CN102748293B - 一种变级或变缸变排量的压缩机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变级或变缸变排量的压缩机，包括曲轴、上滚子、下滚子、上法兰、上气缸、隔板、下气缸和下法兰，所述上法兰上开设有与上气缸压缩工作腔连通的排气孔，上法兰上安装有封堵排气孔的阀片和挡片，在上法兰、上气缸和隔板的轴向上开设有一使三者相互连通且同轴的柱塞孔，柱塞孔内安装有一倒置的“T”形柱塞，柱塞的下端连接有一安装在隔板处柱塞孔内的弹簧，柱塞孔末端侧面的隔板径向壁缘连通处设有一与压缩机排气口的高压气体和吸气口的低压气体分别选择性连通的控制管，通过控制管内的高压气体或低压气体控制柱塞在柱塞孔内上下往复运动来顶起所述阀片至挡片处，控制上气缸内高压冷媒通过上法兰的排气孔直接排出。本发明同时还公开一种控制压缩机变级或变缸变排量的方法。

Description

一种变级或变缸变排量的压缩机及其控制方法

【技术领域】

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种变级或变缸变排量的压缩机及其控制方法。

【背景技术】

目前的压缩机有单级压缩机和双级压缩机，常用的单机压缩机能够满足制冷能效要求，而双级压缩机在制热方面发挥优势，但在制冷时功率较高，超出能效范围，迫切需要一种在单级压缩机和双级压缩机之间直接进行变换，而且具有制热增焓和制冷冷却功能的压缩机。

一般情况下，采用双级压缩机变单级压缩机或双缸压缩机变单缸压缩机，采用的方法是靠拉上滑片或顶上排气阀片，使一个缸不工作来实现。理想条件下是可行，但在实际工作上，由于压缩机高速运行，往往有拉不到位或拉不动的情况，顶滑片又有增加功耗的现象。而目前，高效节能和舒适性是空调业界不断追求的目标，变频压缩机因此而诞生，但是变频压缩机存在难控制和高成本的问题，从而制约着变频技术的应用和发展。

【发明内容】

本发明提供一种变级或变缸变排量的压缩机，提高压缩机的制热能力和高温制冷能力，可以在双级压缩机和单级压缩机之间或双缸压缩机和单缸压缩机之间直接进行切换，提高高温制冷能力和制热量，通过改变排气量容积来实现制冷或制热能力的调节。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种变级或变缸变排量的压缩机，包括曲轴、上滚子、下滚子、上法兰、上气缸、隔板、下气缸和下法兰，上、下滚子分别安装在曲轴上并在上、下气缸腔内旋转工作，上气缸的缸壁上开设滑片槽，滑片槽内装配有与上滚子配合工作的上滑片；所述上法兰上开设有与上气缸压缩工作腔连通的排气孔，上法兰上安装有封堵排气孔的阀片和挡片，在上法兰、上气缸和隔板的轴向上开设有一使三者相互连通且同轴的柱塞孔，柱塞孔内安装有一倒置的“T”形柱塞，柱塞的下端连接有一安装在隔板处柱塞孔内的弹簧，柱塞孔末端侧面的隔板径向壁缘连通处设有一与压缩机排气口的高压气体和吸气口的低压气体分别选择性连通的控制管，通过控制管内的高压气体或低压气体控制柱塞在柱塞孔内上下往复运动来顶起所述阀片至挡片处，控制上气缸内高压冷媒通过上法兰的排气孔直接排出；所述隔板处的柱塞孔径大于上法兰和上气缸处的柱塞孔径，且隔板处的柱塞孔径与所述上气缸上的滑片槽在径向方向部分重叠，使得“T”形柱塞顶起阀片同时可刹住上气缸滑片槽内的滑片。

所述“T”形柱塞下端设有便于套接弹簧的凸台，“T”形柱塞下端套接弹簧后下端一并安装于隔板处的柱塞孔内。

本发明还提供一种控制上述压缩机变级或变缸变排量的方法，该方法包括以下步骤：

a、当需要压缩机单缸或单级工作时，通过电磁阀使控制管与压缩机的高压气体端连通；

b、高压气体作用在柱塞的下端，与弹簧作用力之和大于上法兰上阀片受到的作用力，推动柱塞向上运动，顶起阀片，控制上气缸内高压冷媒通过上法兰的排气孔直接排出；

c、由于隔板处的柱塞孔径大于上法兰和上气缸处的柱塞孔径，且隔板处的柱塞孔径与所述上气缸上的滑片槽在径向方向部分重叠，在柱塞运动过程中，柱塞下部大头端的径向侧壁逐渐的与滑片槽内的上滑片摩擦接触，柱塞在高压气体压力与弹簧作用力作用下，刹住上气缸滑片槽内的上滑片，所述压缩机由双缸或双级直接实现向单缸或单级切换，只有下气缸内的下滚子进行压缩工作；

d、当需要压缩机双缸或双级工作时，通过电磁阀使控制管与压缩机的低压气体端连通；

e、低压气体作用在柱塞的下端，与弹簧作用力之和小于上法兰上阀片受到的作用力，阀片推动柱塞向下运动；

f、上气缸上滑片槽内的上滑片可自由滑动，所述压缩机由单缸或单级直接实现向双缸或双级切换，上、下气缸内的上、下滚子同时进行压缩工作。

本发明的有益效果是：

本发明通过在上法兰、上气缸和隔板上开有一配合柱塞做往返运动的柱塞孔，同时设计有配合往返柱塞运动的弹簧，控制管安装于柱塞孔末端侧面的隔板壁缘处并通过管路分别与压缩机的高压气体端和低压气体端连通；柱塞的运行是靠外端的控制管气体高、低压切换和压缩弹簧的作用下进行运行，通过柱塞顶端顶起上法兰上的阀片，使得上气缸内高压冷媒通过上法兰的排气孔直接排出，压缩机直接由双缸或双级直接实现向单缸或单级切换，只有下气缸内的下滚子进行压缩工作，使得压缩机在单缸或单级压缩状态时可以满足额定制冷的能效要求，在双缸或双级压缩状态时可以提高高温制冷量，大幅提升制热量优势。

【附图说明】

图1是本发明在单级或单缸状态的俯视结构示意图；

图2是本发明控制管接压缩机排气口时柱塞顶起阀片(单级或单缸状态)的工作示意图；

图3是本发明控制管接压缩机吸气口时柱塞复位阀片封堵上法兰处排气孔(双级或双缸状态)的工作示意图。

【具体实施方式】

一种变级或变缸变排量的压缩机，如图1至图3所示，包括曲轴(图中未示)、上滚子1、下滚子(图中未示)、上法兰2、上气缸3、隔板4、下气缸(图中未示)和下法兰(图中未示)，上、下滚子分别安装在曲轴上并在上、下气缸腔内旋转工作，上气缸3的缸壁上开设滑片槽30，滑片槽30内装配有与上滚子1配合工作的上滑片5；所述上法兰2上开设有与上气缸3压缩工作腔连通的排气孔6，上法兰2上安装有封堵排气孔6的阀片7和挡片8，在上法兰2、上气缸3和隔板4的轴向上开设有使三者相互连通且同轴的柱塞孔9，柱塞孔9内安装有一倒置的“T”形柱塞10，柱塞10的下端连接有一安装在隔板4处柱塞孔内的弹簧11，柱塞孔9末端侧面的隔板4径向壁缘连通处设有一与压缩机排气口的高压气体和吸气口的低压气体分别选择性连通的控制管12，通过控制管12内的高压气体控制柱塞10在柱塞孔9内向上运动来顶起所述阀片7至挡片8处，控制上气缸3内高压冷媒通过上法兰2的排气孔6直接排出，而柱塞10在第一级(上气缸)或下气缸压缩排气形成压差后，将柱塞10压下。

继续如图1至图3所示，隔板4处的柱塞孔径大于上法兰2和上气缸3处的柱塞孔径，且隔板4处的柱塞孔径与所述上气缸3上的滑片槽30在径向方向部分重叠，重叠部分如图1中a所示，使得“T”形柱塞顶起阀片7同时可刹住上气缸滑片槽内的滑片；“T”形柱塞10下端设有便于套接弹簧的凸台13，“T”形柱塞10下端套接弹簧11后下端一并安装于隔板4处的柱塞孔内。

本发明还提供一种控制上述压缩机变级或变缸变排量的方法，如图1至图3所示，该方法包括以下步骤：

a、当需要压缩机单缸或单级工作时，通过电磁阀(图中未示)使控制管12与压缩机的高压气体端连通；

b、高压气体作用在柱塞10的下端，与弹簧11作用力之和大于上法兰2上阀片7受到的作用力，推动柱塞10向上运动，顶起阀片7，控制上气缸3内高压冷媒通过上法兰2的排气孔6直接排出；

c、由于隔板4处的柱塞孔径大于上法兰2和上气缸3处的柱塞孔径，且隔板4处的柱塞孔径与所述上气缸3上的滑片槽30在径向方向部分重叠，在柱塞10运动过程中，柱塞10下部大头端的径向侧壁逐渐的与滑片槽30内的上滑片5摩擦接触，柱塞10在高压气体压力与弹簧11作用力作用下，刹住上气缸滑片槽内的上滑片5，使得压缩机由双缸或双级直接实现向单缸或单级切换，只有下气缸内的下滚子进行压缩工作；

d、当需要压缩机双缸或双级工作时，通过电磁阀使控制管12与压缩机的低压气体端连通；

e、低压气体作用在柱塞10的下端，与弹簧11作用力之和小于上法兰2上阀片7受到的作用力，阀片7推动柱塞10向下运动；

f、上气缸3上滑片槽30内的上滑片可自由滑动，压缩机由单缸或单级直接实现向双缸或双级切换，上、下气缸内的上、下滚子同时进行压缩工作。

本发明采用在上法兰2排气孔6和上气缸3的滑片槽附近，设计一柱塞10，柱塞设计成“T”形的大小端形状。工作时，安装在隔板4内的柱塞10大端是柱塞通过压差动作的密封部分，隔板处的柱塞孔9处连接控制管12。控制管12与压缩机排气口的高压气体和吸气口的低压气体分别选择性连通，来控制柱塞10向上或向下动作，可以使压缩机在单/双级或单/双缸之间切换，达到以往技术中用顶阀片和卡滑片来实现变级或变缸的目的，同时可以解决单独拉滑片或顶阀片带来的副作用。

以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，如滑片控制装置设置在压缩机的下法兰或隔板上，通过控制下滑片的动作来控制下气缸的工作，以达到单、双级增焓之间的切换，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种变级或变缸变排量的压缩机，包括曲轴、上滚子、下滚子、上法兰、上气缸、隔板、下气缸和下法兰，上、下滚子分别安装在曲轴上并在上、下气缸腔内旋转工作，上气缸的缸壁上开设滑片槽，滑片槽内装配有与上滚子配合工作的上滑片；其特征在于：

所述上法兰上开设有与上气缸压缩工作腔连通的排气孔，上法兰上安装有封堵排气孔的阀片和挡片，在上法兰、上气缸和隔板的轴向上开设有一使三者相互连通且同轴的柱塞孔，柱塞孔内安装有一倒置的“T”形柱塞，柱塞的下端连接有一安装在隔板处柱塞孔内的弹簧，柱塞孔末端侧面的隔板径向壁缘连通处设有一与压缩机排气口的高压气体和吸气口的低压气体分别选择性连通的控制管，通过控制管内的高压气体或低压气体控制柱塞在柱塞孔内上下往复运动来顶起所述阀片至挡片处，控制上气缸内高压冷媒通过上法兰的排气孔直接排出；

所述隔板处的柱塞孔径大于上法兰和上气缸处的柱塞孔径，且隔板处的柱塞孔径与所述上气缸上的滑片槽在径向方向部分重叠。

2.根据权利要求1所述的一种变级或变缸变排量的压缩机，其特征在于，所述“T”形柱塞下端设有便于套接弹簧的凸台，“T”形柱塞下端套接弹簧后下端一并安装于隔板处的柱塞孔内。

3.一种控制压缩机变级或变缸变排量的方法，所述压缩机包括曲轴、上滚子、下滚子、上法兰、上气缸、隔板、下气缸和下法兰，上、下滚子分别安装在曲轴上并在上、下气缸腔内旋转工作，上气缸的缸壁上开设滑片槽，滑片槽内装配有与上滚子配合工作的上滑片；所述上法兰上开设有与上气缸压缩工作腔连通的排气孔，上法兰上安装有封堵排气孔的阀片和挡片，在上法兰、上气缸和隔板的轴向上开设有一使三者相互连通且同轴的柱塞孔，柱塞孔内安装有一倒置的“T”形柱塞，柱塞的下端连接有一安装在隔板处柱塞孔内的弹簧，柱塞孔末端侧面的隔板径向壁缘连通处设有一与压缩机排气口的高压气体和吸气口的低压气体分别选择性连通的控制管，所述隔板处的柱塞孔径大于上法兰和上气缸处的柱塞孔径，且隔板处的柱塞孔径与所述上气缸上的滑片槽在径向方向部分重叠；“T”形柱塞下端设有便于套接弹簧的凸台，“T”形柱塞下端套接弹簧后下端一并安装于隔板处的柱塞孔内；

其特征在于，上述方法包括以下步骤：

a、当需要压缩机单缸或单级工作时，通过电磁阀使控制管与压缩机的高压气体端连通；

b、高压气体作用在柱塞的下端，与弹簧作用力之和大于上法兰上阀片受到的作用力，推动柱塞向上运动，顶起阀片，控制上气缸内高压冷媒通过上法兰的排气孔直接排出；

c、由于隔板处的柱塞孔径大于上法兰和上气缸处的柱塞孔径，且隔板处的柱塞孔径与所述上气缸上的滑片槽在径向方向部分重叠，在柱塞运动过程中，柱塞下部大头端的径向侧壁逐渐的与滑片槽内的上滑片摩擦接触，柱塞在高压气体压力与弹簧作用力作用下，刹住上气缸滑片槽内的上滑片，所述压缩机由双缸或双级直接实现向单缸或单级切换，只有下气缸内的下滚子进行压缩工作；

d、当需要压缩机双缸或双级工作时，通过电磁阀使控制管与压缩机的低压气体端连通；

e、低压气体作用在柱塞的下端，与弹簧作用力之和小于上法兰上阀片受到的作用力，阀片推动柱塞向下运动；

f、上气缸上滑片槽内的上滑片可自由滑动，所述压缩机由单缸或单级直接实现向双缸或双级切换，上、下气缸内的上、下滚子同时进行压缩工作。