CN207568845U - 一种变容控制结构及压缩机 - Google Patents

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CN207568845U CN201721480132.4U CN201721480132U CN207568845U CN 207568845 U CN207568845 U CN 207568845U CN 201721480132 U CN201721480132 U CN 201721480132U CN 207568845 U CN207568845 U CN 207568845U
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胡艳军
阙沛祯
杨欧翔
翟元彬
向柳
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Abstract

本实用新型公开了一种变容控制结构及压缩机,该结构包括:变容组件和滑片约束单元(8);其中,所述变容组件,设置于所述变容控制结构所属压缩机的外壳(1)的外部,用于按设定顺序动作;所述滑片约束单元(8),设置于所述压缩机的泵体的内部,用于在所述变容组件按设定顺序动作的控制下,使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态。本实用新型的方案,可以克服现有技术中抖动剧烈、易停机和管路易断裂等缺陷,实现降低抖动、不易停机和管路不易断裂的有益效果。

Description

一种变容控制结构及压缩机
技术领域
本实用新型属于压缩机技术领域,具体涉及一种变容控制结构及压缩机,尤其涉及一种滚动转子式变容压缩机的变容控制结构、具有该变容控制结构的压缩机、以及该压缩机的变容控制方法。
背景技术
转子式压缩机通过由发动机或电动机驱动(多数为电动机驱动),另一转子(又称阴转子或凹转子)是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动,或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。应用滚动转子式压缩机的空调系统,目前普遍采用变频技术控制压缩机转速调节空调系统的制冷、制热输出。该技术具有控制相对简单,冷、热量输出调节范围大等特点。
近年来多个厂家在多缸压缩机上开发了变容控制技术,但采用变容控制技术调节压缩机工作容量时,变容缸由空转状态转换到工作状态时或由工作状态转换到空转状态时,压缩机的负载突然增大或减小,引起压缩机剧烈抖动,易导致压缩机突然停机或压缩机管路断裂,压缩机控制器也会受到剧烈的电流冲击。这些问题的存在导致了变容控制技术难以大规模推广应用,成为行业内急需解决的问题。
现有技术中,存在抖动剧烈、易停机和管路易断裂等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,针对上述缺陷,提供一种变容控制结构及压缩机,以解决现有技术中变容压缩机在进行模式切换时由于负载突变引起剧烈抖动的问题,达到大幅降低抖动的效果。
本实用新型提供一种变容控制结构,包括:变容组件和滑片约束单元;其中,所述变容组件,设置于所述变容控制结构所属压缩机的外壳的外部,用于按设定顺序动作;所述滑片约束单元,设置于所述压缩机的泵体的内部,用于在所述变容组件按设定顺序动作的控制下,使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态。
可选地,所述变容组件,包括:单向阀;所述单向阀,设置于所述变容缸组件中变容缸的变容缸吸气口、与所述压缩机中分液器的分液器第二出口之间的管路中,用于当冷媒由所述分液器第二出口流向所述变容缸吸气口时处于导通状态,或当冷媒由所述变容缸吸气口流向所述分液器第二出口时处于截止状态。
可选地,所述变容组件,还包括:节流件和通断件中的至少之一;其中,所述节流件,设置于自所述外壳内部的高压排气侧引出的高压侧控制管所在管路中,用于在所述单向阀和所述节流件均处于关闭状态、且所述节流件处于开启状态时,按设定流通面积,将所述高压排气侧的高压冷媒引入至所述单向阀与所述变容缸吸气口之间;所述通断件,设置于自所述分液器内部的低压吸气侧引出的低压侧控制管所在管路中,用于在所述单向阀、所述节流件和所述通断件均处于开启状态时,将所述低压吸气侧的低压冷媒引入至所述单向阀与所述变容缸吸气口之间。
可选地,其中,在所述变容组件中,自所述变容缸吸气口与所述单向阀之间还引出有公共连接管,所述高压侧控制管和所述低压侧控制管的另一端,均连通至所述公共连接管;和/或,所述变容组件,还包括:缓冲器;所述缓冲器,设置于自所述变容缸吸气口与所述单向阀之间引出的公共连接管所在管路中,用于在所述变容缸由所述空转状态切换至所述工作状态时,减缓所述变容缸内部压力降低的速度。
可选地,其中,所述节流件,包括:第一电磁阀、电子膨胀阀、毛细管中的至少之一;和/或,所述节流件能够调节的所述设定流通面积的上限,大于或等于:所述变容缸组件在状态切换时允许的最大运行频率、与所述变容缸处于工作状态时的工作容积的乘积的第一设定系数倍;其中,所述状态切换,包括:由工作状态切换至空转状态,或由空转状态切换至工作状态;和/或,当所述变容缸组件由工作状态切换至空转状态时,所述节流件的开度由所述设定流通面积的上限调小到所述设定流通面积的下限的时间为第一过渡时间;当所述变容缸组件由空转状态切换至工作状态时,所述节流件的开度由所述设定流通面积的下限调大到所述设定流通面积的上限的时间为第二过渡时间;其中,所述第一过渡时间大于或等于第一设定时间,所述第二过渡时间大于或等于第二设定时间,且所述第二设定时间大于所述第一设定时间;和/或,所述通断件,包括:第二电磁阀、电动开关、手动开关中的至少之一;和/或,所述通断件开启时的允许流通面积,小于或等于所述变容缸处于工作状态时的工作容积的第二设定系数倍;和/或,当所述变容组件还包括缓冲器时,所述缓冲器所能容纳的气体体积,大于或等于所述变容缸处于工作状态时的工作容积的第三设定系数倍。
可选地,所述滑片约束单元,包括:销钉约束单元、磁性元件约束单元、滑片约束孔约束单元中的任意一个;其中,所述销钉约束单元,包括:销钉和销弹簧;其中,所述销钉,设置于所述变容缸组件中变容滑片的竖直方向、且位于所述压缩机中与所述变容缸相邻的轴承内;所述销弹簧,设置于所述销钉的尾部;和/或,所述磁性元件约束单元,包括:磁性元件;所述磁性元件,设置于所述变容缸组件中变容滑片的尾部,用于吸引所述变容滑片,以使所述变容滑片向所述磁性元件移动;和/或,所述滑片约束孔约束单元,包括:滑片约束孔;所述滑片约束孔,位于与所述变容缸组件中变容滑片的运动方向呈设定角度的方向上,且设置于所述变容缸组件中变容缸上与所述变容缸的变容缸吸气口相对的一侧,用于将所述外壳内的高压气体引向所述变容滑片的变容滑片槽一侧,并与所述变容滑片槽相通。
可选地,其中,所述销钉约束单元,还包括:销槽;所述销槽,设置于所述变容滑片的竖直方向的尾部;所述销钉,设置于所述销槽中;和/或,在所述销钉约束单元中,所述变容滑片的尾部及所述销钉的头部,均与所述外壳内部的高压气体连通;所述变容滑片的头部压力与所述变容缸的内部压力相同;所述销钉的尾部,通过所述压缩机中泵体内部的销钉连通通道,与所述变容缸的变容缸吸气口连通;和/或,在所述滑片约束孔约束单元中,所述滑片约束孔向所述变容滑片的变容滑片槽一侧引入的所述外壳内的高压气体,形成作用在所述变容滑片上的压力,使所述变容滑片与所述变容滑片槽的另一侧贴紧;所述压力的方向,与所述变容滑片直线运动的方向垂直、并使所述变容滑片与所述变容滑片槽贴紧侧之间产生摩擦力,以阻碍所述变容滑片运动。
与上述变容控制结构相匹配,本实用新型另一方面提供一种压缩机,包括:至少一个恒定运行的压缩缸组件;还包括:至少一个能够选择性地处于工作状态或空转状态的变容缸组件;其中,所述变容缸组件,包括:以上所述的变容控制结构。
本实用新型的方案,通过控制变容组件有序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动,避免了压缩机切换时出现停机、管路断裂等问题的出现。
进一步,本实用新型的方案,通过控制变容组件有序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动及停机的概率,避免切换导致的管路断裂,提高了压缩机切换的可靠性。
进一步,本实用新型的方案,通过使变容组件有序动作,结合滑片约束单元,使变容缸组件处于工作或空转的状态,大幅降低状态切换时的剧烈抖动,提升压缩机状态切换及运行的可靠性。
由此,本实用新型的方案,通过设置变容组件和滑片约束单元,并控制变容组件有序动作,控制变容缸组件处于工作状态或空转状态,解决现有技术中变容压缩机在进行模式切换时由于负载突变引起剧烈抖动的问题,从而,克服现有技术中抖动剧烈、易停机和管路易断裂的缺陷,实现降低抖动、不易停机和管路不易断裂的有益效果。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型中销钉约束结构的一实施例的结构示意图;
图2为变容滑片与滚子处于脱离状态的一实施例的结构示意图;
图3为变容滑片与滚子处于贴合状态的一实施例的结构示意图;
图4为本实用新型中磁性元件约束结构的一实施例的结构示意图;
图5为变容滑片与滚子处于脱离状态的另一实施例的结构示意图;
图6为本实用新型中滑片约束孔结构的一实施例的结构示意图;
图7为变容滑片与滚子处于脱离状态的再一实施例的结构示意图;
图8为本实用新型中变容缸空转切换工作状态时电磁阀流通面积的一实施例的时序图;
图9为本实用新型中变容缸空转切换工作状态时变容缸吸气侧压力的一实施例的时序图;
图10为本实用新型中变容缸空转切换工作状态时压缩机电流的一实施例的时序图;
图11为本实用新型中变容缸组件由正常工作状态切换空转状态时电磁阀流通面积的一实施例的时序图;
图12为本实用新型中变容缸组件由正常工作状态切换空转状态时变容缸吸气侧压力的一实施例的时序图;
图13为本实用新型中变容缸组件由正常工作状态切换空转状态时压缩机电流的一实施例的时序图;
图14为本实用新型中随着第一电磁阀流通面积的增大变容缸组件工作状态及吸气侧压力变化趋势的一实施例的曲线示意图;
图15为常规结构双缸切换到单缸时压缩机电流的时序图;
图16为常规结构单缸切换到双缸时压缩机电流的时序图;
图17为本实用新型中变容缸组件进行模式切换时压缩机最大振动加速度随过渡区时间长度变化规律的一实施例的曲线示意图;
图18为本实用新型中变容滑片结构的一实施例的结构示意图。
结合附图,本实用新型实施例中附图标记如下:
1-外壳;2-非变容缸;3-泵弹簧;4-变容缸;5-变容滑片;6-销钉;7-销弹簧;8-滑片约束单元;9-销钉连通通道;10-变容缸吸气口;11-分液器;12-分液器第一出口;13-分液器第二出口;14-单向阀;15-分液器吸气口;16-缓冲器;17-第一电磁阀;18-第二电磁阀;19-排气管;20-滚子;21-滑片;22-磁性元件;23-滑片约束孔;24-滑片头部;25-滑片尾部;26-销槽;27-低压吸气侧;28-高压排气侧;29-低压侧控制管;30-公共连接管;31-高压侧控制管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
在一个实施方式中,可以在其中一个或多个压缩缸上设置变容控制结构,使气缸内的滑片与滚子接触而正常工作(该气缸称为变容缸),或使变容缸内的滑片与滚子脱离而空转,改变压缩机当前的工作容积,实现压缩机容量调节。在滚动转子式变容压缩机在进行模式切换时因存在负载突变,导致压缩机在进行模式切换时产生剧烈了抖动,影响了该技术的应用。
针对上述变容压缩机在进行模式切换时压缩机抖动剧烈、易停机等问题,根据本实用新型的实施例,提供了一种变容控制结构,如图1所示本实用新型的变容控制结构的一实施例的结构示意图。该变容控制结构可以包括:变容组件和滑片约束单元8。
在一个可选例子中,所述变容组件,设置于所述变容控制结构所属压缩机的外壳1的外部,可以用于按设定顺序动作。
其中,所述压缩机,可以包括:外壳、电机和泵体。所述电机,可以包括:定子和转子,所述转子与所述泵体之间通过曲轴连为一体。所述泵体,可以包括:压缩缸组件。所述压缩缸组件,可以包括:能够选择性处于工作状态或空转状态的压缩缸组件,即变容缸组件。
例如:变容缸从工作模式切换到空转模式的过程为:
①、关闭第二电磁阀(若此前处于关闭状态,则继续维持该状态)。
②、第一电磁阀的流通面积由0逐渐增至最大值S1,时间长度为T1。
③、切换过程完成后第一电磁阀的状态可处于流通面积为0或最大值S1之间的任一状态,继续使第二电磁阀处于关闭状态。
例如:变容缸从空转模式切换到工作模式的过程为:
①、控制第一电磁阀开启的流通面积至最大值S1
②、使第二电磁阀由关闭状态转为开启状态,其允许最大流通面积为S2
③、第一电磁阀的流通面积由最大值S1逐渐减小至0,其时间长度为T2。
④、切换完成后第一电磁阀的流通截面为0(即处于完全关闭状态),第二电磁阀继续维持开启状态或保持关闭状态。
由此,通过变容组件的设置,可以按设定顺序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动及停机的概率,避免切换导致的管路断裂,实现对变容缸组件状态切换控制的可靠性,提高了压缩机切换的可靠性。
可选地,所述变容组件,可以包括:单向阀14。
在一个可选具体例子中,所述单向阀14,设置于所述变容缸组件中变容缸4的变容缸吸气口10、与所述压缩机中分液器11的分液器第二出口13之间的管路中,可以用于当冷媒由所述分液器第二出口13流向所述变容缸吸气口10时处于导通状态,或当冷媒由所述变容缸吸气口10流向所述分液器第二出口13时处于截止状态。
其中,所述分液器第二出口13,是所述分液器11的出口中与所述变容缸吸气口10连通的一个出口。
例如:变容组件,可以包括:在变容缸吸气口(例如:变容缸吸气口10)与分液器第二出口(例如:分液器第二出口13)设置的单向阀(例如:单向阀14)。
例如:当冷媒具有从分液器第二出口向变容缸吸气口流动的趋势时,单向阀处于导通状态。当冷媒具有从变容缸吸气口向分液器第二出口流动的趋势时,单向阀处于关闭状态,即该单向阀具有正向导通、逆向截止的特征。
由此,通过设置单向阀,可以对分液器第二出口与变容缸吸气口之间的冷媒流向进行控制,控制结构简单,且控制便捷性好。
可选地,所述变容组件,还可以包括:节流件和通断件中的至少之一。
例如:即能选择性地将低压冷媒或高压冷媒引入单向阀和变容缸吸气口之间。具体地,当第二电磁阀导通、而第一电磁阀关闭时,可将低压冷媒引向该处,此时单向阀处于导通状态;当第一电磁阀导通、第二电磁阀关闭时,可将高压冷媒引向该处,此时单向阀处于关闭状态。
在一个可选具体例子中,所述节流件,设置于自所述外壳1内部的高压排气侧28引出的高压侧控制管31所在管路中,可以用于在所述单向阀14和所述节流件均处于关闭状态、且所述节流件处于开启状态时,按设定流通面积,将所述高压排气侧28的高压冷媒引入至所述单向阀14与所述变容缸吸气口10之间。
例如:当节流件开启、通断件关闭时,可将高压冷媒引向所述单向阀14与所述变容缸吸气口10之间,此时单向阀14处于关闭状态。
例如:第一电磁阀具有流通面积可调的能力,其调节范围可从0(即完全关闭)逐渐调节至最大的能力。
由此,通过节流件控制压缩机的高压排气侧的高压冷媒引入至单向阀与变容缸吸气口之家的流通面积,控制方式简便,且控制结果的精准性好、可靠性高。
其中,所述节流件,可以包括:第一电磁阀17、电子膨胀阀、毛细管中的至少之一。
例如:第一电磁阀可以使用电子膨胀阀代替。
例如:第一电磁阀需要具备流通面积可调的特征。目前在空调中用于节流的电子膨胀阀便具有流通面积可调的特征。
由此,通过多种形式的节流件,有利于提升对冷媒流通面积控制的便捷性和灵活性。
更可选地,所述节流件能够调节的所述设定流通面积的上限,大于或等于:所述变容缸组件在状态切换时允许的最大运行频率、与所述变容缸4处于工作状态时的工作容积的乘积的第一设定系数倍。其中,所述状态切换,可以包括:由工作状态切换至空转状态,或由空转状态切换至工作状态。
例如:第一电磁阀最大流通面积S1≥0.0147fV,单位为mm2。其中,f为变容缸组件切换时允许最大运行频率,V为变容缸正常工作时的工作容积,单位为cm3
由此,通过限定节流件能够调节的冷媒流通面积的范围,可以提升对冷媒流通面积控制的合理性和可靠性。
更可选地,当所述变容缸组件由工作状态切换至空转状态时,所述节流件的开度由所述设定流通面积的上限调小到所述设定流通面积的下限的时间为第一过渡时间。
例如:变容缸从工作模式到空转模式之间设置了过渡区,该过渡区的时间长度T1≥5秒。
在一个更可选具体例子中,当所述变容缸组件由空转状态切换至工作状态时,所述节流件的开度由所述设定流通面积的下限调大到所述设定流通面积的上限的时间为第二过渡时间。其中,所述第一过渡时间大于或等于第一设定时间,所述第二过渡时间大于或等于第二设定时间,且所述第二设定时间大于所述第一设定时间。
例如:变容缸从空转模式到工作模式之间设置了过渡区,该过渡区的时间长度T2≥10。
由此,通过设定节流件的开度调大时间和调小时间,可以灵活控制开度调节速度,进而提升对冷媒流通面积控制的可靠性和精准性。
在一个可选具体例子中,所述通断件,设置于自所述分液器11内部的低压吸气侧27引出的低压侧控制管29所在管路中,可以用于在所述单向阀14、所述节流件和所述通断件均处于开启状态时,将所述低压吸气侧27的低压冷媒引入至所述单向阀14与所述变容缸吸气口10之间。
例如:当通断件开启、而节流件关闭时,可将低压冷媒引向所述单向阀14与所述变容缸吸气口10之间,此时单向阀14处于导通状态(即开启状态)。
由此,通过通断件控制压缩机的低压吸气侧的低压冷媒引入至单向阀与变容缸吸气口之间的接通或断开,控制方式简便,控制结果可靠性高。
其中,所述通断件,可以包括:第二电磁阀18、电动开关、手动开关中的至少之一。
例如:第二电磁阀,也可以使用可手动控制开启、关闭的阀,但该阀无法实现自动控制,操作不方便。
由此,通过多种形式的通断件,有利于提升通断控制的便捷性和灵活性,且通用性强,适用范围广。
更可选地,所述通断件开启时的允许流通面积,小于或等于所述变容缸4处于工作状态时的工作容积的第二设定系数倍。
例如:第二电磁阀具有完全关闭状态和开启状态,其开启时允许最大流通面积S2≤0.587V,单位为mm2。其中,V为该变容缸正常工作时的工作容积,单位为cm3
由此,通过设定通断件的允许流通面积,可以提升对低压冷媒流量控制的合理性和可靠性。
在一个可选具体例子中,在所述变容组件中,自所述变容缸吸气口10与所述单向阀14之间还引出有公共连接管30,所述高压侧控制管31和所述低压侧控制管29的另一端,均连通至所述公共连接管30。
例如:该变容组件,还可以包括:从外壳(例如:外壳1)内部引出一条管(例如:从压缩机排气口即高压排气侧28引出)、并与第一电磁阀(例如:第一电磁阀17)相连的高压侧控制管(例如:排气管19),从低压吸气侧(例如:低压吸气侧27)引出一条管、并与第二电磁阀(例如:第二电磁阀18)相连的低压侧控制管(例如:低压侧控制管29),以及,从变容缸吸气口与单向阀之间引出的公共连接管(例如:公共连接管30)。其中,该公共连接管分别与高压侧控制管、低压侧控制管的另一端连通(例如:可以参见图1至图3、图4与图5、以及图6与图7所示的例子)。
由此,通过自变容缸吸气口与单向阀之间引出公共连接管,可以使高压侧控制管和低压侧控制管均连通至公共连接管,管路结构简单,且连通可靠性高。
可选地,所述变容组件,还可以包括:缓冲器16。
在一个可选具体例子中,所述缓冲器16,设置于自所述变容缸吸气口10与所述单向阀14之间引出的公共连接管30所在管路中,可以用于在所述变容缸4由所述空转状态切换至所述工作状态时,减缓所述变容缸4内部压力降低的速度。
例如:该滚子转子式压缩机,可以包括:一个恒定运行的压缩缸组件和一个可选择性能进行正常工作或空转的变容缸组件;该变容缸组件工作模式的切换由设置在外部的变容组件和滑片约束单元共同作用实现;变容组件包括设置在变容缸吸气口与分液器第二出口之间的单向阀、从分液器吸气口(或与分液器吸气口压力相通的位置)引出的低压侧控制管及第二电磁阀、从排气管(或与外壳内压力相同的位置)引出的高压侧控制管及第一电磁阀、从变容缸吸气口与单向阀之间引出的公共侧连接管及与其连接的缓冲器;高压侧控制管、低压侧控制管与公共侧控制管相互连接,使其具有将外壳(例如:外壳1)内的高压引入变容缸吸气口或将变容缸及缓冲器内的高压引入分液器内的能力。
例如:缓冲器的存在及第一电磁阀流通面积处于最大状态,变容缸吸气口的压力一定幅度的降低,但是压力降幅受控。逐渐减小第一电磁阀的流通面积,从外壳内进入缓冲器内的高压气体减少,从第二电磁阀流出缓冲器的高压气体不变,使变容缸吸气口到缓冲器内的压力逐渐降低并与排气背压的压差为ΔP0
由此,通过在自变容缸吸气口与单向阀之间的公共连接管中设置缓冲器,可以进一步减缓变容缸在空转状态至工作状态的切换中其内部压力降低的速度,进而进一步降低状态切换过程中压缩机的抖动程度,提升状态切换及运行的可靠性和安全性。
更可选地,当所述变容组件还可以包括缓冲器16时,所述缓冲器16所能容纳的气体体积,大于或等于所述变容缸4处于工作状态时的工作容积的第三设定系数倍。
例如:缓冲器所能容纳的气体的体积Vh≥10V。
由此,通过设置缓冲器的气体体积,可以更加合理、更加可靠地对变容缸内部压力的降低程度进行控制。
在一个可选例子中,所述滑片约束单元8,设置于所述压缩机的泵体的内部,可以用于在所述变容组件按设定顺序动作的控制下,使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,进而实现对所述压缩机的容量控制。
例如:所述滑片约束单元8,在所述变容组件按设定顺序动作的控制下,实现所述压缩机中变容缸组件的状态切换。其中,所述状态切换,可以包括:由工作状态切换至空转状态,或由空转状态切换至工作状态。
例如:当所述变容缸组件中变容缸4内的滑片21与滚子20接触时,变容缸4内的空间被分隔成容积随转角变化的低压吸气侧27和高压排气侧28。当所述压缩机的曲轴旋转时对吸入所述变容缸4内的气体进行压缩,使所述变容缸4处于正常的工作状态。
又如:当所述变容缸4内的滑片21退入所述变容缸组件的滑片槽、并被所述滑片约束单元8束缚于所述滑片槽内,使所述滑片21与所述变容缸组件的滚子20分离,所述变容缸4内只剩一个腔室并与所述变容缸吸气侧(即变容缸吸气口10的一侧)连通。当所述曲轴旋转时,所述变容缸组件内的气体不再被压缩,使所述变容缸4处于空转状态。
例如:当变容缸(例如:变容缸4)内的滑片与滚子接触时,变容缸内的空间被分隔成容积随转角变化的低压吸气侧和高压排气侧。当曲轴旋转时对吸入变容缸内的气体进行压缩,此时变容缸处于正常的工作状态。
例如:当变容缸内的滑片退入滑片槽、并被设置于泵体内的滑片约束单元束缚于滑片槽内,滑片与滚子分离,变容缸内只剩一个腔室并与变容缸吸气侧连通。当曲轴旋转时,变容缸组件内的气体不再被压缩,此时变容缸处于空转状态。
其中,变容缸组件的工作模式(例如:工作状态、空转状态等)由设置在外壳外部的变容组件和设置在泵体内的滑片约束单元共同作用决定。
由此,通过变容组件和滑片约束单元的配合设置,可以通过控制变容组件有序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动,避免了压缩机切换时出现停机、管路断裂等问题的出现。
可选地,所述滑片约束单元8,可以包括:销钉约束单元。其中,所述销钉约束单元,可以包括:销钉6和销弹簧7。
在一个可选具体例子中,所述销钉6,设置于所述变容缸组件中变容滑片5的竖直方向、且位于所述压缩机中与所述变容缸4相邻的轴承内。
在一个可选具体例子中,所述销弹簧7,设置于所述销钉6的尾部。其中,所述销钉6的尾部,为所述销钉6远离所述变容滑片5的一端。
由此,通过销钉和销弹簧的适配设置,使得对变容滑片的约束力度大,进而提升对变容滑片控制的可靠性和安全性。
更可选地,在所述销钉约束单元中,所述变容滑片5的尾部及所述销钉6的头部,均与所述外壳1内部的高压气体连通。其中,所述变容滑片5的尾部,为靠近所述销钉6的头部的一端。所述变容滑片5的头部,为远离所述销钉6的头部的一端。
在一个更可选具体例子中,所述变容滑片5的头部压力与所述变容缸4的内部压力相同。
在一个更可选具体例子中,所述销钉6的尾部,通过所述压缩机中泵体内部的销钉连通通道9,与所述变容缸4的变容缸吸气口10连通。
更可选地,所述销钉约束单元,还可以包括:销槽26。所述销槽26,设置于所述变容滑片5的竖直方向的尾部。所述销钉6,设置于所述销槽26中。
例如:销钉约束单元结构介绍:如图1至图3所示的实施例一。该滑片约束单元,可以包括:在变容缸组件中的变容滑片(例如:变容滑片5)的竖直方向设置的销钉(例如:销钉6)、设置于销钉尾部的弹簧(例如:销弹簧7)。
其中,变容滑片在气缸径向方向一端靠近滚子(例如:滚子20),称为滑片头部,如滑片头部24;,另一端远离滚子,称为滑片尾部,如滑片尾部25。变容滑片在气缸轴向方向由两侧的轴承约束,且在靠近销钉侧设置有销槽(例如:销槽26)。
具体地,销钉设置于与变容缸相邻的轴承内,一端靠近变容滑片(称为销钉头部)、一端远离变容滑片(称为销钉尾部)。滑片尾部及销钉头部与外壳内部的高压连通,滑片头部压力与变容缸内的压力相同,销钉尾部通过泵体内部的销钉连通通道(例如:销钉连通通道9)与变容缸的吸气口连通。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压、且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常的工作状态。通过变容组件逐渐升高变容缸吸气侧内的压力直到销钉尾部的弹簧足以克服与弹簧力方向相反的气体力(此时销钉头部与尾部的压力差为ΔPa);而变容滑片在滚子的旋转下被推入变容缸滑片槽至某一位置时,销钉进入变容滑片上的销槽内约束变容滑片运动,此后变容滑片与滚子脱离,而变容缸内的压力继续升高直到其压力与外壳内的高压相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转模式。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压、且该压力与外壳内的压力相等时变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力直到所受的气体力足以克服弹簧力、并将销钉推离变容滑片时(此时销钉头部与尾部的压力差为ΔPa),变容滑片所受的约束被解除、同时由于变容缸内的压力降低且滑片头部与尾部的压差也为ΔPa,其所产生的气体力推动变容滑片向靠近滚子方向移动直到与滚子贴合。此时变容缸组件开始进行吸气、压缩,压缩机功率开始随之上升,直到变容缸内的压力与分液器吸气口的压力相当时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
由此,通过设置销槽,便于销钉安装,也便于销钉和销弹簧对变容滑片的控制,安装牢固性好,控制的可靠性也高。
可选地,所述滑片约束单元8,可以包括:磁性元件约束单元。其中,所述磁性元件约束单元,可以包括:磁性元件22。
在一个可选具体例子中,所述磁性元件22,设置于所述变容缸组件中变容滑片5的尾部,可以用于吸引所述变容滑片5,以使所述变容滑片5向所述磁性元件22移动。
例如:磁性元件约束单元介绍:如图4和图5所示的实施例二。该滑片约束单元,主要可以由设置在变容滑片尾部的磁性元件(例如:磁性元件22)构成。
其中,该磁性元件固定在变容缸滑片槽尾部,并具有吸引变容滑片、使其具有向磁性元件运动趋势的磁力。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压、且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常工作状态。通过变容组件中变容缸内的压力逐渐升高,单向阀关闭,直到变容缸内的压力上升到磁性元件足以克服变容滑片因压差产生的气体力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片被旋转的滚子推入变容缸滑片槽、并因磁性元件对其产出的磁力而被约束在该滑片槽内,此后压力继续上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转模式。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压、且该压力与外壳内的压力相等时变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力,直到变容缸内的压力降低到变容滑片因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服磁性元件对变容滑片施加的磁力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片摆脱磁性元件的束缚、并在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。变容缸吸气侧的压力继续降低而使压缩机功率逐渐升高,直到变容缸吸气侧压力与分液器吸气口处的压力相等时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
由此,通过磁性元件对变容滑片进行约束,结构简单,控制方式简便。
可选地,所述滑片约束单元8,可以包括:滑片约束孔约束单元。其中,所述滑片约束孔约束单元,可以包括:滑片约束孔23。
在一个可选具体例子中,所述滑片约束孔23,位于与所述变容缸组件中变容滑片5的运动方向呈设定角度的方向上,且设置于所述变容缸组件中变容缸4上与所述变容缸4的变容缸吸气口10相对的一侧,可以用于将所述外壳1内的高压气体引向所述变容滑片5的变容滑片槽一侧,并与所述变容滑片槽相通。其中,所述变容缸组件中变容缸4上与变容缸4的变容缸吸气口10相对的一侧,为所述变容缸4上远离变容缸吸气口10的一侧。
由此,通过滑片约束孔对变容滑片进行约束,约束方式简便,且约束可靠性高,可以提升对滑片约束的灵活性和便捷性,还可以提升压缩机适用范围的广泛性和通用性。
更可选地,在所述滑片约束孔约束单元中,所述滑片约束孔23向所述变容滑片5的变容滑片槽一侧引入的所述外壳1内的高压气体,形成作用在所述变容滑片5上的压力,使所述变容滑片5与所述变容滑片槽的另一侧贴紧。
在一个更可选具体例子中,所述压力的方向,与所述变容滑片5直线运动的方向垂直、并使所述变容滑片5与所述变容滑片槽贴紧侧之间产生摩擦力,以阻碍所述变容滑片5运动。
例如:滑片约束孔约束单元结构介绍:如图6和图7所示的实施例三。在与变容滑片运动方向呈一定角度的方向,在变容气缸远离吸气口侧设置一个滑片约束孔(例如:滑片约束孔23),将外壳内的高压引向变容滑片槽一侧,并与变容滑片槽相通。
其中,引入的高压所产生的压力作用在变容滑片上使其与变容滑片槽的另一侧贴紧,该压力的方向与变容滑片直线运动方向垂直、并由此使变容滑片与变容气缸滑片槽贴紧侧之间产生摩擦力,该摩擦力具有阻碍变容滑片运动的趋势。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常工作状态。通过变容组件逐渐升高变容缸吸气侧内的压力直到滑片约束孔对变容滑片产生的摩擦力足以克服变容滑片因压差产生的气体力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPc),变容滑片被推入变容缸滑片槽并该摩擦力约束在变容缸滑片槽内。此后压力继续上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转状态。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压且该压力与外壳内的压力相等时,变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力,直到变容缸内的压力降低到变容滑片因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服因滑片约束孔引入的高压对滑片产生的摩擦力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片摆脱摩擦力的束缚并在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。变容缸吸气侧的压力继续降低而使压缩机功率逐渐升高,直到变容缸吸气侧压力与分液器吸气口处的压力相等时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
由此,通过借助于变容滑片在滑片约束孔引入的压力作用下形成的摩擦力进行约束,结构更加简单,控制方式也更加简便,且可靠性可以得到保障。
经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过控制变容组件有序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动,避免了压缩机切换时出现停机、管路断裂等问题的出现。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于变容控制结构的一种压缩机。该压缩机可以包括:至少一个恒定运行的压缩缸组件。还可以包括:至少一个能够选择性地处于工作状态或空转状态的变容缸组件。其中,所述变容缸组件,可以包括:以上所述的变容控制结构。
例如:所述压缩机的压缩缸组件中,可以包括:至少一个恒定运行的压缩缸组件和至少一个可选择性工作或空转的压缩缸组件(记为变容缸组件以示区别)。
在一个可选实施方式中,该滚子转子式压缩机,可以包括:一个恒定运行的压缩缸组件和一个可选择性能进行正常工作或空转的变容缸组件;该变容缸组件工作模式的切换由设置在外部的变容组件和滑片约束单元共同作用实现;变容组件包括设置在变容缸吸气口与分液器第二出口之间的单向阀、从分液器吸气口(或与分液器吸气口压力相通的位置)引出的低压侧控制管及第二电磁阀、从排气管(或与外壳内压力相同的位置)引出的高压侧控制管及第一电磁阀、从变容缸吸气口与单向阀之间引出的公共侧连接管及与其连接的缓冲器;高压侧控制管、低压侧控制管与公共侧控制管相互连接,使其具有将外壳(例如:外壳1)内的高压引入变容缸吸气口或将变容缸及缓冲器内的高压引入分液器内的能力。
其中,相对于变容缸组件,该恒定运行的压缩缸组件,是定容缸组件。例如:定容缸组件中,可以包括:非变容缸2和泵弹簧3。定容缸组件与分液器11的分液器第一出口12连通。
例如:若该定容组件的旋转一圈所排出的气体体积(即排量)为Va,变容缸组件旋转一圈所排出的气体体积为Vb。当压缩机处于运行状态时,定容缸组件排量只能是Va,而变容缸组件的排量可以是Vb,也可以为0(根据压缩机运行模式而定)。
在一个可选例子中,第一电磁阀具有流通面积可调的能力,其调节范围可从0(即完全关闭)逐渐调节至最大的能力。
可选地,第一电磁阀需要具备流通面积可调的特征。目前在空调中用于节流的电子膨胀阀便具有流通面积可调的特征。
可选地,第一电磁阀最大流通面积S1≥0.0147fV,单位为mm2。其中,f为变容缸组件切换时允许最大运行频率,V为变容缸正常工作时的工作容积,单位为cm3
可选地,第一电磁阀可以使用电子膨胀阀代替。
在一个可选例子中,第二电磁阀具有完全关闭状态和开启状态,其开启时允许最大流通面积S2≤0.587V,单位为mm2。其中,V为该变容缸正常工作时的工作容积,单位为cm3
可选地,第二电磁阀,也可以使用可手动控制开启、关闭的阀,但该阀无法实现自动控制,操作不方便。
在一个可选例子中,缓冲器所能容纳的气体的体积Vh≥10V。
可选地,变容缸从工作模式到空转模式之间设置了过渡区,该过渡区的时间长度T1≥5秒。
可选地,变容缸从空转模式到工作模式之间设置了过渡区,该过渡区的时间长度T2≥10。
在一个可选例子中,变容缸从工作模式切换到空转模式的过程为:
①、关闭第二电磁阀(若此前处于关闭状态,则继续维持该状态)。
②、第一电磁阀的流通面积由0逐渐增至最大值S1,时间长度为T1。
③、切换过程完成后第一电磁阀的状态可处于流通面积为0或最大值S1之间的任一状态,继续使第二电磁阀处于关闭状态。
在一个可选例子中,变容缸从空转模式切换到工作模式的过程为:
①、控制第一电磁阀开启的流通面积至最大值S1
②、使第二电磁阀由关闭状态转为开启状态,其允许最大流通面积为S2
③、第一电磁阀的流通面积由最大值S1逐渐减小至0,其时间长度为T2。
④、切换完成后第一电磁阀的流通截面为0(即处于完全关闭状态),第二电磁阀继续维持开启状态或保持关闭状态。
在一个可选实施方式中,本实用新型中压缩机的压缩机,可以包括:滚动转子式制冷压缩机。该滚动转子式制冷压缩机,可以包括:外壳、电机、泵体。其中,电机与泵体同轴、密闭地设置在外壳内。
具体地,在外壳的内部空间中,电机设置在外壳上部。该电机,可以包括:定子、转子,定子呈环形地设置在外壳内,转子有间隙地套设在定子内。转子与泵体通过曲轴连为一体,利用定子上设置的线圈产生的旋转电磁力驱动转子和曲轴旋转。
在一个可选例子中,上述泵体所属的泵体组件,具有多个压缩缸组件,各压缩缸组件之间通过轴承密闭地隔开。各压缩缸组件,可以包括:气缸、套设在曲轴偏心部的滚子(例如:滚子20)、以及可在气缸滑片槽内直线滑动、并且一端与滚子接触的滑片(例如:滑片21)。
可选地,在上述压缩缸组件中,可以包括:至少一个恒定运行的压缩缸组件和至少一个可选择性工作或空转的压缩缸组件(记为变容缸组件以示区别)。
在一个可选具体例子中,当变容缸(例如:变容缸4)内的滑片与滚子接触时,变容缸内的空间被分隔成容积随转角变化的低压吸气侧和高压排气侧。当曲轴旋转时对吸入变容缸内的气体进行压缩,此时变容缸处于正常的工作状态。
在一个可选具体例子中,当变容缸内的滑片退入滑片槽、并被设置于泵体内的滑片约束单元束缚于滑片槽内,滑片与滚子分离,变容缸内只剩一个腔室并与变容缸吸气侧连通。当曲轴旋转时,变容缸组件内的气体不再被压缩,此时变容缸处于空转状态。
其中,变容缸组件的工作模式(例如:工作状态、空转状态等)由设置在外壳外部的变容组件和设置在泵体内的滑片约束单元共同作用决定。
更可选地,变容组件,可以包括:在变容缸吸气口(例如:变容缸吸气口10)与分液器第二出口(例如:分液器第二出口13)设置的单向阀(例如:单向阀14)。
在一个更可选具体例子中,当冷媒具有从分液器第二出口向变容缸吸气口流动的趋势时,单向阀处于导通状态。
在一个更可选具体例子中,当冷媒具有从变容缸吸气口向分液器第二出口流动的趋势时,单向阀处于关闭状态,即该单向阀具有正向导通、逆向截止的特征。
进一步地,该变容组件,还可以包括:从外壳(例如:外壳1)内部引出一条管(例如:从压缩机排气口即高压排气侧28引出)、并与第一电磁阀(例如:第一电磁阀17)相连的高压侧控制管(例如:排气管19),从低压吸气侧(例如:低压吸气侧27)引出一条管、并与第二电磁阀(例如:第二电磁阀18)相连的低压侧控制管(例如:低压侧控制管29),以及,从变容缸吸气口与单向阀之间引出的公共连接管(例如:公共连接管30)。
其中,该公共连接管分别与高压侧控制管、低压侧控制管的另一端连通(例如:可以参见图1至图3、图4与图5、以及图6与图7所示的例子)。
如此,即能选择性地将低压冷媒或高压冷媒引入单向阀和变容缸吸气口之间。具体地,当第二电磁阀导通、而第一电磁阀关闭时,可将低压冷媒引向该处,此时单向阀处于导通状态;当第一电磁阀导通、第二电磁阀关闭时,可将高压冷媒引向该处,此时单向阀处于关闭状态。
更可选地,滑片约束单元(例如:滑片约束单元8),可以具有如下3种结构形式。
①、销钉约束单元结构介绍:如图1至图3所示的实施例一。
该滑片约束单元,可以包括:在变容缸组件中的变容滑片(例如:变容滑片5)的竖直方向设置的销钉(例如:销钉6)、设置于销钉尾部的弹簧(例如:销弹簧7)。
其中,变容滑片在气缸径向方向一端靠近滚子(例如:滚子20),称为滑片头部,如滑片头部24;,另一端远离滚子,称为滑片尾部,如滑片尾部25。变容滑片在气缸轴向方向由两侧的轴承约束,且在靠近销钉侧设置有销槽(例如:销槽26)。
具体地,销钉设置于与变容缸相邻的轴承内,一端靠近变容滑片(称为销钉头部)、一端远离变容滑片(称为销钉尾部)。滑片尾部及销钉头部与外壳内部的高压连通,滑片头部压力与变容缸内的压力相同,销钉尾部通过泵体内部的销钉连通通道(例如:销钉连通通道9)与变容缸的吸气口连通。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压、且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常的工作状态。通过变容组件逐渐升高变容缸吸气侧内的压力直到销钉尾部的弹簧足以克服与弹簧力方向相反的气体力(此时销钉头部与尾部的压力差为ΔPa);而变容滑片在滚子的旋转下被推入变容缸滑片槽至某一位置时,销钉进入变容滑片上的销槽内约束变容滑片运动,此后变容滑片与滚子脱离,而变容缸内的压力继续升高直到其压力与外壳内的高压相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转模式。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压、且该压力与外壳内的压力相等时变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力直到所受的气体力足以克服弹簧力、并将销钉推离变容滑片时(此时销钉头部与尾部的压力差为ΔPa),变容滑片所受的约束被解除、同时由于变容缸内的压力降低且滑片头部与尾部的压差也为ΔPa,其所产生的气体力推动变容滑片向靠近滚子方向移动直到与滚子贴合。此时变容缸组件开始进行吸气、压缩,压缩机功率开始随之上升,直到变容缸内的压力与分液器吸气口的压力相当时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
②、磁性元件约束单元介绍:如图4和图5所示的实施例二。
该滑片约束单元,主要可以由设置在变容滑片尾部的磁性元件(例如:磁性元件22)构成。
其中,该磁性元件固定在变容缸滑片槽尾部,并具有吸引变容滑片、使其具有向磁性元件运动趋势的磁力。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压、且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常工作状态。通过变容组件中变容缸内的压力逐渐升高,单向阀关闭,直到变容缸内的压力上升到磁性元件足以克服变容滑片因压差产生的气体力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片被旋转的滚子推入变容缸滑片槽、并因磁性元件对其产出的磁力而被约束在该滑片槽内,此后压力继续上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转模式。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压、且该压力与外壳内的压力相等时变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力,直到变容缸内的压力降低到变容滑片因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服磁性元件对变容滑片施加的磁力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片摆脱磁性元件的束缚、并在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。变容缸吸气侧的压力继续降低而使压缩机功率逐渐升高,直到变容缸吸气侧压力与分液器吸气口处的压力相等时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
③、滑片约束孔约束单元结构介绍:如图6和图7所示的实施例三。
在与变容滑片运动方向呈一定角度的方向,在变容气缸远离吸气口侧设置一个滑片约束孔(例如:滑片约束孔23),将外壳内的高压引向变容滑片槽一侧,并与变容滑片槽相通。
其中,引入的高压所产生的压力作用在变容滑片上使其与变容滑片槽的另一侧贴紧,该压力的方向与变容滑片直线运动方向垂直、并由此使变容滑片与变容气缸滑片槽贴紧侧之间产生摩擦力,该摩擦力具有阻碍变容滑片运动的趋势。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常工作状态。通过变容组件逐渐升高变容缸吸气侧内的压力直到滑片约束孔对变容滑片产生的摩擦力足以克服变容滑片因压差产生的气体力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPc),变容滑片被推入变容缸滑片槽并该摩擦力约束在变容缸滑片槽内。此后压力继续上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转状态。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压且该压力与外壳内的压力相等时,变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力,直到变容缸内的压力降低到变容滑片因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服因滑片约束孔引入的高压对滑片产生的摩擦力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片摆脱摩擦力的束缚并在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。变容缸吸气侧的压力继续降低而使压缩机功率逐渐升高,直到变容缸吸气侧压力与分液器吸气口处的压力相等时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
进一步地,下面对第一电磁阀的流通面积S1在切换时对变容缸内压力的影响进行 说明
(11)变容缸组件处于工作模式时,变容缸吸气侧的压力与分液器吸气口的压力相等,单向阀处于导通状态,第一电磁阀处于关闭状态,第二电磁阀处于导通或关闭状态。
(12)某一时刻变容缸组件需要切换到空转模式时,关闭第二电磁阀(若此前处于导通状态),开启第一电磁阀,外壳内的高压气体被引入变容缸吸气口并使单向阀关闭后流入变容缸吸气侧。该高压气体流经第一电磁阀时受流通截面的限制,将出现一定幅度的压力降低,若此时引入的高压压降过大达不到滑片约束单元将变容滑片约束在变容缸滑片槽内并使变容滑片与滚子脱离的条件时,变容缸组件转而对从外壳内流经高压侧控制管并引入变容缸吸气侧的气体进行压缩、排气;此时变容缸吸气侧的压力将进一步降低,但其压力比分液器内的压力高,单向阀保持关闭状态,压缩机的电流与切换操作前有一定幅度的降低。
(13)若此时逐渐增大第一电磁阀的流通面积,变容缸吸气侧的压力逐渐升高,直到达到滑片约束单元达到具备约束变容滑片的条件,变容滑片被约束在变容缸滑片槽内并与滚子脱离,变容缸内的压力上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件切换到空转模式。第一电磁阀的流通面积逐渐增大时变容缸吸气侧的压力曲线如图14所示。
上述现象说明变容缸由工作模式切换到空转模式能否成功受第一电磁阀的流通面积S限制。通过进一步试验,变容缸能否由工作模式切换到空转模式的条件是第一电磁阀 的流通面积S≥临界流通面积S0 即:
S≥S0=0.0147fV,单位为mm2。其中,f为切换时压缩机运行频率,V为变容缸正常工作时的工作容积,单位为cm3
其中,若第一电磁阀的流通面积S1 具有从0(即第一电磁阀处于关闭状态)到S0 可变流通面积特征,变容缸组件从正常工作模式切换到空转模式时,逐渐增大第一电磁阀的流通面积之最大值,其变容缸内的压力也会逐渐升高,压缩机电流将会逐渐降低直至达到最小值。适当控制第一电磁阀的流通面积S1 由0(即第一电磁阀处于关闭状态)增大到最大的速度,延长变容缸组件从正常工作模式切换到空转模式的时间T1,将使压缩机在该切换过程中所受的振动显著降低,提高压缩机切换的可靠性。
进一步地,下面对第二电磁阀的流通面积S2 在切换对变容缸内压力的影响说明:
(21)变容缸处于空转模式状态时,变容缸内压力为高压且与外壳内的压力相等;变容组件的状态分别为:单向阀关闭,第二电磁阀关闭,第一电磁阀开启或关闭;变容滑片被滑片约束单元约束在变容缸滑片槽内。
(22)某一时刻变容缸组件需要切换到正常工作状态时,关闭第一电磁阀(若此前处于开启状态),开启第二电磁阀,变容缸内的高压气体将沿着公共侧连接管,低压侧连接管流入分液器吸气口。从变容缸内流入分液器吸气口的气体流量(单位时间内流过的气体体积)受第二电磁阀的流通面积的限制。由于变容缸至第二电磁阀之间的空间内的气体减小,压力逐渐降低,当该压力降低到满足变容滑片摆脱滑片约束单元束缚的条件后,变容滑片在气体力的作用下向滚子方向移动直至其头部与滚子贴合。
(23)变容缸组件开始对变容缸内剩余的气体进行压缩、排气,变容缸内的压力随着剩余气体的减小而降低,若第二电磁阀的流通面积过大,将使该剩余气体的量降低速度更快,变容缸组件的负载迅速增大,压缩机因负载突然增大将会承受巨大的振动,可能导致压缩机突然停机,甚至压缩机连接管路断裂,因此必须对第二电磁阀的流通面积S2 进行限制。经过试验,第二电磁阀的流通面积S2应满足如下条件
S2≤0.587V,单位为mm2。其中,V为变容缸工作容积,且S2 小于第一电磁阀的最大流通面积。
为进一步减缓变容缸从空转模式切换到工作模式时变容缸内压力降低的速度,在 变容缸吸气口和第二电磁阀之间应设置缓冲器(例如:缓冲器16),且缓冲器所能容纳的气 体体积Vh≥10V,V为该变容缸工作容积。
其中,变容组件由工作模式切换到空转模式时第一电磁阀、第二电磁阀动作过程可以如下:
(31)如图11所示,变容缸组件处于工作状态(也称工作模式)时,第一电磁阀处于关闭状态(即流通面积为0),第二电磁阀处于开启状态(即流通面积为S2 ,为了省电,此时使其保持关闭状态)。
(32)在t1时刻,当需要变容缸组件由工作状态切换到空转状态时,使第二电磁阀处于关闭状态(即流通面积为0),此后逐渐增大第一电磁阀的流通面积,单向阀关闭,变容缸吸气侧的压力也逐渐增大,变容缸排气背压与吸气侧压力差值ΔP1逐渐减小(例如:可参见图12所示的例子),压缩机电流也随之逐渐降低(例如:可参见图13所示的例子)。
(33)在t2时刻,滑片约束单元达到束缚变容滑片的条件(对于实施例一ΔP1≤ΔPa,对于实施例二ΔP1≤ΔPb,对于实施例三ΔP1≤ΔPc),使变容滑片与滚子脱离,此后变容缸内的压力上升到与外壳内压力相同(也称排气背压),压缩机电流降至最低,切换过程结束,变容缸进入空转模式。
可见,变容缸组件从工作模式到空转模式之间增加了一个过渡区t1~t3。过渡区时间T1越长,模式切换时对压缩机冲击越小,压缩机振动越小。通过试验,当T1≥5秒时,可使模式切换时压缩机振动大幅降低。
其中,变容组件由空转模式切换到工作模式时第一电磁阀、第二电磁阀动作过程可以如下:
(41)如图8所示,变容缸处于空转状态时(也称空转模式),第一电磁阀处于开启或关闭状态(其流通面积可处于0到S1 之间的任意值,流通面积为0时表示处于关闭状态),第二电磁阀处于关闭状态。
(42)在t1时刻需要变容缸组件切换到工作模式时,将第一电磁阀的流通面积调节到最大值,再开启第二电磁阀(此时第二电磁阀的流通面积为S2 ),此时外壳内的一部分高压气体将会通过高压侧控制管及低压侧控制管进入分液器吸气口,变容缸吸气口到第二电磁阀之间的空间内也会有一部分高压气体通过低压侧吸气管流入分液器吸气口。由于缓冲器的存在及第一电磁阀流通面积处于最大状态,变容缸吸气口的压力一定幅度的降低,但是压力降幅受控。逐渐减小第一电磁阀的流通面积,从外壳内进入缓冲器内的高压气体减少,从第二电磁阀流出缓冲器的高压气体不变,使变容缸吸气口到缓冲器内的压力逐渐降低并与排气背压的压差为ΔP0
(43)t2时刻,该压差满足变容滑片摆脱滑片约束单元束缚的条件时(对于实施例一:ΔP0≥ΔPa,对于实施例二:ΔP0≥ΔPb;对于实施例三:ΔP0≥ΔPc),变容滑片在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,将变容缸分隔成吸气侧和排气侧;在曲轴的带动下对气体进行压缩和排气。由于第一电磁阀处不断补充高压气体,变容缸组件内的压力也不会迅速降低。此后进一步减小第一电磁阀的流通面积且保持第二电磁阀继续开启(或者关闭第二电磁阀),变容缸吸气侧的压力、压缩机电流逐渐升高(例如:可以参见图11所示的例子),直到t2时刻时第一电磁阀流通面积为0(即完全关闭),变容缸吸气侧的压力与分液器吸气口的压力相等(例如:可以参见图9所示的例子),单向阀导通,压缩机电流升至最大值。切换过程结束,变容缸转入工作状态。
可见,变容缸组件从空转模式到工作模式之间同样增加了一个过渡区t1~t3(例如:可以参见图8所示的例子)。过渡区时间T1越长,模式切换时对压缩机冲击越小,压缩机振动越小。通过试验,当T2≥10秒时,可使模式切换时压缩机振动大幅降低。
在一个可选实施方式中,变频加变容结合能进一步扩大冷、热量调节范围,具有广阔的应用前景。
由于本实施例的压缩机所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图18所示的变容控制结构的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过控制变容组件有序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动及停机的概率,避免切换导致的管路断裂,提高了压缩机切换的可靠性。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于压缩机的一种压缩机的变容控制方法。该压缩机的变容控制方法可以包括:
(1)使所述变容组件按设定顺序动作。
由此,例如:变容缸从工作模式切换到空转模式的过程为:
①、关闭第二电磁阀(若此前处于关闭状态,则继续维持该状态)。
②、第一电磁阀的流通面积由0逐渐增至最大值S1,时间长度为T1。
③、切换过程完成后第一电磁阀的状态可处于流通面积为0或最大值S1之间的任一状态,继续使第二电磁阀处于关闭状态。
例如:变容缸从空转模式切换到工作模式的过程为:
①、控制第一电磁阀开启的流通面积至最大值S1
②、使第二电磁阀由关闭状态转为开启状态,其允许最大流通面积为S2
③、第一电磁阀的流通面积由最大值S1逐渐减小至0,其时间长度为T2。
④、切换完成后第一电磁阀的流通截面为0(即处于完全关闭状态),第二电磁阀继续维持开启状态或保持关闭状态。
由此,通过变容组件的设置,可以按设定顺序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动及停机的概率,避免切换导致的管路断裂,实现对变容缸组件状态切换控制的可靠性,提高了压缩机切换的可靠性。
在一个可选例子中,当所述变容组件可以包括单向阀14、节流件和通断件时,步骤(1)中使所述变容组件按设定顺序动作,可以包括:所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程中:
(11)使所述通断件处于关闭状态。
(12)使所述节流件的开度在第一过渡时间内,由设定流通面积的下限逐渐调大至所述设定流通面积的上限。
(13)在所述变容缸组件由工作状态到空转状态的切换过程完成后,使所述节流件的开度处于所述设定流通面积的下限与所述设定流通面积的上限中的任一开度,且维持所述通断件的关闭状态。
更可选地,当所述节流件处于开启状态、而所述通断件处于关闭状态时,使所述单向阀14处于关闭状态。
例如:变容缸从工作模式切换到空转模式的过程为:
①、关闭第二电磁阀(若此前处于关闭状态,则继续维持该状态)。
②、第一电磁阀的流通面积由0逐渐增至最大值S1,时间长度为T1。
③、切换过程完成后第一电磁阀的状态可处于流通面积为0或最大值S1之间的任一状态,继续使第二电磁阀处于关闭状态。
可选地,步骤(1)中使所述变容组件按设定顺序动作,还可以包括:所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程中:
(21)使所述节流件的开度处于设定流通面积的上限。
(22)使所述通断件处于开启状态。
(23)使所述节流件的开度在第二过渡时间内,由设定流通面积的上限逐渐调小至所述设定流通面积的下限。
(24)在所述变容缸组件由空转状态到工作状态的切换过程完成后,使所述节流件的开度处于所述设定流通面积的下限,且维持所述通断件的开启状态、或使所述通断件处于关闭状态。
更可选地,当所述节流件处于关闭状态、而所述通断件处于开启状态时,使所述单向阀14处于导通状态。
例如:变容缸从空转模式切换到工作模式的过程为:
①、控制第一电磁阀开启的流通面积至最大值S1
②、使第二电磁阀由关闭状态转为开启状态,其允许最大流通面积为S2
③、第一电磁阀的流通面积由最大值S1逐渐减小至0,其时间长度为T2。
④、切换完成后第一电磁阀的流通截面为0(即处于完全关闭状态),第二电磁阀继续维持开启状态或保持关闭状态。
由此,通过节流件控制压缩机的高压排气侧的高压冷媒引入至单向阀与变容缸吸气口之家的流通面积,控制方式简便,且控制结果的精准性好、可靠性高;通过通断件控制压缩机的低压吸气侧的低压冷媒引入至单向阀与变容缸吸气口之间的接通或断开,控制方式简便,控制结果可靠性高。
在一个可选例子中,当所述变容组件还可以包括缓冲器16时,步骤(1)中使所述变容组件按设定顺序动作,还可以包括:通过所述缓冲器16,在所述变容缸组件由空转状态到工作状态的切换过程中,减缓所述变容缸组件中变容缸4内压力降低的速度。
由此,通过在自变容缸吸气口与单向阀之间的公共连接管中设置缓冲器,可以进一步减缓变容缸在空转状态至工作状态的切换中其内部压力降低的速度,进而进一步降低状态切换过程中压缩机的抖动程度,提升状态切换及运行的可靠性和安全性。
可选地,减缓所述变容缸组件中变容缸4内压力降低的速度,可以包括:
(31)在所述节流件的开度由设定流通面积的上限逐渐调小至所述设定流通面积的下限的过程中,使从所述外壳1内进入所述缓冲器16内的高压气体的容量减少,并使从所述通断件流出所述缓冲器16的高压气体的容量不变。以及,
(32)使所述变容缸4的变容缸吸气口10到所述缓冲器16内气体的压力逐渐降低。并使降低后的所述压力与所述压缩机的排气背压的压差,满足所述变容缸组件的变容滑片5摆脱所述滑片约束单元束缚的条件。
例如:缓冲器的存在及第一电磁阀流通面积处于最大状态,变容缸吸气口的压力一定幅度的降低,但是压力降幅受控。逐渐减小第一电磁阀的流通面积,从外壳内进入缓冲器内的高压气体减少,从第二电磁阀流出缓冲器的高压气体不变,使变容缸吸气口到缓冲器内的压力逐渐降低并与排气背压的压差为ΔP0
由此,通过设置缓冲器的气体体积,可以更加合理、更加可靠地对变容缸内部压力的降低程度进行控制。
(2)使所述滑片约束单元8,在所述变容组件按设定顺序动作的控制下,使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,进而实现对所述压缩机的容量控制。
例如:当变容缸(例如:变容缸4)内的滑片与滚子接触时,变容缸内的空间被分隔成容积随转角变化的低压吸气侧和高压排气侧。当曲轴旋转时对吸入变容缸内的气体进行压缩,此时变容缸处于正常的工作状态。
例如:当变容缸内的滑片退入滑片槽、并被设置于泵体内的滑片约束单元束缚于滑片槽内,滑片与滚子分离,变容缸内只剩一个腔室并与变容缸吸气侧连通。当曲轴旋转时,变容缸组件内的气体不再被压缩,此时变容缸处于空转状态。
其中,变容缸组件的工作模式(例如:工作状态、空转状态等)由设置在外壳外部的变容组件和设置在泵体内的滑片约束单元共同作用决定。
由此,通过变容组件和滑片约束单元的配合设置,可以通过控制变容组件有序动作,大幅降低了压缩机在进行模式切换时的抖动,避免了压缩机切换时出现停机、管路断裂等问题的出现。
在一个可选例子中,当所述滑片约束单元8可以包括销钉约束单元时,步骤(2)中使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,可以包括:所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程中:
(41)通过所述变容组件逐渐升高所述变容缸组件中变容缸4的变容缸吸气侧内的压力,直到销钉6尾部的销弹簧17足以克服与所述销弹簧17的弹簧力方向相反的气体力时,所述销钉6头部与尾部的压力差为第一压力差。
(42)当所述变容缸组件的变容滑片5在所述变容缸组件的滚子的旋转下被推入所述变容缸组件的变容缸滑片槽中设定位置时,所述销钉6进入所述变容滑片5上的所述销槽26内,约束所述变容滑片5运动。之后,所述变容滑片5与所述滚子脱离。
(43)使所述变容缸4内的压力继续升高,直到所述变容缸4内的压力与所述外壳1内的高压相等,切换过程结束,所述变容缸组件处于空转状态。
可选地,步骤(2)中使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,还可以包括:所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程中:
(51)通过所述变容组件逐渐降低所述变容缸组件中变容缸4内的压力,直到销钉6所受的气体力足以克服销弹簧17的弹簧力、并将销钉6推离所述变容缸组件的变容滑片5时,所述销钉6头部与尾部的压力差为第一压力差。
(52)使所述变容滑片5所受的约束被解除,同时由于所述变容缸4内的压力降低、且所述变容滑片5的头部与尾部的压差也为第一压力差。
(53)通过所述第一压力差所产生的气体力推动所述变容滑片5,向靠近所述变容缸组件的滚子方向移动,直到所述变容滑片5与所述滚子贴合时,所述变容缸组件开始进行吸气、压缩,所述压缩机的功率开始随之上升。
(54)直到所述变容缸4内的压力与所述压缩机中分液器11的分液器吸气口15的压力相当时,所述变容组件中的单向阀4导通,切换过程结束,所述变容缸组件处于工作状态。
例如:销钉约束单元结构介绍:如图1至图3所示的实施例一。该滑片约束单元,可以包括:在变容缸组件中的变容滑片(例如:变容滑片5)的竖直方向设置的销钉(例如:销钉6)、设置于销钉尾部的弹簧(例如:销弹簧7)。
其中,变容滑片在气缸径向方向一端靠近滚子(例如:滚子20),称为滑片头部,如滑片头部24;另一端远离滚子,称为滑片尾部,如滑片尾部25。变容滑片在气缸轴向方向由两侧的轴承约束,且在靠近销钉侧设置有销槽(例如:销槽26)。
具体地,销钉设置于与变容缸相邻的轴承内,一端靠近变容滑片(称为销钉头部)、一端远离变容滑片(称为销钉尾部)。滑片尾部及销钉头部与外壳内部的高压连通,滑片头部压力与变容缸内的压力相同,销钉尾部通过泵体内部的销钉连通通道(例如:销钉连通通道9)与变容缸的吸气口连通。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压、且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常的工作状态。通过变容组件逐渐升高变容缸吸气侧内的压力直到销钉尾部的弹簧足以克服与弹簧力方向相反的气体力(此时销钉头部与尾部的压力差为ΔPa);而变容滑片在滚子的旋转下被推入变容缸滑片槽至某一位置时,销钉进入变容滑片上的销槽内约束变容滑片运动,此后变容滑片与滚子脱离,而变容缸内的压力继续升高直到其压力与外壳内的高压相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转模式。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压、且该压力与外壳内的压力相等时变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力直到所受的气体力足以克服弹簧力、并将销钉推离变容滑片时(此时销钉头部与尾部的压力差为ΔPa),变容滑片所受的约束被解除、同时由于变容缸内的压力降低且滑片头部与尾部的压差也为ΔPa,其所产生的气体力推动变容滑片向靠近滚子方向移动直到与滚子贴合。此时变容缸组件开始进行吸气、压缩,压缩机功率开始随之上升,直到变容缸内的压力与分液器吸气口的压力相当时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
由此,通过设置销槽,便于销钉安装,也便于销钉和销弹簧对变容滑片的控制,安装牢固性好,控制的可靠性也高。
在一个可选例子中,当所述滑片约束单元8可以包括磁性元件约束单元时,步骤(2)中使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,可以包括:所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程中:
(61)通过所述变容组件使所述变容缸组件中变容缸4内的压力逐渐升高,使所述变容组件中的单向阀14关闭,直到所述变容缸4内的压力上升到磁性元件22足以克服所述变容缸组件的变容滑片5因压差产生的气体力时,所述变容滑片5的头部与尾部的压差为第二压力差。
(62)使所述变容滑片5被所述变容缸组件中旋转的滚子,推入所述变容缸组件中的变容缸滑片槽,并因所述磁性元件22对所述变容滑片5产出的磁力而被约束在所述变容缸滑片槽内。之后,所述变容缸4内的压力继续上升至与所述外壳1内的压力相等,切换过程结束,所述变容缸组件处于空转状态。
可选地,步骤(2)中使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,还可以包括:所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程中:
(71)通过所述变容组件逐渐降低所述变容缸组件中变容缸4内的压力,直到所述变容缸4内的压力,降低到所述变容缸组件中变容滑片5因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服磁性元件对变容滑片施加的磁力时,所述变容滑片5的头部与尾部的压差为第二压力差。
(72)使所述变容滑片5摆脱所述磁性元件22的束缚,并使所述变容滑片5在所述气体力的作用下向所述压缩机的滚子移动,直到所述变容滑片5与所述滚子贴合,使所述变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。
(73)使所述变容缸4的变容缸吸气侧的压力继续降低,而使所述压缩机的功率逐渐升高,直到所述变容缸吸气侧压力与所述压缩机中分液器11的分液器吸气口15处的压力相等时,使所述变容组件中单向阀14导通,切换过程结束,所述变容缸组件处于工作状态。
例如:磁性元件约束单元介绍:如图4和图5所示的实施例二。该滑片约束单元,主要可以由设置在变容滑片尾部的磁性元件(例如:磁性元件22)构成。
其中,该磁性元件固定在变容缸滑片槽尾部,并具有吸引变容滑片、使其具有向磁性元件运动趋势的磁力。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压、且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常工作状态。通过变容组件中变容缸内的压力逐渐升高,单向阀关闭,直到变容缸内的压力上升到磁性元件足以克服变容滑片因压差产生的气体力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片被旋转的滚子推入变容缸滑片槽、并因磁性元件对其产出的磁力而被约束在该滑片槽内,此后压力继续上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转模式。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压、且该压力与外壳内的压力相等时变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力,直到变容缸内的压力降低到变容滑片因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服磁性元件对变容滑片施加的磁力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片摆脱磁性元件的束缚、并在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。变容缸吸气侧的压力继续降低而使压缩机功率逐渐升高,直到变容缸吸气侧压力与分液器吸气口处的压力相等时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
由此,通过磁性元件对变容滑片进行约束,结构简单,控制方式简便。
在一个可选例子中,当所述滑片约束单元8可以包括滑片约束孔约束单元时,步骤(2)中使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,可以包括:所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由工作状态切换到空转状态的过程中:
(81)通过所述变容组件逐渐升高所述变容缸组件中变容缸4的变容缸吸气侧内的压力,直到滑片约束孔23对所述变容缸组件中变容滑片5产生的摩擦力足以克服所述变容滑片5因压差产生的气体力时,所述变容滑片5的头部与尾部的压差为第三压力差。
(82)使所述变容滑片5被推入所述变容缸组件中的变容缸滑片槽,并通过所述摩擦力使所述变容滑片5被约束在所述变容缸滑片槽内。之后,所述变容缸4的变容缸吸气侧内的压力继续上升至与所述外壳1内的压力相等,切换过程结束,所述变容缸组件处于空转状态。
可选地,步骤(2)中使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态,还可以包括:所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程。
其中,在所述变容缸组件由空转状态切换到工作状态的过程中:
(91)通过所述变容组件逐渐降低所述变容缸组件中变容缸4内的压力,直到所述变容缸4内的压力,降低到所述变容缸组件中变容滑片5因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服因滑片约束孔23引入的高压对所述变容滑片5产生的摩擦力时,所述变容滑片的头部与尾部的压差为第三压力差。
(92)使所述变容滑片5摆脱所述摩擦力的束缚,并在所述变容滑片5因头部与尾部的压差产生的气体力的作用下向所述压缩机中的滚子移动,直到所述变容滑片5与所述滚子贴合时,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。
(93)使所述变容缸4的变容缸吸气侧的压力继续降低,而使所述压缩机的功率逐渐升高,直到所述变容缸吸气侧的压力与所述压缩机中分液器11的分液器吸气口15处的压力相等时,使所述变容组件中单向阀14导通,切换过程结束,所述变容缸组件处于工作状态。
例如:滑片约束孔约束单元结构介绍:如图6和图7所示的实施例三。在与变容滑片运动方向呈一定角度的方向,在变容气缸远离吸气口侧设置一个滑片约束孔(例如:滑片约束孔23),将外壳内的高压引向变容滑片槽一侧,并与变容滑片槽相通。
其中,引入的高压所产生的压力作用在变容滑片上使其与变容滑片槽的另一侧贴紧,该压力的方向与变容滑片直线运动方向垂直、并由此使变容滑片与变容气缸滑片槽贴紧侧之间产生摩擦力,该摩擦力具有阻碍变容滑片运动的趋势。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由正常工作模式切换到空转模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于低压且该压力与分液器吸气口处的压力相等时,变容缸组件处于正常工作状态。通过变容组件逐渐升高变容缸吸气侧内的压力直到滑片约束孔对变容滑片产生的摩擦力足以克服变容滑片因压差产生的气体力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPc),变容滑片被推入变容缸滑片槽并该摩擦力约束在变容缸滑片槽内。此后压力继续上升至与外壳内的压力相等,切换过程结束,变容缸组件进入空转状态。
在一个更可选具体例子中,变容缸组件由空转模式切换到正常工作模式过程,可以包括:
当变容缸内的压力处于高压且该压力与外壳内的压力相等时,变容缸组件处于空转状态。通过变容组件逐渐降低变容缸内的压力,直到变容缸内的压力降低到变容滑片因头部与尾部的压差产生的气体力足以克服因滑片约束孔引入的高压对滑片产生的摩擦力时(此时变容滑片头部与尾部的压差为ΔPb),变容滑片摆脱摩擦力的束缚并在气体力的作用下向滚子移动直到与滚子贴合,变容组件内的空间被分隔成吸气侧和排气侧。变容缸吸气侧的压力继续降低而使压缩机功率逐渐升高,直到变容缸吸气侧压力与分液器吸气口处的压力相等时,单向阀导通,切换过程结束,变容缸组件进入正常工作模式。
由此,通过借助于变容滑片在滑片约束孔引入的压力作用下形成的摩擦力进行约束,结构更加简单,控制方式也更加简便,且可靠性可以得到保障。
由于本实施例的压缩机的变容控制方法所实现的处理及功能基本相应于前述压缩机的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过使变容组件有序动作,结合滑片约束单元,使变容缸组件处于工作或空转的状态,大幅降低状态切换时的剧烈抖动,提升压缩机状态切换及运行的可靠性。
综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种变容控制结构,其特征在于,包括:变容组件和滑片约束单元(8);其中,
所述变容组件,设置于所述变容控制结构所属压缩机的外壳(1)的外部,用于按设定顺序动作;
所述滑片约束单元(8),设置于所述压缩机的泵体的内部,用于在所述变容组件按设定顺序动作的控制下,使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态。
2.根据权利要求1所述的结构,其特征在于,所述变容组件,包括:单向阀(14);
所述单向阀(14),设置于所述变容缸组件中变容缸(4)的变容缸吸气口(10)、与所述压缩机中分液器(11)的分液器第二出口(13)之间的管路中,用于当冷媒由所述分液器第二出口(13)流向所述变容缸吸气口(10)时处于导通状态,或当冷媒由所述变容缸吸气口(10)流向所述分液器第二出口(13)时处于截止状态。
3.根据权利要求2所述的结构,其特征在于,所述变容组件,还包括:节流件和通断件中的至少之一;其中,
所述节流件,设置于自所述外壳(1)内部的高压排气侧(28)引出的高压侧控制管(31)所在管路中,用于在所述单向阀(14)和所述节流件均处于关闭状态、且所述节流件处于开启状态时,按设定流通面积,将所述高压排气侧(28)的高压冷媒引入至所述单向阀(14)与所述变容缸吸气口(10)之间;
所述通断件,设置于自所述分液器(11)内部的低压吸气侧(27)引出的低压侧控制管(29)所在管路中,用于在所述单向阀(14)、所述节流件和所述通断件均处于开启状态时,将所述低压吸气侧(27)的低压冷媒引入至所述单向阀(14)与所述变容缸吸气口(10)之间。
4.根据权利要求3所述的结构,其特征在于,其中,
在所述变容组件中,自所述变容缸吸气口(10)与所述单向阀(14)之间还引出有公共连接管(30),所述高压侧控制管(31)和所述低压侧控制管(29)的另一端,均连通至所述公共连接管(30);
和/或,
所述变容组件,还包括:缓冲器(16);
所述缓冲器(16),设置于自所述变容缸吸气口(10)与所述单向阀(14)之间引出的公共连接管(30)所在管路中,用于在所述变容缸(4)由所述空转状态切换至所述工作状态时,减缓所述变容缸(4)内部压力降低的速度。
5.根据权利要求3或4所述的结构,其特征在于,其中,
所述节流件,包括:第一电磁阀(17)、电子膨胀阀、毛细管中的至少之一;和/或,
所述节流件能够调节的所述设定流通面积的上限,大于或等于:所述变容缸组件在状态切换时允许的最大运行频率、与所述变容缸(4)处于工作状态时的工作容积的乘积的第一设定系数倍;其中,所述状态切换,包括:由工作状态切换至空转状态,或由空转状态切换至工作状态;
和/或,
当所述变容缸组件由工作状态切换至空转状态时,所述节流件的开度由所述设定流通面积的上限调小到所述设定流通面积的下限的时间为第一过渡时间;
当所述变容缸组件由空转状态切换至工作状态时,所述节流件的开度由所述设定流通面积的下限调大到所述设定流通面积的上限的时间为第二过渡时间;其中,所述第一过渡时间大于或等于第一设定时间,所述第二过渡时间大于或等于第二设定时间,且所述第二设定时间大于所述第一设定时间;
和/或,
所述通断件,包括:第二电磁阀(18)、电动开关、手动开关中的至少之一;和/或,
所述通断件开启时的允许流通面积,小于或等于所述变容缸(4)处于工作状态时的工作容积的第二设定系数倍;
和/或,
当所述变容组件还包括缓冲器(16)时,所述缓冲器(16)所能容纳的气体体积,大于或等于所述变容缸(4)处于工作状态时的工作容积的第三设定系数倍。
6.根据权利要求1-4之一所述的结构,其特征在于,所述滑片约束单元(8),包括:销钉约束单元、磁性元件约束单元、滑片约束孔约束单元中的任意一个;其中,
所述销钉约束单元,包括:销钉(6)和销弹簧(7);其中,
所述销钉(6),设置于所述变容缸组件中变容滑片(5)的竖直方向、且位于所述压缩机中与所述变容缸(4)相邻的轴承内;
所述销弹簧(7),设置于所述销钉(6)的尾部;
和/或,
所述磁性元件约束单元,包括:磁性元件(22);
所述磁性元件(22),设置于所述变容缸组件中变容滑片(5)的尾部,用于吸引所述变容滑片(5),以使所述变容滑片(5)向所述磁性元件(22)移动;
和/或,
所述滑片约束孔约束单元,包括:滑片约束孔(23);
所述滑片约束孔(23),位于与所述变容缸组件中变容滑片(5)的运动方向呈设定角度的方向上,且设置于所述变容缸组件中变容缸(4)上与所述变容缸(4)的变容缸吸气口(10)相对的一侧,用于将所述外壳(1)内的高压气体引向所述变容滑片(5)的变容滑片槽一侧,并与所述变容滑片槽相通。
7.根据权利要求6所述的结构,其特征在于,其中,
所述销钉约束单元,还包括:销槽(26);所述销槽(26),设置于所述变容滑片(5)的竖直方向的尾部;所述销钉(6),设置于所述销槽(26)中;
和/或,
在所述销钉约束单元中,
所述变容滑片(5)的尾部及所述销钉(6)的头部,均与所述外壳(1)内部的高压气体连通;
所述变容滑片(5)的头部压力与所述变容缸(4)的内部压力相同;
所述销钉(6)的尾部,通过所述压缩机中泵体内部的销钉连通通道(9),与所述变容缸(4)的变容缸吸气口(10)连通;
和/或,
在所述滑片约束孔约束单元中,
所述滑片约束孔(23)向所述变容滑片(5)的变容滑片槽一侧引入的所述外壳(1)内的高压气体,形成作用在所述变容滑片(5)上的压力,使所述变容滑片(5)与所述变容滑片槽的另一侧贴紧;
所述压力的方向,与所述变容滑片(5)直线运动的方向垂直、并使所述变容滑片(5)与所述变容滑片槽贴紧侧之间产生摩擦力,以阻碍所述变容滑片(5)运动。
8.一种压缩机,其特征在于,包括:至少一个恒定运行的压缩缸组件;
还包括:至少一个能够选择性地处于工作状态或空转状态的变容缸组件;其中,
所述变容缸组件,包括:如权利要求1-7中任一项所述的变容控制结构。
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