术方案实现：
[0008] 变容压缩机的变容控制机构，其包括气缸、偏心量为e的偏心滚子、滑片和销钉，其 中，所述偏心滚子转动地设置在气缸内，所述气缸的内壁上设有气缸滑片槽，所述滑片滑动 地设置在气缸滑片槽中，所述滑片具有滑片销钉槽，所述滑片销钉槽的深度方向垂直于所 述滑片的滑动方向，所述销钉具有销钉头部，所述销钉头部嵌入或不嵌入所述滑片销钉槽 中以实现对所述滑片的锁止或解锁;其中，所述滑片、所述销钉的结构和位置关系满足：
[0010]其中，a为滑片前端与气缸内壁齐平时滑片销钉槽中心到销钉轴线的距离，d为销 钉头部的直径，L2为滑片销钉槽的宽度。
[0011]优选地，所述滑片、所述销钉的结构和位置关系满足：
[0013] 其中，Ll为滑片长度，r2为销钉头部的倒角长度，X为滑片前端到滑片销钉槽中心 的距离。
[0014] 优选地，所述滑片、所述气缸内壁的结构和位置关系满足：
[0010]其中，X为滑片前端到滑片销钉槽中心的距离，rl为滑片销钉槽的倒角长度。
[0017] 优选地，所述滑片的后端面为平面，所述气缸滑片槽的后端设有滑片让位孔，所述 滑片、所述滑片让位孔的结构和位置关系满足：
[0018] R2- [ (9/2)2+(D2/2+e+Ll-Rl )2] (1/2)>0,
[0019] 其中，Rl为滑片让位孔的后端圆弧的位置圆的半径，R2为滑片让位孔的后端圆弧 的半径，Θ为滑片的厚度，D2为偏心滚子的外径，Ll为滑片长度。
[0020] 优选地，所述滑片的后端面为圆弧面，所述气缸滑片槽的后端设有滑片让位孔，所 述滑片、所述滑片让位孔的结构和位置关系满足：
[0023] 其中，Rl为滑片让位孔的后端圆弧的位置圆的半径，R2为滑片让位孔的后端圆弧 的半径，R3为滑片后端圆弧面的圆弧半径，h为滑片后端圆弧面的弧高，Θ为滑片的厚度，D2 为偏心滚子的外径，Ll为滑片长度。
[0024] 本发明的另一方面还提供了一种变容压缩机，其包括前面所述的变容控制机构。
[0025] 本发明的变容压缩机变容控制机构能有效消除滑片锁止时偏心滚子与滑片前端 的撞击问题，从而可提高变容压缩机的运行可靠性。本发明的另一优选方案还能消除气缸 切换工作状态的瞬间滑片后端与销钉头部的撞击问题，也可在另一方面提高变容压缩机的 运行可靠性。本发明的另一优选方案还能防止内泄漏，也可在另一方面提高变容压缩机的 运行可靠性。本发明的又一优选方案还能防止滑片后端与滑片让位孔的撞击，也可在又一 方面提高变容压缩机的运行可靠性。
【附图说明】
[0026] 以下将参照附图对根据本发明的变容控制机构及变容压缩机的优选实施方式进 行描述。图中：
[0027] 图1为本发明所涉及的变容压缩机变容控制机构的结构示意图；
[0028] 图2为具有图1的变容控制机构的变容压缩机在一种模式下工作时的系统原理图， 其中，变容控制机构的气缸处于卸载状态；
[0029] 图3为具有图1的变容控制机构的变容压缩机在另一种模式下工作时的系统原理 图，其中，变容控制机构的气缸处于工作状态；
[0030] 图4-6示意地示出了图1的变容控制机构在工作中可能出现的撞击；
[0031] 图7和图8示意地示出了本发明中滑片的结构及参数，其中，图7为主视图，图8为图 7的右视图；
[0032] 图9示意地示出了本发明中销钉的结构及参数；
[0033] 图10示意地示出了本发明中防止偏心滚子与滑片撞击的结构参数；
[0034] 图11示意地示出了本发明中防止滑片与销钉撞击的结构参数；
[0035]图12示意地示出了本发明中防止泄漏的结构参数；
[0036] 图13示意地示出了本发明中防止滑片与滑片让位孔壁撞击的结构参数，该例中， 滑片后端面为平面；
[0037] 图14示意地示出了本发明中防止滑片与滑片让位孔壁撞击的结构参数，该例中， 滑片后端面为圆弧面；
[0038] 图15示意地示出了气缸的结构；
[0039]图16示意地示出了法兰的结构；
[0040] 图17示意地示出了下盖板的结构；
[0041] 图18示意地示出了变容控制机构的装配示意图及内部的压力控制通道。
【具体实施方式】
[0042] 首先参见图1和图18,其中示出了本发明所涉及的变容控制机构，其例如可用于旋 转式变容压缩机。典型地，该变容控制机构包括气缸4、偏心量为e的偏心滚子1、滑片3和销 钉6。其中，所述偏心滚子1可在气缸4内绕气缸4的轴线转动。所述气缸4的内壁上设有气缸 滑片槽41(见图15)，所述滑片3可在气缸滑片槽41中滑动，以便使滑片前端隐藏在气缸内壁 中或者突出于气缸内壁而伸到气缸内腔中。所述滑片3具有滑片销钉槽31(见图7和8)，所述 滑片销钉槽31的深度方向垂直于所述滑片3的滑动方向；所述销钉6具有销钉头部61(见图 9)，所述销钉头部61可嵌入或不嵌入所述滑片销钉槽31中以实现对所述滑片3的锁止或解 锁。
[0043] 具体地，如图1和图18所示，该变容控制机构还包括隔板2、弹簧7、法兰8、下盖板9 等。
[0044] 其中，气缸具有吸气口43和与吸气口43相通的导气孔44,该导气孔44构成销钉尾 部压力控制通道的一部分，气缸还具有销钉头部压力控制通道45,气缸滑片槽41的后端有 滑片槽尾腔42(见图15)。法兰8具有排气口 82和容纳销钉6的销钉孔81，并且还具有构成销 钉尾部压力控制通道的一部分的导气孔83(见图16)。销钉6尾部有弹簧容纳腔62(见图9)。 下盖板9具有低压导气槽91(见图17)，该低压导气槽91构成销钉尾部压力控制通道的一部 分。图18中示意地示出了销钉头部压力控制通道45和销钉尾部压力控制通道489。
[0045] 气缸4、滑片3、销钉头部61、隔板2、法兰8共同组成滑片尾部压力控制腔5(图1)，并 通过外部管路导入不同压力至该腔中。销钉尾部、法兰8、下盖板9共同组成销钉尾部压力控 制腔1〇(图1)。通过滑片尾部压力控制腔5改变销钉6两端的压力差(见图2、图3)，可以控制 销钉6的上下运动，从而控制滑片3的锁止与解锁，达到压缩机变容运行的目的。
[0046] 具体的变容控制原理为:销钉6头部和尾部分别位于两个独立的压力腔中（此两个 压力腔分别由外部管路控制压力，见图2、图3、图18)，销钉6的尾部安装有弹簧7;当销钉6头 尾两端压差较大时，销钉6将克服弹簧推力向尾部方向运动，销钉头部61从滑片销钉槽31中 脱开，解锁滑片3;当销钉两端无压差或压差较小时，销钉6将在弹簧推力作用下向头部方向 运动，销钉头部61嵌入滑片销钉槽31中，锁止滑片3。在滑片3被解锁的情况下，滑片3在滑片 尾部压力控制腔5中压力的作用下，朝向气缸内腔滑动，从而突出于气缸内壁，并与偏心滚 子1接触。此时，当偏心滚子1绕气缸轴线旋转时，将周期性地推压滑片前端，使得滑片3在最 大伸出位置和最小伸出位置之间往复滑动，气缸4完成吸气和排气。在滑片3被锁止的情况 下，偏心滚子1在气缸4内空转，气缸4不进行吸气/排气。
[0047] 针对现有技术的变容控制机构所存在的撞击、泄漏等问题而影响压缩机运行可靠 性的情况，本发明对变容控制机构的结构做出了进一步的改进设计，下面将逐一进行详述。
[0048] -、通过确保偏心滚子与滑片间的间隙，来防止偏心滚子与滑片的撞击。
[0049] 当气缸4处于卸载状态时，滑片3退入气缸滑片槽中，销钉6弹出，销钉头部嵌入滑 片销钉槽中，锁止滑片3。此时，为防止偏心滚子空转时撞击滑片前端，应保证偏心滚子与滑 片前端的最小间隙距离。
[0050] 当滑片前端与气缸内壁齐平时，偏心滚子恰好与滑片前端不发生碰撞，而为了保 持这种不碰撞的结果，应使滑片被锁止时滑片前端仍保持与气缸内壁齐平或仅向后退缩。
[0051] 参见图10,在滑片前端与气缸内壁齐平时，滑片前端到滑片销钉槽的后侧壁（图中 为左侧壁）的距离为X+L2/2，其中，X为滑片前端到滑片销钉槽中心的距离，L2为滑片销钉槽 的宽度(见图7)。同时，滑片前端到销钉头部的后侧母线（即锁止滑片时与滑片销钉槽后侧 壁接触的母线）的距离为x+a+d/2,其中，a为滑片前端与气缸内壁齐平时滑片销钉槽中心到 所述销钉轴线的距离，也即滑片销钉槽中心到销钉孔中心的距离（忽略销钉与销钉孔之间 的间隙），d为销钉头部的直径(见图9)。
[0052]于是，为保证滑片被锁止时滑片前