CN114165449A - 法兰结构、压缩机及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种法兰结构、压缩机及空调器，法兰结构，包括法兰本体，法兰本体采用球墨铸铁或合金材料制成，法兰本体包括第一面和第二面，法兰本体上设置有从第一面向第二面凹陷的凹槽，凹槽的底部设置有穿透至第二面的排气孔，凹槽的底部距第二面的距离为法兰本体轴向的最小厚度H，H不大于1.7mm。本发明提供的法兰本体采用球墨铸铁或合金材料制成使法兰本体轴向的最小厚度H不大于现有的1.7mm，也能够满足法兰本体使用刚度和耐磨性，同时减小了法兰本体的法兰排气口余隙容积，从而在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，最大限度减小法兰排气口余隙容积，实现压缩机能效的大幅提升。
Description
技术领域
本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种法兰结构、压缩机及空调器。
背景技术
高效是近年来家用转子压缩机最为迫切的需求，理论与试验研究发现压缩机的结构余隙容积对性能影响显著，降低结构余隙容积可有效提升压缩机的COP。
对于一定排量的压缩机，余隙容积由法兰的排气孔和气缸排气月牙槽两部分容积构成。
现有技术转子压缩机法兰一般采用灰铸铁HT250，在兼顾泵体变形的前提下，法兰最小壁厚一般限制于1.7mm以上，若进一步降低结构余隙容积，只能减小排气口径、降低气缸斜切角度、或者降低气缸排气口边缘中心距，但上述方法必然减小排气口有效流通面积，从而导致排气阻力增大，通常难以同时兼顾排气阻力和余隙容积的最优化设计，通过上述方法减小结构余隙容积的性能提升空间极为有限。
因此需要提供一种压缩机，在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，有效降低结构余隙容积(法兰排气口余隙容积)，实现压缩机能效的大幅提升。
发明内容
因此，本发明要解决在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，有效降低法兰排气口余隙容积的技术问题。从而提供一种法兰结构、压缩机及空调器。
为了解决上述问题，本发明提供了一种法兰结构，包括法兰本体，法兰本体采用球墨铸铁或合金材料制成，法兰本体包括第一面和第二面，法兰本体上设置有从第一面向第二面凹陷的凹槽，凹槽的底部距第二面的距离为法兰本体轴向的最小厚度H，H不大于1.7mm。
在一些实施例中，凹槽包括第一凹槽以及设置在第一凹槽底部的第二凹槽，第二凹槽的底部距第二面的厚度为H，排气孔设置在第二凹槽的底部，第二凹槽的底部环绕排气孔设置有弧形凸台，弧形凸台的顶部距第二凹槽的底部的尺寸大于第二凹槽的深度。
在一些实施例中，球墨铸铁包括QT650和QT700，合金材料包括40Cr和20Cr。
在一些实施例中，H在0.7mm～1.6mm之间取值。
在一些实施例中，H在0.8mm～1.5mm之间取值。
在一些实施例中，H在1.0mm～1.4mm之间取值。
在一些实施例中，H的值为1.2mm。
本发明还提供了一种压缩机，包括上述的法兰结构。
在一些实施例中，包括气缸和阀片，法兰与气缸固定设置，第二面与气缸密封贴合，阀片常闭贴合设置在弧形凸台上，当阀片打开时，气缸内的气体从排气孔排出。
本发明还提供了一种空调器，包括上述的压缩机。
本发明提供的法兰结构具有下列有益效果：
本发明提供了一种法兰结构，包括法兰本体，法兰本体采用球墨铸铁或合金材料制成，法兰本体包括第一面和第二面，法兰本体上设置有从第一面向第二面凹陷的凹槽，凹槽的底部设置有穿透至第二面的排气孔，凹槽的底部距第二面的距离为法兰本体轴向的最小厚度H，H不大于1.7mm。本发明提供的法兰本体采用球墨铸铁或合金材料制成使法兰本体轴向的最小厚度H不大于现有的1.7mm，也能够满足法兰本体使用刚度和耐磨性和耐磨性，同时减小了法兰本体的法兰排气口余隙容积，从而在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，最大限度减小法兰排气口余隙容积，实现压缩机能效的大幅提升。
另一方面，本发明提供的压缩机及空调器基于上述法兰结构制造的，其有益效果参见上述法兰结构的有益效果，在此，不一一赘述。
附图说明
图1为滚动转子压缩机结构示意图；
图2为本发明实施例的法兰结构的结构示意图；
图3为本发明实施例的法兰结构的局部视图；
图4为现有的压缩机与采用本发明实施例的法兰结构的压缩机性能与可靠性磨削量的对比线条图；
附图标记表示为：
10、法兰本体；11、第一面；12、第二面；13、凹槽；131、第一凹槽；132、第二凹槽；14、排气孔；15、弧形凸台；20、气缸；30、阀片；42、电机定子；43、电机转子；44、滚子；45、曲轴；46、下法兰。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。
结合图1至图2所示，压缩机电机由电机定子42和电机转子43构成，压缩机泵体由法兰本体10、气缸20、滚子44、曲轴45和下法兰46构成。
结构余隙容积由气缸斜切口容积与法兰排气口余隙两部分构成，且法兰排气口余隙为主。
法兰排气口余隙V＝π*D2*H/4，减小余隙容积V有2种途径，一是减小排气口内径D，但同时带来排气阻力的增大；二是减小法兰本体10上开设排气孔14处的最小厚度H，不影响排气阻力，但存在厚度过小时存在排气阀座异常磨损的风险。
一般而言，考虑焊接工艺性和压缩机成本，法兰本体10材料多为HT250，法兰本体10最小厚度一般在1.8mm以上。
为了解决在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，有效降低法兰排气口余隙容积的技术问题。
结合图1至图4所示，本发明提供了一种法兰结构，包括法兰本体10，法兰本体10采用球墨铸铁或合金材料制成，法兰本体10包括第一面11和第二面12，法兰本体10上设置有从第一面11向第二面12凹陷的凹槽13，凹槽13的底部设置有穿透至第二面12的排气孔14，凹槽13的底部距第二面12的距离为法兰本体10轴向的最小厚度H，H不大于1.7mm。
本实施例的法兰本体10采用球墨铸铁或合金材料制成使法兰本体10轴向的最小厚度H不大于现有的1.7mm，也能够满足法兰本体10的使用刚度和耐磨性，同时减小了法兰本体10的法兰排气口余隙容积，从而在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，最大限度减小法兰排气口余隙容积，实现压缩机能效的大幅提升。
在一些实施例中，凹槽13包括第一凹槽131以及设置在第一凹槽131底部的第二凹槽132，第二凹槽132的底部距第二面12的厚度为H，排气孔14设置在第二凹槽132的底部，第二凹槽132的底部环绕排气孔14设置有弧形凸台15，弧形凸台15的顶部距第二凹槽132的底部的尺寸大于第二凹槽132的深度。
本实施例的法兰本体凹槽13包括第一凹槽131以及设置在第一凹槽131底部的第二凹槽132，第二凹槽132的底部距第二面12的厚度为H，排气孔14设置在第二凹槽132的底部，第二凹槽132的底部环绕排气孔14设置有弧形凸台15，弧形凸台15的顶部距第二凹槽132的底部的尺寸大于第二凹槽132的深度，使阀片30常闭贴合设置在弧形凸台15上时不与凹槽13的底部产生干涉，使阀片30贴合弧形凸台15上更紧密。
在一些实施例中，球墨铸铁包括QT650和QT700，合金材料包括40Cr、20Cr。本实施例的法兰本体10采用QT650、QT700、40Cr、20Cr制成，球墨铸铁抗拉强度在650MPa及以上的材料，例如QT650、QT700，或者高抗拉强度的合金钢材料，例如40Cr，其抗拉强度≥810MPa；20Cr，其抗拉强度≥835MPa，保证了在法兰本体10的刚度以及耐磨性的条件，从而在保证可靠性和不增大排气阻力的前提下，最大限度减小法兰排气口余隙容积，实现压缩机能效的大幅提升。
在一些实施例中，H在0.7mm～1.6mm之间取值时压缩机的性能与可靠性均可兼顾。
在一些实施例中，H在0.8mm～1.5mm之间取值，在此区间压缩机的性能与可靠性的性价比更优。
在一些实施例中，H在1.0mm～1.4mm之间取值，在此区间压缩机的性能与可靠性的性价比进一步更优。
在一些实施例中，H的值为1.2mm。H的值为1.2mm时压缩机的性能与可靠性的性价比为最优选择，H的值为1.2mm时为压缩机的性能增加速率的拐点，此时可靠性亦处于高性价比区间。
本发明还提供了一种压缩机，包括上述的法兰结构。
在一些实施例中，包括气缸20和阀片30，法兰本体10与气缸20固定设置，第二面12与气缸20密封贴合，阀片30常闭贴合设置在弧形凸台15上，当阀片30打开时，气缸20内的气体从排气孔14排出。
本发明还提供了一种空调器，包括上述的压缩机。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种法兰结构，其特征在于，包括法兰本体(10)，所述法兰本体(10)采用球墨铸铁或合金材料制成，所述法兰本体(10)包括第一面(11)和第二面(12)，所述法兰本体(10)上设置有从所述第一面(11)向所述第二面(12)凹陷的凹槽(13)，所述凹槽(13)的底部设置有穿透至所述第二面(12)的排气孔(14)，所述凹槽(13)的底部距所述第二面(12)的距离为所述法兰本体(10)轴向的最小厚度H，所述H不大于1.7mm。
2.根据权利要求1所述的法兰结构，其特征在于，所述凹槽(13)包括第一凹槽(131)以及设置在所述第一凹槽(131)底部的第二凹槽(132)，所述第二凹槽(132)的底部距所述第二面(12)的厚度为所述H，所述排气孔(14)设置在所述第二凹槽(132)的底部，所述第二凹槽(132)的底部环绕所述排气孔(14)设置有弧形凸台(15)，所述弧形凸台(15)的顶部距所述第二凹槽(132)的底部的尺寸大于所述第二凹槽(132)的深度。
3.根据权利要求1所述的法兰结构，其特征在于，所述球墨铸铁包括QT650和QT700，所述合金材料包括40Cr和20Cr。
4.根据权利要求1所述的法兰结构，其特征在于，所述H在0.7mm～1.6mm之间取值。
5.根据权利要求1所述的法兰结构，其特征在于，所述H在0.8mm～1.5mm之间取值。
6.根据权利要求1所述的法兰结构，其特征在于，所述H在1.0mm～1.4mm之间取值。
7.根据权利要求1所述的法兰结构，其特征在于，所述H的值为1.2mm。
8.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的法兰结构。
9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，包括气缸(20)和阀片(30)，所述法兰本体(10)与所述气缸(20)固定设置，所述第二面(12)与所述气缸(20)密封贴合，所述阀片(30)常闭贴合设置在所述弧形凸台(15)上，当所述阀片(30)打开时，所述气缸(20)内的气体从所述排气孔(14)排出。
10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求8或9所述的压缩机。
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