CN100362241C - 控制喷油螺旋式压缩机中油循环的方法及使用此方法的压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及控制喷油螺旋式压缩机内分油器(10)与压缩机主体(1)之间油循环的方法。所述喷油螺旋式压缩机有油循环管路(17)。所述油循环管路(17)内安装有油冷却器(18)。循环的油可以通过一个通道，即，旁路而不必经过所述油冷却器(18)。所述控制是通过具有阀元件(26)的恒温阀(24)实现的。所述阀元件(29)可以为热敏元件(34)所移动。螺旋式压缩机从无负荷状态转变为有负荷状态时，热敏元件(34)至少部分地暂时不起作用，因而阀元件(26)暂时处于不管油温如何至少旁路在开启的位置，这样从分油器(10)到压缩机主体(1)的油循环至少会经过所述旁路。

Description

控制喷油螺旋式压缩机中油循环的方法及使用此方法的压缩机
技术领域
本发明涉及控制喷油螺旋式压缩机内油循环的方法。所述喷油螺旋式压缩机包括：压缩机主体；连接于所述压缩机主体的进气管路和压力管路；所述压力管路内的分油器；所述分油器与压缩机主体之间的油循环管路；安装于所述循环管路内的油冷却器；跨过循环管路内油冷却器的通道或旁路；具有阀元件并控制所述循环管路的恒温阀；可以移动所述阀元件的热敏元件。所述热敏元件测定循环油的温度。如果所测温度低于一定值，所述阀元件打开所述旁路，从而分隔开的油可以从分油器直接流到压缩机主体不必流经油冷却器。如果所测温度超过一定值，即，高于或等于上述值，所述阀元件关闭所述旁路。
背景技术
根据现有方法，在油在冷态时，恒温阀的阀元件位于开启旁路的位置，压缩机没有负荷时以及压缩机从无负荷状态变到有负荷状态时，恒温阀的阀元件也位于这一位置。
油温高于很好限定的温度时，阀元件位于关闭旁路的位置，因此油从分油器流经油冷却器然后被喷回压缩机主体。
压缩机无负荷运行从而没有空气吸入压缩机主体时，为了限制无负荷功耗，也起压力容器作用的分油器内的压力尽量保持得低一些。
转变为有负荷工作状态从而打开进气阀时，螺旋式压缩机主体最大限度地吸入空气然后予以压缩。因为分油器内的压力低，所以转变开始时的油压也低。
油温高时旁路关闭，从而油流经油冷却器，这又引起压力下降，因此喷油压力一时特别低。
因此，用这些现有的方法可能在压缩机主体的出口产生高温峰值。
为了防止出现所述温度峰值，压缩机无负荷运行期间分油器内的压力不可能随意选低，从而不可能选择低消耗输入。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制油循环的方法。使用这种方法，压缩机主体无负荷运行时分油器内的压力可以保持得比较低一些而在从无负荷运行转为有负荷运行期间所述压缩机主体的出口又没有出现温度峰值的危险。
根据本发明，为了达到这一目的，螺旋式压缩机在从无负荷状态转为有负荷状态期间，热敏元件至少部分地暂时不起作用，因而阀元件暂时位于不管油温如何至少旁路开启的位置，从而从分油器到压缩机主体的油循环暂时通过所述旁路。
这样，使油冷却器内不会有附加的压力下降，因此，不管油压多低仍有足够的喷射压力以防止压缩机主体出口出现温度峰值。
鉴于有了负荷，分油器内的压力会迅速上升，热敏元件的所述不起作用仅是短暂的。
从无负荷状态转变为有负荷状态时，优选方案是阀元件处于旁路及循环管路都开启的位置，因而不管油温如何油都可以通过旁路及油冷却器流回压缩机主体。
所述热敏元件暂时地、至少部分地不起作用可以通过下面的办法实现，即所述热敏元件正常情况下靠着的恒温阀壁的一部分是气动控制活塞机构的活塞，因此热敏元件伸长可以，例如，通过推开所述活塞而不移动阀元件而实施，因此，例如，分油器内的压力和操纵进气管路内可控进气阀的控制压力用作控制压力。
本发明还涉及适于根据上面说明的方法进行控制的喷油螺旋式压缩机。
本发明也涉及一种喷油螺旋式压缩机。这种压缩机包括螺旋式压缩机主体、连接于所述压缩机主体的进气管路和压力管路、所述压力管路内的分油器、所述分油器与压缩机主体之间的油循环管路、安装于所述循环管路内的油冷却器、跨过循环管路内油冷却器的旁路、关闭所述旁路的恒温阀的阀元件、可以移动所述阀元件的位于循环管路内的热敏元件。其特征在于螺旋式压缩机包括一个控制系统，所述控制系统在从无负荷状态转变到有负荷状态时暂时使热敏元件至少部分地对恒温阀的阀元件不起作用，因而在此转变时，不管油温如何所述阀元件位于至少所述旁路在开启的位置。
所述旁路限于循环管路的一部分与另一部分之间的通道，所述一部分在分油器与油冷却器之间，所述另一部分在油冷却器与压缩机主体之间。
在本发明实施例的特定形式内，恒温阀的阀元件位于旁路以及所述旁路上流的循环管路内，从而，在第一位置，它在开启旁路的同时关闭循环管路在油冷却器与旁路之间的部分，在另一位置，它在关闭旁路的同时开启循环管路的上述部分，按照优选方案，在第一位置和/或中间位置时它开启旁路以及循环管路的上述部分。
所述阀元件尤其是在第一位置时，在从无负荷状态转变到有负荷状态期间，所述恒温阀至少部分地不工作。
前面提到的控制系统可以包括一个活塞机构，其活塞在精确规定的位置形成所述热敏元件的止挡块。所述活塞可以自由移动时，所述恒温阀的热敏元件可以自由改变长度，因此所述恒温阀至少部分地不起作用。
附图说明
为了更好地展示本发明的特点，下面参照附图说明根据本发明的控制喷油螺旋式压缩机内油循环的方法与用此方法控制的螺旋式压缩机的优选实施例，但这只是举例没有任何限制性，附图中：
图1示意地示出根据冷启动时本发明的螺旋式压缩机；
图2是图1中以F2标示的部分的实用实施例的放大断面图；
图3示出的是图1的螺旋式压缩机，然而是油热时有负荷或无负荷正常状态运转期间的压缩机；
图4与图2类似的实用实施例在图3中以F4标示的部分的放大断面图；
图5示出的是油热时从无负荷运行转变为有负荷运行期间的螺旋式压缩机；
图6与图2和4类似的实用实施例在图5中以F6标示的部分的放大断面图；
图7是与图2、4和6类似的断面图，但与螺旋式压缩机的另一状态有关。
具体实施方式
各幅附图内所示的螺旋式压缩机包括压缩机主体1，所述主体1有一个壳2，所述壳内包住一个转子器室3，该室内安装着互相协作的两个螺旋形转子器4。所述压缩机主体1用电动机驱动(图内未绘制)。
在入口侧，进气管路5的入口与转子器室3内相通，在所述进气管路5内安装一个空气滤清器6和一个可控进气阀7，而在出口侧，压力管路8通过出气阀9，例如一个回流阀，与转子器室3相连。
在压力管路8内顺序安装一个分油器10、一个空气冷却器11和一个分水器12。
在分油器10内有一个容器13，该容器在顶部有出口14。在容器13内与出口14相对安装着一个滤清器15，并在出口14内安装一个最低压力阀16。
大部分油收集于容器13的下部，而容器的下侧则通过循环管路17与压缩机主体1的喷射点连接。
在所述油循环管路17内顺序安装油冷却器18、油滤清器19和可控油阀20。
为了控制，所述油阀20通过控制管路21与压缩机主体1的出口连接。
为了使收集于滤清器15底部的油循环，滤清器15的内部通过管路22与转子器室3的内部联通。
油冷却器18和空气冷却器11由同一个风扇冷却并有连接在一起的散热片。
油滤清器19安装于恒温阀24的壳23上。所述阀24包括空间25和空间28，空间25内有阀元件26，空间28用隔板27与空间25隔开。
空间25与安装在壳23上的油滤清器19联通，这样也就位于循环管路17内。这个空间25形成所述油滤清器19与循环管路17的一部分17B之间的连接，所述部分17B又位于油冷却器18的出口与壳23之间。这个与空间25联通的部分17B形成可以为阀元件26所关闭的第一通道29。
具有从循环管路17的一部分17C到空间25的第二通道30形式的旁路与空间25联通，循环管路17的所述部分17C位于分油器10与油冷却器18的入口之间。所述第二通道30也可以为阀元件26所关闭。
所述旁路使油循环越过油冷却器18，油可以经所述旁路，即，第二通道30直接从分油器10流到油滤清器19再到压缩机主体1而不经过油冷却器18。
阀元件26关闭第二通道30或所述旁路时打开第一通道29。反过来，阀元件26打开第二通道30时则关闭第一通道29。阀元件26处于中间位置，第一通道29和第二通道30都开启。
空间28一方面与油滤清器19的过滤元件的出口连接，另一方面与位于油滤清器19与油阀20之间的循环管路17的一部分17A连接。
恒温阀24可以如图2、4、6和7中更详细表示的那样如下面所述组成。
阀元件26是一个套管，可以在孔25A内轴向移动，所述孔25A形成空间25的一部分并与环形室31和32联通。所述环形室31和32分别形成第一通道29和第二通道30的一部分，所述第一通道29和第二通道30分别与管路的两部分17B和17C连接。
阀元件26有槽33，该槽延伸过与室31和32平行的圆周的一部分，该槽的宽度小于室31和32的轴向宽度。
热敏元件34沿轴向安装于阀元件26内，所述热敏元件34有一底座35和温度上升时可移出所述底座35的销36。
在正常情况下，所述销36与一个止挡协作。所述止挡可以移动，在所示实施例里由位于孔25A延伸方向的活塞37形成。
所述活塞37形成下面说明的控制系统38的一部分。
所述底座35通过盘环39安装于阀元件26上。
安装于所述盘环39与孔25A壁的颈圈25B之间的弹簧40把阀元件26推向控制系统38的壳41的方向。
所述活塞37包括柱部37A和头部37B，柱部与壳41的孔42配合，头部直径比柱部大，并位于壳41的室43内。
在所述头部37B的柱部一侧，室43通过沟44与大气联通。
在所述头部37B的另一侧，室43通过沟45与结束于容器13的管46连接。
沟45可以通过由安全阀47形成的辅助控制装置与大气联通。所述安全阀47包括阀体48，所述阀体48有中空部分，所述中空部分在其壁上有径向孔49，阀体48在一个位置时，所述径向孔通过阀体48的内部使沟45与大气联通。
沟45的一部分形成围绕容纳所述阀体48的孔50的环形沟45A，在阀体48的所述位置，孔49与所述环形沟45A联通。
阀体48的内部在一端通过壳41内的室51和沟52与大气联通，而中空阀体48的另一端则是封闭的并有可以在筒形室53内移动的活塞形部分48A。
所述室53的最外端通过沟54连接于控制管路55，而所述控制管路55又与向进气阀7提供控制压力P1的控制管55A连接。室53的另一端通过未示出的沟与大气联通。
室51内安装两个阻碍阀体48在所述控制压力P1作用下移动的弹簧56和57，即，所述阀体48与筒形元件58端部之间的较弱的弹簧56和安装于筒形元件58周围在筒形元件58的颈圈与室51端部之间的较强的弹簧57。
从容器13到压缩机主体1的油循环通过下述过程控制。
螺旋式压缩机不工作时，进气阀7关闭，没有控制压力P1。阀体48的一部分48A贴于室53的端部，孔49被壳41关闭。
分油器10内的压力最少比大气压力高0.6巴，因此活塞37被推到推出位置，从而其形成对销36的止挡的端表面如图2和4所示位于孔25A的端平面内。
从分油器10流回压缩机主体1的油温低于很好限定的值时，例如，在压缩机有负荷前的第一次启动时，销36最大限度地滑进底座35，如图2所示，直到销36的宽端贴于底座35。因此，阀元件26处于第一通道29关闭而第二通道30开启的位置。
如图1和2内的箭头所示，油从分油器10经第二通道30从而不在油冷却器18内冷却就流到压缩机主体1。
油温提高后热敏元件34伸长，销36从底座35内伸出，这就是说，鉴于由于压力P1使活塞37不改变其位置，底座35离开活塞37。底座35通过盘环39克服弹簧40的弹力与阀元件26一起移动。在很好限定的时刻所述阀元件26会使第一通道29和第二通道30都开启。
一旦油达到正常运行温度，销36最大限度地滑出，处于图3和4所示的状态。阀元件26把第二通道30完全关闭，而第一通道29则最大限度地开启。所有油都如图3和4内的箭头所示经过油冷却器回流。
压缩机的控制装置发出从无负荷状态转变到有负荷状态的信号时，即，必须输出压缩空气时，分油器10内的压力P2通过控制管55A立即被用作进气阀7的控制压力P1。在室53内存在与分油器10内的压力P2相等的控制压力P1。所述控制压力P1足以克服较弱弹簧56的弹力移动阀体48，然而不足以压缩较强的弹簧57。因此，阀体48处于图6所示的位置，从而孔49与沟45联通。
结果，室43暂时与大气联通，活塞37实际上不受约束，热敏元件34可以推开活塞37。阀元件26(见图6)在弹簧40的作用下会被推到贴于孔25A的端部，因此第一通道29以及第二通道30开启，从而油可以流经油冷却器18以及旁路，即，第二通道30。这时进气阀7仍然被关闭。
从图6中可以清楚地看到不管油冷或热，阀元件26处于所述的位置。由于油热使热敏元件34长度最长时，如图6所示，就把活塞37进一步推进室43内。
分油器10内的压力P2不断上升直至高到足以打开进气阀7。在此阶段，最大的危险是由于油压P2过低油润滑不足而在压缩机主体内出现温度峰值。因为油如图6内的箭头所示可以流经第二通道30和室25直接到达压缩机主体1，压力在油冷却器18内的下降得以避免，因此油阀20入口的压力会高一些，这样，螺旋式压缩机从无负荷运行到有负荷运行转变期间的油循环得到改善。
进气阀7开启后，分油器10内的压力P2，还有控制压力P1更迅速地上升。当控制压力P1高到足以克服较强弹簧57的弹力时，阀体48被进一步上推到图7内所示的位置。这时孔49为壳41所关闭。
与沟45联通的室43的所述部分，这时不再与大气联通，而是处在压力P2。
因此，活塞37被推到图7内所示的位置，柱部37A因而填入孔42并形成孔25A端部平面内的止挡。
然而，室25内的油压也大致与P2相等，但这一压力施加于较小的表面上，即，施加到比头部37B的表面小的柱部37A的表面。
油处于运行温度时，热敏元件34的销36最大限度地被推出，因此，阀元件26克服弹簧40的弹力到达图7内所示的位置。
随后所述阀元件26关闭第二通道30，而第一通道29则开着。油如图3和7内的箭头所示流动，即，经过管路17的部分17C到油冷却器18并从那里经过部分17B并经过第一通道29到达滤清器19。
当至此已经加热了的压缩机的负荷运行停止时，首先进气阀7关闭，控制压力P1下降到所述最低值，因此，阀体48被弹簧56和57推回图3和4所示的位置。
分油器内的压力P2，因而也是作用于活塞37的压力，下降到最低值，可是仍足以把活塞37保持于推入的位置，从而获得图4的状态，热的油如图3所示必须流经油冷却器18。
压缩机再一次从无负荷状态转变到有负荷状态时，前面所述的与这种转变有关的过程重复。
因此，这就是说压缩机每次从无负荷状态转变到有负荷状态，油压低时，第二通道30如图6所示暂时开启，从而油可以主要流经由所述第二通道30形成的旁路直接从分油器10到达滤清器19并从那里到达油阀20，因此避免经过油冷却器18附加的压力下降。
因为在转变期间，第一通道29如图6所示也处于开启状态，所以油也会部分地然而是较低程度地流经油冷却器18，因此，在所述转变阶段末期，第二通道30突然关闭，最大的油的流速必须流经油冷却器时，流经所述油冷却器18的油流速不会突然上升，从而所述转变会以更平稳的速度进行。
因为每次从无负荷状态转变到有负荷状态油冷却器18都被绕过，油压下降得较少，因此油以较高的压力喷入压缩机主体1，结果，润滑改善，从而在压缩机主体1的出口出现温度峰值的危险减少。
根据同样的道理可以说明在无负荷运行时分油器10内的油压比没有根据本发明的控制系统的传统压缩机下降得少一些，没有这种破坏性温度峰值的危险。
本发明绝不限于上面说明和附图所示的实施例的形式，控制喷油螺旋式压缩机内油循环的这种方法与这种可控螺旋式压缩机可以不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围用各种各样的变型实现。

Claims (16)

1.一种控制喷油螺旋式压缩机内油循环的方法，所述喷油螺旋式压缩机包括压缩机主体(1)、连接于所述压缩机主体的进气管路(5)和压力管路(8)、所述压力管路(8)内的分油器(10)、所述分油器(10)与压缩机主体(1)之间的油循环管路(17)、安装于所述循环管路(17)内的油冷却器(18)、跨过循环管路(17)内油冷却器(18)的通道或旁路、具有阀元件(26)并控制所述循环管路(17)的恒温阀(24)、可以移动所述阀元件(26)的热敏元件(34)，所述热敏元件(34)测定循环油的温度，如果所测温度低于一定值，阀元件(26)打开旁路，从而从分油器(10)分离的油直接流到压缩机主体(1)不必流经油冷却器(18)，如果所测温度超过一定值，即，高于或等于上述值，所述阀元件(26)关闭旁路；其特征在于螺旋式压缩机从无负荷状态转变为有负荷状态时，热敏元件(34)至少部分地暂时不起作用，因而阀元件(26)暂时处于不管油温如何至少旁路在开启的位置，这样从分油器(10)到压缩机主体(1)的油循环至少会经过所述旁路，所述热敏元件暂时不起作用是通过下面的办法实现的，所述热敏元件正常情况下靠着的恒温阀(24)壁的一部分是气动控制的活塞机构的活塞(37)。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述阀元件(26)在压缩机从无负荷运行状态转变为有负荷运行状态时，暂时处于旁路以及循环管路(17)开启的位置，因而油暂时可以不管油温如何经过所述旁路以及油冷却器(18)流回压缩机主体(1)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于分油器(10)内的压力(P2)和操纵进气管路(5)内被控制的进气阀(7)的控制压力(P1)都被用作控制压力。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于分油器(10)内的压力(P2)施加于活塞(37)的头部(37B)，而油压本身施加于表面较小的、形成柱部(37A)的活塞(37)的一端，所述的压力(P2)沿之施压的一侧可以通过沟(52)与大气联通，所述沟(52)由阀体(48)控制，而所述阀体(48)又由可控进气阀(7)的控制压力(P1)控制。
5.一种喷油螺旋式压缩机，包括螺旋式压缩机主体(1)、连接于所述压缩机主体的进气管路(5)和压力管路(8)、所述压力管路(8)内的分油器(10)、所述分油器(10)与压缩机主体(1)之间的油循环管路(17)、安装于所述循环管路(17)内的油冷却器(18)、跨过循环管路(17)内油冷却器(18)的旁路、关闭所述旁路的恒温阀(24)的阀元件(26)、可以移动所述阀元件(26)位于循环管路(17)内的热敏元件(34)，其特征在于螺旋式压缩机包括一个控制系统(38)，所述控制系统(38)在从无负荷状态转变到有负荷状态时通过使所述热敏元件(34)正常情况下靠着的恒温阀(24)壁的一部分作为气动控制的活塞机构的活塞(37)暂时使热敏元件(34)至少部分地对恒温阀(24)的阀元件(26)不起作用，因而在此转变时，不管油温如何，所述阀元件(26)位于至少所述旁路在开启的位置。
6.根据权利要求5的螺旋式压缩机，其特征在于所述旁路限于循环管路(17)的一部分(17C)与另一部分(17B)之间的通道(30)，所述一部分在分油器(10)与油冷却器(18)之间，所述另一部分在油冷却器(18)与压缩机主体(1)之间。
7.根据权利要求5的螺旋式压缩机，其特征在于恒温阀(24)的阀元件(26)位于旁路以及所述旁路上游的循环管路(17)内，从而，在第一位置，它在开启旁路的同时关闭循环管路(17)在油冷却器(18)与旁路之间的部分(17B)，在另一位置，它在关闭旁路的同时开启循环管路(17)的所述部分(17B)。
8.根据权利要求7的螺旋式压缩机，其特征在于所述阀元件(26)在中间位置时开启旁路以及循环管路(17)的所述部分(17B)。
9.根据权利要求6的螺旋式压缩机，其特征在于：所述恒温阀(24)包括其中有空间(25)的壳(23)，在所述空间内有可以移动的阀元件(26)；所述通道(30)是与所述空间(25)联通的孔。
10.根据权利要求9的螺旋式压缩机，其特征在于：还包括安装于循环管路内旁路与压缩机主体(1)之间的油滤清器(19)，所述空间(25)与所述油滤清器(19)的入口联通。
11.根据权利要求5的螺旋式压缩机，其特征在于所述控制系统(38)包括一个活塞(37)，所述活塞可以在一个室(43)内移动并在一个位置形成恒温阀(24)的热敏元件(34)的止挡。
12.根据权利要求11的螺旋式压缩机，其特征在于：在所述活塞(37)一侧的所述的室(43)与分油器(10)联通，从而所述活塞(37)可以由于所述分油器(10)内的压力(P2)而保持在所述位置；所述控制系统(38)包括一个安全阀(47)形式的辅助控制装置，当控制压力(P1)在两个限定的值之间时所述安全阀(47)使室(43)在所述的一侧与大气联通。
13.根据权利要求12的螺旋式压缩机，其特征在于所述安全阀(47)受进气阀(7)的控制压力(P1)控制。
14.根据权利要求12或13的螺旋式压缩机，其特征在于所述安全阀(47)包括阀体(48)，所述阀体有中空部分，所述中空部分与大气联通并在其壁上至少有一个孔(49)，所述孔在阀体(48)处于一定位置时与沟(45)联通，因此室(43)与分油器(10)联通。
15.根据权利要求14的螺旋式压缩机，其特征在于所述阀体(48)在其一端有活塞形部分(48A)，所述部分(48A)可在室(53)内移动，所述室(53)与压缩机的具有开启进气阀(7)的控制压力(P1)的部分联通。
16.根据权利要求15的螺旋式压缩机，其特征在于所述阀体(48)的另一端与两个弹簧(56、57)协作，所述两个弹簧中的一个弹簧(57)的弹力比另一个弹簧(56)强，并只有在所述另一个弹簧(56)部分受压后方可为阀体(48)所压缩。
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