CN202040084U - 油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构 - Google Patents

Abstract

一种油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，包括压缩机的吸气端座、以及通过油缸隔板连接在吸气端座外侧的油缸体，吸气端座的吸气腔与油缸隔板之间还设计有内置油缸。能量调节滑阀油活塞设在油缸体中，内容积比调节滑阀油活塞设在内置油缸，内容积比调节滑阀和能量调节滑阀则设在吸气端座的吸气腔中。内容积比调节滑阀油活塞将内置油缸分隔成内空腔和外油腔，内空腔直接与吸气端座的吸气腔相连，外油腔则通过开设在吸气端座内部的油道与设置在吸气端座外表面上压力油进出口相连。其结构紧凑小巧、安装维护方便，制造成本低廉，能更加有效地调节压缩机的工况，大幅提高压缩机的稳定性和工作效率，满足日益增长的节能减排需要。

Description

油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构

技术领域

本实用新型涉及螺杆压缩机的工况调整机构，具体地指是一种油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构。

背景技术

针对制冷或空调使用的压缩机而言，因不同用户对于工况的要求不一样而各不相同。并且，同一用户也由于外界气候条件的变化而导致压缩机的实际运行工况并不一样。而工程技术人员在设计压缩机时并不能准确知道它将来的实际运行工况，都是按照统一通用机型进行设计的，这样会造成压缩机在实际使用过程中不可避免地产生过压缩或欠压缩的情况，无形增加了额外的无用功耗，进而增加了运行成本。

为了解决压缩机运行不经济的问题，工程技术人员通常在开启式双螺杆压缩机上设计各种形式的能量和内容积比调节机构，通过改变螺杆转子的有效工作长度和径向排气口的位置来改变压缩机的实际排气量和实际内压比，以使压缩机与实际运行工况的要求相适应，从而达到节省能耗的目的。

但是，传统的能量和内容积比调节机构普遍采用液压油分别驱动能量调节滑阀和内容积比调节滑阀，而且所有的油室都集中设置在一个单独外接的油活塞缸体中，这样使得油活塞缸体的长度较长，而与其相匹配的滑阀导杆、内容积比调节滑阀等零件因为要穿越较长的行程也必须设计得足够长，压缩机的整体长度也相应加长，导致压缩机零件众多、结构复杂、设计不紧凑、加工难度大、精度难以保证。

为了有效缩减油活塞缸体的长度，本领域技术人员在吸气端座中设计与油活塞缸体同轴布置的油腔，将内容积比调节滑阀油活塞移到压缩机吸气端座内，这样在油活塞缸体中只需要布置能量调节滑阀油活塞即可。但由于吸气端座内的油腔采用的是双侧底部进出油驱动的结构，内容积比调节滑阀油活塞两边的油腔都需要额外增加油管和密封座等零件，其结构仍然较为复杂，对螺杆压缩机整体长度的缩减程度有限，依然没有达到设计最简化的效果。同时，由于压力油中携带有溶解的制冷剂工质，当油缸中压力降低后，工质的溶解度降低，有部分工质可能从压力油中挥发出来聚积在油缸的上部(因为工质气体的密度比压力油的密度小)，当工质为氟利昂时情况会更严重(因氟利昂在油中的溶解度比氨在油中的溶解度更大)。当进出油口设置在油腔底部时，其始终是被润滑油淹没的，这样挥发出来的工质气体没有机会从进出油口导出，只能永远聚积在油缸的顶部，不仅导致压缩机的运行效率降低，而且存在运行不稳定的安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种结构更加简单紧凑小巧、安装和维护更加方便容易，制作成本更为低廉的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构。采用该机构可以有效调节开启式双螺杆压缩机的运行工况，大幅提高压缩机的运行稳定性和效率，满足日益增长的节能减排需要。

为实现上述目的，本实用新型所设计油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，包括压缩机的吸气端座、以及通过油缸隔板连接在吸气端座外侧的油缸体。

所述油缸体中设有能量调节滑阀油活塞，所述能量调节滑阀油活塞将油缸体分隔成左、右油腔，所述左、右油腔上分别设有左、右压力油进出口。

所述吸气端座的吸气腔中设置有内容积比调节滑阀和能量调节滑阀，所述内容积比调节滑阀和能量调节滑阀套装在滑阀导杆上，所述内容积比调节滑阀和能量调节滑阀之间的滑阀导杆上设置有螺旋压缩弹簧，所述滑阀导杆的一端与能量调节滑阀固连，所述滑阀导杆的杆身依次穿过内容积比调节滑阀和油缸隔板，所述滑阀导杆的另一端与能量调节滑阀油活塞固连。

所述吸气端座的吸气腔与油缸隔板之间还设计有内置油缸，所述内置油缸中设置有内容积比调节滑阀油活塞，所述内容积比调节滑阀油活塞将内置油缸分隔成内空腔和外油腔，所述内空腔直接与吸气端座的吸气腔相连通，所述外油腔则通过开设在吸气端座内部的油道与设置在吸气端座外表面上压力油进出口相连通，所述内容积比调节滑阀的管状头部伸入到内置油缸中与内容积比调节滑阀油活塞固连。

作为本实用新型的优选方案，所述压力油进出口设置在吸气端座的外表面顶部。

进一步地，所述吸气端座内的阴转子孔密封端盖的圆柱侧面上开设有环形油槽，所述压力油进出口与环形油槽相连通，所述内置油缸的外油腔上部开设有与环形油槽相连通的进出油缺口。

更进一步地，所述环形油槽的截面面积与所述进出油缺口的面积之比为1∶2～1∶3。

与传统的油缸外置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构相比，本实用新型的优点体现在如下几方面：

其一，在吸气端座的吸气腔与油缸隔板之间设计内置油缸，由内容积比调节滑阀油活塞将其分隔成内空腔和外油腔，且只需要将外油腔密封，而内空腔开放，内空腔容积的变化借助吸气端座的吸气腔中滑阀导杆上的螺旋压缩弹簧实现。这样，内空腔一侧无需增加密封座、油管等部件，可以更加充分地利用吸气端座的内部空间，尽量减小外接油缸体的轴向长度，从而减短滑阀导杆和内容积比调节滑阀的长度，既降低了零件的加工制造成本，又有利于保证零件的加工精度，提高压缩机的运行效率。

其二，内置油缸的外油腔的压力油进出口优选设计在吸气端座的外表面顶部，压力油依次通过阴转子孔密封端盖上的环形油槽和外油腔上部的进出油缺口进入其中，推动内容积比调节滑阀油活塞运动，并能将溶解在压力油中的制冷剂工质有效地从顶部排除，防止工质气体在此处累积，从而提高压缩机运行的稳定性，消除工质气体累积带来的安全隐患。

其三，环形油槽的截面面积与进出油缺口的面积之比为优选设计在1∶2～1∶3的范围，可有效保持输入或输出外油腔的压力油通畅迅速，从而确保压缩机工况能够快速响应内容积比调节滑阀的移动变化，满足用户对不同工况的实际需要。

综上，本实用新型结构简单紧凑，装配维护简便，制造成本低廉，能够有效地调节螺杆压缩机的工作状态以适应外界工况的变化，提高压缩机的运行效率，节省电能消耗。

附图说明

图1为一种油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构的主剖视结构示意图。

图2为图1中的B-B剖视结构示意图。

图3为图2中的A部放大结构示意图。

图4为图2中的K向放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

图中所示的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，包括压缩机的吸气端座8、以及通过油缸隔板6连接在吸气端座8外侧的油缸体2。

油缸隔板6整体为容易制造的台阶轴结构，其两侧开设有同心度极高的圆柱形止口，止口中安装有O形圈，用于分别与油缸体2和吸气端座8密封连接，并使两者隔离开来。

油缸体2的左侧端面安装有油缸体盖板1，油缸体2的右侧端面通过油缸隔板6与吸气端座8密封定位连接，并由过渡板4固定在吸气端座8的外侧。油缸体2中设有能量调节滑阀油活塞3，能量调节滑阀油活塞3将油缸体2分隔成左、右油腔18、17，左、右油腔18、17的顶部分别设有左、右压力油进出口a、b。

吸气端座8的吸气腔13中设置有内容积比调节滑阀9和能量调节滑阀11，内容积比调节滑阀9和能量调节滑阀11套装在滑阀导杆10上，内容积比调节滑阀9和能量调节滑阀11之间的滑阀导杆10上设置有螺旋压缩弹簧12，滑阀导杆10的一端与能量调节滑阀11固连，滑阀导杆10的杆身依次穿过内容积比调节滑阀9和油缸隔板6，滑阀导杆10的另一端与能量调节滑阀油活塞3固连。

吸气端座8的吸气腔13与油缸隔板6之间还设计有内置油缸7，内置油缸7中设置有内容积比调节滑阀油活塞15，内容积比调节滑阀9的管状头部伸入到内置油缸7中与内容积比调节滑阀油活塞15固连。内容积比调节滑阀油活塞15将内置油缸7分隔成内空腔14和外油腔16。内空腔14直接与吸气端座8的吸气腔13相连通。外油腔16则通过开设在吸气端座8内部的油道与设置在吸气端座8外表面顶部的压力油进出口c相连。

具体地，压力油进出口c设置在吸气端座8内的阴转子孔密封盖5正上方，在阴转子孔密封端盖5的圆柱侧面上开设有环形油槽d，压力油进出口c与环形油槽d相连通。并且，在内置油缸7的外油腔16上部开设有与环形油槽d相连通的进出油缺口e，由此构成吸气端座8内部的油道。优选的进出油缺口e设计呈月牙形，同时设计环形油槽d的截面面积与进出油缺口e的面积之比的最佳值为1∶2～1∶3。这样既便于加工形成，又可降低压力油的流动阻力，并保持压力油进出通畅。在阴转子孔密封端盖5的圆柱侧面上对应于环形油槽d的两侧还设置有O型密封圈组件，以确保油道的密封性能。

在油缸体盖板1上设置有能量指示仪表20，能量指示仪表20的输入端通过螺旋导杆19与滑阀导杆10的头部相连，可以直观地显示出螺杆压缩机的实际能量状态。

本实用新型的工作原理如下：

当用户需要减小负荷时，由电磁换向阀控制液压油从左压力油进出口a进入到左油腔18中，右油腔17中的液压油则通过右压力油进出口b流回到压缩机的低压吸气腔。能量调节滑阀油活塞3在压差的推动下向右侧方向移动，带动能量调节滑阀11也向右运动，减小螺杆转子啮合的有效工作长度，减小压缩机的吸气量，从而减小系统的负荷。

当用户需要增大负荷时，由电磁换向阀控制液压油从右压力油进出口b进入到右油腔17中，左油腔18中的液压油则通过左压力油进出口a流回到压缩机的低压吸气腔。能量调节滑阀油活塞3在压差的推动下向左侧方向移动，带动能量调节滑阀11也向左运动，增加螺杆转子啮合的有效工作长度，增加压缩机的吸气量，从而增加系统的负荷。其最大负荷可以使螺杆转子的全部长度都投入啮合，使系统的负荷增大至100％。通过设置在油缸体盖板1上的能量指示仪表20可以直观地显示实际的能量百分比，旋转电位器还可以将其转化成为电信号，由微机测量并通过微机控制压缩机的能量状态。

当用户需要在大压力比工况下运行时，由电磁换向阀控制液压油从压力油进出口c进入，经过阴转子孔密封端盖5上的环形油槽d，再从外油腔16上部的进出油缺口e进入到外油腔16中，液压油克服螺旋压缩弹簧12的阻力和各接触表面的摩擦力，推动内容积比调节滑阀油活塞15向右运动，带动内容积比调节滑阀9也向右运动，从而可以将设在能量调节滑阀11上的径向排气口的位置前移，使气体在压缩机内的压缩程度增加，进而增加压缩机的内容积比和内压力比。

当用户需要在小压力比工况下运行时，由电磁换向阀控制压力油进出口c与压缩机的低压吸气腔接通，将外油腔16中的液压油导向压缩机的低压吸气腔。此时，内容积比调节滑阀油活塞15在螺旋压缩弹簧12的弹力推动下，克服各接触表面的摩擦力向左运动，带动内容积比调节滑阀9也向左运动，从而可以将设在能量调节滑阀11上的径向排气口的位置后移，使气体在压缩机内的压缩程度减少，进而缩小压缩机的内容积比和内压力比。

能量和内容积比的调节可以由高灵敏度的电子传感器进行检测，并通过微机进行控制，整个过程可以方便地实现自动化，从而实现螺杆压缩机的全自动和高效节能运行。

Claims (10)

1.一种油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，包括压缩机的吸气端座(8)、以及通过油缸隔板(6)连接在吸气端座(8)外侧的油缸体(2)；

所述油缸体(2)中设有能量调节滑阀油活塞(3)，所述能量调节滑阀油活塞(3)将油缸体(2)分隔成左、右油腔(18、17)，所述左、右油腔(18、17)上分别设有左、右压力油进出口(a、b)；

所述吸气端座(8)的吸气腔(13)中设置有内容积比调节滑阀(9)和能量调节滑阀(11)，所述内容积比调节滑阀(9)和能量调节滑阀(11)套装在滑阀导杆(10)上，所述内容积比调节滑阀(9)和能量调节滑阀(11)之间的滑阀导杆(10)上设置有螺旋压缩弹簧(12)，所述滑阀导杆(10)的一端与能量调节滑阀(11)固连，所述滑阀导杆(10)的杆身依次穿过内容积比调节滑阀(9)和油缸隔板(6)，所述滑阀导杆(10)的另一端与能量调节滑阀油活塞(3)固连；

其特征在于：所述吸气端座(8)的吸气腔(13)与油缸隔板(6)之间还设计有内置油缸(7)，所述内置油缸(7)中设置有内容积比调节滑阀油活塞(15)，所述内容积比调节滑阀油活塞(15)将内置油缸(7)分隔成内空腔(14)和外油腔(16)，所述内空腔(14)直接与吸气端座(8)的吸气腔(13)相连通，所述外油腔(16)则通过开设在吸气端座(8)内部的油道与设置在吸气端座(8)外表面上压力油进出口(c)相连通，所述内容积比调节滑阀(9)的管状头部伸入到内置油缸(7)中与内容积比调节滑阀油活塞(15)固连。

2.根据权利要求1所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述压力油进出口(c)设置在吸气端座(8)的外表面顶部。

3.根据权利要求1或2所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述吸气端座(8)内的阴转子孔密封端盖(5)的圆柱侧面上开设有环形油槽(d)，所述压力油进出口(c)与环形油槽(d)相连通，所述内置油缸(7)的外油腔(16)上部开设有与环形油槽(d)相连通的进出油缺口(e)。

4.根据权利要求3所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述进出油缺口(e)为月牙形缺口。

5.根据权利要求3所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述阴转子孔密封端盖(5)的圆柱侧面上对应于环形油槽(d)的两侧设置有O型密封圈组件。

6.根据权利要求4所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述阴转子孔密封端盖(5)的圆柱侧面上对应于环形油槽(d)的两侧设置有O型密封圈组件。

7.根据权利要求3所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述环形油槽(d)的截面面积与所述进出油缺口(e)的面积之比为1∶2～1∶3。

8.根据权利要求4所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述环形油槽(d)的截面面积与所述进出油缺口(e)的面积之比为1∶2～1∶3。

9.根据权利要求5所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述环形油槽(d)的截面面积与所述进出油缺口(e)的面积之比为1∶2～1∶3。

10.根据权利要求6所述的油缸内置型螺杆压缩机能量和内容积比调节机构，其特征在于：所述环形油槽(d)的截面面积与所述进出油缺口(e)的面积之比为1∶2～1∶3。

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