CN1668852A - 具有容量控制的压缩机 - Google Patents

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Abstract

压缩机包含一个压力调节系统(8)，所述压力调节系统(8)包括：一个进气阀(9)；一个活塞(23)，所述活塞(23)在一个气缸(24)中连接到上述进气阀(9)上；这个进气阀(9)的一个桥接件(14)，所述桥接件(14)中具有一个止回阀(16)，上述压缩机其特征在于：活塞(23)是一种双动活塞；在活塞(23)离开进气阀的这侧上的气缸(24)通过一个管道(28)连接到转子室(2)位于进气阀(9)附近的一部分上；及在活塞(23)另一侧上的气缸(26)通过一个管道(29)连接到上述转子室(2)的这部分(13)和止回阀(16)上。

Description

具有容量控制的压缩机
本发明涉及一种压缩机，所述压缩机包含一个压缩元件，上述压缩机具有：一个转子室，一个进气管道和一个排气管道连接到上述转子室上；一个在排气管道中的容器；和一个压力调节系统，所述压力调节系统包括一个进气阀，所述进气阀装配在进气管道中；一个活塞，所述活塞连接到进气阀上，并可在一个气缸中运动；一个桥接件，所述桥接件桥接上述进气阀，及其中在进气管道和转子室之间，接连地装配一个气流限制器和一个止回阀，上述止回阀只允许气体进入转子室；和一个气体管道，所述气体管道将容器连接到桥接件位于气流限制器和止回阀之间的这部分上；及一个减压阀，所述减压阀装配在上述气体管道中。
根据某些参数如工作压力、温度、漏泄、输送或诸如此类，或者根据一个特定的压缩空气网络和各管道的长度，或者另外根据应用类型或诸如此类，必需选定某种类型的压缩机元件，所述压缩机元件必需满足在恶劣条件下的总消耗。
然而，实际上，上述参数其中某些会有变动。当压缩空气消耗量低于生产量时，管道中的压力将上升。当在管道网络中达到工作压力时，压缩空气的生产将停止，以便防止产生不可接受的高压。过了一会儿，各管道中的压力将由于漏泄、消耗或诸如此类而再次减小，并且，根据应用，压力将必需再次产生，以便防止工作压力降到一不可接受的界限之下。
对于带转子的压缩机，如螺旋式压缩机来说，在第一段中所述的压力调节系统，也叫做一种负荷和减压系统，是最常用的调节系统之一，以便能在具有一最小能量损失的情况下，生产从0到100％的压缩空气。
在这类压缩机的情况下，压缩空气消耗的变动通过打开和关闭进气阀及容器中的压降进行调节。
工作压力一达到某一范围，压力调节系统就确保使压缩元件的进气阀关闭。用这种方式将进气的供应减少到0％，并且压缩元件将空转。在排气管道处，尤其是在容器处的空气供应将停止，所述容器通常装配在上述排气管道中。当进气阀关闭时，压力调节系统同时驱动一个时间开关，所述时间开关确保驱动压缩元件保持工作一定的时间周期。
如果在这段时间周期之后没有特定的压力差产生，则压力调节系统将指示停止驱动。然而，如果在上述时间周期之后产生一个压力差，则压缩元件将保持工作，并且压力调节系统将指示进气阀再次打开，以便可以再次产生压力。
当驱动装置达到一种停顿状态，和排气管道中的压力水平太低时，压力调节系统将指示压缩元件起动，因而将进气阀打开。
在已知上述类型的压缩机的情况下，压力调节系统包含一个强力弹簧，所述强力弹簧内装在气缸中并推在活塞的侧边上，上述活塞转向进气阀，而位于活塞另一侧上的气缸室通过一个控制线路连接到容器上，上述控制线路装备一个电磁控制阀。
当在开始起动时驱动转子时，控制阀不被激发，容器中的压力接近大气压。气体管道中的减压阀打开，并且在活塞上弹簧的影响下，进气阀关闭。由于在转子室中所产生的负压，一股小的空气流将从进气管道经由桥接件，经过气流限制器和止回阀流到转子室，足以提供用于增加容器中的压力。
一股连续的空气流在桥接件、转子室、容器之间并经过气动减压阀产生，然后回到上述桥接件，上述气动减压阀已通过所产生的压力打开。当驱动装置准备在满负荷下运转时，控制阀将被激发，其结果是减压阀回到闭合位置，同时在压力下置于气缸中活塞上方的空间，并且克服弹簧力，因此将进气阀打开。现在压缩空气的生产量总计达100％。
当有比所需要的更多的压缩空气生产量，和容器中设定的压力最大时，停止激发电磁控制阀，其结果是电磁阀再次关闭。结果，进气阀在弹簧的影响下再次关闭，容器通过减压阀、气体管道和桥接件排气。
在这种排气之后，压力稳定在用于空转的压力下，所述压力足以提供用于将润滑液注射在转子上。少量空气桥接进气阀，并通过桥接件和止回阀吸入转子室中。压缩空气的生产量减至最少，并且压缩机在不产生任何东西的情况下运转。
当进气阀中有一个强力弹簧时，必需特别小心。由于上述弹簧存在，进气阀的安装和拆卸不是没有任何危险。由于弹簧的存在，进气阀价格也比较贵。为了能减轻进气阀的弹簧压力，需要一种价格贵的带大直径通道的电磁阀。
当同时控制减压阀和进气阀时，有时会产生失误操作。
本发明的目的是提供一种没有上述缺点并因此价钱比较便宜的压缩机，所述压缩机可方便地安装和拆卸进气阀，并可用于可靠地控制进气阀。
按照本发明，达到这个目的在于：活塞是一种双动活塞，所述双动活塞将气缸分成两个闭合式气缸室；气缸室在离开进气阀的这侧上，通过一个管道连接到转子室位于进气阀附近的一部分上；及在活塞的另一侧上，活塞室通过一个管道连接到转子室位于进气阀附近的一部分上和连接到止回阀上。因此，现在在弹簧上没有活塞的作用。
将气缸室在离开进气阀的这侧上连接到转子室位于进气阀附近的一部分上的管道可以照这样形成活塞和进气阀之间的连接，并且它可以例如由一个活塞杆组成，所述活塞杆在它的整个长度上具有一个导管。
然后减压阀可以象在已知压力调节系统中那样，是一种气动阀，所述气动阀由一个管道、一个控制线路和一个弹簧控制，上述管道直接连接到容器上，上述控制线路其中具有一种优选的电磁控制阀，所述电磁控制阀也连接到容器上。
为了更好的说明本发明的一些特点，参照附图，说明下面按照本发明所述的一种压缩机的优选实施例，上述优选实施例仅是当作一个例子，而没有任何限制的意思，其中：
图1示意示出一种按照本发明所述的压缩机；
图2示意示出在起动期间图1中压缩机的压力调节系统；
图3示意示出图1中压缩机的压力调节系统，但是在空转时；
图4示出图2和3的压力调节系统其中一部分的实际实施例剖视图。
在图1中示意示出的压缩机是一种螺旋式压缩机，所述螺旋式压缩机主要包括一个压缩机元件1、一个容器7和一个压力调节系统8，上述压缩机元件1具有一个转子室2，一个进气管道3和一个排气管道4连接到上述转子室2上，并且在上述转子室2中装配两个螺旋式转子5，所述两个螺旋式转子5由一个电机6驱动联合工作，而上述容器7装配在排气管道中。
还如图2和3中所示，压力调节系统8具有一个进气阀9，所述进气阀9带一个阀元件10，该阀元件10与阀壳12中的一个阀座11联合工作。
在进气管道3通入转子室2的地方，转子室2形成一个突出的进气室13，在上述进气室13中，阀元件10处于打开位置。
进气阀9通过一个桥接件14、一个气流限制器15和一个止回阀16桥接，在上述桥接件14中接连地设置进气阀3和进气室13，而上述止回阀16只让气流进入进气室13。
位于气流限制器15和止回阀16之间的桥接件14部分通过一个气体管道17连接到容器7上。在这个气体管道17中装配一个气动式减压阀18，所述气动式减压阀18具有一个打开位置和一个闭合位置。
减压阀18由一个在控制线路20中的一个电磁控制阀19控制，上述电磁控制阀连接到容器7上，或者如图1中所示，在这个容器7和减压阀18之间，一方面连接到气体管道17上，另一方面连接到减压阀18的远端上，一个弹簧21也作用到上述减压阀18上。在另一个远端上，通过一个管道22连接到容器7或者气体管道17位于减压阀18和上述容器7之间的部分上，压力在容器7中起作用。
在一个位置中，控制阀19打开控制线路20，而在另一个位置中，它在容器7一侧上关闭上述控制线路20，而同时它将控制线路连接到减压阀18一侧上的大气中。
压力调节系统8还包括一个双动活塞23，所述双动活塞23可以在一个气缸24中运动，并把这个气缸24分成两个闭合的气缸室25和26。活塞23通过一个活塞杆27连接到进气阀9的阀元件10上，以使它们一起运动。
在活塞23一侧上的气缸室25离开进气阀9，上述气缸室25通过一个管道28连接到进气室13上，而另一个气缸室26通过一个管道29连接到位于止回阀16和气流限制器15前面的桥接件14的部分上，或者如图1中所示，通过止回阀16连接到气体管道17的部分上，所述气体管道17的部分连接到这部分桥接件14上。
当压缩机开始起动时，容器7中的压力接近大气压。控制阀19不被激发，连接到减压阀18上的控制线路20的部分连接到大气中，以便在弹簧21的影响下，减压阀闭合并关闭气体管道17。
电机6必需很容易达到它的最大速度。一股小空气流通过桥接件14从进气管3出来流入转子室2，上述小空气流足以在容器7中产生一个压力。
当压力在容器7中开始产生时，上述压力通过管道22作用在减压阀18上，抵消弹簧21的作用，减压阀18将进入打开位置，如图2中所示。
由于打开的减压阀18，所以在容器7中产生的压力在气缸室26中也可利用，其结果是活塞23保持在顶部位置，因此进气阀9保持关闭。在进气室13中有一个负压力，其结果是阀元件10被拉开，但这个力由于在气缸室25中通过管道28产生同样的负压而得到补偿。阀元件10的直径和活塞23的直径这样选定，以使施加于其上的力相互补偿。
有一个连续的空气流从容器7经过打开的减压阀18和桥接件14及压缩机元件1，并回到容器7。
当电机6准备满负荷时，激发电磁控制阀19，其结果是控制线路20打开，如图3中所示。
现在容器7的压力一方面通过控制线路20另一方面通过管道22作用在减压阀18上，及弹簧21将把减压阀18推动成闭合位置，也如在图3中所示。
结果，容器7不再通过上述减压阀18和气体管道17排气。气缸室26不再连接到容器7上，但通过桥接件14连接到进气室13上，在上述桥接件14处有一个负压，所述负压也在气缸室25中通过管道28产生。真空力将阀元件10吸入到打开位置。各力在活塞23上和阀元件10上作用的结果是一种使进气阀9打开的力。
压缩机在满负荷下工作，并且空气的生产量总计达100％。
当压缩空气的生产量超过需要时，容器7中的压力将升高，并且它立即达到一个特定值，压力调节系统将停止激发控制阀19，因此这个控制阀19将再次中断控制线路20，并使其连接到减压阀18的这部分与大气连接。
如对起动所述的，由于起动结果，减压阀18将进入它的打开位置，而进气阀9将再次闭合。再次产生如图2中所示的状态。
容器7通过气体管道17排气，经过打开的减压阀18和桥接件14，部分地经过在进气管道3中的气流限制器15，且部分地经过进气室13中的止回阀16。
在这种排气之后，压力将稳定在用于空转的压力下，上述空转压力足以提供用于将润滑液喷射在转子上。
压缩机不再只是通过桥接件14抽吸少量空气，上述少量空气通过气体管道17流回到桥接件14中。压缩机用这种方式保持在空转，而同时不输送压缩空气。
在经过一段预定时间之后，通过压力调节系统8测量容器7中的压力，并且当没有压降时，另外将使电机6停止。
在由于空气减少的结果容器7中压力降低的情况下，电机6将保持转动，压力调节系统8将再次激发控制阀19，因此在用上述方式打开的进气阀9的情况下，再次产生图3中所示的状态。
通过利用上述压力调节系统8，能够利用一种价格便宜的带小通道的电磁控制阀19，并且当空气穿过控制阀19流动时，减压阀18将更可靠，只是必需控制上述减压阀18而不是控制气缸24中的活塞23。
另外，不需要用一种重的弹簧作用在活塞上，安全而且价格不贵，并且其结果是可以将汽缸制成小型的。
在实际工作中如何可以将气缸24和进气阀9作为整体制成很小型的在图4中示出。
阀壳12、气缸24和进气管道3的一个远端3A已经结合成一个整体外壳30，上述整体外壳30通过若干螺栓31固定在转子外壳32上。
另外一个进气室13存在于这种整体外壳30中，并与转子外壳32中的一个开口33形成整体。
桥接件14的两个远端也是导管14A和14B，其设置在所述主体30中，并分别开在进气室13中的进气管道3相对于阀元件10的远端3A一侧上。
气体管道29由一个导管29形成，所述导管29设置在上述外壳30中，该外壳30用一个桥接件14将一个气缸室26连接在导管14B和14C之间。
在这种小型的实施例中，管道28由上述活塞杆27形成，活塞23和阀元件10固定到上述活塞杆27上，并且活塞杆27在它的整个长度上具有一个导管34，所述导管34一方面通到气缸室25，另一方面通到进气室13或开口33。
很显然，在压缩机中压缩的气体不一定必需是空气。它也可以是另一种气体，如一种气态冷却介质。
本发明决不限于上述作为例子给出并在附图中示出的实施例；相反，这种压缩机可以制成不同的形状和尺寸，而同时仍保持在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.压缩机，包括：压缩机元件(1)，所述压缩机元件(1)设有转子室(2)，进气管道(3)和排气管道(4)连接到上述转子室(2)上；容器(7)，所述容器(7)在排气管道(4)中；压力调节系统(8)，所述压力调节系统(8)包括装配在进气管道(3)中的进气阀(9)；活塞(23)，所述活塞(23)连接到进气阀(9)上，并能在气缸(24)中运动；桥接件(14)，所述桥接件(14)桥接上述进气阀(9)，其中在进气管道(3)和转子室(2)之间，接连地装配气流限制器(15)和止回阀(16)，所述止回阀(16)只允许气体进入转子室(2)；气体管道(17)，所述气体管道(17)将容器(7)连接到桥接件(14)位于气流限制器(15)和止回阀(16)之间的部分上；及减压阀(18)，所述减压阀(18)装配在上述气体管道(17)中，其特征在于：所述活塞(23)是一种双动活塞，所述双动活塞将气缸(24)分成两个封闭的气缸室(25，26)；气缸室(25)在离开进气阀的一侧上通过管道(28)连接到转子室(2)位于进气阀(9)附近的一部分(13)上；及在活塞(23)的另一侧上，气缸室(26)通过管道(29)连接到转子室(2)位于进气阀(9)附近的一部分(13)上并连接到止回阀(16)上。
2.按照权利要求1所述的压缩机，其特征在于：管道(28)将气缸室(25)在其离开进气阀(9)的这侧上连接到转子室(2)位于进气阀(9)附近的一部分(13)上，形成活塞(23)和进气阀(9)之间的连接(27)。
3.按照权利要求2所述的压缩机，其特征在于：活塞(23)和进气阀(9)之间的连接由活塞杆(27)组成，所述活塞杆(27)在它的整个长度上设有导管(34)。
4.按照上述权利要求中之一所述的压缩机，其特征在于：减压阀(18)是一种气动式阀，所述气动式阀装有弹簧(21)，并通过管道(22)和控制线路(20)连接，上述管道(22)直接连接到容器(7)上，而上述控制线路(20)也通过控制阀(19)连接到上述容器(7)上。
5.按照权利要求4所述的压缩机，其特征在于：控制阀(19)是一种电磁阀。
6.按照上述权利要求中之一所述的压缩机，其特征在于：进气阀(9)具有阀壳(12)，所述阀壳(12)与气缸(24)形成一个共同的外壳(30)。
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Assignee: Atlas Copco (Wuxi) Compressor Co.,Ltd.

Assignor: ATLAS COPCO AIRPOWER, N.V.

Contract fulfillment period: 2007.12.12 to 2012.12.12

Contract record no.: 2008990000492

Denomination of invention: Compressor with capacity control

Granted publication date: 20071212

License type: Exclusive license

Record date: 20080925

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENCE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2007.12.12 TO 2012.12.12

Name of requester: ATLAS MARK . COPCO (WUXI) COMPRESSOR CO., LTD.

Effective date: 20080925

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Granted publication date: 20071212

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