CN100560976C - 压缩机的排放系统 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机的排放系统，这类压缩机排放系统包括限定压缩室(2)的气缸体、第一排放室(4)、直接与第一排放室(4)连通的第二排放室(6)、与第二排放室(6)恒定流体连通并通向排放管(5)的第三排放室(7)，所述排放系统包括阀门装置(22)，其呈现有开启位置和关闭位置，所述开启位置，当气体质量流从压缩室(2)传至第一排放室(4)达到确定了的气体质量流值时，使第一排放室(4)与第三排放室(7)相连通，所述关闭位置，至少大部分地，当所述气体质量流达到的值比确定了的气体质量流值小时，阻断第一排放室(4)与第三排放室(7)之间的所述流体连通。

Description

压缩机的排放系统
技术领域
本发明涉及一种通常应用在压缩机，特别是制冷系统内使用的压缩机的排放系统，并且可为往复密闭型的压缩机。
背景技术
制冷压缩机通常设有排放消音器。这种消音器的目的是减弱从压缩机泵至制冷系统，或者通常至压缩机回路的高压侧的气体的脉动，并减小压缩机对外部环境发出的噪音。气体的脉动在输送管和压缩机的排放系统连接的部件上产生激励，导致通常会产生不希望有的噪音。所述消音器使用多种结构，但通常其原理是使气流经过一系列良好限定的管、容体和局部节流口，它们的尺寸、布置和特性取决于用途、压缩机的类型和尺寸、质量流、工作流体、温度和操作条件、预定减弱的噪音频带等。
下面的内容是关于理解本说明书中目的物操作中所包括的现象的：
-在开始操作之前，压缩机通常在吸入和排放之间没有压差或压差减小。该通常的压力叫做平衡压力，其值是系统的设计特性、使用的制冷剂流体和润滑剂流体的类型、以及所提制冷系统的温度的直接函数。由于吸入和排放之间没有相应的压差，故在压缩机操作开始瞬间形成的质量流总是很高，通常高于正常操作状态下的质量流一个数量级。工作流体的密度越高，质量流的值越高，即平衡压力的值越大，流体的温度越低，质量流的值越大。
-即使在设有维持压差的装置的系统内压缩机处于停止状态，在压缩机起动的过程中，质量流仍自然较大；
-排放消音器内存在的管和局部节流口造成工作流体流产生负载损失，工作流体流的变化在第一种方法中和质量流呈线性关系；
-压缩机的电动机所需要的功率是克服驱动机构运动时出现的摩擦力所需的功率加上压缩和泵送气体所必须的功率之和。在无负载起动条件下，上述最后的功率部分对应于流体负载损失。在正常的操作条件下，质量流使得泵送气体所需的功率和其它部分相比是低的。然而，在起动条件下，泵送气体消耗的功率要比其它功率部分高得多。
-通常，压缩机部件设计为，在正常操作状态下操作所述压缩机时产生最大效率。对于电动机，最大有效功率和最大效率之间为负相关的关系。而最大有效功率和电动机成本的关系同样如此。因此，始终注意最大限度地降低电动机最大功率的需要量，这种需要量与大质量流或通常在压缩机启动时的操作条件有关。
考虑到上述出现的因素，在电动机设计与排放消音器设计之间存在一定折衷关系。后者意味着，对气流具有固有的节流作用(负载损失)，这种节流随着质量流的增加而增加。如果降低所述负载损失，电动机所需要的最大功率就没有那么严格，这意味着这种设计具有可能获得较高的效率和/或较低成本。
图1和图2概略示出，两个另外已知现有技术的排放消音器的结构，其中之一(图1)示出一种排放消音器呈“串联”布置的方案，而另一结构(图2)示出一种排放消音器呈“并联”布置的方案。
排放系统呈“串联”布置的方案显示该方案存在较高负载损失但又较高衰减的缺点，而排放系统呈并联布置的方案则显示在气缸盖容体与消音器容体之间对流量的节流较小，但对噪音衰减也较低。
发明内容
因此，本发明的目的就是提供一种压缩机的排放系统，通常为制冷压缩机的排放系统，该排放系统在任何负载流情况下，主要是在比如电动机启动时高负载流的情况下都没有呈现负载损失，而且对噪音和脉动的衰减没有损害。
本发明的上述目的和其它目的通过压缩机排放系统达到，这类压缩机排放系统包括限定压缩室的气缸体、接收从压缩室来的间歇气体质量流的第一排放室、直接与第一排放室连通的第二排放室、与第二排放室恒定流体连通并通向排放管的第三排放室，所述排放室包括阀门装置，其呈现有开启位置和关闭位置，所述开启位置，当从压缩室传至第一排放室的气体质量流达到确定了的气体质量流值时，使第一排放室与第三排放室相连通，所述关闭位置，当所述气体质量流达到的值比确定了的气体质量流值小时，至少大部分地阻断第一排放室与第三排放室之间的所述流体连通。
附图说明
下面参照附图，对本发明进行描述，其中：
图1概略示出制冷密闭压缩机的气缸盖和气缸体部分的纵向剖面图，表示依据现有技术的“串联”排放系统的布置；
图2概略示出制冷密闭压缩机的气缸盖和气缸体部分的纵向剖面图，表示依据现有技术的另一“并联”排放系统的布置；
图3概略示出制冷密闭压缩机的气缸盖和气缸体部分的纵向剖面图，表示依据本发明构造的排放系统；
图4概略示出依据图3中线IV-IV的纵向剖面图；和
图5概略示出依据本发明构造的用于阀叶片与阀板的结构的透视图。
具体实施方式
本发明描述一种普通型的制冷密闭压缩机，这种压缩机包括在壳体(未示出)内部含有带气缸体的电动机-压缩机组件，在该气缸体内气缸1使活塞(未示出)在气缸1内往复移动，当活塞被压缩机的电动机驱动时，该电动机-压缩机组件对制冷剂气体进行抽吸和压缩。
气缸1有一开口端，该端由固定在气缸体上的阀板10关闭，该阀板装有至少一个吸入孔11和一个排放孔12。气缸1通过其壁部，活塞顶部和阀板10限定压缩室2。
阀板10装有至少一个吸入阀21和排放阀30，这两个阀分别在邻近相应的吸入孔11和排放孔12处动作。
依据图5所示的结构形式，吸入阀21结合到阀叶片20上，并安装在阀板10上。在所示的结构中，阀板10具有吸入孔11，通过相应的装在与阀叶片20接合的以轮叶形式设置的吸入阀21，对该吸入孔选择性地关闭。
气缸体还装有固定在阀板10上以将高压侧和低压侧分开的气缸盖3，该气缸体还在内部限定一吸入室(未示出)和第一排放室4，并在相应的吸入阀21和排放阀30在相应的吸入孔11和第一排放孔12上致动操作时，吸入室和第一排放室4与压缩室2保持选择性的流体连通，以便接收从所述压缩室2来的间歇性气体质量流。
壳体还装有排放管5，该管具有内端和相对端(未示出)，内端通向第一排放室4，相对端则通向设在壳体表面上的孔口，将所述第一排放室4和压缩室2与连接压缩机的系统的高压侧连通。
在图1所示的现有技术结构中，当排放阀30打开时，将压缩室2内压缩的气体质量流导入第一排放室4，而第一排放室4可以认为是排放消音器的第一部件。然后通过与第一排放室4保持直接和恒定流体连通的第二排放室6，经过设在阀板10上的常开第二排放孔13，将气体质量流导入与压缩机连接的系统的高压侧，该孔的尺寸设定成为压缩至第二排放室6的气体质量提供确定的流率。第二排放室6同样通过由气体通道8限定的流体连通装置与设在气缸体1上的第三排放室7保持恒定流体连通，所述第三排放室7通向排放管5。
第二排放室6，第三排放室7，气体通道8和排放管5也是排放消音器的部件。
图1的实施例定义“串联”的气体流排放布置，其中整个气体质量流从压缩室2经过第一排放孔12流至第一排放室4，再从所述第一排放室4经过第二排放孔13流至第二排放室6，所述气流通过气体通道8导入到第三排放室7，然后到达排放管5，并通过该排放管导至压缩机外部。
在图2所示并定义为“并联”布置的另一现有技术结构形式中，第三排放室7通过第三排放孔14与第一排放室4保持直接和恒定流体连通。在该实施例中，由压缩室2排至第一排放室4的气体质量流分成两股流束，一股流束通过第三排放孔14流至第三排放室7，并从此处直接进入排放管5，而另一股流束继续通过第二排放孔3流至第二排放室6，并从此处进入排放管5，如前面对“串联”布置所述的那样。这些构造显现前述的缺点。
本发明提供一种具有同样结构的排放系统，该系统允许有两种不同的气体排放状态，这些排放状态定义为从压缩室2排至第一排放室4的过程中形成的气体质量流的函数。气体排放状态之一限定在正常的质量流状态，而另一种状态则是当存在大质量流时限定的，如前所述。
依据本发明，排放系统包括阀门装置22，其呈现开启位置和关闭位置，所述开启位置，当从压缩室2到第一排放室4的气体质量流达到确定了的气体质量流值时，使第一排放室4与第三排放室7相连通，所述关闭位置，当所述气体质量流达到的值比确定了的气体流量值小时，至少大部分地，阻断第一排放室4与第三排放室7之间的所述流体连通。在关闭位置，阀门装置22优选全部地阻断第一排放室4与第三排放室7之间的直接流体连通。然而，在所述流体连通没有完全阻断但几乎完全阻断的结构下，该系统仍可运行。
依据图3和图4的举例说明，阀门装置22布置在第一排放室4与第三排放室7之间的阀板10上所设的第三排放孔14上。
在完成本发明的形式中，阀门装置22为叶片阀形式，装在阀板10上，例如如图5所示，结合到固定在阀板10的阀叶片20上。
在本方案的一个变型结构中，所述阀门装置22结合到阀叶片上，而不是结合吸入阀21。
阀门装置22的开启位置使在“并联”布置能形成从压缩室4至第一排放室4而后到第三排放室7的气流直接通道。在这种布置中，减小了第一排放室4的容体与其它第二和第三排放室6，7之间气流的节流。通过建立更直接通往气体质量流通道的路径，降低负载损失。为了遵循上述提出的相互关系，阀门装置22只应在特定条件下打开，即只有大的质量流时打开。阀门装置的结构，其厚度，预应力存在与否，以及由其涉及的孔的结构之间的相互关系将确定打开的压力。在压缩机正常的操作状态下，阀门装置22必须保持关闭状态，这使气流只通过或基本只通过第二排放室6，这种布置即前面定义为的“串联”的布置，其中质量流沿着消音器限定的正常路径流动，使噪声与脉动以更高的消声效率衰减。
由于质量流与负载损失(或压差)之间具有直接相互关系，为使发生这类损失最小化，本方案的阀门装置22随着所提出的压差的变化操作。这样，当质量流大时，达到产生高压差的确定了的值时，阀门装置22开启，降低在该工况下电动机所需的功率，从而使其设计优化，结果达到较低负载损失和更高的消声效率衰减。这时，本发明的排放系统以与上述“并联”布置相同的方式驱动。这样，在压缩机启动时，电动机需要的功率较小，并在正常操作条件下不会增加噪声和脉动。另一方面，当质量流小时，即显示的值比确定了的质量流值小时，如同在压缩机正常操作状态下出现的情况一样，阀门装置22必须保持关闭状态，迫使质量流流过消音器的所有部件。阀门装置22的关闭状态使得在气体排放过程中获得较高的节流和较高的消声衰减。
可以将阀门装置22构造成这样，使得第三排放孔14保持受拉状态，即具有负的预应力。上述力的模量应大于压差产生的力，该压差是在压缩机的正常操作条件下在第一排放室4与第三排放室7之间产生的。在较大质量流的情况下，上述压差势必增大，使得有力施加在阀门装置22上，直至该力的值达到大于所述阀门装置22结构传给的预应力，且使阀门装置22开启，从而使质量流能流至第三排放室7。在这种情况下，使气流的负载损失进而使电动机所需的功率最小化。

Claims (5)

1.一种压缩机的排放系统，所述排放系统包括限定压缩室(2)的气缸体、接收从压缩室(2)来的间歇气体质量流的第一排放室(4)、直接与第一排放室(4)连通的第二排放室(6)、与第二排放室(6)恒定流体连通并通向排放管(5)的第三排放室(7)，该排放系统特征在于，所述排放系统包括阀门装置(22)，其呈现有开启位置和关闭位置，在所述开启位置，当从压缩室(2)传到第一排放室(4)的气体质量流达到确定了的气体质量流值时，使第一排放室(4)与第三排放室(7)相连通；在所述关闭位置，当所述气体质量流达到的值比确定了的气体质量流值小时，至少大部分地阻断第一排放室(4)与第三排放室(7)之间的所述流体连通。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阀门装置(22)布置在第一排放室(4)与第三排放室(7)之间所设的第三排放孔(14)中。
3.如权利要求2所述的系统，其中，阀板(10)设在压缩室(2)与第一排放室(4)之间，装有至少一个吸入阀(21)和一个排放阀(30)，其特征在于，所述阀门装置(22)为叶片形式，装在阀板(10)上。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述阀门装置(22)结合到固定在阀板(10)的阀叶片(20)上。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述阀门装置(22)结合到装有至少一个吸入阀(21)的阀叶片(20)上。
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