CN111927818B - 一种进气调节机构及使用其的涡轮增压器压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种进气调节机构，包括壳体、调节元件和电磁驱动组件，所述壳体内设有进气腔，所述进气腔呈喇叭口状，所述壳体沿壳体轴向延伸有安装部，所述安装部内设有进气通道，所述电磁驱动组件设于所述安装部内腔，所述调节元件呈与所述进气腔相配的中空的圆台状；在第一调节状态下，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述进气腔内，空气从进气通道经由调节元件中空内腔到达所述压缩机叶轮进气口；在第二调节状态下，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述安装部内腔以实现对进气通道的导流。本发明提供一种进气调节机构，能够调节压缩机气流流速，使得压缩机能够满足实际需求。本发明还公开了一种使用该进气调节机构的涡轮增压器压缩机。

Description

一种进气调节机构及使用其的涡轮增压器压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种进气调节机构及使用其的涡轮增压器压缩机。
背景技术
空气压缩机是一种用以压缩气体的设备，空气压缩机主体运转后吸入空气并进行压缩，压缩后的空气经过油气分离器，为用户提供压缩空气，当用户需要的压缩空气量减少时，则空气压缩机主体的进气量减少，从而减少提供的压缩空气；当用户又需要大量的压缩空气时，此时进气量增大，从而提高压缩空气的提供量。
现有技术中的压缩机无法根据实际需求调整进气口的大小，这也就导致了该压缩机无法根据实际工作需求调整进气口的气流流速以及喘振边界情况。
发明内容
针对现有技术的不足和缺陷，提供一种进气调节机构及使用其的涡轮增压器压缩机，能够调节压缩机的气流流速，使得压缩机能够满足实际需求。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案。
一种进气调节机构，包括壳体、调节元件和用于驱动所述调节元件的电磁驱动组件，所述壳体内对应压缩机叶轮进气口的位置处设有进气腔，所述进气腔呈喇叭口状，所述壳体沿壳体轴向延伸有安装部，所述安装部内设有安装部内腔和进气通道，所述电磁驱动组件设于所述安装部内腔，所述调节元件呈与所述进气腔相配的中空的圆台状；在第一调节状态下，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述进气腔内，空气从进气通道经由调节元件中空内腔到达所述压缩机叶轮进气口；在第二调节状态下，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述安装部内腔以实现对进气通道的导流。
本发明的有益效果为：本发明的进气调节机构，通过电磁驱动组件带动所述调节元件移动，在第一调节状态下，所述调节元件移动进气腔内时，空气从进气通道经由调节元件中空内腔到达所述压缩机叶轮进气口，此时由于调节元件的存在，压缩机叶轮进气口处进气面积减小，使得进气口处气流流速增加，喘振边界向更小流量和更高压比偏移，小流量下效率提升，压比提升；在第二调节状态下，所述调节元件移动安装部内腔内时，调节元件与进气腔分离，同时调节元件对进气通道进行导流，压缩机叶轮进气口处进气面积增大，使得压缩机叶轮进气口处的进气流量大，性能更大，相对于第二调节状态而言，在第一调节状态下，压缩机叶轮进气口处进气面积减小约20%，气流流速增加10%；喘振裕度增加12%；且本发明的进气腔呈喇叭口状，调节元件呈与进气腔相配的中空的圆台状，在电磁驱动组件驱动下两者之间的配合可自我居中，不易发生偏移，且控制方便，相对于气缸或电机等直接驱动的驱动结构而言，本申请中的通过电磁驱动组件进行驱动的方式，结构更加简单，不存在与调节元件直接接触的传动结构，装配方便，仍能适配压缩机现有的安装使用环境。
作为本发明的一种改进，所述电磁驱动组件包括固定设置于所述安装部内腔的电磁结构和设置于所述调节元件端部的永磁体， 所述电磁结构通电时产生磁场，当所述电磁结构的通电电流方向改变时，所述电磁结构产生的磁场方向发生改变，使得所述电磁结构与所述永磁体产生吸力或斥力，在第一调节状态下，所述电磁结构与所述永磁体之间产生斥力时，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述进气腔内， 在第二调节状态下，所述电磁结构与所述永磁体之间产生吸力时，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述安装部内腔。通过上述改进，通过切换通入电磁结构的电流方向，便能控制调节元件的移动方向，以实现调节进气口的目的，控制方便，相对于气缸或电机等直接驱动的驱动结构而言，本申请中的通过电流切换进行驱动的方式，结构更加简单，不存在与调节元件直接接触的传动结构，装配方便，而且驱动元件和调节元件直接设置于安装部内腔内，占用空间小，不会在壳体外设置任何部件，仍能适配压缩机现有的安装使用环境。
作为本发明的一种改进，所述进气通道包括位于中心的主进气通道和沿主进气通道外围周向设置的补充进气通道，在第一调节状态下，所述调节元件移动至进气腔内，所述主进气通道和所述补充进气通道通过调节元件中空内腔与所述压缩机叶轮进气口处连通；在第二调节状态下，所述调节元件移动至安装部内腔，所述调节元件的外周与所述安装部内壁之间构成整流通道，经所述主进气通道和所述的补充进气通道的空气分别通过所述调节元件中空内腔及所述整流通道一并汇集至进气腔。通过上述改进，能够调节压缩机叶轮进气口处进气面积，可以根据需求选择不同的调节状态。
作为本发明的一种改进，所述安装部内腔内轴向安装有导轨，所述调节元件上安装有与所述导轨配合的滚轮，当所述驱动元件驱动所述调节元件沿所述安装部内腔内移动时，所述滚轮沿所述导轨移动。通过上述改进，使得调节元件移动更加稳定。
作为本发明的一种改进，所述安装部内腔内平行安装有两条导轨，所述调节元件上下两侧均安装有滚轮。
作为本发明的一种改进，所述调节元件向外凸出形成有与所述进气腔的外缘相配合的密封挡块，当所述调节元件移动至进气腔内时，所述密封挡块与所述进气腔的外缘相贴合。
作为本发明的一种改进，所述进气腔的外缘上设有与所述密封挡块配合的密封圈。
作为本发明的一种改进，所述壳体与所述安装部为一体成型结构。
一种涡轮增压器压缩机，包括所述的进气调节机构。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的整体结构另一角度示意图。
图3是本发明的剖视示意图（第一调节状态下）。
图4是本发明的剖视示意图（第二调节状态下）。
图5是本发明的去除壳体后内部结构示意图。
图中，1、壳体；1.1、进气腔；1.2、压缩机叶轮进气口；2、安装部；2.1、安装部内腔；3、调节元件；3.1、永磁体；3.2、调节元件中空内腔；3.3、整流通道；3.4、密封挡块；4、电磁结构；4.1、主进气通道；4.2、补充进气通道；5、导轨；6、滚轮。
具体实施方式
结合附图对本发明进一步阐释。
参见图1至图5所示的一种进气调节机构，包括壳体1、调节元件3和用于驱动所述调节元件3的电磁驱动组件，所述壳体1内对应压缩机叶轮进气口1.2的位置处设有进气腔1.1，所述进气腔1.1呈喇叭口状，所述壳体1沿壳体轴向延伸有安装部2，所述安装部2具有安装部内腔2.1，安装部2与所述壳体1为一体成型结构，进气腔1.1的横截面积沿轴向朝安装部2处逐渐增大。
所述电磁驱动组件设于所述安装部内腔2.1处，所述调节元件3呈与所述进气腔1.1相配的中空的圆台状，所述调节元件3具有调节元件中空内腔3.2，所述电磁驱动组件包括固定设置于所述安装部内腔2.1的电磁结构4和设置于所述调节元件3端部的永磁体3.1，本实施例中，电磁结构4包括容纳盒和设置于容纳盒内的电磁铁模组，容纳盒固定设置于安装部内腔2.1的开口端，所述电磁结构4通过通电能够产生磁场，永磁体3.1为永磁钢片，调节元件3一端形成安装槽，所述永磁体3.1固定设置于安装槽内，因此永磁体3.1的磁场方向为固定设置。
所述电磁结构4通电时产生磁场，当所述电磁结构4的通电电流方向改变时，所述电磁结构4产生的磁场方向发生改变，使得所述电磁结构4与所述永磁体3.1产生吸力或斥力，就本实施例而言，永磁体3.1的N极朝向安装部2处，永磁体3.1的S极朝向壳体1处，当所述电磁结构4通入正向电流时，此时电磁结构4产生磁场，电磁结构4的磁场的N极正对永磁体3.1的N极，相互产生推斥力，从而推动所述调节元件3沿壳体轴向移动至所述进气腔1.1内；当所述电磁结构4通入反向电流时，此时电磁结构4的磁场方向发生改变，电磁结构4的磁场的S极正对永磁体3.1的N极，相互产生吸力，从而推动所述调节元件3沿壳体轴向移动至所述安装部内腔2.1。
所述安装部内腔2.1内轴向安装有导轨5，所述导轨5的一端与所述进气腔1.1的外缘连接，所述导轨5的另一端与所述电磁结构4的容纳盒连接，所述调节元件3上安装有与所述导轨5配合的滚轮6，当所述驱动元件驱动所述调节元件3沿所述安装部内腔2.1内移动时，所述滚轮6沿所述导轨5移动。通过滚轮6与导轨5的配合，使得调节元件3移动更加稳定。优选的，所述安装部内腔2.1内平行安装有两条导轨5，两条导轨5位于安装部内腔2.1内的上下两端，所述调节元件3上下两侧均通过支架安装有滚轮6，所述导轨5位于所述滚轮6与支架之间。通过设置两个滚轮6与两个导轨5配合，能够有效防止调节元件3在轴向移动时发生倾斜或卡死，能够有效提高调节元件3移动的稳定性，同时还能防止调节元件3在气流的吹动下出现位置倾斜。
所述安装部2内设有进气通道，所述进气通道包括设置于所述安装部2中心的主进气通道4.1和设置于所述主进气通道4.1外围周向的补充进气通道4.2。
参见图3所示，在第一调节状态下，所述电磁结构4与所述永磁体3.1产生斥力，所述调节元件3沿壳体轴向移动至所述进气腔1.1内，所述主进气通道4.1和所述补充进气通道4.2通过调节元件中空内腔3.2与所述压缩机叶轮进气口1.2处连通，空气从主进气通道4.1和所述补充进气通道4.2经由调节元件中空内腔3.2到达所述压缩机叶轮进气口1.2，此时由于调节元件3位于进气腔1.1内，使得进气腔1.1的进气面积减小，而且主进气通道4.1和所述补充进气通道4.2均进入调节元件中空内腔3.2内，使得气体流速增快。
参见图4所示，在第二调节状态下，所述电磁结构4与所述永磁体3.1产生吸力，所述调节元件3沿壳体轴向移动至所述安装部内腔2.1，所述主进气通道4.1通过所述调节元件中空内腔3.2与所述进气腔1.1连通，所述调节元件3与所述进气腔1.1之间形成有整流通道3.3，所述补充进气通道4.2通过所述整流通道3.3与进气腔1.1连通，所述进气腔1.1再与所述压缩机叶轮进气口1.2处连通，空气从主进气通道4.1经由调节元件中空内腔3.2、进气腔1.1到达所述压缩机叶轮进气口1.2，同时部分空气从补充进气通道4.2经由整流通道3.3、进气腔1.1到达所述压缩机叶轮进气口1.2，以实现对进气通道的导流。此时由于调节元件3位于安装部内腔2.1处，使得进气腔1.1的进气面积不受影响，使得气体流速减小。
所述调节元件3向外凸出形成有与所述进气腔1.1的外缘相配合的密封挡块3.4，当所述调节元件3移动至进气腔1.1内时，所述密封挡块3.4与所述进气腔1.1的外缘相贴合，从而将调节元件3的外壁与进气腔1.1的外缘之间的间隙封闭，从而将整流通道3.3完全封闭，使得空气仅能从主进气通道4.1进入进气腔1.1内。所述进气腔1.1的外缘上设有与所述密封挡块3.4配合的密封圈。使得所述密封挡块3.4能够将所述进气腔1.1进行密封，保证了密封挡块3.4与进气腔1.1之间不会存在间隙。
本发明的进气调节机构，通过电磁驱动组件带动所述调节元件3移动，在第一调节状态下，所述调节元件3移动进气腔1.1内时，空气从进气通道经由调节元件中空内腔3.2到达所述压缩机叶轮进气口1.2，此时由于调节元件3的存在，压缩机叶轮进气口1.2处进气面积减小，使得压缩机叶轮进气口1.2处气流流速增加，喘振边界向更小流量和更高压比偏移，小流量下效率提升，压比提升；在第二调节状态下，所述调节元件3移动安装部内腔2.1内时，调节元件3与进气腔1.1分离，同时调节元件3对进气通道进行导流，压缩机叶轮进气口1.2处进气面积增大，使得压缩机叶轮进气口1.2处的进气流量大，性能更大，相对于第二调节状态而言，在第一调节状态下，压缩机叶轮进气口1.2处进气面积减小约20%，气流流速增加10%；喘振裕度增加12%；且本发明的进气腔1.1呈喇叭口状，调节元件3呈与进气腔1.1相配的中空的圆台状，在电磁驱动组件驱动下两者之间的配合可自我居中，不易发生偏移，且控制方便，相对于气缸或电机等直接驱动的驱动结构而言，本申请中的通过电磁驱动组件进行驱动的方式，结构更加简单，不存在与调节元件3直接接触的传动结构，装配方便，而且驱动元件和调节元件3直接设置于安装部内腔2.1内，占用空间小，不会在壳体1外设置任何部件，不会影响整体尺寸以及整体外形，仍能适配压缩机现有的安装使用环境。此外安装于安装部内腔2.1内并且不会对压缩机的进气造成影响。
本申请还公开了一种涡轮增压器压缩机，包括所述进气调节机构。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种进气调节机构，其特征在于：包括壳体、调节元件和用于驱动所述调节元件的电磁驱动组件，所述壳体内对应压缩机叶轮进气口的位置处设有进气腔，所述进气腔呈喇叭口状，所述壳体沿壳体轴向延伸有安装部，所述安装部内设有安装部内腔和进气通道，所述进气通道包括位于中心的主进气通道和沿主进气通道外围周向设置的补充进气通道，所述电磁驱动组件设于安装部内腔，所述调节元件呈与所述进气腔相配的中空的圆台状；
在第一调节状态下，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述进气腔内，所述主进气通道和所述补充进气通道通过调节元件中空内腔与所述压缩机叶轮进气口处连通，空气从所述主进气通道和所述补充进气通道经由调节元件中空内腔到达所述压缩机叶轮进气口；
在第二调节状态下，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述安装部内腔，所述调节元件的外周与所述安装部内壁之间构成整流通道，经所述主进气通道和所述补充进气通道的空气分别通过所述调节元件中空内腔及所述整流通道一并汇集至进气腔，以实现对进气通道的导流。
2.根据权利要求1所述一种进气调节机构，其特征在于：所述电磁驱动组件包括固定设置于所述安装部内腔的电磁结构和设置于所述调节元件端部的永磁体， 所述电磁结构通电时产生磁场，当所述电磁结构的通电电流方向改变时，所述电磁结构产生的磁场方向发生改变，使得所述电磁结构与所述永磁体产生吸力或斥力，在第一调节状态下，所述电磁结构与所述永磁体之间产生斥力时，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述进气腔内， 在第二调节状态下，所述电磁结构与所述永磁体之间产生吸力时，所述调节元件沿壳体轴向移动至所述安装部内腔。
3.根据权利要求2所述一种进气调节机构，其特征在于：所述安装部内腔内轴向安装有导轨，所述调节元件上安装有与所述导轨配合的滚轮，当所述电磁驱动组件驱动所述调节元件沿所述安装部内腔内移动时，所述滚轮沿所述导轨移动。
4.根据权利要求3所述一种进气调节机构，其特征在于：所述安装部内腔内平行安装有两条导轨，所述调节元件上下两侧均安装有滚轮。
5.根据权利要求1所述一种进气调节机构，其特征在于：所述调节元件向外凸出形成有与所述进气腔的外缘相配合的密封挡块，当所述调节元件移动至进气腔内时，所述密封挡块与所述进气腔的外缘相贴合。
6.根据权利要求5所述一种进气调节机构，其特征在于：所述进气腔的外缘上设有与所述密封挡块配合的密封圈。
7.根据权利要求1所述一种进气调节机构，其特征在于：所述壳体与所述安装部为一体成型结构。
8.一种涡轮增压器压缩机，其特征在于：包括如权利要求1-6任一项所述的进气调节机构。
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