专利名称：一种用于跨临界CO<sub>2</sub>制冷循环系统的滑片膨胀机的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种动力机械，特别涉及一种用于跨临界co2制冷循环系
统的一种滑片膨胀机的结构。
背景技术：
跨临界co2循环制冷系统是一种新型环保制冷系统，但由于系统压力
比常规制冷系统压力高，压差大，因此节流压力损失非常大。使用膨胀机代 替节流阀可以减少节流过程的不可逆损失，同时又能回收高压工质的膨胀
功，将能大大提高制冷系统的COP值。 一般滑片膨胀机在高压力、高压差
的情况下，泄漏和摩擦损失非常严重，特别是滑片底部在没有特殊背压的情 况下，容易出现滑片与气缸脱离现象。增加背压或者加弹簧可以防止滑片脱 离，但带来很大的摩擦损失。根据发明人所进行的资料检索，没有查到与本 发明相关的文献。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于跨临界co2制冷循环系统的滑片膨
胀机的结构，该滑片膨胀机结构紧凑、体积小、重量轻、能够有效防止滑片
与气缸的脱离、泄漏小、摩擦低，特别适用于co2制冷循环等高压差制冷系统。
实现上述目的采取的技术解决方案是 一种用于跨临界C02制冷循环
系统的滑片膨胀机的结构，包括一个气缸体，在气缸体的一端安装有左端盖，
气缸体的另一端安装有轴承座，轴承座安装在底座上；气缸体的内腔中设置 有转子，转子连接有转子轴，轴承内嵌在轴承座中；轴承的端部有轴承压盖， 轴承压盖内有轴封，轴封通过右端盖压紧；其特征在于，所述的转子与转子
轴之间用键连接，轴向不固定，形成浮动结构，即转子在轴向能够自由移动; 转子上还设有垂直布置的2对滑片，每对滑片之间通过连接杆相连，且连接 杆与滑片中间布置有蝶形弹簧或圆柱弹簧。
本发明的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机，其结构简单、 加工方便、体积小、重量轻，泄漏和摩擦均小于现有滑片膨胀机。用该滑片 式膨胀机代替节流阀，回收高压工质的膨胀功，达到很好的节能效果，可广 泛应用于C02等工质的空调，热泵，热水器等循环系统中，改变使用节流 阀时节流损失较大的缺点，可大大提高系统的COP。
图1是本发明滑片膨胀机的结构示意图。
图2是本发明滑片膨胀机中滑片式膨胀机的横向剖面示意图。
图3是本发明滑片膨胀机中滑片组合的示意图。
图4是本发明滑片膨胀机中采用型线的示意图。
上述图1中的标号分别为1为滑片式膨胀机左端盖，2为气缸体，3 为转子，4为轴承座，5为键，6为轴承，7为0型密封圈，8为轴承压盖， 9右端盖，IO为橡胶密封，ll为底座，12为滑片，13为转子轴，14为连接 杆，15为蝶形弹簧。
图2中的标号分别为2为气缸体，5为键，12为滑片，13为转子轴， 14为连接杆，15为蝶形弹簧。
图3中的标号分别为12为滑片，14为连接杆，15为蝶形弹簧，16 为圆柱弹簧。
以下结合附图和发明人给出的实施方式对本发明作进一步的详细描述， 以便更清楚的理解本发明的目的、具体组件特点和优点。
具体实施例方式
请参照图1和图2，本发明的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀
机，包括 一个气缸体2，气缸体2的一端安装有左端盖1，气缸体2的另 一端安装有轴承座4，轴承座4安装在底座11上；气缸体2内腔中设置有
转子3，转子3连接有转子轴13，转子3均匀布置有2对滑片12，每对滑 片12之间通过连接杆14相连，轴承6内嵌在轴承座4中；轴承6的端部有 轴承压盖8，轴承压盖8内有轴封10，轴封10通过右端盖9压紧；转子3 通过键5与轴承6的转轴13相连，轴向不固定，形成浮动结构；滑片12 的底部与连接杆14之间安装有蝶形弹簧15。
轴承座4与右端盖9之间、以及轴承压盖8与右端盖9之间安装有O 型密封圈7。
转子3通过转轴13安装在气缸体2内腔中，滑片12布置在转子内部的 滑片槽内。
转子轴13采用的材料为20CrMnSi，表面淬火到HRC50 — 55，以减小 磨损。气缸及其零部件的材料使用45钢，滑片12为镀有MoS2或Ti减摩 涂层的铝合金或不锈钢，或有自润滑作用的树脂材料；
所述的气缸体2的气缸型线在任意角度均使气缸的直径相等，且各段曲 线光滑过渡。气缸型线在任意角度气缸的直径相等，且各段曲线光滑过渡。
转子3采用悬臂结构，轴承6装在转子一侧的轴承座4中，用于合理承 受整个设备的负载；
轴承6为自润滑球轴承。轴封10是自润滑橡胶轴封。
转子3为浮动结构，即转子3与转子轴13之间只用键5连接，轴向并 不固定，所以转子3在轴向可以自由移动。在工作时，转子3两侧的油膜会 自动平衡转子3两侧的轴向力，避免转子卡死。
蝶形弹簧15变形量小但变形力大，可以在很小的变形下承受高压差所 产生的气体力，保证滑片12与气缸的贴合，防止滑片12的顶部泄漏，同时 蝶形弹簧15可以自动调整变形量对滑片12或气缸的磨损进行补偿。在不同
的工况下可以选择用圆柱弹簧16代替蝶形弹簧15，特别是在压差较小的情 况时。
从图l中可以看出转子3为浮动结构，即转子与转轴13之间只用键
连接，轴向并不固定，所以转子在轴向可以自由移动。在工作时，转子两侧
的油膜会自动平衡转子3两侧的轴向力，避免转子3被卡死。
从图3 (a)中可以看出滑片12和连接杆14之间安装蝶形弹簧15，保
证滑片12顶部与气缸内壁的贴合，防止滑片12顶部泄漏。同时保证气缸内
壁或滑片12磨损后的自我补偿。图3 (b)给出另一种滑片组合，其中圆柱
弹簧16用来代替蝶形弹簧15，适应压差较小的工况。
从图4中可以看出汽缸体3中用的型线由三段曲线连接而成。进气孔口
和排气孔口之间有一段保证孔口密封的密封圆弧，这两段曲线由一段密封圆
弧光滑连接。该型线的特点为在任意角度气缸的直径相等，且各段曲线光滑过渡。
气缸体的气缸型线的主型线为蚌线^ = / —"^s^)其中i 为气缸半径， e为偏心量，密封段采用圆弧^ = i —e为了保证这两种曲线的自然连接，采 用一段过渡曲线连接/^"0 + "lxW+"2xW+fl3x^+fl4xe4+a5x^，通过保证
曲线在两端的极径以及一阶，二阶倒数相等确定待定系数。该型线的特点为 在任意角度气缸的直径相等，且各段曲线光滑过渡。
权利要求
1.一种用于跨临界CO2制冷循环系统的滑片膨胀机的结构，包括一个气缸体(2)，在气缸体(2)的一端安装有左端盖(1)，气缸体(2)的另一端安装有轴承座(4)，轴承座安装在底座(11)上；气缸体(2)的内腔中设置有转子(3)，转子(3)连接有转子轴(13)，轴承(6)内嵌在轴承座(4)中；轴承(6)的端部有轴承压盖(8)，轴承压盖(8)内有轴封(10)，轴封(10)通过右端盖(9)压紧；其特征在于，所述的转子(3)与转子轴(13)之间用键(5)连接，轴向不固定，形成浮动结构，即转子(3)在轴向能够自由移动；转子(3)上还设有垂直布置的2对滑片(12)，每对滑片(12)之间通过连接杆(14)相连，且连接杆(14)与滑片(12)中间布置有蝶形弹簧(15)。
2. 如权利要求1所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的 结构，其特征在于，所述的气缸体(2)的气缸型线在任意角度均使气缸的 直径相等，且各段曲线光滑过渡。
3. 如权利要求1所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的 结构，其特征在于，所述的滑片(12)布置在转子(3)内部的滑片槽内。 且每对滑片(12)中间用连接杆(14)相连，连接杆(14)与滑片(12)中 间加有蝶形弹簧(15)或圆柱弹簧(16)。
4. 如权利要求1所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的 结构，其特征在于，所述的轴承座(4)与右端盖(9)之间、以及轴承压盖(8)与右端盖(9)之间安装有O型密封圈(7)。
5. 如权利要求2所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的 结构，其特征在于，所述的气缸型线的主型线为蚌线，进、排气孔口之间有 一段保证孔口密封的密封圆弧，这两段曲线由一段过渡曲线光滑连接。
6. 如权利要求1所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的结构，其特征在于，所述滑片(12)的材料为镀有MoS2或Ti减摩涂层的铝合金制成，或采用不锈钢制成，或采用有自润滑作用的树脂材料制成。
7. 如权利要求1所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的 结构，其特征在于，所述轴承(6)为自润滑球轴承。
8. 如权利要求1所述的用于跨临界C02制冷循环系统的滑片膨胀机的 结构，其特征在于，所述轴封(10)是自润滑橡胶轴封。
全文摘要
本发明公开了一种用于跨临界CO<sub>2</sub>制冷循环系统的滑片膨胀机的结构，包括一个气缸体，在气缸体的一端安装有左端盖，气缸体的另一端安装有轴承座，轴承座安装在底座上；气缸体的内腔中设置有转子，转子连接有转子轴，轴承内嵌在轴承座中；轴承的端部有轴承压盖，轴承压盖内有轴封，轴封通过右端盖压紧；转子与转子轴之间用键连接，轴向不固定，形成浮动结构，即转子在轴向能够自由移动；转子上还设有垂直布置的2对滑片，每对滑片之间通过连接杆相连，且连接杆与滑片中间布置有蝶形弹簧或圆柱弹簧。该滑片膨胀机结构紧凑、体积小、重量轻、能够有效防止滑片与气缸的脱离、泄漏小、摩擦低。
文档编号F25B9/06GK101162113SQ20071001899
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月2日 优先权日2007年11月2日
发明者刁安娜, 孙少毅, 彭学院, 杨炳春, 邢子文, 蓓 郭 申请人:西安交通大学