CN102889210B - 双缸双模压缩机 - Google Patents

Abstract

双缸双模压缩机，包括封闭壳体、电机、曲轴、法兰、第一气缸、第二气缸、隔板；与第一气缸进气管道连通的第一柱塞孔；可在第一柱塞孔内往复移动的进气管道柱塞，从而打开或关闭进气管道；连通第一气缸和第二气缸的一级压缩排气通道；将气体向气缸外排出的第二气缸排气通道；与一级压缩排气通道和第二气缸排气通道连通的第二柱塞孔；可在第二柱塞孔内往复移动的排气通道柱塞，从而在打开或关闭一级压缩排气通道的同时关闭或打开第二气缸排气通道；与第一柱塞孔和第二柱塞孔连通的气压控制接管，气压控制接管与外部气源连通且可切换输入高压或低压气体。本发明可在双缸和双级两种模式之间切换，以满足不同工况的需求，达到高效节能的效果。

Description

双缸双模压缩机

技术领域

本发明涉及空调、冰箱、热泵热水器、冷库等系统中使用的压缩机，尤其涉及一种双缸型旋转式压缩机。

背景技术

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，但变频压缩机存在难控制和高成本的问题，因而制约着自身的发展。由于双缸式压缩机的两级压缩功能可以更好地提高排气压力，无论从控制的难易度还是成本上都具有一定的优势，目前已经开始应用于空调领域。

现有的双缸型两级旋转式压缩机通常包括封闭壳体、曲轴、上下排列的上气缸和下气缸、设置在上气缸和下气缸之间的隔板等，在每个气缸中设置有由曲轴带动的滚子，滚子在曲轴的带动下在气缸中转动对制冷剂进行压缩。与气液分离器相连的低压进气管与下气缸的进气管连接，下气缸的排气口经排气通道和中间管与上气缸的进气口连接，上气缸的排气口与高压排气管连接，制冷剂进入下气缸压缩后排入上气缸中，由上气缸再次进行压缩然后输出。双缸型两级旋转式压缩机由于采用双气缸两级压缩的方式，可以使每级压缩单元的压比与目前使用的制冷剂的压比相当，从而保证了压缩机的可靠性；同时由于采用了双滚子结构，且相位相差180度，因此还具有振动小、噪音低的优点。与变频压缩机和单缸型压缩机相比，双缸压缩机具有自身的优势，但如何将双缸型压缩机更好地应用于空调机上，使其在不同工况下发挥最佳的效果，达到高效节能仍是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、工作稳定、控制简单的双缸型旋转式压缩机，该压缩机可在双缸和双级两种模式之间切换，以满足不同工况的需求，达到高效节能的效果。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

双缸双模压缩机，包括：封闭壳体、设置于封闭壳体内的电机、由电机带动旋转的曲轴、支承曲轴的法兰、设置于法兰之间的第一气缸和第二气缸、设置于第一气缸和第二气缸之间的隔板；与第一气缸的进气管道连通的第一柱塞孔；设置于第一柱塞孔内的进气管道柱塞，该进气管道柱塞可在第一柱塞孔内沿柱塞孔轴线往复移动，从而打开或关闭第一气缸的进气管道；连通第一气缸和第二气缸的一级压缩排气通道；将第二气缸压缩后的高压气体向气缸外排出的第二气缸排气通道；与一级压缩排气通道和第二气缸排气通道连通的第二柱塞孔；设置于第二柱塞孔内的排气通道柱塞，该排气通道柱塞可在第二柱塞孔内沿柱塞孔轴线往复移动，从而在打开或关闭一级压缩排气通道的同时关闭或打开第二气缸排气通道；与第一柱塞孔和第二柱塞孔连通的气压控制接管，气压控制接管与外部气源连通且可切换输入高压或低压气体。

优选的，所述第一气缸为上气缸，所述第二气缸为设置于所述上气缸下方的下气缸。

优选的，所述第一柱塞孔的轴线平行于所述压缩机的轴线。

优选的，所述第一柱塞孔设置于位于所述第一气缸上端面的上法兰上，所述上法兰上设置有与所述第一柱塞孔顶部连通的气压连通管，所述第一柱塞孔通过气压连通管与所述气压控制接管相连。

优选的，所述进气管道柱塞安装在位于其下方的进气管道弹簧上，所述进气管道弹簧固定在第一气缸上。

优选的，所述一级压缩排气通道和第二气缸排气通道均穿过所述隔板，所述第二柱塞孔径向设置于所述隔板上。

优选的，所述一级压缩排气通道位于第二气缸排气通道内侧。

优选的，所述一级压缩排气通道和第二气缸排气通道的轴线与压缩机轴线平行。

优选的，所述排气通道柱塞设置于固定在所述第二柱塞孔里端的排气通道弹簧上。

优选的，所述外部气源为来自于使用该压缩机的制冷/制热循环系统的高压/低压气体。

由以上可知，本发明在泵体内部设计两套柱塞机构，其中一套柱塞机构用于开/闭第一气缸的进气管道，实现单缸进气或双缸同时进气，另外一套柱塞机构用于切换第二气缸的排气去向，同时在第二气缸上设计两个排气通道，配合柱塞控制形成三通阀门，通过向气压控制接管内通入不同压力气体的切换，实现压缩机两种模式的切换。双缸状态时，第二气缸的直接向气缸外排气的通道打开，上、下气缸都可以直接吸气和排气；双级状态时，第一气缸的进气管道以及第二气缸的直接向气缸外排气的通道关闭，第二气缸的与第一气缸连通的排气管道打开，第一气缸压缩过的气体从该排气通道进入第二气缸中进行二级压缩。本发明具有结构紧凑、工作稳定、控制简单的优点。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为沿本发明气缸进气管道轴线的剖视图；

图3为沿本发明第二柱塞孔轴线的剖视图；

图4为本发明处于双级压缩工作状态的示意图；

图5为本发明处于双级压缩工作状态时另一角度的示意图。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示，本发明的双缸双模压缩机包括封闭壳体1、上法兰2、上气缸3(第一气缸)、电机(未图示)、隔板4、下气缸5(第二气缸)、下法兰6、曲轴(未图示)、气压控制接管7、进气管道柱塞8、进气管道弹簧9、排气通道柱塞10及排气通道弹簧11。为了便于说明，以图2中压缩机轴线方向来定义上下。

本发明的上气缸3和下气缸5固定安装于封闭壳体1内，上气缸3和下气缸5之间设置隔板4，在上气缸3的上端面安装上法兰2，在下气缸5的下端面安装下法兰6，上法兰2和下法兰6用于支承压缩机的曲轴，曲轴在由定子和转子组成的电机的带动下转动。在气缸内设置固定在曲轴上的滚子(未图示)，滚子在曲轴带动下沿气缸内壁滚动。气压控制接管7与压缩机相连的连接端包括上气压控制接管7a和下气压控制接管7b，气压控制接管7的另一端通过控制阀与外部气源(未图示)连接，本实施例的外部气源指来自于使用该压缩机的制冷/制热循环系统的高压/低压气体，优选该压缩机出气口/排气口的高压/低压气体。本发明的控制阀用于控制气压控制接管7内通入的高/低压气体的切换，从而使气压控制接管7内通入高压或低压气体。

在上气缸3上径向加工有与上气缸内腔连通的上气缸进气管道a，在下气缸5径向加工有与下气缸内腔连通的下气缸进气管道b，上气缸进气管道a和下气缸进气管道b通过连接管与气液分离器(未图示)相连，制冷剂经连接管进入气缸中。本实施例在上法兰2上加工有第一柱塞孔c，第一柱塞孔c与上气缸进气管道a连通，本实施例的第一柱塞孔c的轴线与压缩机曲轴的轴线平行，第一柱塞孔c与上气缸进气管道a正交布置。第一柱塞孔c内设置有进气管道柱塞8，进气管道柱塞8可在第一柱塞孔c内上下移动，进气管道柱塞8安装在位于其下方的进气管道弹簧9上，且第一柱塞孔c、进气管道柱塞8、进气管道弹簧9的轴线重合。进气管道弹簧9固定安装在加工于上气缸3上的弹簧安装孔(未标号)内。在上法兰2上设置有气压连通管d，气压连通管d的一端与第一柱塞孔c顶端相连，另一端与上气压控制接管7a连通。进气管道柱塞8在弹簧和气压作用下可沿第一柱塞孔c的轴线上下移动，从而打开或关闭上气缸进气管道a。

在上法兰2、上气缸3、隔板4、下气缸5和下法兰6上加工有出气孔(未标号)，这些出气孔相互连通形成一个下气缸排气通道E，下气缸排气通道E用于将经下气缸3压缩后的高压气体向气缸外排出。在下法兰6、下气缸5、隔板4和上气缸3上加工有排气孔，这些排气孔相互连通形成一个一级压缩排气通道F，该一级压缩排气通道F的出口(即上气缸上的排气孔)与上气缸3内腔相连，一级压缩排气通道F可以将经下气缸5压缩后的气体排至上气缸3内，由上气缸3对经过下气缸5一级压缩后的气体进行二级压缩。本发明的下气缸排气管道E和一级压缩排气通道F均与下气缸内腔连通。在隔板4上加工有沿隔板径向设置的第二柱塞孔g，第二柱塞孔g与下气缸排气管道E和一级压缩排气通道F都连通，在该第二柱塞孔g内设置有排气通道柱塞10，排气通道柱塞10可在第二柱塞孔g内沿柱塞孔轴线左右移动。本实施例中第二柱塞孔g的里端为弹簧安装孔，排气通道弹簧11固定安装在该弹簧安装孔内，排气通道柱塞10安装在排气通道弹簧11上。第二柱塞孔g的外端与下气压控制接管7b连通，排气通道柱塞10在弹簧和气压作用下可在第二柱塞孔g内左右移动。当排气通道柱塞10右移至第一位置时(图3)，排气通道柱塞10将下气缸排气通道E打开，而一级压缩排气通道F关闭；当排气通道柱塞10左移至第二位置时(图5)，排气通道柱塞10将下气缸排气通道E关闭，而一级压缩排气通道F打开。

以下结合图2至图5对本发明压缩机的两种工作状态做进一步说明：

参照图2和图3，图2和图3显示了本发明的压缩机处于双缸压缩工作状态时的结构，压缩机进行双缸压缩时，气压控制接管7连接低压气源。如图2所示，当上气压控制接管7a内通入低压时，气压连通管d内压力与上气缸进气管道a内压力相同，此时进气管道柱塞8在进气管道弹簧9的弹力作用下向上移，上气缸进气管道a打开，上气缸3可以正常吸气，下气缸5也正常吸气。如图3所示，当下气压控制接管7b内通入低压时，第二柱塞孔g内的排气通道柱塞10在排气通道弹簧11的弹力作用下向右移，下气缸排气通道E打开，一级压缩排气通道F关闭。由于此时两个气缸的进气管道均处于打开状态，从上气缸进气管道a进入上气缸3内腔中的制冷剂经过上气缸3压缩后，从上气缸3的排气口(未图示)向气缸外排出，从下气缸进气管道b进入下气缸5内腔中的制冷剂经过下气缸5压缩后，从下气缸排气通道E向气缸外排出，即两个气缸都可以进行独立的正常压缩工作。

如图4和图5所示，图4和图5为本发明压缩机处于双级压缩工作状态时的结构示意图，压缩机进行双级压缩时，气压控制接管7连接高压气源。参照图4，当上气压控制接管7a内通入高压时，气压连通管d内压力比上气缸进气管道a内的压力大，进气管道柱塞8在气压作用下，克服进气管道弹簧9的弹力往下移，从而将上气缸进气管道a关闭，上气缸3则不能通过上气缸进气管道a吸气。如图5所示，当下气压控制接管7b内通入高压时，第二柱塞孔g内的排气通道柱塞10在气压作用下，克服排气通道弹簧11的弹力向左移，从而将下气缸排气通道E关闭，一级压缩排气通道F打开。由于上气缸进气管道a关闭，只有下气缸进气管道b可以正常吸气，制冷剂只能经下气缸进气管道b进入下气缸5内，在下气缸5压缩后，制冷剂经打开的一级压缩排气通道F排入上气缸3内腔中，由上气缸3进行二级压缩，然后再从上气缸3的排气口向气缸外排出。当本发明处于双级压缩工作状态时，一级压缩排气通道F充当上气缸3的吸气口。

本发明压缩机通过控制泵体内部的柱塞机构在双缸和双级两种工作模式之间切换，达到不同模式的压缩状态。当气压控制接管接高压时，压缩机为双级压缩状态，气压控制接管接低压时，压缩机为双缸状态，以此方式满足不同工况需求，达到高效节能的效果。

当然，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，弹簧不仅可以直接安装在弹簧安装孔内外，也可以在柱塞孔底部设置用于安装弹簧的凸柱，将弹簧安装在该凸柱上；此外，本发明的外部气源可以采用独立的高压气源和低压气源，低压气可来源于即将经进气管道通入气缸内的低压气体，高压气可来源于从排气管排出的高压气体，只需将对应管道通过控制阀连接起来即可；为了结构紧凑和加工方便，上述实施例描述的是将柱塞机构设置于上法兰和隔板上的情况，实际上柱塞机构、气压连通管等部件也可以对应设置在上气缸、下气缸或隔板上，诸如此等改变以及等效变换均应包含在本实用新型技术方案所述的范围之内。

Claims (10)

1.双缸双模压缩机，包括：封闭壳体、设置于所述封闭壳体内的电机、由所述电机带动旋转的曲轴、支承所述曲轴的法兰、设置于所述法兰之间的第一气缸和第二气缸、设置于所述第一气缸和第二气缸之间的隔板；

其特征在于：还包括

与所述第一气缸的进气管道连通的第一柱塞孔；

设置于所述第一柱塞孔内的进气管道柱塞，所述进气管道柱塞可在第一柱塞孔内沿柱塞孔轴线往复移动，从而打开或关闭所述第一气缸的进气管道；

连通第一气缸和第二气缸的一级压缩排气通道；

将第二气缸压缩后的高压气体向气缸外排出的第二气缸排气通道；

与所述一级压缩排气通道和第二气缸排气通道连通的第二柱塞孔，所述第二柱塞孔设置于所述隔板上；

设置于所述第二柱塞孔内的排气通道柱塞，所述排气通道柱塞可在第二柱塞孔内沿柱塞孔轴线往复移动，从而在打开或关闭所述一级压缩排气通道的同时关闭或打开所述第二气缸排气通道；

与所述第一柱塞孔和第二柱塞孔连通的气压控制接管，所述气压控制接管与外部气源连通且可切换输入高压或低压气体。

2.如权利要求1所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述第一气缸为上气缸，所述第二气缸为设置于所述上气缸下方的下气缸。

3.如权利要求1所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述第一柱塞孔的轴线平行于所述压缩机的轴线。

4.如权利要求2或3所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述第一柱塞孔设置于位于所述第一气缸上端面的上法兰上，所述上法兰上设置有与所述第一柱塞孔顶部连通的气压连通管，所述第一柱塞孔通过气压连通管与所述气压控制接管相连。

5.如权利要求4所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述进气管道柱塞安装在位于其下方的进气管道弹簧上，所述进气管道弹簧固定在第一气缸上。

6.如权利要求2所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述一级压缩排气通道和第二气缸排气通道均穿过所述隔板，所述第二柱塞孔径向设置于所述隔板上。

7.如权利要求6所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述一级压缩排气通道位于第二气缸排气通道内侧。

8.如权利要求1所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述一级压缩排气通道和第二气缸排气通道的轴线与压缩机轴线平行。

9.如权利要求6或8所述的双缸双模压缩机，其特征在于：所述排气通道柱塞设置于固定在所述第二柱塞孔里端的排气通道弹簧上。

10.如权利要求1或2所述的双缸双模压缩机，其特征在于，所述外部气源为来自于使用该压缩机的制冷/制热循环系统的高压/低压气体。