CN106989027B - 多级压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多级压缩机，其包括补气结构、低压级腔和高压级腔，所述补气结构包括补气口和穿孔件，所述补气口设于所述低压级腔的排气气流的上游，所述穿孔件设于所述低压级腔的排气气流的下游，所述补气口喷入的液体冷媒与所述低压级腔的排气混合撞击所述穿孔件，液体冷媒分散与所述低压级腔的排气再次混合进入所述高压级腔。本发明能够使液体冷媒与低压级腔的排气充分混合后进入高压级腔进行二次压缩，提高了补气流场的均匀性，提高了二级能效。
Description
技术领域
本发明涉及冷却及制冷系统领域，尤其涉及一种多级压缩机。
背景技术
双级螺杆压缩机由于采用两级压缩，能够实现大压缩比，因此，运行范围广，成为压缩机开发的创新趋势。压缩机在运行中由于热损失等原因能效降低，为提高能效，可以采用补气的方式。一般压缩机是在转子腔中进行补气，而双级压缩机可在两级转子间进行补气，同时起到冷却电机的作用。
对于双级压缩机，补气是以液态冷媒方式进行，液态冷媒从补气口喷入后，由于喷液不能在腔体内与一级排气得到充分有效混合就直接进入二级压缩，从而导致补气流场不均匀，吸气过冷度过高，影响二级能效。
发明内容
本发明的目的是提出一种多级压缩机，其能够解决补气流场不均匀，影响能效的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种多级压缩机，其包括补气结构、低压级腔和高压级腔，所述补气结构包括补气口和穿孔件，所述补气口设于所述低压级腔的排气气流的上游，所述穿孔件设于所述低压级腔的排气气流的下游，所述补气口喷入的液体冷媒与所述低压级腔的排气混合撞击所述穿孔件，液体冷媒分散与所述低压级腔的排气再次混合进入所述高压级腔。
在一优选或可选实施例中，所述穿孔件设有多个孔，远离所述补气口区域的孔密度大于靠近所述补气口区域的孔密度。
在一优选或可选实施例中，所述穿孔件设有多个孔，远离所述补气口区域的孔的孔径大于靠近所述补气口区域的孔的孔径。
在一优选或可选实施例中，所述穿孔件为平面板状。
在一优选或可选实施例中，所述穿孔件为螺旋状，用于将所述补气口喷入的液体冷媒引向远离所述补气口的区域。
在一优选或可选实施例中，所述穿孔件全部覆盖或部分覆盖所述低压级腔到所述高压级腔之间的气流通道。
在一优选或可选实施例中，所述补气结构包括多个所述补气口，多个所述补气口沿所述多级压缩机的壳体的周向分布。
在一优选或可选实施例中，所述补气口设有可拆卸式封板。
在一优选或可选实施例中，所述多级压缩机包括中压级腔，所述中压级腔设于所述低压级腔与所述高压级腔之间，所述补气口设于所述中压级腔的壳体。
在一优选或可选实施例中，所述多级压缩机为双级压缩机。
基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供的多级压缩机包括补气口和穿孔件，补气口设于低压级腔的排气气流的上游，穿孔件设于低压级腔的排气气流的下游，补气口喷入的液体冷媒与低压级腔的排气混合撞击穿孔件，液体冷媒撞击穿孔件而分散，液体冷媒分散与低压级腔的排气再次混合进入高压级腔，因此，能够使液体冷媒与低压级腔的排气充分混合后进入高压级腔进行二次压缩，提高了补气流场的均匀性，提高了二级能效。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的双级压缩机的结构示意图；
图2为本发明提供的穿孔件安装位置示意图；
图3为本发明提供的穿孔件的平面示意图；
图4为本发明提供的穿孔件的第一实施例的结构示意图；
图5为本发明提供的穿孔件的第二实施例其中一视角的结构示意图；
图6为本发明提供的穿孔件的第二实施例另一视角的结构示意图；
图7为本发明提供的穿孔件的第三实施例其中一视角的结构示意图；
图8为本发明提供的穿孔件的第三实施例另一视角的结构示意图。
附图中标号：
1-补气口；
2-穿孔件；21-孔；22-轴孔；23-凹槽；
3-封板；4-低压级部件；5-高压级部件；6-中压级部件；7-电机；8-联轴器；9-螺钉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中的“穿孔件2”是指能够允许气体和液体穿过的部件。
如图1所示，为本发明提供的多级压缩机的示意性实施例，在该示意性实施例中，多级压缩机至少可以包括相邻的低压级部件4、高压级部件5，以及设于低压级部件4与高压级部件5之间的中压级部件6。其中，低压级部件4可以包括低压级腔和低压级壳体，高压级部件5可以包括高压级腔和高压级壳体，中压级部件6可以包括中压级腔和中压级壳体。
多级压缩机内可以设有电机7、轴和联轴器8等。电机7在低压级部件4与高压级部件5之间的中压级部件6处，通过联轴器8同时带动两级转子。一级压缩在低压级部件4中进行，低压级腔的排气经过电机7，起到冷却作用，并在高压级部件5的高压级腔中进行二次压缩。但当一级排气温度过高时，电机7冷却效果不佳，因此，本发明通过补气喷液的方式进行冷却。
本发明提供的多级压缩机包括补气结构，补气结构设于低压级腔与高压级腔之间，具体可以设于多级压缩机的中压级部件6。补气结构包括补气口1和穿孔件2，补气口1设于低压级腔的排气气流的上游，具体可以设于相邻的低压级腔与高压级腔之间的中压级壳体上。补气口1喷入的液体冷媒进入低压级腔与高压级腔之间的中压级腔，而不是喷入转子腔，相对于常规补气，流体拥有更大的空间去混合。
穿孔件2设于低压级腔的排气气流的下游，补气口1喷入的液体冷媒与低压级腔的排气混合撞击穿孔件2，液体冷媒撞击穿孔件2而分散，液体冷媒分散与低压级腔的排气再次混合进入高压级腔，因此，能够使液体冷媒与低压级腔的排气充分混合后进入高压级腔进行二次压缩，提高了补气流场的均匀性，提高了二级能效。
补气口1可以设有可拆卸式封板3；当一级排气温度较低时，可不进行补气，不需要喷入液体冷媒，可拆卸式封板3能够封闭补气口1；当需要喷入液体冷媒时，可拆卸式封板3能够取下，补气口1打开，补气口1接补气管路，补气管路上的补气阀打开，此时，液体冷媒能够喷入中压级腔，与低压级腔的排气混合后进入高压级腔，进行二级压缩。
如图2所示，穿孔件2可以通过固定螺钉9固定在中压级壳体上。通过对补气口1的角度调整，也可以设于不同位置。
如图3所示，上述实施例中，穿孔件2可以设有多个允许液体冷媒和排气穿过的孔21，通过在穿孔件2上设有多个孔21，既不会影响液体冷媒与穿孔件2的碰撞分散，又不会妨碍液体冷媒与排气充分混合后进入高压级腔。
在一优选或可选实施例中，多个孔21可以均匀分布于穿孔件2上。
在另一优选或可选实施例中，为了进一步使液体冷媒与低压级腔的排气混合均匀，提高补气流场的均匀性，穿孔件2可以设有多个孔21，远离补气口1区域的孔密度可以大于靠近补气口1区域的孔密度，能够避免过多的液体冷媒聚集在补气口1周围并从补气口1周围的孔21穿过，使液体冷媒在整体穿孔件2的通过比较均匀。
上述实施例通过调整穿孔件2上的孔密度，达到液体冷媒在整个穿孔件2上的通过量均匀的目的，在另一实施例中，也可以调整穿孔件2上的孔21的孔径，达到使液体冷媒在整个穿孔件2上的通过量均匀的目的。具体为：穿孔件2可以设有多个孔21，远离补气口1区域的孔21的孔径可以大于靠近补气口1区域的孔21的孔径。
进一步地，穿孔件2上孔21的孔径可根据不同结构进行调整，排量大补气量大的压缩机可适当增大孔径，排量小补气量小的压缩机可适当缩小孔径，具体需根据流场状况确定。
上述实施例中，由于多级压缩机还可以包括中压级腔，中压级腔设于低压级腔与高压级腔之间，补气口1设于中压级腔的壳体，穿孔件2设于中压级腔内，穿孔件2中部可以开设轴孔22，用于避开沿多级压缩机内轴向设置的联轴器8，保证不干涉联轴器8的安装。
进一步地，穿孔件2可以设有用于避开油路的凹槽23，凹槽23连通穿孔件2中部的轴孔22，用于避开中压级部件6的油路。
在本发明提供的多级压缩机中，穿孔件2可以为能够均匀布液的结构，例如：布液板等，以便使液体冷媒与一级排气充分混合，这样在补气冷却电机7的同时，还能够降低二级吸气过冷度，从而提高压缩机能效。
上述各个实施例中，补气结构可以包括多个补气口1，多个补气口1可以沿多级压缩机的壳体的周向分布。
在一优选或可选实施例中，多个补气口1可以设于低压级腔与高压级腔之间的中压级壳体的周向。
进一步地，补气口1可以设于中压级壳体的上部或下部等。以补气口1设于中压级壳体的上部为例：液态冷媒从补气口1进入后向下流动，并下沉与低压级腔的排气混合，与穿孔件2撞击分散成小液滴，再随低压级腔的排气进入高压级腔中进行二次压缩。
为保证在不同补气位置下的流场均匀性，穿孔件2结构可进行变化。
如图4所示，穿孔件2可以为常规的平面板状。平面板状的穿孔件2用于补气空间小，内部空间要求紧凑的压缩机，且该结构对补气口1位置无要求，四周均可补气。
如图5～图8所示，穿孔件2也可以为螺旋状，能够将补气口1喷入的液体冷媒引至远离补气口1的区域，以与排气充分混合。
如图5、图6所示，穿孔件2为上旋螺旋面状，主要应用于补气口1在上半侧的结构，液体冷媒喷入后，撞击穿孔件2的同时沿穿孔件2顺时针螺旋向下流动，与下部排气混合，流场更为均匀。
如图7、图8所示，穿孔件2为下旋螺旋面状，主要应用于补气口1在下半侧的结构，冷媒喷入后，与下部排气混合并沿穿孔件2逆时针螺旋向上流动，保证电机7上半部冷却。
综上所述，穿孔件2可以具有多种结构形式，实际应用时，可根据需求选用穿孔件2的结构形式。
在上述各个实施例的基础上，穿孔件2可以全部覆盖或部分覆盖低压级腔到高压级腔之间的气流通道。
安装时，穿孔件2可以通过螺钉9固定在中压级壳体上，安装顺序可根据实际情况调节。可先将穿孔件2固定，也可在安装完中压级部件6后，低压级部件4前完成。
当采用平面板状的穿孔件2时，只需用螺钉9从三端固定即可。当采用螺旋状的穿孔件2时，由于板面为螺旋状，不能保证在同一面上安装，因此需要采用不同长度螺钉9，并增加垫圈，保证穿孔件2在气流冲击下不产生振动，减振降噪。
上述各实施例中，穿孔件2可以采用钢板冲压制成，保证强度。
本发明提供的多级压缩机可以为双级压缩机。
在一优选或可选实施例中，可以在双级压缩机的中压壳体上部开补气口1，为保证补气流场均匀性，在双级压缩机中设置穿孔件2，使喷入的液态冷媒撞击穿孔件2后分散，与低压级腔的排气充分混合后再流入高压级腔，提升双级压缩机性能的同时保证电机7冷却，提高运行稳定性。无需在双级压缩机铸件中设置复杂固定结构，利用铸件加强筋即可完成装配。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种多级压缩机，包括补气结构、低压级腔和高压级腔，其特征在于：所述补气结构包括补气口(1)和穿孔件(2)，所述补气口(1)设于所述低压级腔与所述高压级腔之间，且位于所述低压级腔的排气气流的上游，用于喷入液体冷媒；
所述穿孔件(2)设于所述低压级腔的排气气流的下游，所述补气口(1)喷入的液体冷媒与所述低压级腔的排气混合撞击所述穿孔件(2)，液体冷媒分散与所述低压级腔的排气再次混合进入所述高压级腔。
2.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述穿孔件(2)设有多个孔(21)，远离所述补气口(1)区域的孔密度大于靠近所述补气口(1)区域的孔密度。
3.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述穿孔件(2)设有多个孔(21)，远离所述补气口(1)区域的孔(21)的孔径大于靠近所述补气口(1)区域的孔(21)的孔径。
4.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述穿孔件(2)为平面板状。
5.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述穿孔件(2)为螺旋状，用于将所述补气口(1)喷入的液体冷媒引向远离所述补气口(1)的区域。
6.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述穿孔件(2)全部覆盖或部分覆盖所述低压级腔到所述高压级腔之间的气流通道。
7.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述补气结构包括多个所述补气口(1)，多个所述补气口(1)沿所述多级压缩机的壳体的周向分布。
8.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述补气口(1)设有可拆卸式封板(3)。
9.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：包括中压级腔，所述中压级腔设于所述低压级腔与所述高压级腔之间，所述补气口(1)设于所述中压级腔的壳体。
10.如权利要求1所述的多级压缩机，其特征在于：所述多级压缩机为双级压缩机。
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