CN115076141A - 一种流量调节装置及离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种流量调节装置及离心式压缩机，应用于离心式压缩机的流量调节，流量调节装置的底座设置于蜗壳内部，导轨部用于在底座上绕叶轮的轴线方向圆周转动，导杆组件与导轨部上的通孔对应设置，导杆的第一端从通孔穿出，第二端与流量调节环固定连接，驱动组件用于带动导轨部绕叶轮的轴线方向圆周转动，进而带动导杆组件在通孔内移动，以调节流量调节环与蜗壳之间的空间所形成流量通道的大小，达到调节离心式压缩机的流量的目的。本申请的流量调节装置运行稳定，当流量和压力增大或减小时，流量调节装置不受影响，本申请的流量调节装置还具有调节范围大、调节准确、各组件和零件配合精密、误差小，并且具有加工简单、易于加工的优点。

Description

一种流量调节装置及离心式压缩机

技术领域

本申请涉及离心式冷媒压缩机技术领域，尤其涉及一种流量调节装置及离心式压缩机。

背景技术

离心式冷媒压缩机广泛应用于大中型冷水机组上，具有运行可靠、维护简单等优点，离心式冷媒压缩机作为制冷系统的核心部件，其工作原理是吸入并压缩冷媒，驱动冷媒在机组中循环。而流量调节装置作为离心式冷媒压缩机上的重要部件，主要负责控制离心式冷媒压缩机的流量和压力，使离心式冷媒压缩机有较高的调节范围、减少能耗。传统的离心式冷媒压缩机流量调节装置多为进口导叶结构，此种结构存在运行不稳定、不易加工、调节范围小、反馈开度误差较大等缺点，影响离心式冷媒压缩机的正常运行。

发明内容

为解决上述问题，提出了一种流量调节装置及离心式压缩机。

本申请的第一方面，提供了一种流量调节装置，所述流量调节装置应用于离心式压缩机的流量调节，所述流量调节装置包括：

底座，所述底座设置于所述离心式压缩机的蜗壳内部；

导轨部，所述导轨部与所述底座可转动连接，所述导轨部用于在所述底座上绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动，所述导轨部上设置有至少一个通孔；

至少一个导杆组件，所述导杆组件与所述通孔对应设置，在安装状态下，所述导杆组件的导杆的第一端从所述通孔穿出，所述导杆的第二端与所述底座的流量调节环固定连接；

驱动组件，所述驱动组件用于带动所述导轨部绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动，带动所述导杆组件在所述通孔内沿第一位置到第二位置移动，以调节所述流量调节环与所述蜗壳之间的空间所形成流量通道的大小；

其中，在沿所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向上，所述第一位置低于第二位置。

其中，所述导轨部的侧壁上设置有斜坡缺口；

所述导杆组件包括卡设部，所述卡设部以预设角度与所述导杆固定连接；

在安装状态下，所述卡设部卡设在所述斜坡缺口内，在所述导轨部绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动时，带动所述卡设部在所述斜坡缺口内滑动，以使所述导杆组件在所述通孔内沿第一位置到第二位置移动。

其中，所述流量调节装置还包括：分别与所述底座固定连接的内轴承组件和外轴承组件；

所述内轴承组件包括第一滚动轴承，所述第一滚动轴承与所述导轨部的内壁相适配；

所述外轴承组件包括第二滚动轴承，所述第二滚动轴承与所述导轨部的外壁相适配；

在所述驱动组件的驱动下，在所述内轴承组件和所述外轴承组件的配合下，所述导轨部绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动。

其中，所述驱动组件包括转动部和驱动部，以及与所述转动部转动连接的传动部；

所述转动部可转动地与所述导轨部连接，所述传动部与所述驱动部驱动连接；

在所述驱动部的驱动下，所述传动部产生旋转带动所述转动部转动，以在所述转动部带动下，使所述导轨部绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动。

其中，所述传动部包括套设机构、转动轴、传动轴；

所述套设机构固定在所述蜗壳内，且所述套设机构套设在所述转动轴上，以使所述转动轴可在所述套设机构内转动；所述传动轴与所述转动部转动连接；

所述转动轴分别与所述驱动部和所述传动轴固定连接，以在驱动部的驱动下，通过转动轴带动所述传动轴转动。

其中，所述传动轴通过传动轴底座与所述底座固定连接。

其中，所述转动部包括凸轮轴、滑块座、滑块和转动机构；

所述凸轮轴与所述传动轴固定连接；所述转动机构的一端与所述凸轮轴固定连接，另一端包括球面部，所述球面部与所述滑块相适配；

所述滑块可滑动地设置在所述滑块座上，所述滑块座固定在所述导轨部上；

所述传动轴转动，带动所述转动机构的球面部转动，带动所述滑块在所述滑块座内移动，带动所述滑块座围绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动，以带动所述导轨部围绕所述离心式压缩机的叶轮的轴线方向圆周转动。

其中，所述转动机构包括万向节。

其中，所述底座设置有调节凹槽，所述调节凹槽用于容置所述流量调节环，以使所述导杆的第二端与所述底座的流量调节环固定连接。

本申请的第二方面，提供了一种离心式压缩机，所述离心式压缩机包括：叶轮、蜗壳、以及如上的任一项所述的流量调节装置。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：本申请的流量调节装置通过驱动导轨部转动带动导杆组件的移动，进而调节流量调节环与蜗壳之间的空间所形成流量通道的大小，来对离心式压缩机进行流量调节，流量调节装置运行稳定，当流量和压力增大或减小时，流量调节装置不受影响，本申请的流量调节装置还具有调节范围大、调节准确、各组件和零件配合精密、误差小，并且具有加工简单、易于加工的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的流量调节装置的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的离心式压缩机的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的导杆组件300和流量调节环110的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的导轨部200的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的流量调节装置关闭时的剖视图。

图6是根据一示例性实施例示出的流量调节装置开启时的局部放大剖视图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

目前的离心式冷媒压缩机中，通过叶轮的旋转从蒸发器吸入冷媒流体介质并进行压缩形成高温高压的冷媒流体介质，然后冷媒流体介质进入蜗壳中，由于蜗壳的流道口面积逐渐增大，冷媒流体介质因为减速而增压，最后经过蜗壳汇集起来通过管道进入冷凝器，完成了冷媒流体介质的压缩。但是实际使用时中，工况是不断变化的，这就需要流量调节装置可以随时调节离心式冷媒压缩机的流量和压力，使其能满足不同的工况。

本申请的第一方面，提供了一种流量调节装置，应用于离心式压缩机的流量调节。如图1至图6所示，流量调节装置的底座100设置于离心式压缩机的蜗壳800内部，导轨部200用于在底座100上绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动，导杆组件300与导轨部200上的通孔210对应设置，导杆组件300的导杆310的第一端从通孔210穿出，导杆310的第二端与底座100的流量调节环110固定连接。驱动组件400用于带动导轨部200绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动，进而带动导杆组件300在通孔210内移动，以调节流量调节环110与蜗壳800之间的空间所形成流量通道的大小，通过控制流量调节环110的轴向移动调节与蜗壳800的出口间隙大小，达到调节离心式压缩机的流量的目的。本申请的流量调节装置运行稳定，当流量和压力增大或减小时，流量调节装置不受影响，本申请的流量调节装置还具有调节范围大、调节准确、各组件和零件配合精密、误差小，并且具有加工简单、易于加工的优点。

根据一个示例性实施例，如图1所示，一种流量调节装置，应用于离心式压缩机的流量调节。本申请的流量调节装置包括：底座100，导轨部200，至少一个导杆组件300和驱动组件400。

在本实施例中，如图5和图6所示，底座100设置于离心式压缩机的蜗壳800的内部，通过螺栓固定于蜗壳800上，底座100上设置有流量调节环110和调节凹槽120，调节凹槽120用于容置流量调节环110，设置调节凹槽120容置流量调节环110，使得在不使用流量调节环110时，当离心式压缩机内的冷媒流介质的流量和压力变化时，流量调节环110不会受到影响，进而保证了本申请的流量调节装置运行稳定。

如图1和图4所示，导轨部200与底座100可转动连接，导轨部200用于在底座100上绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动。导轨部200上设置有至少一个通孔210，导轨部200的侧壁上设置有斜坡缺口220，斜坡缺口220有预设倾斜角度。在一个示例性实施例中，如图4所示，导轨部200上设置有四个通孔210和四个斜坡缺口220，将通孔210和斜坡缺口220的数量设置为四个，可以保证圆形的导轨部200在旋转时的均匀受力，提高导轨部200旋转的稳定性。

如图3所示，流量调节装置包括至少一个导杆组件300，导杆组件300与通孔210对应设置。导杆组件300包括导杆310和卡设部320。导杆310呈柱状结构，卡设部320以预设角度与导杆310固定连接，卡设部320可以为衬套结构套设于导杆310上，卡设部320还可以与导杆310为一体结构直接加工成型制成。在安装状态下，导杆组件300的导杆310的第一端从对应的通孔210穿出，导杆310的第二端与底座100的流量调节环110固定连接，卡设部320卡设在斜坡缺口220内。需要指出的是，导杆组件300的数量与通孔210的数量相同，并对应设置，在一个示例性实施例中，如图3所示，对应设置有四个导杆组件300，每个导杆组件300包括一个导杆310和一个卡设部320。在导轨部200绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动时，带动卡设部320在斜坡缺口220内滑动，以使导杆组件300在通孔210内沿第一位置到第二位置移动。其中，在沿离心式压缩机的叶轮900的轴线方向上，第一位置低于第二位置。需要说明的是，选用四个导杆组件300和四个通孔210仅为示例，实际生产中可以根据需求相应设置其具体数量，本申请对此不做限制。

如图5所示，冷媒流体介质的流动方向如图中箭头所示，当导杆组件300在通孔210的第二位置时，流量调节环110容置于调节凹槽120中，流量调节环110远离于蜗壳800，此时流量调节环110与蜗壳800之间的空间所形成流量通道较大，能使大流量的冷媒流体介质通过。如图6所示，当导杆组件300在通孔210的第一位置时，流量调节环110接近于蜗壳800，此时流量调节环110与蜗壳800之间的空间所形成流量通道较小，只能使小流量的冷媒流体介质通过。当导杆组件300在通孔210的第一位置和第二位置之间时，此时流量调节环110与蜗壳800之间的空间介于最小值和最大值之间，可以对冷媒流体介质的流量进行逐级控制。本申请通过导轨部200绕叶轮900的轴线方向圆周转动，进而带动导杆组件300在通孔210内移动，以调节流量调节环110与蜗壳800之间的空间所形成流量通道的大小，达到调节离心式压缩机的流量的目的。

驱动组件400用于带动导轨部200绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动，进而带动导杆组件300在通孔210内沿第一位置到第二位置移动，以调节流量调节环110与蜗壳800之间的空间所形成流量通道的大小。如图1所示，驱动组件400包括转动部410，传动部420和驱动部（图中未示出）。

在一个示例性实施例中，如图1所示，转动部410可转动地与导轨部200连接。转动部410包括凸轮轴411，滑块座412，滑块413和转动机构414。凸轮轴411与传动部420固定连接，凸轮轴411可以与传动部420平键连接并有顶丝固定，使二者不发生相对转动。转动机构414的一端与凸轮轴411固定连接，转动机构414的另一端包括球面部（图中未示出），球面部与滑块413相适配。球面部的设置可以使转动机构414的另一端在滑块413内顺滑的转动，以带动滑块413共同移动。滑块413可滑动地设置在滑块座412上，滑块座412固定在导轨部200上，通过传动部420的转动，带动转动机构414的球面部转动，带动滑块413在滑块座412内移动，带动滑块座412围绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动，以带动导轨部200围绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动。通过设置转动部410，将传动部420和导轨部200连接为一个整体，在传动部420转动的情况下，通过转动部410中的结构实现了导轨部200围绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动。

其中，在一些实施例中，转动机构414包括万向节（图中未示出）。万向节英文为universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，转动机构414使用万向节保证了滑块413和凸轮轴411的瞬时角速度始终相等，从而使得转动机构414在滑块413中自由转动，顺滑的带动滑块413围绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动。

传动部420与转动部410转动连接，传动部420与驱动部驱动连接，传动部420设置于蜗壳800侧壁的开口处。在一个示例性实施例中，传动部420包括套设机构421，转动轴422，传动轴423和传动轴底座424。如图2所示，套设机构421固定在离心式压缩机的蜗壳800内。如图1所示，套设机构421还套设在转动轴422上，以使转动轴422可在套设机构421内转动，套设机构421具体可选如图1中的外端盖和内套的双层套设结构，外端盖用来防止转动轴422的伸出；内套上可以设置矩形缺口（图中未示出），矩形缺口与传动轴423配合，使套设机构421与传动轴423配合更加稳固，内套的外壁上还可以设置有密封槽，密封槽用来安装密封圈，保证驱动部的密封性。转动轴422分别与驱动部和传动轴423固定连接，以在驱动部的驱动下，通过转动轴422带动传动轴423转动。传动轴423通过传动轴底座424与底座100固定连接，传动轴423与转动部410固定连接，凸轮轴411与传动轴423转动连接。传动轴423与传动轴底座424配合安装处有润滑套（图中未示出），润滑套的设置使传动轴423只能绕自身转动，传动轴底座424保证了整个传动部420稳固的进行转动的传动，以带动转动部410转动。

驱动部设置于蜗壳800外壁，驱动部具体可选用步进电机，步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步。在步进电机的驱动下，转动轴422产生旋转，带动传动轴423转动，进而带动凸轮轴411转动，在凸轮轴411带动下，带动转动机构414的球面部转动，带动滑块413在滑块座412内移动，最终使得导轨部200绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动。

在一些示例性实施例中，如图1所示，流量调节装置还包括内轴承组件500和外轴承组件600，内轴承组件500和外轴承组件600分别与底座100固定连接。内轴承组件500包括第一滚动轴承510，第一滚动轴承510与导轨部200的内壁相适配，外轴承组件600包括第二滚动轴承610，第二滚动轴承610与导轨部200的外壁相适配。在驱动组件400的驱动下，在内轴承组件500和外轴承组件600的支撑和约束的配合下，导轨部200绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向圆周转动。导轨部200的外壁可以设置有外壁凹槽，第二滚动轴承610与外壁凹槽配合，同时第一滚动轴承510与导轨部200的内壁相适配，以使导轨部200绕离心式压缩机的叶轮900的轴线方向可以顺滑的进行圆周转动，减少了圆周转动时的摩擦阻力。内轴承组件500和外轴承组件600的数量可以根据具体需求进行相应设置，本申请不做限制。

本申请的流量调节装置的工作原理为：首先通过控制步进电机驱动转动轴422转动，转动轴422带动传动轴423和凸轮轴411转动，凸轮轴411通过转动机构414的万向节带动滑块413圆周转动，滑块413在滑块座412中移动同时带动滑块座412绕叶轮900的轴线做圆周转动。由于滑块座412固定安装在导轨部200上，进而带动导轨部200绕叶轮900的轴线方向做圆周转动。导轨部200带动导杆组件300在通孔210内沿第一位置到第二位置之间移动，以实现调节流量调节环110与蜗壳800之间的空间所形成流量通道的大小。在离心式压缩机实际运行中，通过步进电机调节了蜗壳800出口的大小从而调节离心式压缩机的流量和压力，使机组在正常的工况下平稳运行。

本申请的第二方面，提供了一种离心式压缩机，如图2所示，离心式压缩机包括：叶轮900，蜗壳800，以及第一方面中任一项所述的流量调节装置。本申请的离心式压缩机具有运行稳定、调节范围大、调节准确的流量调节装置，能满足实际使用中的不同的工况需求。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种流量调节装置，其特征在于，所述流量调节装置应用于离心式压缩机的流量调节，所述流量调节装置包括：

底座（100），所述底座（100）设置于所述离心式压缩机的蜗壳（800）内部；

导轨部（200），所述导轨部（200）与所述底座（100）可转动连接，所述导轨部（200）用于在所述底座（100）上绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动，所述导轨部（200）上设置有至少一个通孔（210）；

至少一个导杆组件（300），所述导杆组件（300）与所述通孔（210）对应设置，在安装状态下，所述导杆组件（300）的导杆（310）的第一端从所述通孔（210）穿出，所述导杆（310）的第二端与所述底座（100）的流量调节环（110）固定连接；

驱动组件（400），所述驱动组件（400）用于带动所述导轨部（200）绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动，带动所述导杆组件（300）在所述通孔（210）内沿第一位置到第二位置移动，以调节所述流量调节环（110）与所述蜗壳（800）之间的空间所形成流量通道的大小；

其中，在沿所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向上，所述第一位置低于第二位置。

2.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，

所述导轨部（200）的侧壁上设置有斜坡缺口（220）；

所述导杆组件（300）包括卡设部（320），所述卡设部（320）以预设角度与所述导杆（310）固定连接；

在安装状态下，所述卡设部（320）卡设在所述斜坡缺口（220）内，在所述导轨部（200）绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动时，带动所述卡设部（320）在所述斜坡缺口（220）内滑动，以使所述导杆组件（300）在所述通孔（210）内沿第一位置到第二位置移动。

3.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，

所述流量调节装置还包括：分别与所述底座（100）固定连接的内轴承组件（500）和外轴承组件（600）；

所述内轴承组件（500）包括第一滚动轴承（510），所述第一滚动轴承（510）与所述导轨部（200）的内壁相适配；

所述外轴承组件（600）包括第二滚动轴承（610），所述第二滚动轴承（610）与所述导轨部（200）的外壁相适配；

在所述驱动组件（400）的驱动下，在所述内轴承组件（500）和所述外轴承组件（600）的配合下，所述导轨部（200）绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动。

4.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，

所述驱动组件（400）包括转动部（410）和驱动部，以及与所述转动部（410）转动连接的传动部（420）；

所述转动部（410）可转动地与所述导轨部（200）连接，所述传动部（420）与所述驱动部驱动连接；

在所述驱动部的驱动下，所述传动部（420）产生旋转带动所述转动部（410）转动，以在所述转动部（410）带动下，使所述导轨部（200）绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动。

5.根据权利要求4所述的流量调节装置，其特征在于，

所述传动部（420）包括套设机构（421）、转动轴（422）、传动轴（423）；

所述套设机构（421）固定在所述蜗壳（800）内，且所述套设机构（421）套设在所述转动轴（422）上，以使所述转动轴（422）可在所述套设机构（421）内转动；所述传动轴（423）与所述转动部（410）转动连接；

所述转动轴（422）分别与所述驱动部和所述传动轴（423）固定连接，以在驱动部的驱动下，通过转动轴（422）带动所述传动轴（423）转动。

6.根据权利要求5所述的流量调节装置，其特征在于，

所述传动轴（423）通过传动轴底座（424）与所述底座（100）固定连接。

7.根据权利要求5或6所述的流量调节装置，其特征在于，

所述转动部（410）包括凸轮轴（411）、滑块座（412）、滑块（413）和转动机构（414）；

所述凸轮轴（411）与所述传动轴（423）固定连接；所述转动机构（414）的一端与所述凸轮轴（411）固定连接，另一端包括球面部，所述球面部与所述滑块（413）相适配；

所述滑块（413）可滑动地设置在所述滑块座（412）上，所述滑块座（412）固定在所述导轨部（200）上；

所述传动轴（423）转动，带动所述转动机构（414）的球面部转动，带动所述滑块（413）在所述滑块座（412）内移动，带动所述滑块座（412）围绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动，以带动所述导轨部（200）围绕所述离心式压缩机的叶轮（900）的轴线方向圆周转动。

8.根据权利要求7所述的流量调节装置，其特征在于，

所述转动机构（414）包括万向节。

9.根据权利要求1所述的流量调节装置，其特征在于，

所述底座（100）设置有调节凹槽（120），所述调节凹槽（120）用于容置所述流量调节环（110），以使所述导杆（310）的第二端与所述底座（100）的流量调节环（110）固定连接。

10.一种离心式压缩机，其特征在于，

所述离心式压缩机包括：叶轮（900）、蜗壳（800）、以及如权利要求1-9中任一项所述的流量调节装置。

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