CN107388646A - 制冷剂流量调节机构和制冷装置 - Google Patents

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谢蓉
蔺维君
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何国栋
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Abstract

本发明公开一种制冷剂流量调节机构和制冷装置。该制冷剂流量调节机构包括：叶片、运动副和驱动部，多个所述叶片沿壳体的轴线的周向依次拼接形成叶片组件，所述叶片组件中的任意相邻两个叶片之间可滑动地设置，所述叶片组件通过所述运动副安装到所述壳体上；所述叶片组件包括打开状态和关闭状态，所述多个叶片在所述打开状态时共同形成一个过流通道，所述多个叶片在所述关闭状态时封闭所述过流通道；所述驱动部驱动所述叶片通过所述运动副运动以打开或封闭所述过流通道。本发明可以通过驱动部使叶片运动，从而调节过流通道的开口面积，可以适应机组不同工况、不同负荷。

Description

制冷剂流量调节机构和制冷装置
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种制冷剂流量调节机构和制冷装置。
背景技术
现有技术中，大型离心式机组主要使用孔板式控制的供液节流机构，例如：二级孔板、一级孔板、或一级孔板+调节阀节流机构。
其中，二级孔板节流机构原理是：当制冷剂通过第一级孔板时，刚好超过饱和液体线，同时产生少许闪发气体；由于闪发气体在管路中占据了一部分空间，其流量发生变化，致使制冷剂进入第二级孔板时制冷剂的流量在一定范围内变动，从而实现自动调节制冷剂流量的功能；第二级孔板因流量的变动产生不同的压降变化，与系统的高低压差进行调节达到动态平衡后，稳定发挥制冷剂的节流、降压功能，从而完成整个制冷循环。制冷机组在标准工况下运行时，孔板向蒸发器的供液量可与蒸发负荷相匹配，机组能够稳定正常运行。实际上机组经常在变工况、变负荷情况下运行，此时机组运行就极易发生波动现象，在大压差工况下、在小压差工况下、当机组运行情况由低负荷转为高负荷时、当机组运行情况由高负荷转为低负荷时对机组运行产生很大影响。与二级孔板相比，一级孔板、或一级孔板+调节阀的调节能力更低。因此，一级孔板、二级孔板在一定范围虽然可以自动调节，但其应付变工况、变负荷能力较差，主要适用于固定工况的离心式制冷压缩机等；
可见，现有技术中的孔板式控制的供液节流机构应付变工况、变负荷的能力较差，在机组运行过程中，无法进行有效地进行调节流量，难以应对工况发生变化、变负荷的情况。
发明内容
本发明实施例中提供一种制冷剂流量调节机构和制冷装置，以解决现有技术中孔板式控制的供液节流机构无法进行有效地进行调节流量，难以适应工况发生变化、变负荷情况的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种制冷剂流量调节机构，包括：叶片、运动副和驱动部，多个所述叶片沿壳体的轴线的周向依次拼接形成叶片组件，所述叶片组件中的任意相邻两个叶片之间可滑动地设置，所述叶片组件通过所述运动副安装到所述壳体上；所述叶片组件包括打开状态和关闭状态，所述多个叶片在所述打开状态时共同形成一个过流通道，所述多个叶片在所述关闭状态时封闭所述过流通道；所述驱动部驱动所述叶片通过所述运动副运动以打开或封闭所述过流通道。
作为优选，所述运动副包括滑槽部、及与所述滑槽部配合的导轨，每个所述叶片上均安装有一个所述导轨，所述壳体上安装有多个所述滑槽部，每个所述导轨均与一个所述滑槽部可滑动地连接。
作为优选，所述多个滑槽部的轴线相交后形成一个正多边形。
作为优选，所述制冷剂流量调节机构还包括传动机构，所述驱动部通过所述传动机构驱动所述叶片运动。
作为优选，每个所叶片上分别安装有与所述传动机构配合的齿条。
作为优选，所述传动机构包括主动齿轮以及用于驱动所述齿条的从动齿轮，所述主动齿轮与所述驱动部的输出端连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。
作为优选，所述传动机构还包括调节齿轮，所述调节齿轮固定地安装在所述从动齿轮的端面上，所述调节齿轮与所述齿条啮合。
作为优选，所述调节齿轮的直径小于所述从动齿轮的直径。
作为优选，所述制冷剂流量调节机构还包括安装到所述壳体开口侧的壳盖，所述从动齿轮与所述壳盖可枢转地连接。
作为优选，任意相邻两个所述叶片之间通过滑动结构滑动连接。
作为优选，所述滑动结构包括设置在该相邻两个所述叶片中的一个叶片上的槽以及设置在该相邻两个所述叶片中的另一个叶片上的凸棱，所述凸棱活动地设置在所述槽中。
作为优选，所述凸棱与所述槽配合形成迷宫密封结构。
作为优选，每个所述叶片包括一个与该每个所述叶片两侧的叶片相接触的夹角部，所述夹角部的角度满足：
α＝360°/Z
其中，α为所述夹角部的角度，Z为所述叶片的个数。
作为优选，所述过流通道的最大开口面积为A，则A＝780～9760mm2。
作为优选，所述驱动部为电动执行器。
作为优选，所述过流通道的开口面积为B，所述电动执行器的转动角度为θ，则
作为优选，所述传动机构包括蜗轮和蜗杆，其中，所述驱动部通过所述蜗杆驱动所述蜗轮转动，所述调节齿轮固定地安装在所述蜗轮的端面上，所述调节齿轮与所述齿条啮合。
本发明还提供了一种制冷装置，包括上述的制冷剂流量调节机构。
由于采用了上述技术方案，本发明可以通过驱动部使叶片运动，从而调节过流通道的开口面积，以实现调节节流孔的大小达到调节制冷剂流量的目的，因而可以适应机组不同工况、不同负荷，使机组运行过程发挥最大能效，大大降低运行成本，由于机组运行工况范围广，可以大大减少机型数量，减少开发量。
附图说明
图1是本发明实施例的制冷剂流量调节机构的俯视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图2的B-B剖视图；
图4是图1的C-C剖视图；
图5是叶片构成的过流通道的示意图；
图6是本发明实施例中过流通道的开口面积随电动执行器转动角度的变化曲线图；
图7是本发明实施例中采用蜗轮蜗杆传动的实施例的示意图。
附图标记说明：1、叶片；2、壳体；3、过流通道；4、滑槽部；5、导轨；6、齿条；7、主动齿轮；8、从动齿轮；9、调节齿轮；10、壳盖；11、驱动部；12、执行器座；13、主动轴；14、蜗轮；15、蜗杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种制冷剂流量调节机构，参见图1至4，制冷剂流量调节机构包括：叶片1、运动副和驱动部11，多个所述叶片1沿壳体2的轴线的周向依次拼接形成叶片组件，所述叶片组件中的任意相邻两个叶片1之间可滑动地设置，所述叶片组件通过所述运动副安装到所述壳体2上；所述叶片组件包括打开状态和关闭状态，所述多个叶片1在所述打开状态时共同形成一个过流通道3，所述多个叶片1在所述关闭状态时封闭所述过流通道3；所述驱动部11驱动所述叶片1通过所述运动副运动以打开或封闭所述过流通道3。
过流通道3位于这些叶片1的中心处，当叶片1在驱动部11的作用下向远离壳体2的轴线的方向运动时，过流通道3打开，且随着逐渐地远离轴线，过流通道3的面积逐渐增大。反之，则过流通道3的面积则逐渐变小，直到过流通道3完全关闭。因此，通过上述方式，可以实现对全工况、变负荷情况下实现制冷剂流量的精确自动调节。优选地，所述过流通道3的最大开口面积为A，则A＝780～9760mm2。
可见，由于采用了上述技术方案，本发明可以通过驱动部11使叶片1运动，从而调节过流通道3的开口面积，以实现调节节流孔的大小达到调节制冷剂流量的目的，因而可以适应机组不同工况、不同负荷，使机组运行过程发挥最大能效，大大降低运行成本，由于机组运行工况范围广，可以大大减少机型数量，减少开发量。
优选地，所述运动副包括滑槽部4、及与所述滑槽部4配合的导轨5，每个所述叶片1上均安装有一个所述导轨5，所述壳体2上安装有多个所述滑槽部4，每个所述导轨5均与一个所述滑槽部4可滑动地连接。导轨5设置在滑槽部4的凹槽中，而滑槽部4可通过螺钉等安装到壳体2的端面上。这样，导轨5可为每个叶片提供导向，使其按预定的方向运动，以实现过流通道3的打开的关闭。优选地，所述多个滑槽部4的轴线相交后形成一个正多边形。
优选地，所述制冷剂流量调节机构还包括传动机构，所述驱动部11通过所述传动机构驱动所述叶片1运动。更优选地，每个所叶片1上分别安装有与所述传动机构配合的齿条6。这样，驱动部11可通过传动机构来驱动齿条6运动，由于齿条6与叶片1连接，因此，即可驱动叶片1运动。
在优选的实施例中，所述传动机构包括主动齿轮7以及用于驱动所述齿条6的从动齿轮8，所述主动齿轮7与所述驱动部11的输出端连接，所述主动齿轮7与所述从动齿轮8啮合。在此实施例中，从动齿轮被驱动，即可使齿条6运动。显然，从动齿轮可以与齿条6啮合，也可通过其他的过渡齿轮与齿条6驱动连接。
例如中，在一个优选地实施例中，所述传动机构还包括调节齿轮9，所述调节齿轮9固定地安装在所述从动齿轮8的端面上，所述调节齿轮9与所述齿条6啮合。为了实现对传动比的调节，优选地，所述调节齿轮9的直径小于所述从动齿轮8的直径。
在一个可替换的实施例中，传动机构也可以采用蜗轮蜗杆机构，以便于安装电动执行器。例如，在图7所示的实施例中，包述传动机构包括蜗轮14和蜗杆15，其中，驱动部11通过蜗杆15驱动蜗轮14转动，调节齿轮9固定地安装在所述蜗轮14的端面上，所述调节齿轮9与所述齿条6啮合。
优选地，所述制冷剂流量调节机构还包括安装到所述壳体2开口侧的壳盖10，所述从动齿轮8与所述壳盖10可枢转地连接。例如，壳盖10的朝向壳体2的一侧的端面上可突出地形成有一个环状的突缘，从动齿轮8可安装在该突缘上。
优选地，任意相邻两个所述叶片1之间通过滑动结构滑动连接。这样，可通过滑动结构为叶片提供导向，还可使相邻的两个叶片1之间的拼接处拼接完整，不会在运动的过程中错开。
更优选地，所述滑动结构包括设置在该相邻两个所述叶片1中的一个叶片1上的槽以及设置在该相邻两个所述叶片1中的另一个叶片1上的凸棱，所述凸棱活动地设置在所述槽中。优选地，所述凸棱与所述槽配合形成迷宫密封结构。此时，可借助机组的制冷剂润滑，达到无阻力滑动的目的。
这样，由于液态制冷剂在叶片1的节流前后形成压差△P，即使是有少量的制冷剂通过该迷宫密封结构从高压侧泄露到低压侧，但是不会影响节流效果，符合孔板节流原理。
优选地，每个所述叶片1包括一个与该每个所述叶片1两侧的叶片1相接触的夹角部，所述夹角部的角度满足：
α＝360°/Z
其中，α为所述夹角部的角度，Z为所述叶片的个数。
因此，本发明中的叶片式制冷剂流量调节机构的开度调节范围可以从全闭到全开状态，可以根据机组的实际需要，设置最小开度值及最大开度值，叶片数量可根据实际情况进行调整，调节开度的范围可根据机组实际情况进行调节，也可根据改变传动比的方式进行调节。
优选地，所述驱动部11为电动执行器。因此，可采用电动执行器控制过流通道3的开度进而调节流量，可实现自动控制，控制起来十分简单。例如，电动执行器安装到执行器座12上，电动执行器的输出端可通过套筒连接主动轴13，主动齿轮则安装到主动轴13上，可实现精确可靠传动。
请参考图5，优选地，所述过流通道的开口面积为B，所述电动执行器的转动角度为θ，则
本发明还提供了一种制冷装置，包括上述的制冷剂流量调节机构。
当然，以上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来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种制冷剂流量调节机构，其特征在于，包括：叶片(1)、运动副和驱动部(11)，多个所述叶片(1)沿壳体(2)的轴线的周向依次拼接形成叶片组件，所述叶片组件中的任意相邻两个叶片(1)之间可滑动地设置，所述叶片组件通过所述运动副安装到所述壳体(2)上；
所述叶片组件包括打开状态和关闭状态，所述多个叶片(1)在所述打开状态时共同形成一个过流通道(3)，所述多个叶片(1)在所述关闭状态时封闭所述过流通道(3)；
所述驱动部(11)驱动所述叶片(1)通过所述运动副运动以打开或封闭所述过流通道(3)。
2.根据权利要求1所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述运动副包括滑槽部(4)、及与所述滑槽部(4)配合的导轨(5)，每个所述叶片(1)上均安装有一个所述导轨(5)，所述壳体(2)上安装有多个所述滑槽部(4)，每个所述导轨(5)均与一个所述滑槽部(4)可滑动地连接。
3.根据权利要求2所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述多个滑槽部(4)的轴线相交后形成一个正多边形。
4.根据权利要求1所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述制冷剂流量调节机构还包括传动机构，所述驱动部(11)通过所述传动机构驱动所述叶片(1)运动。
5.根据权利要求4所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，每个所叶片(1)上分别安装有与所述传动机构配合的齿条(6)。
6.根据权利要求5所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述传动机构包括主动齿轮(7)以及用于驱动所述齿条(6)的从动齿轮(8)，所述主动齿轮(7)与所述驱动部(11)的输出端连接，所述主动齿轮(7)与所述从动齿轮(8)啮合。
7.根据权利要求6所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述传动机构还包括调节齿轮(9)，所述调节齿轮(9)固定地安装在所述从动齿轮(8)的端面上，所述调节齿轮(9)与所述齿条(6)啮合。
8.根据权利要求7所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述调节齿轮(9)的直径小于所述从动齿轮(8)的直径。
9.根据权利要求6所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述制冷剂流量调节机构还包括安装到所述壳体(2)开口侧的壳盖(10)，所述从动齿轮(8)与所述壳盖(10)可枢转地连接。
10.根据权利要求1所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，任意相邻两个所述叶片(1)之间通过滑动结构滑动连接。
11.根据权利要求10所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述滑动结构包括设置在该相邻两个所述叶片(1)中的一个叶片(1)上的槽以及设置在该相邻两个所述叶片(1)中的另一个叶片(1)上的凸棱，所述凸棱活动地设置在所述槽中。
12.根据权利要求11所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述凸棱与所述槽配合形成迷宫密封结构。
13.根据权利要求1所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，每个所述叶片(1)包括一个与该每个所述叶片(1)两侧的叶片(1)相接触的夹角部，所述夹角部的角度满足：
α＝360°/Z
其中，α为所述夹角部的角度，Z为所述叶片的个数。
14.根据权利要求1所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述过流通道(3)的最大开口面积为A，则A＝780～9760mm2。
15.根据权利要求6所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述驱动部(11)为电动执行器。
16.根据权利要求15所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述过流通道(3)的开口面积为B，所述电动执行器的转动角度为θ，则
<mrow> <mi>B</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mn>49</mn> <msup> <mi>&amp;pi;</mi> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>&amp;theta;</mi> <mn>2</mn> </msup> <msqrt> <mn>3</mn> </msqrt> </mrow> <mn>1350</mn> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>14</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>+</mo> <mn>450</mn> <msqrt> <mn>3</mn> </msqrt> <mo>.</mo> </mrow>
17.根据权利要求5所述的制冷剂流量调节机构，其特征在于，所述传动机构包括蜗轮(14)和蜗杆(15)，其中，所述驱动部(11)通过所述蜗杆(15)驱动所述蜗轮(14)转动，所述调节齿轮(9)固定地安装在所述蜗轮(14)的端面上，所述调节齿轮(9)与所述齿条(6)啮合。
18.一种制冷装置，其特征在于，包括权利要求1至17中任一项所述的制冷剂流量调节机构。
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