一种膨胀机的吸气结构、膨胀机和空调器的制作方法

本公开涉及膨胀机技术领域，具体涉及一种膨胀机的吸气结构、膨胀机和空调器。

背景技术：

在众多制冷系统中，节流元件是不可或缺的一部分，在节流的过程中伴随着不可逆的节流损失，便有了膨胀机代替节流阀的趋势，从理论上来讲，用膨胀机的可逆绝热膨胀过程代替节流元件的不可逆等焓节流过程，可减少系统熵增，提高系统的热力学完善度。开发膨胀机具有一定的价值。

高压流体进入膨胀机膨胀后会变成低压流体，在这个膨胀过程中膨胀机会对外做功，这部分功可以加以回收并利用。

膨胀机在设计时一般是按固定膨胀比设计的，随着空调系统工况的变化，当入口或出口流体压力或温度发生变化时，会发生与原膨胀比不匹配的问题，就会发生过膨胀(将导致膨胀机做负功，其压焓图如图2所示)和欠膨胀(将导致膨胀机实际回收功减少，其压焓图如图3所示)，导致膨胀机效率(在同等进气量的情况下，如果输出功较大，则膨胀效率较高；在同等输出功的情况下，如果进气量较小，则膨胀效率较高)降低。

由于现有技术中的膨胀机存在不能调节膨胀比，对于不同工况适应较差，导致膨胀机效率较低；并且现有膨胀机调节进气量的结构较为复杂，可靠性较差等技术问题，因此本公开研究设计出一种膨胀机的吸气结构、膨胀机和空调器。

公开内容

因此，本公开要解决的技术问题在于克服现有技术中的膨胀机存在不能调节膨胀比，对于不同工况适应较差，导致膨胀机效率较低的缺陷，从而提供一种膨胀机的吸气结构、膨胀机和空调器。

为了解决上述问题，本公开提供一种膨胀机的吸气结构，其包括：

曲轴和第一法兰，所述第一法兰的中心轴线处开设有容纳孔，所述曲轴穿设于所述容纳孔中，

所述曲轴位于所述容纳孔中的部分为第一轴段，且所述容纳孔中还设置有轴套，所述轴套位于所述第一法兰的内周壁与所述第一轴段的外周壁之间，所述轴套能够沿所述曲轴的轴线方向运动而调节所述膨胀机的吸气量的大小。

在一些实施方式中，所述第一法兰上开设有第一进气通道和第二进气通道，所述第一进气通道的一端设置于所述第一法兰的外周面处、以进行吸气、另一端从所述第一法兰的内部延伸至所述容纳孔的位置，所述第二进气通道的一端与所述膨胀机的膨胀腔连通、另一端延伸至所述容纳孔的位置。

在一些实施方式中，所述轴套上设置有第一进气孔和第二进气孔，所述第一进气孔从所述轴套的外周壁延伸至所述轴套的内周壁，且所述第一进气孔能够与所述第一进气通道连通；所述第二进气孔也从所述轴套的外周壁延伸至所述轴套的内周壁，且所述第二进气孔能够与所述第二进气通道连通。

在一些实施方式中，所述第一进气孔的中心和所述第二进气孔的中心之间的连线与所述曲轴的轴线方向平行，且所述第一进气孔和所述第二进气孔位于不同的轴向高度。

在一些实施方式中，所述第一轴段的外周壁上还设置有进气槽，所述进气槽在所述曲轴的轴向方向延伸，当所述曲轴转动至所述进气槽与所述第一进气孔和所述第二进气孔均相对时，所述第一进气孔和所述第二进气孔分别与所述进气槽的不同位置连通。

在一些实施方式中，所述进气槽上与所述第一进气孔连通的位置为第一轴向连通部，所述进气槽上与所述第二进气孔连通的位置为第二轴向连通部，所述第一轴向连通部与所述第二轴向连通部之间形成的连通空间构成为所述曲轴上的进气空间；

当所述轴套沿曲轴的轴向方向运动时，所述第一轴向连通部的位置也在轴向方向发生变化，所述第二轴向连通部的位置也在轴向方向发生变化，使得沿着所述曲轴的转动方向所述连通空间的连通时间发生变化。

在一些实施方式中，所述进气槽包括第一进气槽，所述第一进气槽的在圆周方向的弧长沿着所述曲轴的轴向方向逐渐变大或逐渐变小；

第一轴向连通部位于所述第一进气槽中，使得所述第一进气槽能与所述第一进气孔连通，而使得所述轴套被控制沿所述曲轴的轴向方向运动后，在所述曲轴的转动过程、所述第一进气孔与所述第一进气槽的连通弧长发生变化，以控制进气时间发生变化。

在一些实施方式中，所述第一进气槽的在圆周方向的弧长沿着所述曲轴的轴向向下的方向逐渐变小。

在一些实施方式中，所述进气槽还包括第二进气槽，所述第二进气槽的在圆周方向的弧长沿着所述轴向方向不变，第二轴向连通部位于所述第二进气槽中，使得所述第二进气槽能与所述第二进气孔连通，而使得所述轴套被控制沿所述曲轴的轴向方向运动后，在所述曲轴的转动过程中、所述第二进气孔与所述第二进气槽的连通弧长不变。

在一些实施方式中，所述第二进气槽在所述曲轴的轴向方向与所述第一进气槽相接，所述第二进气槽位于所述第一进气槽的上端、使得所述第二进气槽的下端与所述第一进气槽的上端相接；

和/或，所述第一进气槽在竖直方向的投影面为梯形或三角形，且所述梯形的上边宽度大于下边，所述三角形的上端为边、下端为顶点。

在一些实施方式中，所述轴套包括沿所述曲轴的轴向方向的第一端面和第二端面，所述第一端面与所述膨胀腔相对，且所述第一端面上还开设有第一压力反馈槽，所述第一压力反馈槽能够与所述膨胀腔连通以引入所述膨胀腔中气体，气体能对所述轴套产生压力f，所述第二端面上连接有弹性结构，所述弹性结构能够对所述第二端面产生弹性力f，当f＞f时，所述轴套被推动朝背离所述膨胀腔的一侧运动，当f＜f时，所述轴套被推动朝向所述膨胀腔的一侧运动。

在一些实施方式中，当包括第一进气孔和第一进气槽时：

当所述轴套被推动朝背离所述膨胀腔的一侧运动时，所述第一进气孔与所述第一进气槽的连通弧长逐渐减小，l＝γ·r，其中l为所述第一进气槽的连通弧长，r为所述第一轴段的轴径，γ为所述第一进气槽与第一进气孔连通时曲轴所需要转过的角度，此时γ减少，第一进气孔与第一进气槽的连通时间缩短，进气时间t缩短，使进气量q减少，其中q＝q·t，q为单位时间进气量，以减小膨胀腔压力；

当所述轴套被推动朝向所述膨胀腔的一侧运动时，所述第一进气孔与所述第一进气槽的连通弧长逐渐增加，l＝γ·r，其中l为所述第一进气槽的连通弧长，r为所述第一轴段的轴径，γ为所述第一进气槽与第一进气孔连通时曲轴所需要转过的角度，γ增加，所述第一进气孔与所述第一进气槽的连通时间增加，进气时间t增加，使进气量q增加，其中q＝q·t，q为单位时间进气量，以增大膨胀腔压力。

在一些实施方式中，α≤γ≤β，其中α为所述第一进气槽沿所述曲轴的轴向方向上的最小周向圆弧长度对应的圆心角，β为所述第一进气槽沿所述曲轴的轴向方向上的最大周向圆弧长度对应的圆心角。

在一些实施方式中，所述第一法兰上与所述膨胀腔相对的端面上开设有第二压力反馈槽，所述第一法兰上还开设有压力反馈通道，所述第二压力反馈槽的一端与所述膨胀腔连通、另一端与所述压力反馈通道连通，所述压力反馈通道的一端与所述第二压力反馈槽连通、另一端与所述第一压力反馈槽连通，能够通过所述第二压力反馈槽和所述压力反馈通道将所述膨胀腔中的气体导入所述第一压力反馈槽中。

在一些实施方式中，所述轴套的所述第一端面上还设置有隔板，所述隔板位于所述膨胀腔与所述轴套之间，所述压力反馈通道与所述第一压力反馈槽沿着所述曲轴的径向方向连通；

和/或，所述压力反馈通道为弧形通道槽。

在一些实施方式中，所述轴套的下端设置有盖板结构，所述弹性结构的一端与所述盖板结构抵接、另一端与所述轴套连接，所述盖板结构与所述第一法兰为一体成型的结构、或所述盖板结构与所述第一法兰固定连接。

在一些实施方式中，所述盖板结构上朝所述轴套的方向设置有第一凸起，所述轴套上与所述第一凸起相对的位置设置有第一固定槽，所述第一凸起插入所述第一固定槽中以对所述轴套的转动方向进行限位；

或者，所述轴套上朝所述盖板结构的方向设置有第二凸起，所述盖板结构上与所述第二凸起相对的位置设置有第二固定槽，所述第二凸起插入所述第二固定槽中以对所述轴套的转动方向进行限位。

在一些实施方式中，所述第一凸起上设置有弹簧孔，以容纳所述弹性结构的一端设置于所述弹簧孔中。

本公开还提供一种膨胀机，其包括前任一项所述的膨胀机的吸气结构，还包括气缸和滚子，所述滚子的外周面和所述气缸的内周面之间能够形成膨胀腔，所述膨胀腔通过所述吸气结构进行吸气。

在一些实施方式中，当所述第一法兰上开设有第一进气通道和第二进气通道时，所述气缸上与所述第二进气通道相接的位置还设置有气缸吸入口；

和/或，所述膨胀机还包括第二法兰，其中所述第一法兰设置在所述气缸的轴向一端面上，所述第二法兰设置在所述气缸的轴向另一端面上。

本公开一种空调器，其包括前任一项所述的膨胀机。

本公开提供的一种膨胀机的吸气结构、膨胀机和空调器具有如下有益效果：

1.本公开通过在容纳孔中在曲轴和第一法兰之间设置的轴套结构，能够有效地调节膨胀机的吸气量的大小，从而能够有效调节膨胀机的膨胀比，有效解决现有膨胀机不能调节膨胀比、对于不同工况适应较差、导致膨胀机效率较低的问题，能够实现控制膨胀机的膨胀比在预设范围内，不会出现过膨胀或欠膨胀的情况发生，提高对不同工况的适应能力，提高膨胀机的效率；并且本公开的调节膨胀比的结构简单，可靠性高，加工方便，成本低，方便装配；

2.进一步地本公开通过轴套结构上开设的多个进气孔、与曲轴的第一轴段上的进气槽结构相配合，且通过轴套结构能够进行上下运动，使得其与进气槽之间的连通位置发生变化，结合进气槽的特有结构的设计，其沿轴向方向的周向弧长发生变化，从而能够有效调节曲轴转动过程中的进气弧长，进而调节进气时间，最终实现调节吸气量变化的目的；进一步优选地，本公开轴套的上下运动通过引入膨胀腔中的气体压力、与弹性结构设定的预设弹性力之间对轴套产生合力，从而能够根据膨胀腔中的压力大小而自动控制轴套如何进行运动，实现压力超过预设压力后减小进气量、小于预设压力后增大进气的效果，实现根据膨胀腔压力的大小自动调节轴套的运动的效果，实现控制膨胀机的膨胀比在预设范围内，不会出现过膨胀或欠膨胀的情况发生，最终提高膨胀机的膨胀效率。

附图说明

图1是膨胀机正常膨胀的压焓图；

图2是膨胀机过膨胀时的压焓图；

图3是膨胀机欠膨胀时的压焓图；

图4是本公开的膨胀机的泵体爆炸结构图；

图5是本公开的膨胀机的泵体纵截面图；

图6是本公开的膨胀机中轴套和第一法兰的装配结构图；

图7是本公开的膨胀机中轴套的立体结构图；

图8是本公开的膨胀机中曲轴的立体结构图；

图9是图8中进气槽的槽面展开图；

图10是本公开的膨胀机中的第一法兰的俯视结构图；

图11是本公开的膨胀机中的第一法兰的立体剖面结构图；

图12是本公开的膨胀机的第一法兰的替代实施方案的纵剖结构图；

图13是图12中的盖板结构的结构示意图；

图14是本公开的膨胀机的泵体在进气时的纵截面图；

图15是图5中在进气开始时的a-a截面图；

图16是图5中在进气结束时的a-a截面图；

图17是图8中曲轴的b-b方向的截面图；

图18是本公开的膨胀机的泵体在调节欠膨胀时的纵截面图；

图19是进气孔与进气槽之间的位置关系图。

附图标记表示为：

1、曲轴；11、第一轴段(短轴)；12、第二轴段(长轴)；10、进气槽；101、第一进气槽；102、第二进气槽；2、第一法兰；20、容纳孔；21、第一进气通道；22、第二进气通道；23、第二压力反馈槽；24、压力反馈通道；25、排气通道；3、轴套；31、第一进气孔；32、第二进气孔；33、第一端面；34、第二端面；35、第一压力反馈槽；36、第一固定槽；4、膨胀腔；5、弹性结构；6、隔板；7、盖板结构；71、第一凸起；72、弹簧孔；73、螺钉；8、气缸；81、气缸吸入口；9、滚子；110、第二法兰；111、滑片。

具体实施方式

如图4-19所示，本公开提供一种膨胀机的吸气结构，其包括：

曲轴1和第一法兰2(优选为下法兰)，所述第一法兰2的中心轴线处开设有容纳孔20，所述曲轴1穿设于所述容纳孔20中，

所述曲轴1位于所述容纳孔20中的部分为第一轴段11，且所述容纳孔20中还设置有轴套3(或称衬套)，所述轴套3位于所述第一法兰2的内周壁与所述第一轴段11的外周壁之间，所述轴套3能够沿所述曲轴1的轴线方向运动而调节所述膨胀机的吸气量的大小。

本公开通过在容纳孔中在曲轴和第一法兰之间设置的轴套结构，能够有效地调节膨胀机的吸气量的大小，从而能够有效调节膨胀机的膨胀比，有效解决现有膨胀机不能调节膨胀比、对于不同工况适应较差、导致膨胀机效率较低的问题，能够实现控制膨胀机的膨胀比在预设范围内，不会出现过膨胀或欠膨胀的情况发生，提高对不同工况的适应能力，提高膨胀机的效率；并且本公开的调节膨胀比的结构简单，可靠性高，加工方便，成本低，方便装配。

在一些实施方式中，所述第一法兰2上开设有第一进气通道21和第二进气通道22，所述第一进气通道21的一端设置于所述第一法兰2的外周面处、以进行吸气、另一端从所述第一法兰2的内部延伸至所述容纳孔20的位置，所述第二进气通道22的一端与所述膨胀机的膨胀腔4连通、另一端延伸至所述容纳孔20的位置。本公开通过第一法兰上开设的第一进气通道，能够有效地从第一法兰的外部进行进气，使得气体到达容纳孔中，进入容纳孔中的气体再通过第一法兰上的第二进气通道进入到气缸的膨胀腔中，以完成吸气，之所以要经过容纳孔是需要经过曲轴而通过曲轴的转动实现膨胀机的间歇式吸气的目的。

在一些实施方式中，所述轴套3上设置有第一进气孔31和第二进气孔32，所述第一进气孔31从所述轴套3的外周壁延伸至所述轴套3的内周壁，且所述第一进气孔31能够与所述第一进气通道21连通；所述第二进气孔32也从所述轴套3的外周壁延伸至所述轴套3的内周壁，且所述第二进气孔32能够与所述第二进气通道22连通。本公开还通过轴套上的第一进气孔，能够与第一法兰上的第一进气通道连通、而吸入气体，第二进气孔能够将气体导入第一法兰上的第二进气通道，最终对膨胀腔进行吸气作用。

在一些实施方式中，所述第一进气孔31的中心和所述第二进气孔32的中心之间的连线与所述曲轴的轴线方向平行，且所述第一进气孔31和所述第二进气孔32位于不同的轴向高度。本公开的第一法兰和轴套都是不转动的，将第一和第二进气孔设置在同一竖直方向(或沿轴向方向)能够分别与第一和第二进气通道连通，同时还能分别与曲轴上的进气槽进行连通作用，以完成间歇进气的作用。

在一些实施方式中，所述第一轴段11的外周壁上还设置有进气槽10，所述进气槽10在所述曲轴1的轴向方向延伸，当所述曲轴1转动至所述进气槽10与所述第一进气孔31和所述第二进气孔32均相对时，所述第一进气孔31和所述第二进气孔32分别与所述进气槽10的不同位置连通。本公开通过在曲轴的第一轴段上设置的进气槽结构，能够在曲轴转动的过程中分别与第一和第二进气孔实现连通，从而完成间歇吸气的作用。

在一些实施方式中，所述进气槽10上与所述第一进气孔31连通的位置为第一轴向连通部，所述进气槽10上与所述第二进气孔32连通的位置为第二轴向连通部，所述第一轴向连通部与所述第二轴向连通部之间形成的连通空间构成为所述曲轴1上的进气空间；

当所述轴套3沿曲轴1的轴向方向运动时，所述第一轴向连通部的位置也在轴向方向发生变化，所述第二轴向连通部的位置也在轴向方向发生变化，使得沿着所述曲轴的转动方向所述连通空间的连通时间发生变化。

本公开通过轴套沿曲轴的轴向方向运动，能够使得与第一进气孔连通的第一轴向连通部与第二进气孔连通的第二轴向连通部之间的连通空间发生变化，从而控制连通时间发生变化，最终达到控制进气时间的变化，控制进气量变化，以达到调节膨胀比的目的。

在一些实施方式中，所述进气槽10包括第一进气槽101，所述第一进气槽101的在圆周方向的弧长沿着所述曲轴的轴向方向逐渐变大或逐渐变小；

第一轴向连通部位于所述第一进气槽101中，使得所述第一进气槽101能与所述第一进气孔31连通，而使得所述轴套3被控制沿所述曲轴的轴向方向运动后，在所述曲轴的转动过程中、所述第一进气孔31与所述第一进气槽101的连通弧长发生变化，以控制进气时间发生变化。

本公开通过设置圆周方向弧长在曲轴轴向方向发生变化的第一进气槽，能够使得轴套在沿轴向运动时第一进气孔连通的第一进气槽上的第一轴向部的位置发生变化，改变第一进气槽上进行进气部分的圆周弧长，以达到控制进气时间的变化，改变膨胀比。

在一些实施方式中，所述第一进气槽101的在圆周方向的弧长沿着所述曲轴的轴向向下的方向逐渐变小。这是本公开的第一进气槽的优选结构形式，即如图9所示，其弧长从上到下逐渐变小，因此轴套向下运动时，与第一进气孔连通的第一进气槽的周向弧长逐渐减小，即能够实现进气时间的逐渐减小，减小吸气量，减小最终的膨胀压力，减小膨胀比，反之轴套向上运动时提高膨胀比。

在一些实施方式中，所述进气槽10还包括第二进气槽102，所述第二进气槽102的在圆周方向的弧长沿着所述轴向方向不变，第二轴向连通部位于所述第二进气槽102中，使得所述第二进气槽102能与所述第二进气孔32连通，而使得所述轴套3被控制沿所述曲轴的轴向方向运动后，在所述曲轴的转动过程中、所述第二进气孔32与所述第二进气槽102的连通弧长不变。

这是本公开的进气槽的进一步优选结构形式，通过第二进气槽的设置，其与第二进气孔连通，将第二进气槽设置为周向弧长沿轴向方向不变，使得第二进气孔的连通弧长和连通时间不变，只需控制第一进气槽的周向弧长便可有效达到控制进气弧长的改变，第二进气槽能够控制其始终与第二进气孔保持连通。

本公开的第一进气孔在轴套运动的过程中能够始终保持与第一进气通道连通，第二进气孔在轴套运动的过程中能够始终保持与第二进气通道连通。

在一些实施方式中，所述第二进气槽102在所述曲轴的轴向方向与所述第一进气槽101相接，所述第二进气槽102位于所述第一进气槽101的上端、使得所述第二进气槽102的下端与所述第一进气槽101的上端相接；

和/或，所述第一进气槽101在竖直方向的投影面为梯形或三角形，且所述梯形的上边宽度大于下边，所述三角形的上端为边、下端为顶点。

这是本公开的第一进气槽和第二进气槽的优选位置关系，即第一进气槽位于下端，第二进气槽位于上端，第一进气槽负责进气，第二进气槽负责将进气输送至第二进气孔中；第一进气槽的投影面形状为倒梯形或倒三角形能够有效地实现轴套向下运动时进气弧长逐渐减小，进气时间逐渐减小，完成进气的控制作用，结构简单易实现。

本公开通过轴套结构上开设的多个进气孔、与曲轴的第一轴段上的进气槽结构相配合，且通过轴套结构能够进行上下运动，使得其与进气槽之间的连通位置发生变化，结合进气槽的特有结构的设计，其沿轴向方向的周向弧长发生变化，从而能够有效调节曲轴转动过程中的进气弧长，进而调节进气时间，最终实现调节吸气量变化的目的。

在一些实施方式中，所述轴套3包括沿所述曲轴1的轴向方向的第一端面33和第二端面34，所述第一端面33与所述膨胀腔4相对，且所述第一端面上还开设有第一压力反馈槽35，所述第一压力反馈槽35能够与所述膨胀腔4连通以引入所述膨胀腔4中气体，气体能对所述轴套3产生压力f，所述第二端面34上连接有弹性结构5，所述弹性结构5能够对所述第二端面34产生弹性力f，当f＞f时，所述轴套3被推动朝背离所述膨胀腔4的一侧运动，当f＜f时，所述轴套3被推动朝向所述膨胀腔4的一侧运动。

本公开轴套的上下运动通过引入膨胀腔中的气体压力、与弹性结构设定的预设弹性力之间对轴套产生合力，从而能够根据膨胀腔中的压力大小而自动控制轴套如何进行运动，实现压力超过预设压力后减小进气量、小于预设压力后增大进气的效果，实现根据膨胀腔压力的大小自动调节轴套的运动的效果，实现控制膨胀机的膨胀比在预设范围内，不会出现过膨胀或欠膨胀的情况发生，最终提高膨胀机的膨胀效率。

在一些实施方式中，当包括第一进气孔和第一进气槽时：

当所述轴套3被推动朝背离所述膨胀腔4的一侧运动时，所述第一进气孔31与所述第一进气槽101的连通弧长逐渐减小，l＝γ·r，其中l为所述第一进气槽的连通弧长，r为所述第一轴段的轴径，γ为所述第一进气槽与第一进气孔连通时曲轴所需要转过的角度，此时γ减少，从而使第一进气孔与第一进气槽的连通时间缩短，进气时间t缩短，使进气量q减少，其中q＝q·t，q为单位时间进气量，以减小膨胀腔压力；

当所述轴套3被推动朝向所述膨胀腔4的一侧运动时，所述第一进气孔31与所述第一进气槽101的连通弧长逐渐增加，l＝γ·r，其中l为所述第一进气槽101的连通弧长，r为所述第一轴段的轴径，γ为所述第一进气槽101与第一进气孔31连通时曲轴所需要转过的角度，γ增加，从而使所述第一进气孔31与所述第一进气槽101的连通时间增加，进气时间t增加，使进气量q增加，其中q＝q·t，q为单位时间进气量，以增大膨胀腔压力。

这是本公开的轴套朝背离膨胀腔的方向运动的优选控制形式，向下运动连通弧长逐渐减小，进气时间逐渐减小，减小膨胀腔压力，此种情况是在膨胀腔内压力过高而产生欠膨胀时的自动控制方式，通过第一压力反馈槽引入的气体压力和弹性结构能够自动控制轴套进行轴向向下运动；向上运动连通弧长逐渐增大，进气时间逐渐增大，增大膨胀腔压力，此种情况是在膨胀腔内压力过低而产生过膨胀时的自动控制方式，通过第一压力反馈槽引入的气体压力和弹性结构能够自动控制轴套进行轴向向上运动。

在一些实施方式中，α≤γ≤β，其中α为所述第一进气槽沿所述曲轴的轴向方向上的最小周向圆弧长度对应的圆心角，β为所述第一进气槽沿所述曲轴的轴向方向上的最大周向圆弧长度对应的圆心角。这是本公开的γ的优选角度范围，即如图9所示其为第一进气槽的最下端的弧段的圆心角α、与第一进气槽的最上端的弧段的圆心角β之间的范围值。

在一些实施方式中，所述第一法兰2上与所述膨胀腔4相对的端面上开设有第二压力反馈槽23，所述第一法兰2上还开设有压力反馈通道24，所述第二压力反馈槽23的一端与所述膨胀腔4连通、另一端与所述压力反馈通道24连通，所述压力反馈通道24的一端与所述第二压力反馈槽23连通、另一端与所述第一压力反馈槽35连通，能够通过所述第二压力反馈槽23和所述压力反馈通道24将所述膨胀腔4中的气体导入所述第一压力反馈槽35中。

本公开还通过第一法兰上开设的第二压力反馈槽能够从膨胀腔中直接引入气体，再通过第一法兰上开设的压力反馈通道、进而连通至轴套上的第一压力反馈槽上，完成气体引入而自动控制轴套沿轴向方向运动的作用。

在一些实施方式中，所述轴套3的所述第一端面33上还设置有隔板6，所述隔板6位于所述膨胀腔4与所述轴套3之间，所述压力反馈通道24与所述第一压力反馈槽35沿着所述曲轴1的径向方向连通；

和/或，所述压力反馈通道24为弧形通道槽。

本公开在轴套上端面设置的隔板能够有效地保持轴套上端面与膨胀腔之间的密封效果，防止从该部分进行进气或发生漏气的情况，压力反馈通道为弧形通道槽结构，能够将第二压力反馈槽引来的气体沿周向方向均匀分配，分配至轴套上端面的第一压力反馈槽上，保证气体的均匀引导的作用，保证气体的作用力。所述隔板能够限制轴套的轴向运动，同时能够起到一定的密封作用。

在一些实施方式中，所述轴套3的下端设置有盖板结构7，所述弹性结构5的一端与所述盖板结构7抵接、另一端与所述轴套3连接，所述盖板结构7与所述第一法兰2为一体成型的结构、或所述盖板结构7与所述第一法兰2固定连接。本公开通过轴套下端的盖板结构能够有效提供弹性结构的支撑部件，本公开的主实施例为盖板结构与第一法兰为一体成型，如图10-11，替代实施例为盖板与第一法兰为分体结构，盖板结构通过螺钉73等结构紧固到第一法兰的下端，如图12-13。

在一些实施方式中，所述盖板结构7上朝所述轴套3的方向设置有第一凸起71，所述轴套3上与所述第一凸起71相对的位置设置有第一固定槽36，所述第一凸起71插入所述第一固定槽36中以对所述轴套3的转动方向进行限位；

或者，所述轴套3上朝所述盖板结构7的方向设置有第二凸起(未示出)，所述盖板结构7上与所述第二凸起(未示出)相对的位置设置有第二固定槽(未示出)，所述第二凸起(未示出)插入所述第二固定槽(未示出)中以对所述轴套的转动方向进行限位。

本公开通过盖板结构上开设的第一凸起和轴套上的第一固定槽，能够将第一凸起插入第一固定槽中，以实现轴套的周向定位，防止轴套转动，防止轴套上的第一和第二进气孔与第一法兰上的第一和第二进气通道无法连通的情况发生，保证膨胀机能够正常可靠有效的吸气作用。同样地也可在盖板上开设第二固定槽，轴套上开设第二凸起，这样的结构未示出。

在一些实施方式中，所述第一凸起71上设置有弹簧孔72，以容纳所述弹性结构5(优选弹簧)的一端设置于所述弹簧孔72中。本公开还通过第一凸起上设置的弹簧孔能够将弹性结构安装设置于其中，使得第一凸起既能起到对轴套转动限位的作用，还能提供对轴套向上的弹性支撑力的作用。

本公开还提供一种膨胀机，其包括前任一项所述的膨胀机的吸气结构，还包括气缸8和滚子9，所述滚子9的外周面和所述气缸8的内周面之间能够形成膨胀腔4，所述膨胀腔4通过所述吸气结构进行吸气。

在一些实施方式中，当所述第一法兰2上开设有第二进气通道22时，所述气缸8上与所述第二进气通道22相接的位置还设置有气缸吸入口81；

和/或，所述膨胀机还包括第二法兰110，其中所述第一法兰2设置在所述气缸8的轴向一端面上，所述第二法兰110设置在所述气缸8的轴向另一端面上。

本公开的方案提供一种膨胀比可调的膨胀机，包括上法兰(即第二法兰，下同)、下法兰(即第一法兰，下同)、曲轴、气缸、隔板、滑片、衬套(轴套，下同)和弹簧(弹性结构，下同)。

1.其中，上、下法兰套设在曲轴上，气缸位于下法兰上端、上法兰下端，衬套套设在法兰与之配套的槽中。

2.所述衬套开设有第一进气孔31和第二进气孔32、第一压力反馈槽和与法兰固定结构相配合的防衬套旋转结构，如凹槽或凸台等，图7所示采用的是一种凹槽(第一固定槽)。该衬套做轴向运动，不发生转动，通过衬套的轴向运动可调节进气量。

3.所述第一进气孔31和第二进气孔32连通进气槽和进气通道。所述第一进气孔31可以为矩形、圆形或其他任意形状，所述第二进气孔32可以为矩形、圆形或其他任意形状。优选第二进气孔的孔径比第一进气孔的孔径大。

4.所述曲轴包括长轴、短轴、偏心部和进气槽10，进气槽10可设在长轴或短轴上，进气槽10特征为槽面沿周向任意圆弧长度l，在轴向方向其值不恒等于c(c为任意一常数)，如图9所示l1≠l2，该槽面形状可以为单一图形(如三角形、梯形等)，也可以为多图形的组合(如：梯形+矩形、三角形+矩形等)，图9所示曲轴采用的是梯形+矩形的组合，进气孔相对槽面的轴向运动可改变进气量。

5.法兰(可以是上法兰、也可以是下法兰)开设有第一进气通道21、第二进气通道22、配合所述衬套用的槽(衬套槽，即容纳孔20)、以及第二压力反馈槽和压力反馈通道，所述的衬套槽还设有一个固定衬套的机构，以防止衬套旋转，该固定结构可以为一个或多个凸台或凹槽，如图11所示采用两个凸台(固定台阶)来防止衬套旋转，所述法兰还设有容纳弹簧而用的孔(弹簧孔)；该下法兰的一种替代方案可以为，在盖板结构上做固定台阶(如图13所示)，从下法兰的下端面用螺钉将盖板结构和下法兰固定在一起(如图12所示)。

该膨胀机主要包括上法兰、下法兰、气缸、曲轴、滚子、滑片、隔板、衬套、弹簧，图4为其爆炸图。图5为该膨胀机截面图，曲轴中心线与气缸中心线相重合，气缸位于上下法兰之间，曲轴和滑片把气缸分隔成两个互不相同的气腔。图7为衬套示意图，衬套上开有两个进气孔、固定槽以及第一压力反馈槽。图10为下法兰示意图，下法兰上设有进气通道、弹簧孔、压力反馈槽和压力反馈通道，图12为下法兰的一种替代方案，将固定台阶做在小盖板上，用螺钉将小盖板和下法兰固定在一起。图6为衬套和下法兰的装配图示意图，衬套的固定槽和下法兰的固定台阶相配合，使得衬套只做轴向运动，不旋转。图8为曲轴示意图，在曲轴的短轴端设有一截面变化的进气槽，图9为进气槽10的槽面展开图。

进气过程如图14所示，高压气体从下法兰的第一进气通道21进入，通过第一进气孔31进入曲轴上的进气槽10，流体再从进气槽穿过第二进气孔32，由第二进气通道22从气缸上的气缸吸入口81进入气缸内，在气缸内完成膨胀过程，最后由下法兰上的排气通道排出。当曲轴转至进气槽与进气孔连通时，此时开始吸气，如图15所示；曲轴转过角度γ(α≤γ≤β，其中α为槽面最小周向圆弧长度对应的圆心角，β为槽面最大周向圆弧长度对应的圆心角，如图17所示)时，进气槽不再与进气孔连通，吸气结束，如图16所示。

当气缸内膨胀腔压力过高时，腔体内的流体会通过下法兰上的第二气压反馈槽，流经下法兰上的气压反馈通道，到达衬套上的第一压力反馈槽，当f＞f时(f为衬套上端面受到的压力，f为弹簧力，如图18所示)衬套会被压下，同时第一进气孔31和第二进气孔32的位置也将下移，衬套的位置从图14变至图18，由于曲轴只做旋转运动，轴向不发生位移，进气孔相对于进气槽的位置下移，如图19所示，进气孔向下移动距离x，进气孔对应槽面周向圆弧长度l减少2y(即l'＝l-2y)，由弧长公式l＝γ·r(r为轴径)可得曲轴进气槽10与衬套的第一进气孔31连通时曲轴所需要转过的角度γ减少，从而使第一进气孔31与进气槽10的连通时间缩短，进气时间t缩短，使进气量q(q＝q·t，q为单位时间进气量)减少，防止欠膨胀。当f＜f时，衬套会向上移，使得进气时间增加，从而增大吸气量来调节膨胀比。

本公开还提供一种空调器，其包括前任一项所述的膨胀机。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。