CN1479014A - 涡旋式压缩机的排量改变装置 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋式压缩机的排量改变装置，包括：一个密封件，可移动地安装在固定涡盘的相对面之一上，以便密封由固定涡盘和环行涡盘形成的压缩空间；一个背压通道，连通密封件接触位置与固定涡盘的外环面；一根通气管，安装在固定涡盘的外环面上，与背压通道连通；以及一个通气管开/关阀，安装在通气管中心，以选择性地开启/关闭通气管，从而提高密封性能，并在低排量运行中，不需要环行涡盘减速就能输出低排量。

Description

涡旋式压缩机的排量改变装置
发明领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机的排量改变装置，更具体地是涉及这样一种涡旋式压缩机的排量改变装置，其能控制涡旋式压缩机的输出排量。
背景技术
通常，压缩机是一种将机械能变为流体的潜能的设备，可分为往复式、涡旋式、离心式和叶片式。
在这些形式中，涡旋式压缩机与离心式或叶片式压缩机一样，具有利用旋转体吸气、压缩以及排放的结构，而与利用活塞线性往复运动的往复式压缩机不同。
图1是传统涡旋式压缩机内部的纵向剖视图，图2是图1中密封件的纵向横截面视图，而图3是图1中密封件的横向剖视图。
如图中所示，传统涡旋式压缩机包括：外壳1，具有吸气管SP和排气管DP；主机架2和次机架(图中未显示)，分别安装在外壳1内环面的上部和下部；驱动电机3，安装在主机架2和次机架之间；旋转轴4，联接在驱动电机3的中心，用于传递驱动电机3的旋转力；环行涡盘5，安装在旋转轴4上部以偏心旋转，其上部具有渐开线形卷片5a；以及与环行涡盘5配合的固定涡盘6，其中具有渐开线形卷片6a，以便在其中形成多个压缩空间P。
外壳1内部被壳罩7分成吸气区S1和排气区S2，在一个和压缩空间P相通的位置上形成中压区S3。
在固定涡盘6的侧表面和中心部分分别有吸气孔6b和排气孔6c，在固定涡盘6的上表面安装了一个防止排出气体倒流的单向阀8。
顶端密封槽10形成在固定涡盘6的渐开线形卷片6a的顶端，以防止压缩空间P的气体泄漏，密封件11可移动地安装在顶端密封槽10上(环行涡盘的渐开线形卷片的顶端与固定涡盘的相同)。
此外，在密封件11的端面和卷片6a的端面之间形成用于导气的间隙C，压缩空间P的气体通过间隙C，导入顶端密封槽10。
另外，一个控制器安装在环行涡盘的一侧，通过控制环行涡盘的旋转数，改变压缩机的排量。
如上述所构造的传统涡旋式压缩机中，当向驱动电机3供电时，驱动电机3驱动旋转轴4旋转，此时，与旋转轴4的偏心部分4a联接的环行涡盘5旋转偏心的距离。
此时，在环行涡盘5的卷片5a和固定涡盘6的卷片6a之间形成多个压缩空间P，通过环行涡盘5的反复环行运动，逐渐向固定涡盘的中心移动，从而减小压缩空间的容积。
由于压缩空间P的容积不断减小，吸气区S1的气体通过吸气孔6b不断吸入压缩空间P，通过排气孔6c被排出至排气区S2。
此时，倘若压缩机正常运行，压缩空间中的气体通过用于导气的间隙C导入顶端密封槽10，导入的气体压缩密封件11。受压的压缩密封件11的端面紧贴在环行涡盘5的上表面，防止压缩空间的气体泄漏。
此外，在低排量运行时，控制器控制环行涡盘的旋转次数，而吸入气体的压缩和排放方式与上述相同。
然而，在传统的涡旋式压缩机中，由于为改变排量，环行涡盘的转速降低，压缩密封件的端面因压缩气体的低压力而紧贴在环行涡盘的上表面，压缩气体可能泄漏。
此外，按照传统技术，为了控制环行涡盘减速应布置一个额外的、高价控制器，从而增加制造成本。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种涡旋式压缩机的排量改变装置，在正常运行中，能通过提高其压缩空间的密封性能提高压缩效率，并且在低排量运行中，不需环行涡盘减速就能输出低排量。
为了达到本发明的这些目的，正如在此具体表达以及广义描述的，本发明提供一种涡旋式压缩机的排量改变装置，包括：一个密封件，可移动地安装在固定涡盘上，以便密封由固定涡盘和环行涡盘形成的压缩空间；以及一种控制密封件位置的装置，能够根据压缩机的运行状态控制密封件的位置。
固定涡盘的卷片的顶端形成有顶端密封槽，密封件安装在顶端密封槽上，可上、下移动。
控制密封件位置的装置包括：背压通道，连通密封件接触位置与固定涡盘的外环面；以及一个换向阀，安装在排气管和吸气管之间，以便选择性地在排气侧提供高压气体，在吸气侧提供低压气体。
此外，涡旋式压缩机的排量改变装置，包括：一个金属密封件，可移动地装在固定涡盘上，以便选择性地密封由固定涡盘和环行涡盘形成的压缩空间；一个铁芯线圈，安装在固定涡盘中；以及电源单元，与铁芯线圈连接，以便通过选择性地磁化铁芯线圈，从而使密封件移动。
结合附图，从下述的本发明的详细说明中，本发明前述及其它的目的、特征、各个方面以及优点将更加显而易见。
附图简述
所包括的附图构成说明书的一部分，使得可以更深入地理解本发明，说明本发明的实施例，同时解释本发明的原理。
图中：
图1是传统涡旋式压缩机部分的纵向剖视图；
图2是图1中密封件的纵向剖视图；
图3是图1中密封件的横向剖视图；
图4是按照本发明的一个实施例的涡旋式压缩机的排量控制装置的纵向剖视图；
图5是显示当图4的压缩机正常运行时排量改变操作的纵向剖视图；
图6是显示当图4的压缩机在低排量状态时排量改变操作的纵向剖视图；
图7是按照本发明的另一个实施例的涡旋式压缩机的排量控制装置的纵向剖视图；
图8是显示当图7的压缩机正常运行时排量改变操作的纵向剖视图；
图9是显示当图7的压缩机在低排量状态时排量改变操作的纵向剖视图；以及
图10和图11是按照本发明的另一个实施例的涡旋式压缩机的排量控制装置的纵向剖视图，图10是显示压缩机正常运行时排量改变操作的纵向剖视图，而图11是显示当压缩机在低排量状态时排量改变操作的纵向剖视图。
优选实施例详述
下面将详细说明本发明优选的实施例，说明的例子在附图中阐释。
图4是按照本发明的一个实施例的涡旋式压缩机的排量改变装置的纵向剖视图；图5是显示当图4的压缩机正常运行时排量改变操作的纵向剖视图；图6是显示当图4的压缩机在低排量状态时排量改变操作的纵向剖视图。
如图中所示，按照本发明的涡旋式压缩机包括：外壳1，分成吸收气体的吸气区S1和排放气体的排气区S2；固定涡盘6，固定地安装在外壳1中；环行涡盘5，与固定涡盘6配合以在其中形成与中压区S3连通的压缩空间P，并且联接到外壳1中驱动电机3的旋转轴4，从而偏心旋转以便吸入、压缩和排放气体；以及排量改变装置100，根据压缩机的运行状态适当地密封压缩空间P。
此外，按照本发明的一个实施例的涡旋式压缩机的排量改变装置100包括：密封件A1、A4，可移动地安装在固定涡盘6和环行涡盘5相向的两个表面之间的一个表面上，以便密封由固定涡盘6和环行涡盘5形成的压缩空间P；以及一种控制密封件20和30的位置的方法，能够根据压缩机的运行状态控制密封件A1的位置。
更详细地，顶端密封槽10形成在固定涡盘6和环行涡盘5的卷片的顶端，其密封件A1、A4安装在顶端密封槽10上，以上、下移动。
密封件A1、A4可安装在固定涡盘6的卷片6a的一个端面上，或者安装在环行涡盘5的卷片5a的一个端面上，然而理想的是，密封件A1、A4安装在两个端面上形成一个单体，以提高压缩空间的密封性能。
此外，理想的是密封件A1、A4整体地制造，以提高压缩空间的密封性能。
本发明中，控制密封件位置的装置20，能够根据压缩机的运行状态，亦即压缩机正常运行或低排量运行，控制密封件A1的位置，以提高或降低压缩空间P的密封性能。
按照本发明的一个实施例的排量控制装置中，一个背压通道22连通顶端凹槽10与固定涡盘6的外环面，作为控制密封件位置的装置；以及一个换向阀23，安装在排气管DP和吸气管SP之间，以便选择性地支持背压通道22排放高压气体或吸入低压气体。
此外，在换向阀23和排气管DP之间安装有排气旁路管24，吸气旁路管25安装在换向阀23和吸气管SP之间，背压管26安装在换向阀和背压通道22之间。
换向阀23位于排气旁路管24、背压管26、背压通道22以及吸气旁路管25相互交错的位置，使得在正常运行中，排气管中的一些气体提供到排气旁路管24、背压管26和背压通道22中，而在低排量运行中吸气管中的一些气体提供到吸气旁路管25、背压管26和背压通道22中。
换向阀23是个三通分流阀。此外，换向阀可以手工操作，然而理想的是换向阀根据压缩机的运行状态通过传感器或控制器自动操作。
如图3所示，用于导气的间隙C可形成在密封件A1的端部和卷片6a的端部之间，然而在本发明中，为了密封件平稳运行，理想的是不形成间隙C。
下面说明按照本发明一个实施例的涡旋式压缩机的排量改变装置的运行和效果。
参看图4，简要说明压缩机的运行。环行涡盘5通过驱动电机3不断环向运行，吸入吸气区S1的气体，在压缩空间P中压缩这些气体，然后排放气体到排气区S2。
按照本发明，在正常运行中压缩空间的密封性能能够提高，并且在低排量运行中，不需要控制器以及环行涡盘减速就能输出低排量。
如图5所示，当压缩机正常运行时，换向阀23连通排气旁路管24和背压管26，从而排气管DP中的一些排放气体通过排气旁路管24、背压管26和背压通道22导入顶端凹槽10中。
密封件A1受到导入顶端凹槽10中的排放气体的挤压，紧贴在环行涡盘5的上表面。此时，压缩空间P的气体不泄漏，压缩机的压缩效率提高。
另一方面，如图6所示，当压缩机需要低排量运行时，吸气旁路管25和背压管26通过换向阀23连通，顶端凹槽中的气体通过背压通道22、背压管26和吸气旁路管25循环，接着和吸入气流一道又被吸进吸气管SP中。
压缩空间P的压力高于背压通道22的压力，从而密封件A1在压缩空间P的压力下上升。此时，产生间隔t。
此时，压缩空间P的一些气体通过密封件A1和环行涡盘5之间的间隔t漏出。
因此，压缩空间P中的压缩气体控制为期望的压力，并且通过排气管DP输出低排量。
本发明中，不需要环行涡盘减速就能获得低排量输出，因此不需要额外的控制环行涡盘5减速的控制器(图中未显示)。
下面参看图7至图9，说明按照本发明的另一个实施例的涡旋式压缩机的排量控制装置。
图7是按照本发明的另一个实施例的涡旋式压缩机的排量控制装置的纵向剖视图；图8是显示当图7的压缩机正常运行时排量改变操作的纵向剖视图；图9是显示当图7的压缩机在低排量状态时排量改变操作的纵向剖视图。
如图中所示，按照本发明的另一个实施例的排量控制装置200包括：一个背压通道32，从顶端凹槽10到固定涡盘6的外环面形成，作为控制密封件位置的装置；以及一个通气管33，安装在固定涡盘6的外环面上，与背压通道32连通。
一个通气管开/关阀34安装在通气管33中心，以选择性地开启/关闭通气管33，控制器35安装在通气管开/关阀34上。
其中，理想的是在密封件的端面和卷片6a的端面之间形成用于导气的间隙，以便将压缩空间中的压缩气体导入顶端密封槽10中。
下面说明如上述构造、按照本发明的另一个实施例的涡旋式压缩机的排量改变装置的运行和效果。
在正常运行中，通气管开/关阀34处于关闭状态，压缩气体通过用于导气的间隙导入顶端密封槽10中，导入的压缩气体向下挤压密封件A2。
当密封件A2挤压至下部时，密封件A2紧贴在环行涡盘5的上表面，从而提高压缩机的压缩效率，而不泄露压缩空间P的气体。
在低排量运行中，压缩空间P的压力高于背压通道32的压力，通气管开/关阀34通过控制器或者手动处于合适的开启状态，从而密封件A2在压缩空间P的压力下上升，产生间隔t。
此时，压缩空间P的一些气体通过密封件A2和环行涡盘5之间的间隔t漏出。
因此，压缩空间P中的压缩气体控制为期望的压力，并且通过排气管DP输出低排量。
下面说明按照本发明的又一个实施例的排量改变装置。
图10和图11是按照本发明的又一个实施例的涡旋式压缩机的排量控制装置的纵向剖视图，图10是显示压缩机正常运行时排量改变操作的纵向剖视图，而图11是显示当压缩机在低排量状态时排量改变操作的纵向剖视图。
如图中所示，按照本发明的又一个实施例的排量控制装置300包括：一个金属密封件A3，可移动地安装在固定涡盘6和环行涡盘5的两个相对端面中的一个之上，以便密封由固定涡盘6和环行涡盘5形成的压缩空间P。
一个铁芯线圈42安装在固定涡盘6中，电源单元43与铁芯线圈42连接，以便通过选择性地磁化铁芯线圈，从而使密封件A3移动。
下面说明如上述构造的、按照本发明的又一个实施例的排量改变装置的运行。
在正常运行中，电源单元43关闭，铁芯线圈42不被磁化，此时金属密封件A3由于自身的重量紧贴在环行涡盘5的上表面。
当金属密封件A3紧贴在环行涡盘5的上表面时，压缩空间P的气体不会泄漏，压缩效率提高。
在低排量运行中，电源单元43开启，铁芯线圈42被磁化，此时金属密封件A3与环行涡盘5的上表面分离，产生间隔t。另外，通过间隔t压缩空间P的气体适当地漏出，压缩空间P的压力被控制在期望的水平。亦即，通过排气管DP(参看图9)输出低排量。
如上所述，按照本发明，在正常运行中密封性能提高，从而压缩效率提高。并且，在低排量运行中不需环行涡盘减速就能输出低排量，从而有效防止压缩气体的泄漏。另外，不需要控制环行涡盘的控制器，从而制造成本降低。
由于在不背离本发明的精神或实质特征的情况下有多种具体表现形式，所以除非另有说明，应当理解上述实施例不局限于前述说明的任何细节，而应在权利要求中规定的精神和范围之内广义地解释。因此，在权利要求的范围之内的所有改变、修改或者替换，都被权利要求覆盖。

Claims (8)

1.一种涡旋式压缩机的排量改变装置，包括：
一个密封件，可移动地安装在固定涡盘上，以便密封由固定涡盘和环行涡盘形成的压缩空间；以及
一个控制密封件位置的装置，能够根据压缩机的运行状态控制密封件的位置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在环行涡盘的卷片的顶端装有顶端密封槽，密封件安装在顶端密封槽中以便上、下移动。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，控制密封件位置的装置包括：
一个背压通道，从密封件接触位置到固定涡盘的外环面形成；以及
一个换向阀，安装在排气管和吸气管之间，以便选择性地在排气侧提供高压气体，在吸气侧提供低压气体。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，排气旁路管安装在换向阀和排气管之间，吸气旁路管安装在换向阀和吸气管之间，背压管安装在换向阀和背压通道之间。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，控制密封件位置的装置包括：
一个背压通道，连通密封件接触位置与固定涡盘的外环面；
一根通气管，安装在固定涡盘的外环面上，与背压通道连通；以及
一个通气管开/关阀，安装在通气管中心，以选择性地开启/关闭通气管34。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，通气管开/关阀包含控制器。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，密封件形成一个单体。
8.一种涡旋式压缩机的排量改变装置，包括：
一个金属密封件，可移动地安装在固定涡盘上，以便选择性地密封由固定涡盘和环行涡盘形成的压缩空间；
一个铁芯线圈，安装在固定涡盘上；以及
一个电源单元，与铁芯线圈连接，通过选择性地磁化铁芯线圈，移动密封件。
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