CN101169117A - 容量控制旋转式压缩机的吸气装置 - Google Patents

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Abstract

一种容量控制旋转式压缩机的吸气装置,包括设置在压缩机壳体内的电机和上、下两个气缸、设置在气缸之间的隔板、设置在气缸内的活塞、设置在气缸滑片槽内的滑片、驱动活塞运转的偏心曲轴、支撑偏心曲轴的轴承和实现容量控制的容量阀,两个气缸共用一个吸气管,吸气管与两阶变容中处于常工作状态的气缸或与三阶变容中排量较大的气缸相连通,或者吸气管与隔板相连通,隔板分别与上、下两个气缸相连通。上气缸直接与第一吸气管相连通,下气缸通过设置在下气缸上的下吸气孔、设置在隔板上的隔板通孔和设置在上气缸上的气缸轴向连通孔与第一吸气管相连通。本发明具有制作成本低、噪音低、振动小、加工及装配工艺简单的特点。

Description

容量控制旋转式压缩机的吸气装置
技术领域
本发明涉及一种容量控制旋转式压缩机,特别是容量控制旋转式压缩机的吸气装置。
背景技术
为进行旋转式压缩机的能力控制,在目前已实现商品化的变频技术基础上,应用定速的双缸旋转式压缩机中改变压缩机的排量的容量控制旋转式压缩机的研究日趋进步。没有容量控制功能的双缸旋转式压缩机于1960年以前在USP(美国专利)上已成为公知技术,而且在分开两个气缸的隔板上设置了连通孔。该专利中,设计了一个吸入回路连通下部气缸,吸入气体通过连通孔分配到上部气缸。没有容量控制功能的双缸旋转式压缩机在1988年实现商品化,开发的时候,由于一个吸入回路的效率低,所以各气缸分别连通吸入回路,也即是说一般来讲是两个吸入回路。
现有两气缸的旋转式压缩机的内部构造,如图1、图2所示,封闭的压缩机1壳体内部安装有压缩组件10和电机组件11。压缩组件包括两个气缸,分别为第一气缸12和第二气缸13,各气缸内分别安装有第一活塞14.1和第二活塞14.2,以及分别安装在气缸第一滑片槽15.1和第二滑片槽15.2内的第一滑片16.1和第二滑片16.2,驱动活塞的偏心曲轴,偏心曲轴包括偏心曲轴主轴17和偏心曲轴副轴19,支撑偏心曲轴的上、下轴承18.1和18.2,通过电机组件11驱动的偏心曲轴将力矩传递给第一活塞14.1和第二活塞14.2,气缸压缩的高压气体通过壳体内部从吐出管3排出到系统侧,因此,壳体内压为高压侧。第一气缸12的第一滑片室20.1连接第一压力切换管21,第二气缸13的第二滑片室20.2连接第二压力切换管22;第一压力切换管21和第二压力切换管22分别连接压缩机1壳体外侧的阀装置8,一端与阀装置8相接的低压管23的另一端与压缩机1的吸入管等低压部分相接,一端与阀装置8相接的高压管24的另一端与压缩机1壳体的高压部分相接。阀装置8利用压缩机开始运行时,所产生的高压和低压使第一气缸12和第二气缸13的滑片腔压力在低压和高压间来回切换。因此,第一气缸12和第二气缸13都分别具有可以将滑片收纳并固定在滑片槽内停止压缩,也可以释放滑片使其压缩的功能。因此,如图2所示旋转式压缩机具有容量控制的功能。当两气缸容量不同时为三阶变容,即分别为上气缸容量、下气缸容量和上气缸+下气缸的容量,共三种容量;当两气缸容量相同或仅一个气缸进行进行滑片的固定和解除,而将另一气缸的滑片的固定功能取消处于常运转时为两阶变容方式,即上气缸(或下气缸)容量和上气缸+下气缸的容量,仅两种容量。图3所示为双吸气管的两气缸旋转式压缩机剖视图,上气缸12通过上吸气管27与上吸气孔26吸气,下气缸13通过下吸气管29与下吸气孔28吸气,该两气缸分别独立吸气,其制作成本高,加工工艺复杂,工作噪音也比较高。
但是新的研究发现:带有容量控制功能的双缸旋转式压缩机较多的情况下会停止一方的气缸压缩功能,使压缩机的排量,即冷冻能力降低到30~70%的条件下使用。相对于能力较低的运行,在100%能力运行的比例一年平均看来,世界多数地区都是20%以下。也即是说,两个气缸中有一方80%以上的时间处于休止状态,因而不需要两个吸入回路。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、制作成本低、噪音低、振动小、加工及装配工艺简单的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种容量控制旋转式压缩机的吸气装置,包括设置在压缩机壳体内的电机和上、下两个气缸、设置在气缸之间的隔板、设置在气缸内的活塞、设置在气缸滑片槽内的滑片、驱动活塞运转的偏心曲轴、支撑偏心曲轴的轴承和实现容量控制的容量阀,两个气缸共用一个吸气管,其结构特征是吸气管与两阶变容中处于常工作状态的气缸或与三阶变容中排量较大的气缸相连通,或者吸气管与隔板相连通,隔板分别与上、下两个气缸相连通。
所述的上气缸直接与第一吸气管相连通,下气缸通过设置在下气缸上的下吸气孔、设置在隔板上的隔板通孔和设置在上气缸上的气缸轴向连通孔与第一吸气管相连通。
所述的下吸气孔和隔板通孔之间设置有轴向通孔,该轴向通孔设置在下气缸上,开口于下气缸内部。
所述的上气缸直接与第一吸气管相连通,第一吸气管依次通过设置在上气缸上的气缸轴向连通孔、隔板上设置的隔板通孔和设置在下气缸端面上的吸气切口与下气缸相连通。
所述的吸气切口与设置在下气缸上的气缸轴向孔相接,该气缸轴向孔开口于下气缸内部。
所述的隔板通过其上设置的隔板吸气孔与第二吸气管相连通,隔板吸气孔与设置在隔板上的隔板通孔相连通,隔板通孔分别与上、下气缸相连通。
所述的隔板通孔分别通过上吸气孔和下吸气孔与上、下气缸相连通,或隔板通孔分别通过设置在上、下气缸端面上的吸气切口与上下气缸相连通,和/或吸气切口分别与设置在上、下气缸上的气缸轴向孔相连通,气缸轴向孔分别开口于上、下气缸。
所述的下吸气孔为单圆孔、长圆孔或相互叠加在一起的双圆孔。
所述的吸气切口呈楔形,其切口角度α位于30°~90°之间,包括30°与90°。
所述的隔板通孔设置在活塞内腔侧面,隔板通孔的直径应尽可能的大,并尽量靠近活塞内腔,以消除气体流动阻力。
本发明利用容量控制压缩机30~70%能力运行的特点,提供双气缸共用吸气管的技术,其优点主要如下:
(1)在容量控制双缸旋转式压缩机中,即使从两个吸入回路中减少到一个吸入回路,在性能上也没有多大的损失,换言之,一个回路已足够。
(2)将一个吸入回路与两个气缸中的一个连接的情况下,要将吸入回路连接到通常处于工作状态下的气缸中。
(3)两个气缸独立固定滑片和解除滑片固定切换排除容积的情况下,要将吸入回路连接到气缸排量大的一方。
(4)对于两阶、或三阶变容的情况,吸气回路也可以连接到中隔板上,上、下气缸通过隔板通孔进气。
(5)为了尽量减少流路阻力,可以将隔板上的连通孔尽可能增大。因此可以扩大孔径直至到达活塞运动面。
本发明具有工作噪音低、振动小,制作成本低,加工及装配工艺简单的特点,而且其能效比与双吸气管结构的双气缸压缩机相当。
本发明不局限于容量变化的双缸旋转式压缩机,也可用于其他普通的双缸压缩机上。
附图说明
图1-图3为现有技术一实施例结构示意图。
图4为本发明一实施例结构示意图。
图5为图4的局部剖视结构示意图。
图6为图5的A-A剖视结构示意图。
图7为图5的B-B剖视结构示意图。
图8、图15和图17分别为三种吸气管和气缸相连通的结构示意图。
图9、图11和图13为图8的C-C剖视后,三种下吸气孔的局部结构示意图。
图10为图9的D-D剖视结构示意图。
图12为图11的E-E剖视结构示意图。
图14为图13的F-F剖视结构示意图。
图16为图15的G-G剖视放大结构示意图。
图18为图17的H-H剖视放大结构示意图。
图19、图21-图22分别为三种吸气管和隔板相连通的结构示意图。
图20为图19的I-I剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
图中:1为压缩机、3为吐出管、8为阀装置、10为压缩组件、11为电机组件、12为第一气缸、13为第二气缸、14.1为第一活塞、14.2为第二活塞、15.1为第一滑片槽、15.2为第二滑片槽、16.1为第一滑片、16.2为第二滑片、17为偏心曲轴主轴、18.1为上轴承、18.2为下轴承、19为偏心曲轴副轴、20.1为第一滑片室、20.2为第二滑片室、21为第一压力切换管、22为第二压力切换管、23为低压管、24为高压管、25为中间隔板、26为上吸气孔、27为上吸气管、28为下吸气孔、28′为第一下吸气孔、28″为第二下吸气孔、28为第三下吸气孔、29为下吸气管、30为隔板通孔、31为气缸轴向连通孔、32为轴向通孔、33为吸气管、34为气缸吸气切口、35为气缸轴向孔、36为隔板吸气孔、37为第一吸气管、38为第二吸气管。
第一实施例
参见图4,本容量控制旋转式压缩机的吸气装置中的第一吸气管37与一气缸连接,该气缸既可以是上气缸,也可以是下气缸,另一气缸与隔板通孔连通进气。
参见图5,第一吸气管37连接上气缸,一部分气体经上吸气孔26进入上气缸,另一部分气体依次经过上气缸轴向孔31、隔板上的隔板通孔30和下气缸上的第一下吸气孔28′进入下气缸。
参见图6-图7,对于容量控制旋转式压缩机来说,当压缩机以100%容量运行时,两气缸均吸气压缩,如前所述,一部分气体通过上吸气孔进入上气缸,另一部分气体经隔板通孔和第一下吸气孔28′进入下气缸。其中的第一下吸气孔28′的形状为圆柱形的一部分。
当下气缸的滑片被固定,而上气缸进行吸气压缩时,气体通过第一吸气管进入上气缸,下气缸则没有气体吸入,此时为压缩机变容输出。
当上气缸的滑片被固定,而下气缸进行吸气压缩时,气体通过第一吸气管经过隔板通孔和下吸气孔进入下气缸,上气缸没有气体吸入,此时为压缩机变容输出。
对于仅一个气缸的滑片固定和解除的两阶变容压缩机,可将第一吸气管与一直处于吸气工作状态的气缸相连,此时可假设图5中的上气缸为常工作的气缸,由于此气缸一直处于工作状态,这样可以使尽可能多的气体通过较短的路程进入气缸,以降低吸气阻力、提高压缩机效率。
对于两个气缸的滑片均可以分别固定和解除的三阶变容方式时,将第一吸气管与容量较大的气缸相连接,基于同样的道理,也可以提高压缩机效率。
为了尽量减少气体到达气缸的阻力,见图7,隔板通孔30要尽可能大,考虑的极限情况,隔板通孔30可扩大孔径到活塞内径的运动面,即如图L>0。
参见图8-图14,气体可以通过第一吸气管37经上吸气孔26进入上气缸,也可以通过第一吸气管37通过气缸轴向孔31、隔板通孔30、下气缸轴向孔32和第一下吸气孔28′进入下气缸。
其中,下吸入孔可以有多种结构,如第一下吸入孔28′为上、下两个分别独立的圆孔,第二下入孔28″为上、下两个部分叠加在一起圆孔,第三下吸入孔28为一个单独的圆孔。
参见图15-图18,没有直接与第一吸气管37相连的气缸由楔形切口34或楔形切口34和气缸轴向孔35组合后进气,该切口的角度α在30°~90°之间,包括30°和90°。
第二实施例
参见图19-图20,第二吸气管38首先与隔板25相连,然后通过隔板上设置的隔板吸气孔36和上吸气孔26或下吸气孔28分别与上、下两气缸相连。这种结构下的气体到达两气缸的距离最短,对于两阶变容和三阶变容压缩机均可以采用。
参见图21-图22,为了减少气体在流动过程中的阻力,隔板吸气孔36到上、下气缸的路径上分别设置楔形切口34或楔形切口34同气缸轴向孔35的组合,该切口的角度α在30°~90°之间,包括30°和90°,其中的楔形切口34同气缸轴向孔35可对称设置。
其余未述部分同第一实施例,不再重复。

Claims (10)

1.一种容量控制旋转式压缩机的吸气装置,包括设置在压缩机壳体内的电机和上、下两个气缸、设置在气缸之间的隔板、设置在气缸内的活塞、设置在气缸滑片槽内的滑片、驱动活塞运转的偏心曲轴、支撑偏心曲轴的轴承和实现容量控制的容量阀,两个气缸共用一个吸气管,其特征在于吸气管与两阶变容中处于常工作状态的气缸或与三阶变容中排量较大的气缸相连通,或者吸气管与隔板相连通,隔板分别与上、下两个气缸相连通。
2.根据权利要求1所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的上气缸直接与第一吸气管(37)相连通,下气缸通过设置在下气缸上的下吸气孔、设置在隔板上的隔板通孔(30)和设置在上气缸上的气缸轴向连通孔(31)与第一吸气管相连通。
3.根据权利要求2所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的下吸气孔和隔板通孔(30)之间设置有轴向通孔(32),该轴向通孔设置在下气缸上,开口于下气缸内部。
4.根据权利要求1所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的上气缸直接与第一吸气管(37)相连通,第一吸气管依次通过设置在上气缸上的气缸轴向连通孔(31)、隔板(25)上设置的隔板通孔(30)和设置在下气缸端面上的吸气切口与下气缸相连通。
5.根据权利要求4所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的吸气切口与设置在下气缸上的气缸轴向孔(35)相接,该气缸轴向孔开口于下气缸内部。
6.根据权利要求1所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的隔板(25)通过其上设置的隔板吸气孔(36)与第二吸气管(38)相连通,隔板吸气孔与设置在隔板上的隔板通孔(30)相连通,隔板通孔分别与上、下气缸相连通。
7.根据权利要求6所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的隔板通孔(30)分别通过上吸气孔(26)和下吸气孔与上、下气缸相连通,或隔板通孔分别通过设置在上、下气缸端面上的吸气切口(34)与上下气缸相连通,和/或吸气切口分别与设置在上、下气缸上的气缸轴向孔(35)相连通,气缸轴向孔分别开口于上、下气缸。
8.根据权利要求2或3或7所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的下吸气孔为单圆孔、长圆孔或相互叠加在一起的双圆孔。
9.根据权利要求4或5或7所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的吸气切口呈楔形,其切口角度α位于30°~90°之间,包括30°与90°。
10.根据权利要求2或3或4或6或7所述的容量控制旋转式压缩机的吸气装置,其特征在于所述的隔板通孔(30)设置在活塞内腔侧面,并尽量靠近活塞内腔。
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