CN103375391B - 压缩机能量调节机构及其工作流程 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制冷压缩机技术领域,公开了一种压缩机能量调节机构,包括气缸和气缸盖,在所述气缸盖的内部形成一个排气腔和一个吸气腔,所述气缸通过阀组与所述排气腔和吸气腔相连,在所述气缸盖内部还设有一个活塞孔,所述活塞孔的下端与所述吸气腔相通,所述活塞孔内设有活塞,在所述气缸盖上设有一个二位三通电磁阀,分别与排气腔、活塞孔、吸气腔相通,所述气缸与所述吸气腔通过一个卸载孔相通,所述卸载孔位于所述活塞下端的封头的正下方。本发明还提供一种压缩机能量调节机构的工作流程。本发明结构简单、安全可靠;排气腔的排气温度低、能效比高,节能增效。

Description

压缩机能量调节机构及其工作流程
技术领域
[0001] 本发明涉及制冷压缩机技术领域,特别是一种压缩机能量调节机构及其工作流程。
背景技术
[0002]制冷压缩机的制冷量是随外界条件与冷却温度要求而变化,为适应制冷量的变化,压缩机需通过调节输气量实现能量调节,达到节能的目的。活塞式制冷压缩机实现能量调节的方法有顶开吸气阀片调节、旁通调节和关闭吸气通道调节,三种方法中关闭吸气通道调节最节能,目前得到普遍采用。图1、图2是目前常见的关闭吸气通道实现能量调节机构图。
[0003] 如图1所示,二位二通电磁阀11通电,电磁阀通道112和113处于相通状态,气缸盖12上排气腔122内的高压气体进入活塞孔123,高压气体力推动控制活塞13向下运动,堵住吸气腔121的进口,阻止气缸14吸气,气缸14处于卸载状态。在气缸卸载状态,排气腔122的少量高温高压气体通过压力平衡孔131持续进入吸气腔121,膨胀降压后进入气缸14再次被压缩进入排气腔122,同时由于进入气缸14的气体少,气缸14中的压力比高,导致排气温度和润滑油温升高,能量损失。
[0004] 如图2所示,电磁阀11断电,电磁阀通道112和113不相通,活塞孔123内剩余的高压气体从压力平衡孔131流入吸气腔121,控制活塞13上下两侧气体压力达到平衡,控制活塞13被弹簧132抬起,打开了吸气腔121的进口,气缸14恢复正常吸气。压缩机启动负荷要比正常运转时大的多,需考虑设置启动卸载装置,目前常见能量调节机构在启动时,由于排气腔122与吸气腔121压差小,活塞孔123内气体力不能推动控制活塞13向下运动,吸气腔121进口不能关闭,气缸14无法卸载,需要另外安装启动卸载机构,增加了设备造价。
发明内容
[0005] 为了解决上述技术问题,本发明的第一目的是提供一种压缩机能量调节机构,以期减少压缩机能量损失。本发明的第二目的是提供压缩机能量调节机构的工作流程,以实现压缩机的能量调节。
[0006] 为了实现第一目的,本发明采取的技术方案是:
[0007] 一种压缩机能量调节机构,包括气缸和气缸盖,在所述气缸盖的内部形成一个排气腔和一个吸气腔,所述气缸通过阀组与所述排气腔和吸气腔相连,其特征是,在所述气缸盖内部还设有一个活塞孔,所述活塞孔的下端与所述吸气腔相通,所述活塞孔内设有活塞,所述活塞上端固定设置活塞环,所述活塞环使其上方的活塞孔形成密闭空间,所述活塞的上端和活塞孔的下端分别设置弹簧座,在所述弹簧座内安设有推力弹簧,所述活塞下端设有封头,在所述气缸盖上设有一个二位三通电磁阀,所述电磁阀的第一阀口与排气腔相通,所述电磁阀的第二阀口与活塞孔相通,所述电磁阀的第三阀口与吸气腔相通,所述气缸与所述吸气腔通过一个卸载孔相通,所述卸载孔位于所述活塞下端的封头的正下方,当所述电磁阀的第一阀口与第二阀口相通时,所述活塞孔与所述排气腔相通,所述活塞孔内的高压气体将所述活塞下压,所述封头封住所述卸载孔;当所述电磁阀的第二阀口与第三阀口相通时,所述活塞孔与所述吸气腔相通,所述活塞孔与所述吸气腔内的压力相等,所述活塞回弹,所述封头离开所述卸载孔,所述卸载孔与所述吸气腔相通。
[0008] 进一步,所述封头为在所述活塞下端固定设置的密封垫,所述密封垫的直径大于所述卸载孔的直径。
[0009] 进一步,所述电磁阀通电时,所述第二阀口与第三阀口联通,所述电磁阀失电时,所述第一阀口与第二阀口联通。
[0010] 进一步,所述阀组包括排气阀和吸气阀,所述排气阀用于联通所述气缸与排气腔,所述吸气阀用于联通所述气缸与吸气腔,所述卸载孔孔径大于所述吸气阀阀孔孔径的1.5倍。
[0011] 为了实现第二目的,本发明采取的技术方案是:
[0012] 一种压缩机能量调节机构的工作流程,其特征在于:包括如下步骤:
[0013] 第一步:保持电磁阀失电状态,所述第一阀口与第二阀口相通,卸载孔封闭;
[0014] 第二步:所述气缸处于正常工作状态;
[0015] 第三步:判断压缩机制冷量是否需要减少,如是,则进入第四步,如否,则返回第一步;
[0016] 第四步:保持电磁阀得电状态,所述第二阀口与第三阀口相通,卸载孔开启;
[0017] 第五步:所述气缸处于卸载状态;
[0018] 第六步:判断压缩机制冷量是否需要增加,如是,则返回第一步,如否,则返回第四步。
[0019] 本发明的有益效果是:
[0020] (1)本机构结构简单、安全可靠;
[0021] (2)排气腔的排气温度低、能效比高,节能增效;
[0022] (3)能够实现压缩机能量调节和启动卸载功能,降低了设备投资。
附图说明
[0023] 附图1为现有技术中能量调节机构的气缸卸载结构示意图;
[0024] 附图2为现有技术中能量调节机构的气缸正常工作结构示意图;
[0025] 附图3为本发明的能量调节机构的气缸卸载结构示意图;
[0026] 附图4为本发明的能量调节机构的气缸正常工作结构示意图;
[0027] 附图5为本发明的能量调节机构的工作流程图。
[0028] 附图中的标记分别为:
[0029] 11.电磁阀; 112.电磁阀通道;
[0030] 113.电磁阀通道; 12.气缸盖;
[0031] 121.吸气腔; 122.排气腔;
[0032] 123.活塞孔; 13.活塞;
[0033] 131.压力平衡孔; 132.弹簧;
[0034] 14.气缸; 31.电磁阀;
[0035] 311.第三阀口; 312.第二阀口;
[0036] 313.第一阀口; 32.活塞;
[0037] 321.螺栓; 322.活塞环;
[0038] 323.弹簧; 324.弹簧座;
[0039] 325.密封垫; 326.挡圈;
[0040] 33.气缸盖; 331.排气腔;
[0041] 332.高压通道; 333.吸气腔;
[0042] 334.低压通道; 335.活塞孔;
[0043] 34.阀组; 341.卸载孔;
[0044] S01-S06.流程图步骤。
具体实施方式
[0045] 下面结合附图对本发明压缩机能量调节机构及其工作流程的具体实施方式作详细说明。
[0046] 为了让本发明易于理解,本说明书中使用了一些方向性用语。需要说明的是,本说明书中所提到的方向性用语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等,是参考附图的方向,使用的方向性用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明的保护范围。
[0047] 参见附图3、4,压缩机能量调节机构包括气缸35和气缸盖33,气缸盖33安装在气缸35的上方,在气缸盖33的内部形成一个排气腔331和一个吸气腔333,排气腔331位于气缸35的左侧,吸气腔333位于气缸35的右侧,气缸35通过阀组34与排气腔331和吸气腔333相连,阀组34包括排气阀和吸气阀,排气阀用于联通气缸35与排气腔331,吸气阀用于联通气缸35与吸气腔333,在气缸盖33内部还设有一个活塞孔335,活塞孔335的下端与吸气腔333相通,活塞孔335内设有活塞32,活塞32的上端通过螺栓321固定设置活塞环322,活塞环322使其上方的活塞孔335形成密闭空间,活塞孔335的下端设置弹簧座324,弹簧座324与活塞孔335内壁过盈配合,在弹簧座324内安设有推力弹簧323,活塞32的下端设有封头,弹簧座324起到对弹簧323定位和控制活塞32运动导向的作用。在气缸盖33上设有一个二位三通电磁阀31,电磁阀31通过螺栓固定在气缸盖33的顶面上,电磁阀31的第一阀口 313通过高压通道332与排气腔331相通,电磁阀31的第二阀口 312与活塞孔335相通,电磁阀31的第三阀口 311通过低压通道334与吸气腔333相通,电磁阀31通电时,第二阀口 312与第三阀口 311联通,电磁阀31失电时,第一阀口 313与第二阀口312联通。气缸35与吸气腔333通过一个卸载孔341相通,卸载孔341位于活塞32下端的封头的正下方。卸载孔341的孔径大于吸气阀阀孔孔径的1.5倍。封头为在活塞32下端通过轴用挡圈326固定设置的密封垫325,密封垫325的直径大于卸载孔341的直径。
[0048] 在压缩机启动时,二位三通电磁阀31通电,吸气腔333和活塞孔335相通,控制活塞32上下两侧气体压力达到平衡,控制活塞32被弹簧323抬起,吸入气缸35的气体直接通过卸载孔341排入吸气腔333,气缸35处于卸载状态,启动负荷小;压缩机启动后,二位三通电磁阀31断电,排气腔331和活塞孔335相通,高压气体力克服弹簧力使控制活塞32向下运动,堵住卸载孔341,气缸35恢复正常工作状态。
[0049] 参见附图5,压缩机能量调节机构的工作流程包括如下步骤。
[0050] 第一步:保持电磁阀失电状态,所述第一阀口与第二阀口相通,卸载孔封闭(图中步骤S01)。
[0051] 第二步:所述气缸处于正常工作状态(图中步骤S02)。
[0052] 第三步:判断压缩机制冷量是否需要减少,如是,是进入第四步,如否则返回第一步(图中步骤S03)。
[0053] 第四步:保持电磁阀得电状态,所述第二阀口与第三阀口相通,卸载孔开启(图中步骤S04)。
[0054] 第五步:所述气缸处于卸载状态(图中步骤S05)。
[0055] 第六步:判断压缩机制冷量是否需要增加,如是,是返回第一步,如否则返回第四步(图中步骤S06)。
[0056] 具体如下,参见附图3所示,当需要恢复压缩机正常制冷量时,二位三通电磁阀31断电,活塞孔335与排气腔331保持相通状态,排气腔331内的高压气体流入活塞孔335,活塞孔335内高压气体力推动控制活塞32向下运动,控制活塞32堵住卸载孔341,气缸35处于正常工作状态。
[0057] 参见附图4,当需要减少压缩机制冷量时,二位三通电磁阀31通电,活塞孔335与吸气腔333保持相通状态,活塞孔335内的剩余高压气体流入吸气腔333,控制活塞32上下两侧气体压力达到平衡,控制活塞32被弹簧323抬起,吸入气缸35的气体直接通过卸载孔341排入吸气腔333,气缸35处于卸载状态。
[0058] 试验表明,在相同工况条件下,采用本发明的压缩机在运行时,比采用关闭吸气通道进行能量调节的压缩机的排气温度低,能效比高,同时采用本实施例的压缩机能够实现启动卸载功能。
[0059] 本发明取消了压力平衡孔,采用二位三通电磁阀控制气流通道实现控制活塞上下两侧气体压力平衡,解决了高温高压气体持续通过压力平衡孔进入吸气腔,导致排气温度和润滑油温升高的问题,降低了能量损失。采用在阀组上设置卸载孔进行卸载的方法,解决了采用关闭吸气通道卸载方法中,气缸中的压力比高,导致排气温度和润滑油温升高的问题,降低了能量损失。采用卸载孔面积大于吸气阀有效通流面积1.5倍的设计,当气缸处于卸载状态时,解决了气体在气缸和吸气腔来回流动的阻力大的问题,降低了能量损失。本发明实现启动卸载,解决了常用能量调节机构不能实现启动卸载,需另外安装启动卸载机构的问题,减少了设备造价。
[0060] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种压缩机能量调节机构,包括气缸和气缸盖,在所述气缸盖的内部形成一个排气腔和一个吸气腔,所述气缸通过阀组与所述排气腔和吸气腔相连,其特征在于:在所述气缸盖内部还设有一个活塞孔,所述活塞孔的下端与所述吸气腔相通,所述活塞孔内设有活塞,所述活塞上端固定设置活塞环,所述活塞环使其上方的活塞孔形成密闭空间,所述活塞的上端和活塞孔的下端分别设置弹簧座,在所述弹簧座内安设有推力弹簧,所述活塞下端设有封头,在所述气缸盖上设有一个二位三通电磁阀,所述电磁阀的第一阀口与排气腔相通,所述电磁阀的第二阀口与活塞孔相通,所述电磁阀的第三阀口与吸气腔相通,所述气缸与所述吸气腔通过一个卸载孔相通,所述卸载孔位于所述活塞下端的封头的正下方,当所述电磁阀的第一阀口与第二阀口相通时,所述活塞孔与所述排气腔相通,所述活塞孔内的高压气体将所述活塞下压,所述封头封住所述卸载孔;当所述电磁阀的第二阀口与第三阀口相通时,所述活塞孔与所述吸气腔相通,所述活塞孔与所述吸气腔内的压力相等,所述活塞回弹,所述封头离开所述卸载孔,所述卸载孔与所述吸气腔相通,所述封头为在所述活塞下端固定设置的密封垫,所述密封垫的直径大于所述卸载孔的直径。
2.根据权利要求1所述的压缩机能量调节机构,其特征在于:所述电磁阀通电时,所述第二阀口与第三阀口联通,所述电磁阀失电时,所述第一阀口与第二阀口联通。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机能量调节机构,其特征在于:所述阀组包括排气阀和吸气阀,所述排气阀用于联通所述气缸与排气腔,所述吸气阀用于联通所述气缸与吸气腔,所述卸载孔孔径大于所述吸气阀阀孔孔径的1.5倍。
4.一种如权利要求1至2中任一项所述的压缩机能量调节机构的工作流程,其特征在于:包括如下步骤: 第一步:保持电磁阀失电状态,所述第一阀口与第二阀口相通,卸载孔封闭; 第二步:所述气缸处于正常工作状态; 第三步:判断压缩机制冷量是否需要减少,如是,是进入第四步,如否则返回第一步; 第四步:保持电磁阀得电状态,所述第二阀口与第三阀口相通,卸载孔开启; 第五步:所述气缸处于卸载状态; 第六步:判断压缩机制冷量是否需要增加,如是,是返回第一步,如否则返回第四步。
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