本申請涉及壓縮機領域，具體涉及(滾動轉子式)旋轉壓縮機及其滑片、滑片槽和壓縮組件。

背景技術：

如圖1所示，旋轉壓縮機作為回轉式壓縮機的一種而廣泛應用于空調制冷領域，通常利用偏心設置的圓筒形轉子在氣缸內的轉動來改變氣缸內的工作容積，進而實現吸氣、壓縮和排氣的工作過程。

在(滾動轉子式)旋轉壓縮機中，滑片可滑動地設置在滑片槽內，從而將氣缸內分隔為吸氣腔和排氣腔。因此，在滑片兩側的不同受力狀態(tài)的影響下，滑片相對于滑片槽會產生一定的傾斜，從而在壓縮機的工作過程中滑片和滑片槽之間會產生較大的接觸應力，進而導致嚴重的磨損和摩擦損失。

有鑒于此，對于旋轉壓縮機來說，如何控制滑片和滑片槽之間的接觸應力，成為本領域需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本申請的目的是為了克服傳統(tǒng)的旋轉壓縮機中存在的嚴重接觸應力的問題，而提供一種有效的解決方案。

本申請的發(fā)明人致力于研究旋轉壓縮機，尤其是滑片和滑片槽之間的配合狀態(tài)對于旋轉壓縮機工作性能的影響。本申請的發(fā)明人發(fā)現：滑片和滑片槽之間之所以產生嚴重的接觸應力，是基于如下的原理機制。

在傳統(tǒng)的旋轉壓縮機中，如圖1所示，為了方便加工制造，滑片10通常設計為具有均勻一致的厚度，并且對應的滑片槽30也設計為具有均勻一致的寬度，但由于滑片需要在滑片槽內往復滑動，因此滑片槽與滑片之間為間隙配合，并利用該間隙d對滑片進行潤滑。

由于滑片10將氣缸40內的空腔劃分為與吸氣孔41相通的吸氣腔401和與排氣孔42相通的排氣腔402。因此滑片槽30的兩側(吸氣側301和排氣側302)對于滑片的作用力將致使滑片10產生偏斜(在圖1所示的方位中順時針偏斜)，具體來說，滑片的頭部101將向右偏斜，而尾部102將向左偏斜。如圖2所示。

在圖2中，滑片10與吸氣側301之間的夾角為θs，與排氣側302之間的夾角為θd，顯然上述夾角的存在是滑片和滑片槽產生嚴重接觸應力的主要原因。同時，對于高背壓旋轉壓縮來說，由于氣缸外周面的壓力大于吸氣腔和壓縮腔的壓力，將致使氣缸向內變形，從而使滑片槽的開口收縮(如圖2所示)，因此，在確?；粫霈F卡死的間隙cm保持不變的情況下，夾角θd保持不變，但夾角θs將顯著變大(虛線表示為變形之前的位置)，從而進一步加劇滑片和滑片槽之間的接觸應力。

基于上述原理機制的分析和研究，本申請?zhí)岢隽巳缦录夹g方案。

本申請?zhí)峁┝艘环N旋轉壓縮機的滑片，該滑片包括具有尾部和頭部的滑片本體，該滑片本體的橫截面廓形包括：尾段，該尾段位于所述尾部；圓滑段，該圓滑段位于所述頭部；以及第一側段和第二側段，該第一側段的至少一部分和第二側段的至少一部分為平直的且分別在兩側連接所述尾段和圓滑段，其中：所述第一側段與所述第二側段之間在所述尾段的延伸方向上的間距從所述尾部向所述頭部變小。

優(yōu)選地，所述第一側段和第二側段均為平直的；和/或所述第一側段與所述第二側段之間在所述尾段的延伸方向上的間距從所述尾部向所述頭部逐漸變小。

優(yōu)選地，所述滑片本體的橫截面廓形為軸對稱形狀。

本申請還提供了旋轉壓縮機的滑片槽，所述旋轉壓縮機包括具有圓形截面的空腔，所述滑片槽沿徑向方向開設于所述空腔的周壁，所述滑片槽的寬度為非等距的，并且所述滑片槽的寬度沿徑向向外的方向變小。

優(yōu)選地，所述滑片槽的兩個側面彼此對稱；和/或所述滑片槽的寬度沿徑向向外的方向逐漸變小。

本申請還提供了旋轉壓縮機的壓縮組件，該壓縮組件包括氣缸，該氣缸包括圓形截面的空腔，所述空腔的周壁上沿徑向方向開設有滑片槽，該滑片槽內可滑動地安裝有滑片，在所述滑片的第一側面緊貼所述滑片槽的第一側面的情況下，所述滑片的第二側面傾斜于所述滑片槽的第二側面，并且所述滑片的第二側面與所述滑片槽的第二側面之間在橫截面上的間距朝向所述空腔變大。

優(yōu)選地，所述滑片為本申請所提供的上述滑片；和/或所述滑片槽為本申請所提供的上述滑片槽；和/或所述滑片的第二側面與所述滑片槽的第二側面之間在橫截面上的間距朝向所述空腔逐漸變大。

優(yōu)選地，在所述滑片伸入所述空腔的長度為零時，所述滑片的第二側面和所述滑片槽的第二側面之間在橫截面上的間距的最大值與最小值之差在大于等于3μm且小于等于15μm的范圍內，優(yōu)選為5μm至10μm。

優(yōu)選地，氣缸的外周面所受的壓力大于所述空腔內吸氣腔的壓力。

此外，本申請還提供了旋轉壓縮機，該旋轉壓縮機包括本申請所提供的上述壓縮組件，該壓縮組件的氣缸為單個或多個。

通過上述技術方案，由于對滑片和滑片槽吸氣側(以及排氣側)的夾角的控制，能夠改善滑片和滑片槽的接觸應力，降低磨損。同時，隨著接觸應力的減小，也能夠改善滑片的潤滑狀態(tài)。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的旋轉壓縮機的結構示意圖；

圖2是圖1中滑片和滑片槽之間配合關系的放大示意圖；

圖3a、圖3b和圖4分別為本申請所提供的滑片的橫截面廓形的示意圖；

圖5和圖6為本申請的(氣缸中)滑片與滑片槽配合關系的示意圖；

圖7a和圖7b為本申請所提供的滑片槽的不同橫截面廓形示意圖；

圖8為本申請的氣缸中滑片與滑片槽配合關系的示意圖；

圖9為潤滑理論中的斯特里貝克(stribeck)曲線；

圖10為摩擦損失曲線。

具體實施方式

在本申請的技術方案中，依然遵循傳統(tǒng)壓縮機的基礎性的工作原理，但針對滑片和滑片槽及其配合關系進行了突出的改進，以對二者之間的接觸應力進行有效地控制，從而實現本申請的發(fā)明目的。

因此，在本申請中，對于傳統(tǒng)的旋轉壓縮機的基礎性結構部件，如包括圓形截面的空腔20的氣缸、可轉動地設置在該空腔20內的偏心轉子21，滑片與偏心轉子21的外周面的配合關系等，不做非常詳細地描述。這些內容可以參考傳統(tǒng)的旋轉壓縮機的相關技術內容。在本申請中，將著重描述滑片、滑片槽及其配合關系，以及改進的技術方案對于接觸應力的改善。

以下將參考附圖對本申請的技術方案進行詳細地解釋和描述。

如圖3a、圖3b和圖4所示，本申請?zhí)峁┝诵D壓縮機的滑片10，該滑片10包括具有尾部101和頭部102的滑片本體，該滑片本體的橫截面廓形包括：尾段103，該尾段位于所述尾部101；圓滑段104，該圓滑段104位于所述頭部102；以及第一側段105和第二側段106，該第一側段105的至少一部分和第二側段106的至少一部分為平直的且分別在兩側連接所述尾段103和圓滑段104，其中：所述第一側段105與所述第二側段106之間在所述尾段103的延伸方向上的間距從所述尾部101向所述頭部102變小。

滑片10的尾部101通?？苫瑒拥卦O置于滑片槽內，并連接有偏置部件(如彈性件)，以實現滑片的往復滑動?；?0的頭部則由偏心轉子(活塞)的外周面支撐，以隨著偏心轉子的轉動來進行往復滑動。

從橫截面上來看(即圖中的紙面上)滑片10的尾部101具有尾段103，頭部102具有圓滑段104，而在兩側分別形成有第一側段105和第二側段106，從而各個線段首尾連接，形成滑片10的分別的橫截面廓形。

在傳統(tǒng)的滑片中，由于滑片的厚度為均勻一致的，因此第一側段和第二側段為相互平行的。然而，在本申請改進的技術方案中，第一側段105和第二側段106相互不平行，而是二者在尾段103延伸方向上的間距為變化的。具體為第一側段105和第二側段106從所述尾部101向所述頭部102接近，從而所述第一側段105與所述第二側段106之間在所述尾段103的延伸方向上的間距從所述尾部101向所述頭部102變小。也就是說，從反方向上來看，從所述頭部102向所述尾部101變大。尾段103通常為平直延伸的，如附圖所示，但本申請并不限于此。尾段103也可以不是平直的，而是具有圓滑或者曲折延伸的形式。但不管何種形式，尾段103的延伸方向即為從滑片的一側向另一側延伸的方向。

對于上述技術特征：所述第一側段105與所述第二側段106之間在所述尾段103的延伸方向上的間距從所述尾部101向所述頭部102變小，該間距從所述尾部101向所述頭部102的變小可以為逐漸變小(如圖3a所示)，或者可以為中間有“突變”地變小(如圖3b所示的凹部)。在總的趨勢是從所述尾部101向頭部102變小的前提下，都在本申請的保護范圍之內。優(yōu)選地，所述第一側段105與所述第二側段106之間在所述尾段103的延伸方向上的間距從所述尾部101向所述頭部102逐漸變小。

在本申請的技術方案中，由于尾部101的厚度更大，因此能夠補償滑片與滑片槽吸氣側301之間的夾角θs，防止該夾角過大，從而實現對滑片和滑片槽接觸應力的控制。這一點將在下文中詳細解釋。

在達到本申請目的的前提下，第二側段105和第二側段106可以設計為至少一部分為平直的，可以由多個線段連接而成。但優(yōu)選情況下，第二側段105和第二側段106均為平直的，也就是說，滑片10的兩側面均為平面。

第二側段105和第二側段106可以具有設計有多種形式。

例如，在優(yōu)選情況下，為了便于加工制造，所述滑片本體的橫截面廓形為軸對稱形狀，如圖3a所示。在該優(yōu)選實施方式中，第一側段105、第二側段106和尾段103之間的幾何位置關系可以有多種選擇。例如，所述第一側段105與所述尾段103之間的夾角α以及所述第二側段106與所述尾段103之間的夾角β可以有不同的設計選擇，以適應于不同的工況，進而適應于不同類型且適用于不同工作場合的旋轉壓縮機。

優(yōu)選地，如圖4所示，所述第二側段106與所述尾段103之間的夾角β為90度。在該優(yōu)選實施方式中，當進行加工制造時，可以滑片的一個側面保持傳統(tǒng)的的加工設計，而僅對滑片的另一個側面進行“特別”加工(所謂特別是指該側面與尾部平面之間形成有銳角，而不是垂直關系)

如圖5和圖6所示，按照本申請所提供的滑片與滑片槽配合時，由于滑片尾部101的厚度相對較厚，而頭部102的厚度相對較薄，因此當工作過程中由于兩側受力狀態(tài)的差異而發(fā)生偏斜時，如圖6所示，與表示傳統(tǒng)滑片的虛線相比，朝向尾部102更厚的厚度將能夠減小滑片與滑片槽吸氣側之間的夾角θs，從而控制滑片和滑片槽之間的接觸應力，即便是滑片槽發(fā)生變形的情況下，也能實現本申請的發(fā)明目的。

在本申請的優(yōu)選技術方案中，所述第一側段105與所述第二側段106之間在所述尾段103的延伸方向上的間距的尺寸變化對應地調整和/或控制滑片與滑片槽之間的接觸應力。在滑片的幾何參數確定的情況下(例如頭部和尾部之間的距離)，選擇不同的角度組合，將產生不同的間距變化。

本申請還提供了旋轉壓縮機的滑片槽30，所述旋轉壓縮機包括具有圓形截面的空腔20，所述滑片槽30沿徑向方向開設于所述空腔20的周壁，其中，所述滑片槽30的寬度為非等距的，并且所述滑片槽30的寬度沿徑向向外的方向變小。

如上所述，由于滑片槽的變形，會進一步導致滑片和滑片槽之間產生較高的接觸應力。與傳統(tǒng)的等寬度滑片槽不同的是，在本申請中，為了控制該接觸應力，將滑片槽設計為非等寬度，而是滑片槽30的寬度w沿徑向向外的方向變小。該寬度定義為滑片槽在圖7a中水平方向的距離。如圖7a所示，滑片槽的最大寬度w(max)在朝向偏心轉子的開口處，而最小寬度w(min)在最深處(與滑片槽的尾部相鄰的位置)。

這樣，當由于受力而發(fā)生變形時，本申請方案中的滑片槽能夠補償該滑片槽的受力變形，從而減小傳統(tǒng)滑片槽中(圖2)，滑片10與吸氣側301之間的夾角為θs，進而控制滑片和滑片槽之間的接觸應力，實現本申請的發(fā)明目的。

在本申請的技術方案下，滑片槽的兩個側面優(yōu)選為平面，也可以分別設計為不同平面的拼接結構。優(yōu)選地，如圖7a所示，所述滑片槽30的兩個側面彼此對稱(在圖7a中左右對稱)，以實現方便的加工制造。但本申請也不限于此，例如，在圖7a的基礎上滑片槽的一個側面可以為豎直延伸，而另一側面為傾斜延伸。

與上述圖3b中滑片的結構類似，對于上述技術特征：所述滑片槽30的寬度沿徑向向外的方向變小，該寬度沿徑向向外的方向可以為逐漸變小(如圖7a所示)，或者可以為中間有“突變”地變小(如圖7b所示的凹部)。在總的趨勢是沿徑向向外的方向變小的前提下，都在本申請的保護范圍之內。優(yōu)選地，所述滑片槽30的寬度沿徑向向外的方向逐漸變小。

另外，本申請還提供了旋轉壓縮機的壓縮組件，該壓縮組件包括氣缸40，該氣缸包括圓形截面的空腔20和可轉動地設置在該空腔20內的偏心轉子21，該偏心轉子21的外周面支撐可滑動地安裝于滑片槽的滑片，所述滑片槽沿徑向方向開設于所述空腔20的周壁，其中，在所述滑片的第一側面(圖中的左側面)緊貼所述滑片槽的第一側面(圖中的左側面，吸氣側301)的情況下，所述滑片的第二側面(圖中的右側面)傾斜于所述滑片槽的第二側面(圖中的右側面，排氣側302)，并且所述滑片的第二側面與所述滑片槽的第二側面之間在橫截面上的間距朝向所述空腔20(逐漸或有“突變”的)變大。

在本申請的方案中，滑片10和滑片槽30的配合具有如圖8所示的相對關系。在滑片10的左側面與滑片槽的左側面相互貼合的情況下，不同于圖1所示的傳統(tǒng)的配合關系，滑片的第二側面與所述滑片槽的第二側面之間的間距朝向空腔越來越大，例如臨近滑片尾部的間距cr較小，而臨近滑片頭部的間距ct較大，從而防止在運行過程中滑片與滑片槽吸氣側之間的夾角過大，實現本申請的發(fā)明目的。

本申請氣缸中滑片和滑片槽的配合關系可以通過設計滑片的結構和/或滑片槽的結構來實現。例如，所述滑片可以為本申請所提供的上述滑片；和/或所述滑片槽可以為本申請所提供的上述滑片槽。優(yōu)選地，所述滑片的第二側面與所述滑片槽的第二側面之間在橫截面上的間距朝向所述空腔20逐漸變大。

根據本申請的技術方案，如上所述由于對滑片和滑片槽吸氣側(以及排氣側)的夾角的控制，能夠改善滑片和滑片槽的接觸應力，降低磨損。同時，隨著接觸應力的減小，也能夠改善滑片的潤滑狀態(tài)。如圖9所示為潤滑理論中的stribeck曲線，橫軸為索莫菲數，定義為潤滑由粘度η*相對滑動速度v/接觸應力p；縱軸為摩擦系數μ。由于通過本申請的技術方案有效改善滑片與滑片槽的接觸應力，使接觸應力p有效值減小，索莫菲數將增大，滑片與滑片槽之間的摩擦系數將減小，摩擦損失降低。

為了控制滑片和滑片槽之間的接觸應力，尤其是控制滑片與滑片槽吸氣側的夾角θs，在優(yōu)選實施方式中，(在所述滑片在活塞或偏心轉子的作用下)當殺手滑片伸入空腔20(即進入氣缸中心孔)的長度為0時，所述滑片的第二側面與所述滑片槽第二側面之間的間距(在橫截面上的開口寬度)的最大值與最小值之差△在大于等于3μm且小于等于15μm的范圍內。以下結合圖10進行說明。

如圖10為摩擦損失-△曲線，隨著所述差值△的增大，本申請方案一方面抵消氣缸滑片槽變形的影響，一方面可以部分消除滑片傾斜的影響，從而使滑片槽吸氣側接觸應力及摩擦損失顯著減小，當△大于3μm后，減小速度減緩，如吸氣側摩擦損失曲線。另一方面，隨著差值△的增大，在保持滑片槽實際最小寬度間隙cm不變時(滑片伸出長度最大時刻)，當滑片未伸出至最大長度位置，滑片與滑片槽排氣側夾角將增大，雖然該處相對滑片槽吸氣側接觸應力較小，但仍將造成滑片槽排氣側接觸應力及摩擦損失惡化。當△大于15μm后，惡化顯著，如排氣側摩擦損失曲線。綜合曲線為滑片槽吸氣側及排氣側摩擦損失之和，可見△在大于等于3μm且小于等于15μm的范圍內效果較好。優(yōu)選為5μm至10μm，效果將進一步提升。

實驗數據表明，由于滑片槽吸氣側與滑片的夾角減小，使油膜更加均勻，有利于減小該處由滑片尾部高壓向氣缸內部的泄漏，從而使壓縮機冷量也有提升，從而進一步提升壓縮機性能。

如上所述，本申請的技術方案適用于高背壓旋轉壓縮機的情形中，在該情形中，所述氣缸的外周面所受的壓力大于所述空腔內吸氣腔的壓力。但本申請并不限于此，也適用于低背壓的旋轉壓縮機中，只是在低背壓旋轉壓縮機的情形中，滑片槽的變形程度沒有那么嚴重而已，但依然能夠實現本申請的發(fā)明目的和技術效果。

此外，本申請還通過了旋轉壓縮機，該旋轉壓縮機包括本申請所提供的上述氣缸，該氣缸可以為單個或多個。

以上結合附圖詳細描述了本申請的優(yōu)選實施方式，但是，本申請并不限于此。在本申請的技術構思范圍內，可以對本申請的技術方案進行多種簡單變型。包括各個具體技術特征以任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本申請對各種可能的組合方式不再另行說明。但這些簡單變型和組合同樣應當視為本申請所公開的內容，均屬于本申請的保護范圍。