CN109356886A - 离心式压缩机及扩压器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心式压缩机及扩压器装置，扩压器装置包括：压力驱动机构；第一扩压器和第二扩压器；以及活动扩压器，与压力驱动机构连接，且活动设置于第一扩压器和第二扩压器中的一者上，并在压力驱动机构中压力介质的作用下，相对第一扩压器和第二扩压器中另一者的靠近或远离，以调节扩压流道的宽度，防止出现气体流动失速、喘振等不良现象。对于环形的活动扩压器，通过多个沿周向间隔设置的压力驱动机构驱动时，多个压力驱动机构可以相互连接，多个压力驱动机构中的压力介质相互连通，通过流动形的压力介质驱动多个压力驱动机构同步运动，进而在多个点同步驱动活动扩压器移动，保证活动扩压器移动的可靠性。

Description

离心式压缩机及扩压器装置

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及离心式压缩机及扩压器装置。

背景技术

离心式压缩机中气压的提高，是靠叶轮旋转、扩压器扩压而实现的。具体地，在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，且在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。

对于双工况的离心式压缩机，需要在制冷工况及制热工况下均提供系统需要的合适冷量。一般情况下，两种工况冷量相差不大(制热量略大于制冷量)，因此可以共用一套气动设计。但是，在有些情况下，两种工况制冷量需求差异很大(制热量远小于制冷量)，相同的气动设计无法同时满足两种工况最佳冷量运行范围需求，进而容易出现气体流动失速、喘振等不良现象。

一般地，为了通过增大离心式压缩机的可调节范围，得到更宽的工况范围，在叶轮出口处设置可调扩压器，通过驱动可调扩压器运动来改变扩压器流道宽度，从而降低压缩机稳定运行的最小负荷值，拓宽压缩机运行范围，改善小负荷工况叶轮出口气流的流动稳定性。并且，可调扩压器一般为圆环形，需要通过多个凸轮导杆机构进行驱动。但是，多个凸轮导杆机构由于加工及装配等误差，在驱动过程中无法保证多个导杆完全同步移动，很容易产生一部分导杆在移动，另一部分导杆尚未开始移动的情况，可能会导致可调扩压器倾斜、卡死，活动扩压器运行不可靠，进而会造成调节失效，严重威胁离心式压缩机的运行可靠性。

发明内容

基于此，有必要针对活动扩压器运行不可靠的问题，提供一种可靠运行的活动扩压器。

一种扩压器装置，包括：

压力驱动机构；

第一扩压器和第二扩压器，所述第一扩压器和所述第二扩压器相对间隔设置，且所述第一扩压器和所述第二扩压器之间形成与叶轮出口连通的扩压流道；以及

活动扩压器，与所述压力驱动机构连接，且活动设置于所述第一扩压器和所述第二扩压器中的一者上，并在所述压力驱动机构中压力介质的作用下，相对所述第一扩压器和所述第二扩压器中另一者的靠近或远离。

上述扩压器装置中，通过移动活动扩压器调节扩压流道的宽度，进而在制冷工况和制热工况下均提供合适的冷量，防止出现气体流动失速、喘振等不良现象。并且，压力驱动机构通过压力介质向活动扩压器施加推力，压力介质可以对活动扩压器施加与活动扩压器表面垂直的正压力，可以准确地推动环形的活动扩压器沿其轴向移动，可以防止活动扩压器因为受到相对轴线倾斜的推力而倾斜及卡死，提高活动扩压器移动的可靠性及稳定性。同时，对于环形的活动扩压器，通过多个沿周向间隔设置的压力驱动机构驱动时，多个压力驱动机构可以相互连接，多个压力驱动机构中的压力介质相互连通，通过流动形的压力介质驱动多个压力驱动机构同步运动，进而在多个点同步驱动活动扩压器移动，使活动扩压器只沿其轴向移动，在其他方向上位置保持不变，使活动扩压器可以顺畅移动，进一步保证活动扩压器移动的可靠性，进而保证离心式压缩机运行的可靠性。

在其中一个实施例中，所述活动扩压器呈环形，所述压力驱动机构包括多个，多个所述压力驱动机构沿所述活动扩压器的周向间隔分布并均与所述活动扩压器连接，且多个所述压力驱动机构之间通过连接管相互串联或并联。

在其中一个实施例中，所述第一扩压器面向所述第二扩压器的表面开设有凹槽，所述凹槽与所述扩压流道连通，且所述活动扩压器活动设置于所述凹槽内。

在其中一个实施例中，所述活动扩压器包括面向所述第二扩压器的第一倾斜面，所述第一倾斜面沿所述扩压流道中气流流向向靠近所述第二扩压器倾斜。

在其中一个实施例中，所述第一扩压器面向所述第二扩压器的表面包括第二倾斜面，所述第二倾斜面沿所述扩压流道中气流流向向靠近所述第二扩压器倾斜。

在其中一个实施例中，所述活动扩压器移入所述凹槽后，所述第一倾斜面与所述第二倾斜面对接，且所述第一倾斜面和所述第二倾斜面沿同一方向倾斜延伸。

在其中一个实施例中，所述压力驱动机构包括具有收容腔的缸体及活塞，所述活塞的一端可滑动地设于所述收容腔内，所述活塞的另一端伸出所述缸体与所述活动扩压器连接，且所述收容腔内通过改变所述压力介质的容量驱动所述活塞滑动。

在其中一个实施例中，所述压力驱动机构还包括弹性件，所述活塞将所述收容腔分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内允许所述压力介质流入和流出，所述第二腔体内收容所述弹性件，且所述弹性件沿所述活塞的移动方向抵接于所述活塞和所述第二腔体的内壁之间。

在其中一个实施例中，所述活塞包括塞体和杆体，所述塞体可滑动地设于所述收容腔内，所述杆体连接于所述塞体的一侧，且经过所述第二腔体伸出所述缸体并与所述活动扩压器连接；所述弹性件套设于所述杆体外，并抵接于所述塞体与所述第二腔体的内壁上。

在其中一个实施例中，所述压力驱动机构还包括入口电磁阀和出口电磁阀，所述第一腔体具有介质入口和介质出口，所述入口电磁阀设于所述介质入口处，用于控制所述压力介质流入的通断；所述出口电磁阀设于所述介质出口处，用于控制所述压力介质流出的通断。

本发明还提供一种离心式压缩机，包括上述扩压器装置。

附图说明

图1为本发明一实施例中扩压器装置的一个视角的结构示意图；

图2为图1所示扩压器装置另一视角的结构示意图；

图3为图1所示扩压器装置的截面示意图；

图4为图1所示扩压器装置中压力驱动机构的截面示意图；

图5为图1所示扩压器装置中压力驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-3所示，本发明一实施例中，提供一种扩压器装置100，设于离心式压缩机中叶轮210的出口处，用于增大气流压力。并且，扩压器装置100中扩压流道20的宽度可以调节，进而调节离心式压缩机中运行的冷量，使离心式压缩机在制冷工况和制热工况下均能够提供合适的冷量。

扩压器装置100包括压力驱动机构10、第一扩压器32、第二扩压器34及活动扩压器50，第一扩压器32和第二扩压器34相对间隔设置，且第一扩压器32和第二扩压器34之间形成与叶轮210出口连通的扩压流道20，从叶轮210流出的气流进入扩压流道20进行增压。活动扩压器50与压力驱动机构10连接，且活动设置于第一扩压器32和第二扩压器34中的一者上，并在压力驱动机构10中压力介质的作用下，相对第一扩压器32和第二扩压器34中的另一者靠近和远离，以调节扩压流道20的宽度，进而在制冷工况和制热工况下均提供合适的冷量，防止出现气体流动失速、喘振等不良现象。

并且，压力驱动机构10通过压力介质向活动扩压器50施加推力，压力介质可以对活动扩压器50产生与活动扩压器50表面垂直的正压力，可以准确地推动环形的活动扩压器50沿其轴向移动，可以防止活动扩压器50因为受到相对轴线倾斜的推力而倾斜及卡死，提高活动扩压器50移动的可靠性及稳定性。同时，对于环形的活动扩压器50，通过多个沿周向间隔设置的压力驱动机构10驱动时，多个压力驱动机构10可以相互连接，多个压力驱动机构10中的压力介质相互连通，通过流动形的压力介质驱动多个压力驱动机构10同步运动，进而在多个点同步驱动活动扩压器50移动，使活动扩压器50只沿其轴向移动，在其他方向上位置保持不变，使活动扩压器50可以顺畅移动，进一步保证活动扩压器50移动的可靠性，进而保证离心式压缩机运行的可靠性。

具体地，活动扩压器50设于第一扩压器32上，并在压力驱动机构10的驱动下向靠近和远离第二扩压器34的方向移动，以调节扩压流道20的宽度。

如图4所示，压力驱动机构10包括具有收容腔11的缸体12及活塞14，活塞14的一端可滑动地设于收容腔11内，活塞14的另一端伸出缸体12与活动扩压器50连接，收容腔11内通过改变压力介质的容量驱动活塞14滑动，进而可带动活动扩压器50移动。也就是说，在收容腔11内通过压力介质的充入和流出，驱动收容腔11内的活塞14移动，进而通过活塞14带动活动扩压器50移动，并对活塞14施加垂直其表面的压力，使活塞14可以平稳滑动，保证活塞14及活动扩压器50的运行准确性及可靠性。

压力驱动机构10还包括弹性件16，活塞14将收容腔11分隔为第一腔体112和第二腔体114，第一腔体112内允许压力介质流入和流出，第二腔体114内收容弹性件16，且弹性件16沿活塞14的移动方向抵接于活塞14和第二腔体114的内壁之间。当第一腔体112内有压力介质流入时，第一腔体112的体积在压力介质的作用下变大，同时活塞14向第二腔体114的一侧移动，第二腔体114的体积被压缩，同时第二腔体114内位于活塞14移动路径上的弹性件16也被压缩。当第一腔体112内的压力介质流出时，被压缩的弹性件16受到的挤压力减小，弹性件16恢复形变，带动活塞14向靠近第一腔体112的一侧移动，同时使第一腔体112的体积减小。如此，通过在第一腔体112内充入和排出压力介质，便可控制活塞14向第二腔体114的一侧和第一腔体112的一侧移动，进而可带动活动扩压器50向靠近和远离第二扩压器34的方向移动，以改变扩压流道20的宽度。

具体地，活塞14包括塞体141和杆体143，塞体141可滑动地设于收容腔11内，杆体143连接于塞体141的一侧，且经过第二腔体114伸出缸体12并与活动扩压器50连接，以通过杆体143驱动活动扩压器50移动；并且，弹性件16套设于杆体143外，并抵接于塞体141和第二腔体114的内壁上，同时通过杆体143安装弹性件16。可选地，塞体141与收容腔11的内壁之间设置有密封件，密封塞体141，防止塞体141一侧第一腔体112内的压力介质流向第一腔体112，进而进入扩压流道20与冷媒发生混合，影响冷媒的正常工作。

如图5所示，压力驱动机构10还包括入口电磁阀17和出口电磁阀18，第一腔体112具有介质入口和介质出口，入口电磁阀17设于介质入口处，用于控制压力介质流入的通断；出口电磁阀18设于介质出口处，用于控制压力介质流出的通断。在调节压力介质的过程中，通过对入口电磁阀17和出口电磁阀18通断电，灵活控制压力介质的流入和流出。

如图1-2所示，进一步地，活动扩压器50呈环形，压力驱动机构10包括多个，多个压力驱动机构10沿活动扩压器50的周向间隔设置并均与活动扩压器50连接，且多个压力驱动机构10之间通过连接管相互串联或并联，以通过多个压力驱动机构10从多个点同步驱动活动扩压器50移动，保证驱动过程平稳可靠。

如图3所示，具体地，第一扩压器32面向第二扩压器34的表面开设有凹槽33，凹槽33与扩压流道20连通，且活动扩压器50活动设置于凹槽33内，通过凹槽33收容活动扩压器50。可选地，凹槽33的形状与活动扩压器50的形状相匹配，设置为环形。

进一步地，活动扩压器50包括面向第二扩压器34的第一倾斜面52，第一倾斜面52沿扩压流道20中气流流向向靠近第二扩压器34倾斜，以在气流流向上形成截面逐渐减小的流道，以收敛聚集刚从叶轮210排出的气体，使气体扩压。

更进一步地，第一扩压器32面向第二扩压器34的表面包括第二倾斜面31，第二倾斜面31沿扩压流道20中气流流向向靠近第二扩压器34倾斜，以进一步在气流流向上形成截面逐渐减小的流道，进一步扩大气体压力。

可选地，活动扩压器50移入凹槽33后，第一倾斜面52和第二倾斜面31对接，且第一倾斜面52和第二倾斜面31沿同一方向倾斜延伸，使第一倾斜面52和第二倾斜面31平滑对接过渡，完成平滑扩压。

本发明一实施例中，还提供一种离心式压缩机，包括上述扩压器装置100。通过在离心式压缩机叶轮210出口处设置活动扩压器50，根据工况调节扩压流道20的宽度，实现离心式压缩机不同工况下的可靠运行。尤其对于不同工况件冷量相差很大的情况，在每种工况下是离心式压缩机运行点都可调节至最佳设计点附近，保证运行效率，且增大离心式压缩机小负荷的运行范围，减小失速、喘振等现象。

具体地，多个压力驱动机构10沿环形的活动扩压器50的周向间隔设置，然后通过入口电磁阀17和出口电磁阀18，控制压力驱动机构10中压力介质的流入及流出，进而控制活动扩压器50的移动。

当离心式压缩机在大负荷工况下运行时，进口电磁阀关闭，出口电磁阀18打开，第一腔体112内压力很低，活塞14在弹性件16的作用下保持在最右端，从而与活塞14连接的活动扩压器50移动至凹槽33的最右侧。此时，叶轮210出口的扩压流道20处于最宽状态，叶轮210可发挥最大能力做功。

当离心式压缩机在小负荷工况下运行时，若扩压流道20仍保持在最宽状态，叶轮210出口的冷媒可能由于速度不足出现失速、喘振等现象，从而导致离心式压缩机停机。所以，此时需要关闭出口电磁阀18，打开入口电磁阀17，压力介质进入第一腔体112，使第一腔体112内压力增大，进而压缩弹性件16是活塞14向左移动，带动扩压器向左移动，将叶轮210出口的扩压流道20变窄，叶轮210出口冷媒的流速提高，有效避免喘振，大大降低离心式压缩机的最小负荷值，扩大运行范围。

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)

1.一种扩压器装置(100)，其特征在于，包括：

压力驱动机构(10)；

第一扩压器(32)和第二扩压器(34)，所述第一扩压器(32)和所述第二扩压器(34)相对间隔设置，且所述第一扩压器(32)和所述第二扩压器(34)之间形成与叶轮(210)出口连通的扩压流道(20)；以及

活动扩压器(50)，与所述压力驱动机构(10)连接，且活动设置于所述第一扩压器(32)和所述第二扩压器(34)中的一者上，并在所述压力驱动机构(10)中压力介质的作用下，相对所述第一扩压器(32)和所述第二扩压器(34)中另一者的靠近或远离。

2.根据权利要求1所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述活动扩压器(50)呈环形，所述压力驱动机构(10)包括多个，多个所述压力驱动机构(10)沿所述活动扩压器(50)的周向间隔分布并均与所述活动扩压器(50)连接，且多个所述压力驱动机构(10)之间通过连接管相互串联或并联。

3.根据权利要求1所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述第一扩压器(32)面向所述第二扩压器(34)的表面开设有凹槽(33)，所述凹槽(33)与所述扩压流道(20)连通，且所述活动扩压器(50)活动设置于所述凹槽(33)内。

4.根据权利要求3所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述活动扩压器(50)包括面向所述第二扩压器(34)的第一倾斜面(52)，所述第一倾斜面(52)沿所述扩压流道(20)中气流流向向靠近所述第二扩压器(34)倾斜。

5.根据权利要求4所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述第一扩压器(32)面向所述第二扩压器(34)的表面包括第二倾斜面(31)，所述第二倾斜面(31)沿所述扩压流道(20)中气流流向向靠近所述第二扩压器(34)倾斜。

6.根据权利要求5所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述活动扩压器(50)移入所述凹槽(33)后，所述第一倾斜面(52)与所述第二倾斜面(31)对接，且所述第一倾斜面(52)和所述第二倾斜面(31)沿同一方向倾斜延伸。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述压力驱动机构(10)包括具有收容腔(11)的缸体(12)及活塞(14)，所述活塞(14)的一端可滑动地设于所述收容腔(11)内，所述活塞(14)的另一端伸出所述缸体(12)与所述活动扩压器(50)连接，且所述收容腔(11)内通过改变所述压力介质的容量驱动所述活塞(14)滑动。

8.根据权利要求7所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述压力驱动机构(10)还包括弹性件(16)，所述活塞(14)将所述收容腔(11)分隔为第一腔体(112)和第二腔体(114)，所述第一腔体(112)内允许所述压力介质流入和流出，所述第二腔体(114)内收容所述弹性件(16)，且所述弹性件(16)沿所述活塞(14)的移动方向抵接于所述活塞(14)和所述第二腔体(114)的内壁之间。

9.根据权利要求8所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述活塞(14)包括塞体(141)和杆体(143)，所述塞体(141)可滑动地设于所述收容腔(11)内，所述杆体(143)连接于所述塞体(141)的一侧，且经过所述第二腔体(114)伸出所述缸体(12)并与所述活动扩压器(50)连接；所述弹性件(16)套设于所述杆体(143)外，并抵接于所述塞体(141)与所述第二腔体(114)的内壁上。

10.根据权利要求8所述的扩压器装置(100)，其特征在于，所述压力驱动机构(10)还包括入口电磁阀(17)和出口电磁阀(18)，所述第一腔体(112)具有介质入口和介质出口，所述入口电磁阀(17)设于所述介质入口处，用于控制所述压力介质流入的通断；所述出口电磁阀(18)设于所述介质出口处，用于控制所述压力介质流出的通断。

11.一种离心式压缩机，包括上述权利要求1-10任意一项所述的扩压器装置(100)。