CN102269165A - 一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机，包括涡旋静盘和涡旋动盘；其中涡旋静盘上设置有盘齿形成齿槽结构，齿槽结构中心设置有主出口；所述涡旋动盘盘齿在涡旋静盘的齿槽内作圆周平动，且涡旋动盘的盘齿内齿面紧贴涡旋静盘盘齿的外齿面做滑动位移，所述涡旋静盘盘齿形成的齿槽结构内间隔设置有若干个与主出口连通的旁路出口，各旁路出口内均设置有当压力超过预定值时自动打开进行泄压的压力平衡调节阀。本发明克服了现有无油涡旋压缩机无法压缩液态介质的缺陷，设计了一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机，其具有吸压速度快、清洁效果好、使用寿命长、养护成本低的特点。

Description

一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及一种无油涡旋压缩机，特别是一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机。 

背景技术

涡旋压缩机是一种具有结构紧凑、噪声低、效率高的变容式压缩机，现在已经广泛运用于制冷行业。 

涡旋压缩机的一对相互啮合的静涡旋盘和动涡旋盘将其内部空间分割成若干个相互封闭的吸压介质的容积腔。当动涡旋盘相对于静涡旋盘作圆周平动时，其内部被分割且相互封闭的容积腔由大至小作周期性变化，被吸入容积腔的介质随容积腔由大至小的变化，被逐步挤压，直至被排出涡旋压缩机的容积腔。 

在此，由于涡旋压缩机的压缩工作原理属于变容式压缩，因此它只适用于吸压气态介质。当涡旋压缩机吸入的介质含有液体时，由于液体的不可压缩性，容积腔在被压缩的过程中就会受到来自于液体的脉冲压力；涡旋压缩机吸入的介质中液体含量越大，被压缩的容积腔受到的液体脉冲压力就越大。 

这种液体脉冲压力直接作用于相互啮合的动、静涡旋盘盘齿上，引起涡旋压缩机盘齿变形，噪声上升，温度上升，功率上升，严重的将导致涡旋压缩机损坏。 

为克服涡旋压缩机由于工作原理形成在工况下存在的缺陷，消除这种由液态介质在容积腔受压产生的脉冲压力，现有技术采用的方式之一是进行齿端卸荷，其结构如图1所示，即在动涡旋盘1′和静涡旋盘2′的齿端设置轴向移动间隙3′，通过装置4′对移动间隙3′的控制，实时调整动、静涡旋盘齿端的啮合距离，当这种啮合距离加大以后，齿端间形成卸荷通道，原有的吸气腔容积内受压形成脉动压力的液体介质就会从卸荷通道离开压缩区，并随着涡旋动盘1′的继续旋转，原有的吸气腔容积继续减少，进而实现在维持原有的吸气腔容积内压力不变的情况下，受压的液体介质继续从齿端卸荷通道离开压缩区。 

以上卸荷方法虽然稳定了涡旋压缩机的涡旋盘啮合区内部的工作压力，但由于卸荷的存在，它对液体介质输送的有效载荷明显降低，这种卸荷方式降低了涡旋压缩机在输送液态介质时的工作效率。 

此外，另外一种方式是在系统机构中设置节流阀和蒸发器，其结构如图2所示，让被涡旋压缩机吸压的液态介质1″先经节流阀2″和膨胀阀3″汽化，再让其进入涡旋压缩机4″的涡旋压缩容积腔中。这种方式虽然可避免大量液态介质在容积腔内因受压力产生的脉动压力，但因为涡旋压缩机4″的在吸压液体介质的过程中，先汽化液态介质的，再压缩排出，这种方式使涡旋压缩机4″在吸压液态介质时的工作效率大大降低。 

发明内容

    针对上述问题，本发明设计了一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机，其具有吸压速度快、清洁效果好、使用寿命长、养护成本低的特点。 

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机，包括涡旋静盘和涡旋动盘；其中涡旋静盘上设置有盘齿形成齿槽结构，齿槽结构中心设置有主出口；所述涡旋动盘盘齿在涡旋静盘的齿槽内作圆周平动，且涡旋动盘的盘齿内齿面紧贴涡旋静盘盘齿的外齿面做滑动位移，其特征在于：所述涡旋静盘盘齿形成的齿槽结构内间隔设置有若干个与主出口连通的旁路出口，各旁路出口内均设置有当压力超过预定值时自动打开进行泄压的压力平衡调节阀。

本发明涡旋动盘盘齿的内齿面与涡旋静盘盘齿的外齿面所形成的啮合空间就为涡旋压缩机吸压介质的容积腔。 

当吸入的全部是气态介质时，在涡旋动盘相对于涡旋静盘的圆周平动下，一旦吸压介质的容积腔被关闭后，容积腔的空间将逐渐减少，气态介质被逐步压缩，容积腔中的压力稳定上升，但即使变换移动到最后的主出口，容积腔缩小的最小，其中的压力也不足以高于各个旁路出口中压力平衡调节阀的自动卸荷设定压力值，在整个过程中，旁路出口中的压力平衡调节阀始终无动作，处于关闭状态，所有的气态介质将由主出口排出。其整个工作过程与现有的涡旋压缩机一样。 

而当被吸入的是气—液混合介质或液态介质时，在涡旋动盘相对于涡旋静盘的圆周平动下，一旦吸压介质的容积腔被关闭后，容积腔的空间将逐渐减少，容积腔内的液态介质受到的压力就会迅速上升，当容积腔变换到一个旁路出口时，若此时液态介质压力低于该旁路出口中压力平衡调节阀的自动卸荷设定压力值时，压力平衡调节阀保持不动作，处于关闭状态，而若液态介质压力高于该压力平衡调节阀的自动卸荷设定压力值时，压力平衡调节阀就会自动打开，使得超过压力限制部分的液态介质从该旁路出口排出压缩机，使容积腔中的压力保持平稳，消除液态介质在容积腔中受压产生的脉动压力。而后随着容积腔的继续移动变换，逐渐经过各个旁路出口，并根据经过时的压力判断是否泄压或不泄压，最后达到主出口，排出相应的介质。 

本发明对现有涡旋压缩机结构的改进设计，从根本上解决了涡旋压缩机不能吸压液态介质的结构缺陷，并有效提高了压缩机在吸压液态介质或液—气态混合介质时的工作效率，具有吸压速度快、清洁效果好、使用寿命长、养护成本低的特点。 

附图说明

图1、齿端卸荷结构示意图； 

图2、装配节流阀和膨胀阀的压缩机系统结构示意图；

图3、本发明的工作原理图；

图4、本发明的工作原理框图；

图5、本发明的涡旋静盘和涡旋动盘的正视图；

图6、本发明的结构剖视图。

具体实施方式

如图3-6所示，一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机，包括涡旋静盘1和涡旋动盘2。其中涡旋静盘1上设置有盘齿11形成齿槽结构，齿槽结构中心设置有主出口12。所述涡旋动盘盘齿21在涡旋静盘的齿槽内作圆周平动，且涡旋动盘的盘齿21内齿面紧贴涡旋静盘盘齿11的外齿面做滑动位移。 

所述涡旋静盘盘齿11形成的齿槽结构内间隔设置有若干个与主出口12连通的旁路出口112，本实施方式中设置有两个，其分别为旁路出口A和旁路出口B。各旁路出口A、B内均设置有当压力超过预定值时自动打开进行泄压的压力平衡调节阀113。 

本发明涡旋动盘盘齿21齿面与涡旋静盘盘齿11的齿面所形成的啮合空间就为涡旋压缩机吸压介质的容积腔3。 

当吸入的全部是气态介质时，在涡旋动盘2相对于涡旋静盘1的圆周平动下，一旦吸压介质的容积腔3被关闭后，涡旋动盘2和涡旋静盘1的啮合空间即容积腔3的空间将逐渐减少，气态介质被逐步压缩，容积腔3中的压力稳定上升，但即使变换移动到最后的主出口12，容积腔3缩小到最小，其中的压力也不足以高于旁路出口A、B中压力平衡调节阀113的自动卸荷设定压力值，在整个过程中，旁路出口A、B中的压力平衡调节阀113始终无动作，处于关闭状态，所有的气态介质将由主出口12排出。其整个工作过程与现有的涡旋压缩机一样。 

而当被吸入的是气—液混合介质或液态介质时，在涡旋动盘2相对于涡旋静盘1的圆周平动下，一旦吸压介质的容积腔3被关闭后，容积腔3的空间将逐渐减少，容积腔3内的液态介质受到的压力就会迅速上升，当容积腔3变换到一个旁路出口A时，若此时液态介质压力低于旁路出口A中压力平衡调节阀113的自动卸荷设定压力值时，压力平衡调节阀113保持不动作，处于关闭状态，而若液态介质压力高于该压力平衡调节阀113的自动卸荷设定压力值时，压力平衡调节阀113就会自动打开，使得超过压力限制部分的液态介质从该旁路出口排出容积腔3，使容积腔3中的压力保持平稳，消除液态介质在容积腔3中受压产生的脉动压力，而另外一部分介质继续存在在容积腔3中随着容积腔3移动。而后随着涡旋动盘2相对涡旋静盘1的继续圆周运动，由啮合空间形成的容积腔3进一步减小，容积腔3内的介质继续受到挤压，当容积腔3移动到旁路出口B时，根据此时的压力判断是否泄压或不泄压，最后达到主出口，排出相应的介质。 

本发明对现有涡旋压缩机结构的改进设计，从根本上解决了涡旋压缩机不能吸压液态介质的结构缺陷，并有效提高了压缩机在吸压液态介质或液—气态混合介质时的工作效率，具有吸压速度快、清洁效果好、使用寿命长、养护成本低的特点。 

  

Claims (1)

1.一种气液态介质两用的高效无油涡旋压缩机，包括涡旋静盘和涡旋动盘；其中涡旋静盘上设置有盘齿形成齿槽结构，齿槽结构中心设置有主出口；所述涡旋动盘盘齿在涡旋静盘的齿槽内作圆周平动，且涡旋动盘的盘齿内齿面紧贴涡旋静盘盘齿的外齿面做滑动位移，其特征在于：所述涡旋静盘盘齿形成的齿槽结构内间隔设置有若干个与主出口连通的旁路出口，各旁路出口内均设置有当压力超过预定值时自动打开进行泄压的压力平衡调节阀。

Images