[发明专利]活塞、压缩机及制冷设备

说明书

本发明提供了一种活塞、压缩机及制冷设备，该活塞包括：内圈、外圈、端板和肋板，外圈套设在内圈的外侧，与内圈限定出开口腔；端板包括第一端板和第二端板，第一端板和第二端板分别盖设在开口腔的两端，第一端板、第二端板、内圈和外圈限定出密封的空腔；肋板位于空腔内，并连接在内圈和所外圈之间，肋板的数量为多个；则：其中，P为活塞的工作场所的最大压力，T₂为外圈的壁厚，L₂为相邻两肋板上与外圈连接处的最大距离；E₂为外圈材质的弹性模量。本发明提供的活塞，具有重量轻，加工容易，可靠性高的特点。

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，更具体而言，涉及一种活塞、包括该活塞的压缩机和包括该压缩机的制冷设备。

背景技术

现有旋转式压缩机的活塞为实心的圆筒形结构，这种结构的活塞重量较大，在压缩机运转过程中，由于偏心旋转会产生额外的负荷，进而影响压缩机的能效，尤其是在活塞体积和重量较大时，这一问题更为突出。为了解决这一问题，有文献探讨了将活塞设计为空心结构，以减轻活塞重量，文献CN201620225449.2、CN201611122525.8、CN201610918681.9、CN201610253380.9、CN201510921835.5、CN201510690328.5提出了多种结构的空心活塞，但均存在刚性设计不足，或结构复杂、加工困难等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面的目的在于提供一种压缩机的活塞。

本发明的第二个方面的目的在于提供一种包括上述活塞的压缩机。

本发明的第三个方面的目的在于提供一种包括上述压缩机的制冷设备。

为实现上述目的，本发明的一个方面的技术方案提供了一种压缩机的活塞，包括：内圈；外圈，套设在所述内圈的外侧，与所述内圈限定出开口腔；端板，包括第一端板和第二端板，所述第一端板和所述第二端板分别盖设在所述开口腔的两端，所述第一端板、所述第二端板、所述内圈和所述外圈限定出密封的空腔；和肋板，位于所述空腔内，并连接在所述内圈和所述外圈之间，所述肋板的数量为多个；则：其中，P为所述活塞的工作场所的最大压力，T₂为所述外圈的壁厚，L₂为相邻两所述肋板与所述外圈连接处的最大距离；E₂为所述外圈材质的弹性模量。

本发明上述技术方案提供的活塞，空腔的设置，使得活塞呈空心结构。空腔处于常压或低压状态，在压缩机正常运转时，活塞处于高压环境，最大压力为P，活塞内部的所述空腔压力远低于其工作环境的压力。因此活塞的各个位置均会产生压力差带来的应力和变形问题。对于活塞，其外圈的变形量更是影响到油膜的形成，进而影响到活塞的润滑及密封。对于空心活塞，为保证其刚性，需要对外圈的变形量进行限制。经过推导，外圈的变形量与相关，经过实验验证，为保证形成有效的油膜，需保证从而通过对外圈壁厚T₂、外圈内径D₂及相邻肋板与外圈相接处的最大距离L₂的限定，保证外圈的刚度，在实现活塞空心的同时，满足活塞的使用要求。

另外，本发明上述技术方案提供的活塞还具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，优选地，多个所述肋板沿所述内圈或所述外圈的周向均匀设置，相邻两个所述肋板之间的夹角为θ，所述外圈的内径为D₂，则：

上述技术方案中，优选地，其中，T₁为所述内圈的壁厚，L₁为相邻两所述肋板与所述内圈连接处的最大距离；E₁为所述内圈材质的弹性模量。

内圈中虽然有曲轴支撑，但是在压力P作用下内圈的变形量也影响着压缩机的正常运转。经过推到内圈的变形量与相关，且需满足