CN202789520U - 螺杆压缩机及其滑阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了螺杆压缩机及其滑阀。滑阀包括：主体部分，其被配置为在螺杆压缩机的排放口中滑动，以调节通过所述螺杆压缩机的螺杆转子的工质的输出；以及由所述主体承载的脉动阻尼器，以阻尼从所述螺杆压缩机的螺杆转子排放的工质中的压力脉动。螺杆压缩机包括滑阀和由所述滑阀承载的脉动阻尼器。

Description

螺杆压缩机及其滑阀

技术领域

本实用新型涉及螺杆压缩机领域，特别地，本实用新型涉及螺杆压缩机的滑阀系统。

背景技术

螺杆压缩机通常包括相反地旋转的配对的阴阳螺杆对，该螺杆对分别具有相互啮合的多个槽脊和槽，这些槽从进口端至排放端变窄，使得流出的工作流体或气体，或一些其它这样的工质当其被推动通过螺杆时体积被减小。当每个配对的槽脊和槽将一定体积的工质推出压缩机时，被排放的工质以脉冲释放。每个脉冲包括一阵波能，当工质减压时，该波能通过工质和螺杆压缩机传播。螺杆压缩机通常由操作在高速度下的电机转动，使得波脉动以高频排放。脉动不仅产生螺杆压缩机的振动，而且还产生噪声，该噪声被工质和压缩机本身放大。这种振动是不希望的，因为它磨损压缩机的部件并在压缩机振动时产生附加噪声。来自排放工质和振动压缩机的噪声是不希望的，因为它导致嘈杂的操作环境。对抗这些问题的先前的尝试已经涉及在螺杆压缩机外部安装的消声器，加垫的底座和夹具。但是，这些解决方案依靠增加螺杆压缩机成本，重量和复杂度的笨重附件。另外，这些解决方案不忙于解决噪声和振动的根源，只忙于解决其产生后的问题。所以，需要具有降低排放脉动效应的螺杆压缩机。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种滑阀，其包括主体部分，其被配置为在螺杆压缩机的排放口中滑动，以调节通过所述螺杆压缩机的螺杆转子的工质的输出；以及由所述主体承载的脉动阻尼器，以阻尼从所述螺杆压缩机的螺杆转子排放的工质中的压力脉动。

在一个实施例中，所述主体部分包括多个壁以限定封闭内腔，所述脉动阻尼器包括延伸进入所述主体的壁的孔，使得从所述螺杆转子排放的工质进入所述封闭内腔。

在一个实施例中，限定所述主体的多个壁之一包括设计为配合在所述螺杆压缩机的所述螺杆转子之间的V形部。

在一个实施例中，所述主体部分包括用于将所述滑阀与致动机构连接的连接装置。

在一个实施例中，所述主体部分包括排放穴，用于从所述螺杆转子接收工质，并将所述工质导出所述螺杆压缩机且使之经过所述孔。

在一个实施例中，所述孔允许从所述螺杆转子排放的工质加压所述内腔。

在一个实施例中，所述内腔配置成使得当所述工质试图通过所述孔进入所述内腔时，所述内腔内加压的工质从所述工质提取能量。

在一个实施例中，当所述工质进入所述内腔时，所述孔减小所述工质中的声波的振幅。

在一个实施例中，所述主体包括延伸进入所述内腔的多个孔。

在一个实施例中，所述多个孔具有阻尼不同频率的振动的不同长度。

在一个实施例中，所述滑阀进一步包括插入所述多个孔的多个管。

本实用新型在另一方面提供了一种螺杆压缩机，包括：用于在吸入穴处接收工质供应的外壳；置于所述外壳内的一对相互啮合的螺杆转子，所述螺杆转子用于压缩所述工质并排放所述工质进入压力穴；在处于所述相互啮合的螺杆转子对之间的所述压力穴内可移动的滑阀，以调节所述螺杆压缩机的容量；以及由所述滑阀承载的脉动阻尼器，所述脉动阻尼器用于阻尼从所述相互啮合的螺杆转子对排放的所述工质中的压力脉动。

在一个实施例中，所述螺杆压缩机的滑阀包括：具有高压端和低压端的半圆柱体；V形压力头，其沿所述半圆柱体的处于所述高压端与所述低压端之间的侧面设置，并嵌套在所述相互啮合的螺杆转子之间；以及排放穴，其置于所述半圆柱体的所述高压端，用于将从所述螺杆转子排放的工质引导进入所述压力穴。

在一个实施例中，所述螺杆压缩机的脉动阻尼器包括：封闭在所述高压端和所述低压端之间的所述滑阀内的共振腔；阻尼管，其延伸通过所述半圆柱体的所述高压端，以允许所述工质在从所述排放穴排放后加压所述共振腔；其中，当所述工质进入所述共振腔时，所述阻尼管减小所述工质的振幅。

在一个实施例中，所述阻尼管阻尼由所述工质产生的振动。

在一个实施例中，所述阻尼管的长度和直径被选择以产生固有频率匹配被排放工质的频率的阻尼管。

在一个实施例中，所述半圆柱体的所述高压端包括多个延伸进入所述共振腔的阻尼管，以及同心地置于所述半圆柱体的所述高压端处的多个阻尼管之间的致动连接器，所述致动连接器用于将所述滑阀与致动机构连接。

在一个实施例中，所述多个通道具有不同长度。

在一个实施例中，所述多个阻尼管包括不锈钢插入件，这些插入件压配合到设置在所述半圆柱体的所述高压端上的孔中。

本实用新型还提供了一种螺杆压缩机的滑阀，所述螺杆压缩机具有一对螺杆转子，所述滑阀包括：限定内腔的中空的大致圆柱形主体，所述主体具有第一端和第二端；置于所述主体的所述第一端的端盖，以在所述第一端封锁所述内腔；沿所述主体的长度设置的大致V形的头部，所述头部被配置定位在所述压缩机的所述螺杆转子之间；置于所述主体的所述第二端的面板，所述面板包括：接收活塞杆的孔；从所述螺杆转子接收排放物质的排放部；封闭所述主体的所述内腔的端壁；以及延伸通过所述端壁并进入所述内腔的阻尼通道；其中，所述阻尼通道和所述内腔被配置作为亥姆霍兹共振器以从所述螺杆压缩机的工质提取能量。

本实用新型实现的技术效果在于降低螺杆压缩机的排放脉动效应，从而减小螺杆压缩机的振动和振动引起的噪声，同时不会额外增加螺杆压缩机的成本和其结构的复杂程度。

附图说明

图1是使用本实用新型的螺杆压缩机的部分切除透视图。

图2显示了图1的螺杆压缩机的示意图，其中具有本实用新型的脉动阻尼器的滑阀被使用。

图3显示了嵌套在螺杆压缩机的螺杆转子之间的图2的滑阀的前视图。

图4显示了图3的滑阀的截面图，其中示出了脉动阻尼器的共振腔和阻尼管。

图5显示了图3的滑阀的顶视图。

具体实施方式

图1显示了螺杆压缩机10的部分切除透视图，该压缩机压缩工作流体或气体，例如通常用在制冷或空调系统中的制冷剂。螺杆压缩机10包括转子箱12，出口箱14，滑动箱16，阳螺杆转子18，阴螺杆转子20，驱动电机22和滑阀23。阳螺杆转子18和阴螺杆转子20置于转子箱12内并包括轴系和轴承，使得它们可被驱动电机22旋转地驱动。例如，阳螺杆转子18包括轴向延伸通过转子箱12并进入电机22且停留在轴承26A上的轴24A，以及轴向延伸进入出口箱14并停留在轴承26B中的轴24B。制冷剂在吸入口28被引入转子箱12，被引导围绕电机22并进入在螺杆转子18和20进口处的吸入穴30。阳螺杆转子18和阴螺杆转子20包括形成螺旋流路的啮合槽和槽脊，当槽和槽脊从吸入穴30延伸时，该流路具有减小的截面面积。由置于滑动箱16内的活塞系统驱动的滑阀23在转子18和20之间轴向地转移，以改变螺旋流路中压缩的制冷剂体积，从而调节螺杆压缩机10的排放容量。从而当制冷剂在压力口34被排放并释放至例如冷却系统的冷凝器或蒸发器之前被导入压力穴32时，该制冷剂在体积上被减小并被加压。由于多组啮合槽和槽脊，制冷剂以一系列高频脉动被排放入压力穴32，该系列脉动招致不希望的噪声和振动。滑阀23包括减轻排放制冷剂脉动效应的脉动阻尼器。在所示实施方式中，螺杆压缩机10包括两螺杆的压缩机。但是，在其它实施方式中，本实用新型容易地适用于具有三个，四个或更多螺杆转子的采用往复滑阀系统的压缩机。

图2显示了图1的螺杆压缩机的示意图，该压缩机具有本实用新型的滑阀23。螺杆压缩机10包括转子箱12，出口箱14，滑动箱16，阴螺杆转子20，驱动电机22，滑阀23，控制系统36，滑动杆38，活塞40，气缸42和弹簧辅助件44。转子箱12，出口箱14和滑动箱16一起包括引导制冷剂R通过压缩机10的密封流路。制冷剂R在吸入口28被导入转子箱12，并绕电机22被发送至吸入穴30。阳螺杆转子18(未示出)和阴螺杆转子20压缩来自吸入穴30的制冷剂R，用于排放进入压力穴32。阴螺杆转子20包括与阳螺杆转子18上的配对槽脊或叶啮合的螺杆槽46A-46D，以形成密封的、体积减小的流路。密封流路在体积上减小，使得制冷剂R在从吸入穴30移动至压力穴32时被推动并被压缩。因此，制冷剂R在进口26进入例如螺杆槽46A，具有压力P₁；并在压力穴32从相同螺杆槽46A被排放，具有提高的压力P₂。因此，每个螺杆槽将小体积的制冷剂R输送至压力穴32。当螺杆转子18和20旋转时，一系列制冷剂R排放脉冲被释放至压力穴32，其引起螺杆压缩机10不希望的噪声和振动。控制螺杆压缩机10容量的滑阀23包括脉动阻尼器，以在制冷剂R从螺杆转子18和20排放时降低制冷剂R的噪声和振动效应。

滑阀23置于压力穴32内的滑动凹陷内，并被配置为接合阳螺杆转子18与阴螺杆转子20之间的缝隙。这样，滑阀23，阴转子20的槽46A-46D，阳转子18的槽脊，转子箱12和排放箱14限定了制冷剂R的密封的且加压的流路。滑阀23与杆38和活塞头40连接，以在压力穴32内轴向地来回移动滑阀23。滑阀23沿螺杆转子20转移，以改变螺杆槽46A-46D内输送的制冷剂R的体积。例如，当滑阀23被延伸至全负载位置(图1中的左边)使得它接触滑动阻挡件48时，螺杆压缩机10的输出容量增大以便将附加量的制冷剂R供应至制冷机或空调器。滑阀23朝压力穴32(图1中的右边)移动以减小螺杆压缩机的排放容量。杆38将滑阀23连接至活塞头40，该活塞头置于活塞气缸42内。活塞头40包括暴露给处于压力P₂下的制冷剂R的第一压力侧50A，以及暴露给处于压力P₃下的活塞腔52的第二压力侧50B。压力P₃被控制系统36控制，该控制系统包括开关，阀，螺线管等等，以选择性地向活塞腔52提供压力油，以基于制冷机或空调器的负载(即冷却需求)调整制冷剂R的流出量。活塞腔52内的压力油在第二压力侧50B上施加力以朝滑动阻挡件48和全负载位置移动滑阀23。为了移动滑阀23远离滑动阻挡件48，压力P₃通过从活塞腔52去除压力油被减小。弹簧辅助件44将活塞头40推至右边，该活塞头通过杆38拉动滑阀23。活塞头40还与制冷剂R接触，该制冷剂在第一压力侧50A上施加压力P₂以向右边拉滑阀23。

当制冷剂R流过螺杆转子20的槽46A-46D并外流至压力穴32时，滑阀23与制冷剂R直接接触。特别地，滑阀23的压力面54非常接近螺杆转子18，在这里制冷剂R被排入压力穴32。这样，制冷剂R的排放脉动流过压力面54。压力面54包括允许制冷剂R进入共振腔58的脉动阻尼通道56，使得与制冷剂R排放关联的振动和噪声被削弱。

图3显示了图2的滑阀23的前视图，其中示出了压力面54的脉动阻尼通道56A-56E。滑阀23还包括致动接口60，排放穴62，压力排放面64A和64B，以及外表面66。滑阀23的压力排放面64A和64B一起包括滑阀23上的V形头，该V形头沿阳螺杆转子18和阴螺杆转子20密封制冷剂R流。滑阀23在接口60连接至致动器件，例如图2的活塞杆38和活塞头40，使得滑阀23的位置可被转移以调节来自螺杆转子18和20的制冷剂R的排放容量。制冷剂R在压缩穴68中被压缩，该压缩穴分别形成在阴螺杆转子20的螺杆槽46A与46B之间，以及阳螺杆转子18的螺杆槽脊70A与70B之间。当螺杆转子18和20相反地旋转以向滑阀23敞开压缩穴68时，制冷剂R以脉冲排放从压缩穴68被释放进入排放穴62。制冷剂R的脉冲排放在从螺杆压缩机10在压力口34(图1)被排放之前流过压力面54。制冷剂R流入阻尼通道56A-56E并进入滑阀23内的内共振腔58。在所示实施方式中，阻尼通道56A-56E装配有阻尼管72A-72E，其通过参考图4被更详细地解释。

图4显示了图3的滑阀23的截面图，其中示出了本实用新型脉动阻尼器的阻尼管72A-72C和共振腔58。如图4所示，阻尼管72A-72E插入阻尼通道56A-56E，阻尼管72C被插入阻尼腔56C。阻尼腔56C包括形成在滑阀23内部的中空外腔。滑阀23包括多个壁，该些壁的形状被设计为限定了具有V形头和半圆柱形外表面66的中空罐，该V形头由压力排放面64A和64B形成，该外表面66置于压力面54与端盖74之间。如图4和图5所示，压力排放面64A和64B一起限定了配合在螺杆转子18与20之间的顶76。因此，压力排放面64A和64B在形状上是拱形的。压力排放面64A和64B在滑阀23的前端合并以形成排放穴62。排放穴62包括拱形的、三角形的表面，该表面在压力穴32(图1)中形成轴向的和径向的排放口。阻尼通道56A-56E一般置于排放穴62以下，使得退出排放穴62之后的制冷剂R流过阻尼通道56A-56E。排放穴62及压力排放面64A和64B集合在压力面54。外表面66从第一压力排放面64A至第二压力排放面64B环绕压力面54。端盖74置于外表面66与压力排放面64A和64B之间，以形成共振腔58。因此，共振腔58被封闭在滑阀23的壁之内。

回到图4，共振腔58在滑阀23内通过阻尼通道56A-56E是可进入的。阻尼通道56A-56E包括延伸通过压力面54的孔，使得制冷剂R被允许进入滑阀23以将共振腔58加压至压力P₂。阻尼通道56A-56E的长度由压力面54的厚度确定，但可通过将阻尼管72A-72E插入阻尼通道56A-56E来改变。在一个实施方式中，阻尼管72A-72E包括压配合进入阻尼通道56A-56E的不锈钢管。阻尼管72A-72E和阻尼通道56A-56E的长度和直径被选择以在制冷剂R通过阻尼通道56A-56E和阻尼管72A-72E时，影响制冷剂R的声学和力学。特别地，阻尼管72A-72E的长度和直径被选择以从制冷剂R提取最大量的能量。

制冷剂R以定期间隔以脉冲从螺杆转子18和20排放，具有由电机22驱动螺杆转子18和20的速度支配的频率。这些脉冲产生不希望的声波，该声波增加螺杆压缩机10产生的噪声。但是在这些声波中包含的能量可被使用来做功，以削弱从螺杆压缩机10的声波传播。滑阀23被配置为当作亥姆霍兹共振器，该共振器包括具有收缩开口的流体或气体容器，例如由制冷剂R，共振腔58和通道56A-56E产生。制冷剂R充满共振腔58，使得试图进入共振腔58的附加制冷剂必须压缩共振腔58内已经存在的制冷剂R的体积。试图进入共振腔58的制冷剂R的脉冲波从而压缩制冷剂R直至达到波峰。然后，当波散至该槽时，共振腔58内的加压制冷剂R会向后推。当脉冲波通过波峰和波传播时，共振腔58内的加压制冷剂R继续压缩和减压，从而从螺杆转子18和20排放的制冷剂R提取能量。能量提取减小脉动波的振幅，从而降低制冷剂R脉冲排放产生的噪声和振动。但是，滑阀23的位置不受制冷剂R的波脉动影响，使得滑阀23的性能不受影响。滑阀23的位置通过与活塞杆38和活塞头40的刚性连接被维持恒定，该位置由压力P₃维持。

当波频率匹配亥姆霍兹共振器(由滑阀23产生，即阻尼管72A-72E)中的收缩开口的固有或共振频率时，最大量的能量通过共振腔58被从制冷剂R的脉冲波提取。公式(1)阐明了伸长管的共振频率，其中，f_R是管的共振频率，ν是特定于制冷剂R的声速，A是管面积，L是管长，且V₀是共振腔体积。

$f_R=\frac{v}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{A}{V_{0}L}}$ 公式(1)

因此，管72A-72E的尺寸被选择，使得来自螺杆转子18和20的制冷剂R的排放脉冲频率匹配管的共振频率。管的数量，每个管的长度和每个管的面积可基于设计考虑(例如压缩机10的压力范围，压力面54的壁厚和滑阀23的所需尺寸)被选择。此外，在其它实施方式中，管72A-72E可具有不同长度，使得不同频率的脉动可被阻尼，例如电机22不同操作速度的频率。例如，从图4可见，管72B短于管72A和72C。

虽然本实用新型已经通过参考示例性实施例被描述，但是本领域技术人员将理解的是可进行各种变化且等同物可代替其元件，而不背离本实用新型的范围。另外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应于本实用新型的教导，而不背离其根本的范围。因此，意图是本实用新型不限于公开的特定实施方式，而意图是本实用新型将包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种滑阀，包括：

主体部分，其被配置为在螺杆压缩机的排放口中滑动，以调节通过所述螺杆压缩机的螺杆转子的工质的输出；以及

由所述主体承载的脉动阻尼器，以阻尼从所述螺杆压缩机的螺杆转子排放的工质中的压力脉动。

2.如权利要求1所述的滑阀，其特征在于：所述主体部分包括多个壁以限定封闭内腔，所述脉动阻尼器包括延伸进入所述主体的壁的孔，使得从所述螺杆转子排放的工质进入所述封闭内腔。

3.如权利要求2所述的滑阀，其特征在于：限定所述主体的多个壁之一包括设计为配合在所述螺杆压缩机的所述螺杆转子之间的V形部。

4.如权利要求2所述的滑阀，其特征在于：所述主体部分包括用于将所述滑阀与致动机构连接的连接装置。

5.如权利要求2所述的滑阀，其特征在于：所述主体部分包括排放穴，用于从所述螺杆转子接收工质，并将所述工质导出所述螺杆压缩机且使之经过所述孔。

6.如权利要求2所述的滑阀，其特征在于：所述孔允许从所述螺杆转子排放的工质加压所述内腔。

7.如权利要求6所述的滑阀，其特征在于：所述内腔配置成使得当所述工质试图通过所述孔进入所述内腔时，所述内腔内加压的工质从所述工质提取能量。

8.如权利要求2所述的滑阀，其特征在于：当所述工质进入所述内腔时，所述孔减小所述工质中的声波的振幅。

9.如权利要求2所述的滑阀，其特征在于：所述主体包括延伸进入所述内腔的多个孔。

10.如权利要求9所述的滑阀，其特征在于：所述多个孔具有阻尼不同频率的振动的不同长度。

11.如权利要求9所述的滑阀，进一步包括插入所述多个孔的多个管。

12.一种螺杆压缩机，包括：

用于在吸入穴处接收工质供应的外壳；

置于所述外壳内的一对相互啮合的螺杆转子，所述螺杆转子用于压缩所述工质并排放所述工质进入压力穴；

在处于所述相互啮合的螺杆转子对之间的所述压力穴内可移动的滑阀，以调节所述螺杆压缩机的容量；以及

由所述滑阀承载的脉动阻尼器，所述脉动阻尼器用于阻尼从所述相互啮合的螺杆转子对排放的所述工质中的压力脉动。

13.如权利要求12所述的螺杆压缩机，其特征在于：所述滑阀包括：

具有高压端和低压端的半圆柱体；

V形压力头，其沿所述半圆柱体的处于所述高压端与所述低压端之间的侧面设置，并嵌套在所述相互啮合的螺杆转子之间；以及

排放穴，其置于所述半圆柱体的所述高压端，用于将从所述螺杆转子排放的工质引导进入所述压力穴。

14.如权利要求12所述的螺杆压缩机，其特征在于：所述脉动阻尼器包括：

封闭在所述高压端和所述低压端之间的所述滑阀内的共振腔；

阻尼管，其延伸通过所述半圆柱体的所述高压端，以允许所述工质在从所述排放穴排放后加压所述共振腔；

其中，当所述工质进入所述共振腔时，所述阻尼管减小所述工质的振幅。

15.如权利要求14所述的螺杆压缩机，其特征在于：所述阻尼管阻尼由所述工质产生的振动。

16.如权利要求14所述的螺杆压缩机，其特征在于：所述阻尼管的长度和直径被选择以产生固有频率匹配被排放工质的频率的阻尼管。

17.如权利要求14所述的滑阀，其特征在于：所述半圆柱体的所述高压端包括多个延伸进入所述共振腔的阻尼管，以及同心地置于所述半圆柱体的所述高压端处的多个阻尼管之间的致动连接器，所述致动连接器用于将所述滑阀与致动机构连接。

18.如权利要求17所述的滑阀，其特征在于：所述多个通道具有不同长度。

19.如权利要求18所述的滑阀，其特征在于：所述多个阻尼管包括不锈钢插入件，这些插入件压配合到设置在所述半圆柱体的所述高压端上的孔中。

20.一种螺杆压缩机的滑阀，所述螺杆压缩机具有一对螺杆转子，所述滑阀包括：

限定内腔的中空的大致圆柱形主体，所述主体具有第一端和第二端；

置于所述主体的所述第一端的端盖，以在所述第一端封锁所述内腔；

沿所述主体的长度设置的大致V形的头部，所述头部被配置定位在所述压缩机的所述螺杆转子之间；

置于所述主体的所述第二端的面板，所述面板包括：

接收活塞杆的孔；

从所述螺杆转子接收排放物质的排放部；

封闭所述主体的所述内腔的端壁；以及

延伸通过所述端壁并进入所述内腔的阻尼通道；

其中，所述阻尼通道和所述内腔被配置作为亥姆霍兹共振器以从所述螺杆压缩机的工质提取能量。

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