CN108661906B - 滑阀、滑阀调节机构及螺杆压缩机 - Google Patents

滑阀、滑阀调节机构及螺杆压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及螺杆压缩机技术领域，特别是涉及一种滑阀、滑阀调节机构及螺杆压缩机。滑阀包括静滑阀和动滑阀，静滑阀用于固定安装于滑阀腔，静滑阀设有轴向贯穿的阀孔，静滑阀的侧壁还设有多个与阀孔连通的旁通孔，静滑阀的一端侧壁还设有排气口；动滑阀包括阀体，阀体滑设于阀孔内，静滑阀与动滑阀之间设有限位结构，限位结构用于限定阀体沿阀孔朝排气口滑动的极限位置，当阀体朝排气口运动至极限位置时，阀体打开所有的旁通孔，当阀体朝远离排气口的方向运动时，阀体依次关闭所有的旁通孔。该滑阀可避免出现滑阀与螺杆转子以及滑阀腔之间的擦伤现象。缩小滑阀和与其配合的零件之间的间隙，减小泄漏，提高压缩机能效。

Description

滑阀、滑阀调节机构及螺杆压缩机
技术领域
本发明涉及螺杆压缩机技术领域，特别是涉及一种滑阀、滑阀调节机构及螺杆压缩机。
背景技术
螺杆压缩机的容量调节通常利用容量调节滑阀来完成。具体地，滑阀安装在螺杆压缩机机体的滑阀腔内，且滑阀位于阴、阳转子两圆的交点处。滑阀能够沿压缩机机体的轴向来回往复滑动。随着滑阀的滑动，滑阀和压缩机的壳体分离，有些气体便会通过开口处旁通掉，从而达到容量调节的目的。
但是，滑阀在反复运动过程中，由于压缩排气气流脉动的影响，滑阀与阴、阳转子间、以及滑阀与机体滑阀腔间均有发生擦伤的风险。为了避免出现擦伤问题，通常采用放大滑阀与阴、阳转子之间，以及滑阀与滑阀腔之间的间隙的结构设计。由此也会导致气体易泄露的问题，使得压缩机能效下降。
发明内容
基于此，有必要针对滑阀易擦伤的问题，提供一种滑阀、滑阀调节机构和螺杆压缩机。
一种滑阀，包括：静滑阀和动滑阀，静滑阀用于固定安装于滑阀腔，静滑阀设有轴向贯穿的阀孔，静滑阀的侧壁还设有多个与阀孔连通的旁通孔，静滑阀的一端侧壁还设有排气口；
动滑阀包括阀体，阀体滑设于阀孔内，静滑阀与动滑阀之间设有限位结构，限位结构用于限定阀体沿阀孔朝排气口滑动的极限位置，当阀体朝排气口运动至极限位置时，阀体打开所有的旁通孔，当阀体朝远离排气口的方向运动时，阀体依次关闭所有的旁通孔。
在其中一个实施例中，限位结构包括凸起，凸起设置于静滑阀的侧壁，凸起沿静滑阀的径向突出于阀孔的孔壁，凸起能够与阀体靠近排气口的一端抵接。
在其中一个实施例中，排气口为开设于静滑阀的外侧壁的直角槽，排气口与阀孔相互隔绝。
在其中一个实施例中，动滑阀还包括连接部，连接部与阀体的远离排气口的一端连接，连接部用于与活塞组件连接。
在其中一个实施例中，动滑阀还包括导向部,导向部与阀体远离连接部的一端连接，静滑阀的一端还设有用于穿设导向部的导向孔。
在其中一个实施例中，限位结构设置于静滑阀的靠近排气口的一端，导向孔开设于限位结构。
在其中一个实施例中，沿静滑阀的轴向，导向部的长度与阀体的长度之和，大于或等于导向孔的长度与阀孔的长度之和。
在其中一个实施例中，沿静滑阀的轴向，阀体的长度大于多个旁通孔的长度。
在其中一个实施例中，沿静滑阀的轴向，阀体的长度与多个旁通孔的长度之和小于阀孔的长度。
一种滑阀调节机构，包括滑阀和活塞组件，所述滑阀为以上任一方案的滑阀，阀体与活塞组件连接。
一种螺杆压缩机，包括机体，机体设有滑阀腔，还包括上述方案的滑阀调节机构，静滑阀固定安装在滑阀腔内。
本发明的有益效果包括：
通过将滑阀设计为包括动滑阀和静滑阀的结构，静滑阀用于固定安装在滑阀孔内。动滑阀可在静滑阀的阀孔内做往复运动，以实现压缩机容量调节的目的。由于静滑阀不动，动滑阀不会直接与压缩机转子及滑阀腔接触，因此可避免出现滑阀与螺杆转子以及滑阀腔之间的擦伤现象。并且设计时有利于将静滑阀与转子之间的间隙，以及滑阀与滑阀腔之间的间隙控制在较小范围内，从而提高压缩机的密封性，提高压缩机能效。此外，通过限位结构限定阀体沿阀孔滑动的距离，可保证动滑阀的定位，利于压缩机的小型化设计，利于压缩机低负荷启动。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的滑阀的结构示意图；
图2为图1所示结构的A-A剖视示意图；
图3为图1所示结构中静滑阀的结构示意图；
图4为图1所示结构中动滑阀的结构示意图；
图5为图1所示的滑阀应用于压缩机的容量调节的状态示意图一；
图6为图1所示的滑阀应用于压缩机的容量调节的状态示意图二；
图7为图1所示的滑阀应用于压缩机的容量调节的状态示意图三。
其中：
10-滑阀；
20-活塞组件；
30-机体；
100-静滑阀；
110-阀孔；120-旁通孔；
130-排气口；140-导向孔；
200-动滑阀；
210-阀体；220-连接部；230-导向部；
300-限位结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的滑阀、滑阀调节机构及螺杆压缩机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
请参见图1至图4所示，本发明一实施例提供的滑阀10，包括：静滑阀100和动滑阀200，静滑阀100用于固定安装于滑阀腔，静滑阀100设有轴向贯穿的阀孔110，静滑阀100的侧壁还设有多个与阀孔110连通的旁通孔120，静滑阀100的一端侧壁还设有排气口130。
动滑阀200包括阀体210，阀体210滑设于阀孔110内，静滑阀100与动滑阀200之间设有限位结构300，限位结构300用于限定阀体210沿阀孔110朝排气口130滑动的极限位置。当阀体210朝排气口130运动至极限位置时，阀体210打开所有的旁通孔120，当阀体210朝远离排气口130的方向运动时，阀体210依次关闭所有的旁通孔120。
静滑阀100用于固定安装于压缩机机体30的滑阀腔内，静滑阀100用于与压缩机转子配合，起到密封作用，可保证压缩机的密封性。动滑阀200是运动部件，动滑阀200的阀体210可在静滑阀100的阀孔110内做往复运动，能够实现压缩机的容量调节目的。由于静滑阀100不动，动滑阀200没有直接和压缩机转子及滑阀腔接触，因此能够彻底解决滑阀10和转子及滑阀腔之间擦伤的问题，提高压缩机的可靠性。并且在设计滑阀10与转子及滑阀腔配合时，可以将静滑阀100与转子之间的间隙，以及静滑阀100与滑阀腔之间的间隙控制在较小范围内，从而提高压缩机的密封性，提高压缩机能效。
此外，通过限位结构300限定阀体210沿阀孔110滑动的极限位置，即限定阀体210沿阀孔110滑动的距离，可保证动滑阀200的定位，避免阀体210滑出阀孔110。参见图5，滑阀10具体使用于压缩机时，阀体210的一端与活塞组件20连接配合，且阀体210通过限位结构300进行限位，阀体210的行程受限于限位结构300及活塞组件20结构，有利于压缩机的小型化设计。
限位结构300用于限定阀体210沿阀孔110朝排气口130滑动的极限位置。可以理解，该极限位置指的是阀体210朝排气口130的方向运动至不能继续朝排气口130运动的位置。当阀体210朝排气口130运动至极限位置时，阀体210打开所有的旁通孔120，此时也是压缩机最小负荷启动的位置。图5所示为压缩机最小负荷状态。如此一来，可通过调节上述极限位置来改变压缩机最小负荷启动的位置，利于实现压缩机的低负荷启动。例如图5所示，限位结构300为能够与阀体210靠近排气口130的一端抵接的结构，在不加长滑阀10结构长度的前提下，将限位结构300的与阀体210抵接的端面(上述极限位置)向左移动一定距离，阀体210相应地可向左运动更多的距离，由此可相应增加旁通孔120的旁通面积，使得压缩机的最小负荷值变得更小，利于压缩机在更低的负荷启动。
随着压缩机的加载，阀体210朝远离排气口130的方向运动，阀体210依次关闭所有的旁通孔120。图6示出了压缩机处于中间状态，此时阀体210关闭部分的旁通孔120。图7示出了压缩机处于满负荷状态。此时阀体210关闭所有的旁通孔120，压缩机为满负荷状态。由此，阀体210在阀孔110中往复移动，可实现压缩机以不同的负荷运行，实现容量调节。
参见图2、图5至图7，作为一种可实施的方式，排气口130为开设于静滑阀100的外侧壁的直角槽，排气口130与阀孔110相互隔绝。排气口130设置于静滑阀100的外侧壁，由于静滑阀100是固定不动的，因此排气口130的位置也是固定不动的。且排气口130与阀孔110相互隔绝，即两者之间相互不连通，因此在动滑阀200相对于静滑阀100往复运动的过程中，排气口130的大小也不会发生变化。因此压缩机能够按照固定位置且恒定大小的排气口130进行排气，可利于压缩机在负荷调节过程中内压比的恒定，解决过压缩问题。
参见图1和图2，在一个实施例中，沿静滑阀100的轴向，阀体210的长度大于多个旁通孔120的长度。如此设计，可保证压缩机在满负荷状态下，阀体210能够将所有的旁通孔120完全密封，避免出现泄露问题。可以理解，阀体210的长度只需稍微大于多个旁通孔120的长度即可，以减轻滑阀的重量。可选择地，阀孔110可以是圆形孔，阀体210的横截面为圆形。
参见图1和图2，在一个实施例中，沿静滑阀100的轴向，阀体210的长度与多个旁通孔120的长度之和小于阀孔110的长度。如此设计，可保证压缩机在最小负荷状态下，即阀体210朝排气口130运动至极限位置时，阀体210不会与任意一个旁通孔120有任何接触。由此保证所有的旁通孔120均为打开的状态，使得通过滑阀旁通设计的最小负荷与压缩机实际的最小负荷一致。否则，假设在压缩机的最小负荷状态时，阀体210与某一个旁通孔120接触，则理论上通过滑阀旁通设计的最小负荷并非压缩机实际的最小负荷。由于旁通孔120并未完全打开，因此通过滑阀旁通设计的最小负荷要偏大一些。
限位结构300的结构形式可以有多种。作为一种可实施的方式，限位结构300包括凸起，凸起设置于静滑阀100的侧壁，凸起沿静滑阀100的径向突出于阀孔110的孔壁，凸起能够与阀体210靠近排气口130的一端抵接。通过设置静滑阀100上的凸起对阀体210进行限位，结构简单，易于实现，且无需增加其它额外零部件，利于结构的简化。可以理解，如图2所示，凸起可以呈环形，环形的凸起设置于静滑阀100的一端侧壁。或者凸起可以为两个及以上多个，两个及以上多个凸起可沿阀孔110的周向均匀分布于静滑阀100的一端侧壁。在其他实施例中，限位结构300还可以是挡板，挡板设置于静滑阀100的一端，挡板可以是部分地盖住阀孔110，只要使阀体210不能自阀体210中滑出即可。
又或者，在一些实施例中，限位结构300可以是设置于动滑阀200上的挡环，挡环套设于动滑阀200的远离排气口130的一端。挡环能够与静滑阀100远离排气口130的一端抵接，以限定阀体210朝排气口130运动的距离。阀体210朝排气口130运动至极限位置时，挡环与静滑阀100远离排气口130的一端抵接。
作为一种可实施的方式，动滑阀200还包括连接部220，连接部220与阀体210的远离排气口130的一端连接，连接部220用于与活塞组件20连接。可以理解，连接部220可以是杆状结构，或者板状结构等等。通过设置连接部220，可便于与活塞组件20连接，还可对阀体210的运动起到导向作用，提高阀体210运动的平稳性。此外，如上述的，阀体210的行程受限于限位结构300及活塞组件20结构。连接部220与阀体210的远离排气口130的一端连接，连接部220连接阀体210和活塞组件20，在动滑阀200往复运动的过程中，连接部220的部分运动是位于阀孔210的行程范围内的。由此可缩小压缩机的轴向体积，利于压缩机的小型化设计。
参见图2和图4，作为一种可实施的方式，动滑阀200还包括导向部230，导向部230与阀体210远离连接部220的一端连接，静滑阀100的一端还设有用于穿设导向部230的导向孔140。可以理解，导向部230可以是杆状结构，或者板状结构等等。通过设置导向部230，能够对阀体210的滑动起到导向的作用，导向部230与连接部220分别位于阀体210的两端，使得阀体210能够在阀孔110中平稳运动，提升可靠性。
可以理解，导向孔140用于穿设导向部230，以对阀体210的滑动起导向作用，导向孔140的横截面形状应当与导向部230的横截面形状适配。导向孔140可以是圆形孔，导向部230的横截面为圆形。
在一个实施例中，限位结构300设置于静滑阀100的靠近排气口130的一端，导向孔140开设于限位结构300。本实施例中，导向孔140与限位结构300集成于静滑阀100的同一个结构上。例如图2所示，静滑阀100的一端端面中心开设有用于穿设导向部230的导向孔140，该导向孔140的横截面积小于阀孔110的横截面积。静滑阀100的该端面除开导向孔140的部分即为能够限定阀体210滑动极限位置的限位结构300。该种设计，极大地简化了滑阀10的结构。本实施例中的静滑阀100不仅具有限定阀体210朝排气口130一侧滑动的极限位置的作用，还能够对阀体210的滑动起到导向作用。
在一个实施例中，沿静滑阀100的轴向，导向部230的长度与阀体210的长度之和，大于或等于导向孔140的长度与阀孔110的长度之和。通过如此设计，可以保证在压缩机满负荷状态时，导向部230的端部能够与静滑阀100的端部平齐。或者导向部230的端部能够稍微突出于静滑阀100的端部。因此可以保证导向部230能够始终在导向孔140中，以对阀体210的运动起到导向作用。
参见图5，本发明一实施例还提供了一种滑阀调节机构，包括滑阀和活塞组件20。滑阀为以上任一实施例的滑阀10，阀体210与活塞组件20连接。由于滑阀10具有上述的有益效果，滑阀调节机构也具有相应的有益效果，在此不再赘述。
参见图5至图7，本发明一实施例还提供了一种螺杆压缩机，包括机体30，机体30设有滑阀腔，螺杆压缩机还包括上述实施例的滑阀调节机构，静滑阀100固定安装在滑阀腔内。螺杆压缩机可以是单螺杆压缩机，也可以是双螺杆压缩机。
以双螺杆压缩机为例，机体30设有滑阀腔，用于固定安装静滑阀100。机体30还设有阳转子腔和阴转子腔，阳转子腔内转动设置有阳转子，阴转子腔内转动设置有阴转子。静滑阀100位于阴、阳转子两圆的交点处。可以理解，静滑阀100分别具有与滑阀腔配合的表面，与阳转子配合的表面，以及与阴转子配合的表面。静滑阀100上的多个旁通孔120，可根据需要设置于静滑阀100与阳转子配合的表面，和/或静滑阀100与与阴转子配合的表面。而旁通孔120的形状和排布形式可根据需要进行设计。
静滑阀100固定安装于滑阀腔的形式可以有多种。例如，利用滑阀定位键一端插入静滑阀100，另一端插入滑阀腔的腔壁，使得静滑阀100固定，保证静滑阀100沿轴向和周向均不能运动。静滑阀100固定安装于滑阀腔之后，将动滑阀200安装于静滑阀100的阀孔110内，且将阀体210与活塞组件20连接，形成滑阀调节机构。
如图5所示，为压缩机开机运行前滑阀调节机构的初始位置。阀体210位于靠近排气口130的极限位置，阀体210和所有旁通孔120均未接触，滑阀10处于完全旁通状态。旁通段长度为L1，即压缩机为最小负荷状态，此时螺杆转子有效压缩长度为L2。如图6所示，压缩机开机加载，阀体210向右运动到图示状态，阀体210和旁通孔120已部分接触，使得旁通段L1减小。对应增大了螺杆转子有效压缩长度，从L2增大至L3，即压缩机处于中间负荷状态。如图7所示，压缩机加载至满载，阀体210和旁通孔120已全部接触，旁通段L1＝0，滑阀完全密封。此时螺杆转子有效压缩长度增大至L4(即为螺杆转子长度)，压缩机为满负荷状态。
整个容量调节过程，静滑阀100均未动作，进而保证了压缩机无论在哪个负荷下，均能通过排气口130正常排气，不会出现过压缩现象。同时，可避免压缩机在运行过程中螺杆转子与滑阀10之间、滑阀10与滑阀腔之间的擦伤问题，保证压缩机运行可靠性。同时，可缩小滑阀10和与其配合的零件之间的间隙，减小泄露，提高压缩机能效。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种滑阀，其特征在于，包括：静滑阀(100)和动滑阀(200)，所述静滑阀(100)用于固定安装于滑阀腔，所述静滑阀(100)设有轴向贯穿的阀孔(110)，所述静滑阀(100)的侧壁还设有多个与所述阀孔(110)连通的旁通孔(120)，所述静滑阀(100)的一端侧壁还设有排气口(130)；
所述动滑阀(200)包括阀体(210)，所述阀体(210)滑设于所述阀孔(110)内，所述静滑阀(100)与所述动滑阀(200)之间设有限位结构(300)，所述限位结构(300)用于限定所述阀体(210)沿所述阀孔(110)朝所述排气口(130)滑动的极限位置，当所述阀体(210)朝所述排气口(130)运动至所述极限位置时，所述阀体(210)打开所有的所述旁通孔(120)，当所述阀体(210)朝远离所述排气口(130)的方向运动时，所述阀体(210)依次关闭所有的所述旁通孔(120)。
2.根据权利要求1所述的滑阀，其特征在于，所述限位结构(300)包括凸起，所述凸起设置于所述静滑阀(100)的侧壁，所述凸起沿所述静滑阀(100)的径向突出于所述阀孔(110)的孔壁，所述凸起能够与所述阀体(210)靠近所述排气口(130)的一端抵接。
3.根据权利要求1所述的滑阀，其特征在于，所述排气口(130)为开设于所述静滑阀(100)的外侧壁的直角槽，所述排气口(130)与所述阀孔(110)相互隔绝。
4.根据权利要求1所述的滑阀，其特征在于，所述动滑阀(200)还包括连接部(220)，所述连接部(220)与所述阀体(210)的远离所述排气口(130)的一端连接，所述连接部(220)用于与活塞组件(20)连接。
5.根据权利要求4所述的滑阀，其特征在于，所述动滑阀(200)还包括导向部(230),所述导向部(230)与所述阀体(210)远离所述连接部(220)的一端连接，所述静滑阀(100)的一端还设有用于穿设所述导向部(230)的导向孔(140)。
6.根据权利要求5所述的滑阀，其特征在于，所述限位结构(300)设置于所述静滑阀(100)的靠近所述排气口(130)的一端，所述导向孔(140)开设于所述限位结构(300)。
7.根据权利要求5所述的滑阀，其特征在于，沿所述静滑阀(100)的轴向，所述导向部(230)的长度与所述阀体(210)的长度之和，大于或等于所述导向孔(140)的长度与所述阀孔(110)的长度之和。
8.根据权利要求1-7任一项所述的滑阀，其特征在于，沿所述静滑阀(100)的轴向，所述阀体(210)的长度大于所述多个旁通孔(120)的长度。
9.根据权利要求1-7任一项所述的滑阀，其特征在于，沿所述静滑阀(100)的轴向，所述阀体(210)的长度与所述多个旁通孔(120)的长度之和小于所述阀孔(110)的长度。
10.一种滑阀调节机构，包括滑阀和活塞组件(20)，其特征在于，所述滑阀为如权利要求1-9任一项所述的滑阀(10)，所述阀体(210)与所述活塞组件(20)连接。
11.一种螺杆压缩机，包括机体(30)，所述机体(30)设有滑阀腔，其特征在于，还包括如权利要求10所述的滑阀调节机构，所述静滑阀(100)固定安装在所述滑阀腔内。
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