專利名稱：用于螺旋式壓縮機(jī)滑閥組件的單源氣體驅(qū)動的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中的氣體壓縮。具體地說，本發(fā)明涉及利用源自壓縮機(jī)內(nèi)的排出氣體對制冷螺旋式壓縮機(jī)內(nèi)的滑閥的位置進(jìn)行控制，所述排出氣體位于相對而言是無油的地方，并且在它排出壓縮機(jī)工作腔之后幾乎沒有或沒有壓力的下降。
在制冷系統(tǒng)中使用壓縮機(jī)是將來自蒸發(fā)器致冷劑氣體的壓力提高到冷凝器壓力(較通常稱為吸入壓力和排出壓力)，從而可以利用致冷劑來對所需的媒質(zhì)進(jìn)行冷卻。包括旋轉(zhuǎn)螺旋式壓縮機(jī)在內(nèi)的許多類型的壓縮機(jī)都可以在這種系統(tǒng)中使用。螺旋式壓縮機(jī)通常采用雌、雄轉(zhuǎn)子，所述雌、雄轉(zhuǎn)子安裝在一工作腔中以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述工作腔體的形狀為一對平行相交的平端氣缸，所述氣缸與相互嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子的外部尺寸和形狀緊密匹配。
一螺旋式壓縮機(jī)具有低壓端和高壓端，它們分別形成通入壓縮機(jī)工作腔內(nèi)的吸入口和排放口。處于吸入壓力的致冷劑氣體在所述壓縮機(jī)低壓端從一吸入?yún)^(qū)域進(jìn)入吸入口，并傳送到一人字形壓縮穴，所述壓縮穴由相互嚙合的轉(zhuǎn)子和壓縮機(jī)工作腔的內(nèi)壁所圍成。
當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，壓縮穴與從吸入口是密閉不通的，當(dāng)壓縮穴的容積減小時就發(fā)生氣體的壓縮。通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，壓縮穴周向和軸向地移動到壓縮機(jī)的高壓端，并與排放口相連通。此時，經(jīng)壓縮的致冷劑氣體從壓縮機(jī)工作腔中排放出來。
螺旋式壓縮機(jī)通常都采用滑閥裝置，藉助該滑閥裝置，可將壓縮機(jī)的壓縮能力以一連續(xù)的方式進(jìn)行控制?；y組件的閥部設(shè)置在形成壓縮機(jī)工作腔的轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)，而且，所述滑閥組件的閥部的部分表面參與工作腔的形成。
通常，滑閥都可軸向移動以將一部分工作腔和其內(nèi)的轉(zhuǎn)子暴露在一螺旋式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的、位于處于吸入壓力的吸入口以外的地方。當(dāng)滑閥打開得越來越大時，較大部分工作腔和設(shè)置在其內(nèi)的轉(zhuǎn)子將處于吸入壓力下。如此暴露的轉(zhuǎn)子部分和工作腔以及由它們所形成的人字形壓縮穴就不能在壓縮過程中嚙合，從而使壓縮機(jī)的能力比例地降低?；y定位在滿載極限位置和卸載極限位置之間是比較容易控制的，因此，可對壓縮機(jī)和其內(nèi)采用所述壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)的能力加以控制。
在過去，螺旋式壓縮機(jī)是利用油來液壓地定位的，油在這些壓縮機(jī)內(nèi)還有很多其它用途。在制冷冷凍器應(yīng)用場合中，油的其它用途包括諸如軸承潤滑以及將這些油注入壓縮機(jī)工作腔中，以進(jìn)行密封和冷卻。
這種油通常是來源于一位于所述壓縮機(jī)下游的分油器，在該處，采用排放壓力以將油傳送到壓縮機(jī)注入口和軸承表面，并對壓縮機(jī)滑閥的位置加以控制。但是，應(yīng)該予以注意的是，在本發(fā)明的上下文中，分油器內(nèi)的壓力比從壓縮機(jī)工作腔排放出去時的氣體壓力將略有下降，這是由于排放氣體行進(jìn)到分油器時會有壓降的緣故。但是，無論在哪一種情況中，都是利用在具有較高壓力的油源(分油器)和壓縮機(jī)內(nèi)那一壓力相對較低的地方之間出現(xiàn)的壓差來將油從分油器傳送到在壓縮機(jī)內(nèi)使用它的地方。
使用過之后，通常是將這種油從其使用的地方排泄或排放到壓縮機(jī)或其內(nèi)采用所述壓縮機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)一壓力相對較低的地方。最通常的是，將這些油排泄或排放或用于這樣一個地方，所述地方含有壓力為吸入壓力或其壓力介于壓縮機(jī)吸入壓力和排放壓力中間的致冷劑氣體。
這些油與所述地方內(nèi)的致冷劑氣體相混合并變得夾帶在其內(nèi)，所述地方是將這些油排泄、排放到那里或使用這些油的地方并在從壓縮機(jī)排放出去的壓縮致冷劑氣體氣流內(nèi)將這些油傳送回到分油器。在分油器內(nèi)，這些具有從螺旋式壓縮機(jī)的工作腔中排放出去的氣一油混合物中較大重量百分比的油從所述致冷劑氣體中分離出去，并將它沉積在貯油器內(nèi)。然后，在分油器內(nèi)的壓力推動下，將油重新導(dǎo)引回到壓縮機(jī)中上文所描述的那些地方，以供再次使用。
即使在進(jìn)行了分離過程之后，分油器貯油池中的油仍可能含有致冷劑氣泡和/或溶解的致冷劑。實際上，隨所使用的特定油和致冷劑的溶解特性的不同，經(jīng)分離的油可以含有高達(dá)10-30％(按重量計)的致冷劑。
利用源于分油器的油將滑閥液壓在一螺旋式壓縮機(jī)中定位的一個困難和缺點(diǎn)涉及這樣一種事實情況，即，如上所述，油通常會含有溶解的致冷劑和/或致冷劑氣泡。由于采用這種流體來液壓地定位驅(qū)動壓縮機(jī)滑閥的活塞，滑閥的響應(yīng)可能是不一致的、不穩(wěn)定的，并且/或者滑閥的位置可以由于夾帶在液壓流體內(nèi)的溶解致冷劑的蒸發(fā)(所謂的“脫氣”)或所夾帶的致冷劑氣泡發(fā)生破裂而移動。
致冷劑從液壓流體中的放氣或脫氣現(xiàn)象通常是發(fā)生在其內(nèi)容納有滑閥驅(qū)動活塞的缸體內(nèi)的壓力被排放掉以使壓縮機(jī)卸載的時候，以及/或者夾帶在這種液壓流體內(nèi)的致冷劑氣泡破裂使得該流體的體積發(fā)生變化的時候。這反過來又影響了流體將滑閥保持在一所需位置上或在將滑閥適當(dāng)定位的能力。
利用油將滑閥液壓地定位在一制冷螺旋式壓縮機(jī)中的另一個困難和缺點(diǎn)涉及到這樣一種事實情況，即，致冷劑氣泡的數(shù)量和其內(nèi)所含的溶解液體致冷劑會隨著時間和傳送到滑閥驅(qū)動缸的某一批的潤滑劑的特性和成分而變化。在這一方面，滑閥的控制通常是通過這樣一種假設(shè)來加以控制的，即，假定在加載或卸荷電磁閥的一段預(yù)定時間內(nèi)會使得預(yù)定體積的液壓流體向滑閥驅(qū)動缸移動或移離所述滑閥驅(qū)動缸，并且所述滑閥的移動并在該段時間內(nèi)是可重復(fù)的和始終一致的。而該假定又基于這樣一個假設(shè)，即，在該段時間過程中，引導(dǎo)至滑閥驅(qū)動缸或從滑閥驅(qū)動氣缸流出的油的特性和成分是始終一致的。
由于液壓地供送至滑閥驅(qū)動缸以及從滑閥驅(qū)動缸流出的油的特性和成分即其內(nèi)包含的致冷劑的性質(zhì)和數(shù)量并不是始終一致的，因此，在任一特定時間段期間，滑閥的移動就可能不是精確地始終一致、可重復(fù)或可預(yù)知的。從控制立場來說，這種一致性和可重復(fù)性的缺乏是不利的，它降低了其內(nèi)采用它的壓縮機(jī)及冷凍器的效率。
從美國專利No.5,519,273和美國專利申請No.08/763,775中可知，利用一種具有較佳的一致性的氣體媒質(zhì)而不是液壓媒質(zhì)來對螺旋式壓縮機(jī)中的滑閥位置加以控制的裝置可以提供顯著的優(yōu)點(diǎn)，所述兩專利都已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并援引在本文中作為參考。該專利和專利申請中揭示了這樣一種裝置，在這種裝置中，從壓縮機(jī)或其內(nèi)采用壓縮機(jī)的系統(tǒng)的內(nèi)部的至少兩個氣體源的其中之一或要從所述兩個氣體源獲得氣體。
利用上文所描述的美國專利和美國專利申請中的裝置對螺旋式壓縮機(jī)進(jìn)行的試驗揭示出，從排放區(qū)域或充氣增壓室獲得用來驅(qū)動壓縮機(jī)滑閥的致冷劑氣體。雖然，如上述兩種專利所述，在很多方面都優(yōu)于液壓驅(qū)動裝置，然而，會使其內(nèi)含有一定量的油的排放氣體進(jìn)入閥驅(qū)動缸內(nèi)。這種氣體內(nèi)的過多的油將使得滑閥的控制和響應(yīng)變得較難且較不一致，即使它仍然比使用液壓驅(qū)動系統(tǒng)而獲得的響應(yīng)的一致性要好也罷。而且，這種裝置需要從至少兩個而不是一個具有足夠高的壓力的氣體源，以保證能在其內(nèi)采用壓縮機(jī)的冷凍器的所有工況下能獲得用來驅(qū)動滑閥的氣體。這種對于兩個氣體源的需要使得這種裝置更為復(fù)雜，并且使制造和控制成本都更高。
因此需要這樣一種裝置，藉助該裝置可以利用一種氣態(tài)媒質(zhì)對一制冷螺旋式壓縮機(jī)內(nèi)的滑閥的位置加以控制，從而可以消除利用液態(tài)流體來進(jìn)行此控制的有關(guān)缺點(diǎn)，由此可以對滑閥位置加以更精確和具有一致性的控制，從而可以省卻因斷裂或磨損而失去或降低對滑閥的控制的移動部件，并且可以采用一能很方便地獲得的、基本無油的單個氣體源，它能在一足夠高的壓力下安全可靠工作，從而能保證在其內(nèi)采用壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)的所有可預(yù)見工況下將滑閥驅(qū)動。
發(fā)明概況本發(fā)明的一個目的是采用氣體而不是液壓流體對螺旋式壓縮機(jī)中的滑閥的位置加以控制。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種裝置，藉助該裝置，可以在采用壓縮機(jī)的冷凍器的工作范圍內(nèi)的所有工況下，利用作為驅(qū)動媒質(zhì)的氣體對螺旋式壓縮機(jī)中的滑閥的位置加以可靠和精確的控制。
本發(fā)明的又一目的是采用致冷劑氣體而不是液壓流體對制冷螺旋式壓縮機(jī)內(nèi)的滑閥加以定位，并保證在一段預(yù)定時間段內(nèi)傳送到滑閥驅(qū)動缸或從滑閥驅(qū)動缸排出的驅(qū)動流體的數(shù)量和一致性是可重復(fù)的且始終是一致的。
本發(fā)明的再一目的是利用源于一個地方的基本無油的壓縮機(jī)排放氣體對螺旋式壓縮機(jī)內(nèi)的滑閥的位置加以控制，所述地方是這樣一個地方，在該處，所述氣體在從壓縮機(jī)工作腔中排放出來之后幾乎沒有或沒有壓力的下降。
由以下結(jié)合附圖對較佳實施例的具體描述可有助于進(jìn)一步理解本發(fā)明的這些和其它目的，這些目的是在一種具有一滑閥的螺旋式壓縮機(jī)中實現(xiàn)的，所述滑閥的位置可通過采用從壓縮機(jī)工作腔排放出去的氣體來加以控制。所述氣體可從位于壓縮機(jī)排放口下游的這樣一個地方獲得，在該地方，排放出的是基本無油的排放氣體，并且沒有或只有極小的壓力下降發(fā)生。
藉助從壓縮機(jī)排放氣體基本無油的地方獲得滑閥驅(qū)動氣體，可以得到一種較“純凈”的氣體對滑閥加以控制，從而可以消除當(dāng)用來驅(qū)動滑閥的氣體含有較少量為多油時所出現(xiàn)的滑閥響應(yīng)不一致的現(xiàn)象。藉助從壓縮機(jī)工作腔下游和鄰近壓縮機(jī)排放口的地方獲得所述氣體，可以利用沒有機(jī)會發(fā)生壓力下降或僅發(fā)生極小的壓力下降現(xiàn)象的氣體來驅(qū)動所述滑閥。這樣，轉(zhuǎn)而可以保證有一在可預(yù)見的壓縮機(jī)工況下其壓力都足夠壓的、非常純凈且一致的滑閥驅(qū)動流體，從而即使是在出現(xiàn)低壓情況時，諸如壓縮機(jī)起動時，仍可以保證對滑閥加以適當(dāng)且精確的驅(qū)動和控制。因此，就不再需要使用其內(nèi)含有致冷劑的液壓流體或需要從一個以上的地方獲得氣態(tài)滑閥驅(qū)動流體以保證在所有工況下能使壓縮機(jī)加載，因此，就可以顯著地簡化滑閥的驅(qū)動控制方案和構(gòu)件的設(shè)置。最終結(jié)果是可以獲得一種經(jīng)簡化的、精確的、一致的和可靠的螺旋式壓縮機(jī)滑閥驅(qū)動裝置，所述滑閥驅(qū)動裝置采用源于一個地方的基本無油的排放氣體，并且可以獲得一種具有最佳效率的制冷系統(tǒng)。
附圖簡單說明

圖1是本發(fā)明制冷系統(tǒng)和用來對其螺旋式壓縮機(jī)進(jìn)行控制的滑閥裝置的剖視/示意圖。
圖2是圖1所示壓縮機(jī)部分的放大圖，它較佳地示出了一處于部分加載狀態(tài)而不是處于完全加載狀態(tài)的滑閥組件。
圖3是圖1所示壓縮機(jī)的放大圖，它示出了一打開的加載螺線管，其中所述滑閥組件處于完全加載狀態(tài)。
圖4是圖1所示壓縮機(jī)的放大圖，它示出了一打開的卸載螺線管，其中所述滑閥組件處于完全卸載狀態(tài)。
較佳實施例的具體描述首先請參閱圖1和圖2，制冷系統(tǒng)10包括一壓縮機(jī)組件12、一分油器14、一冷凝器16、一測量裝置18和一蒸發(fā)器20，所有這些均為串聯(lián)連接以供致冷劑在其中流動。壓縮機(jī)組件12包括一轉(zhuǎn)子殼體22和一軸承殼體24，它們一起被稱為壓縮機(jī)殼體。在壓縮機(jī)的工作腔30內(nèi)設(shè)置有一雄轉(zhuǎn)子26和一雌轉(zhuǎn)子28。
所述壓縮機(jī)的工作腔30由轉(zhuǎn)子殼體22、軸承殼體24和滑閥組件34的閥部32一起共同形成。在所述較佳實施例中被稱為所謂壓縮能力控制滑閥組件的滑閥組件34另外還包括連接桿36和驅(qū)動活塞37。所述活塞37設(shè)置在滑閥驅(qū)動缸38內(nèi)。可以將一諸如彈簧39(在圖2一圖4中有所圖示)之類的偏置件設(shè)置在驅(qū)動缸38內(nèi)，以便當(dāng)驅(qū)動缸排氣時，可以朝著一使所述壓縮機(jī)卸載的方向推動所述滑閥組件。雄轉(zhuǎn)子26或雌轉(zhuǎn)子28之一可藉助一諸如發(fā)動機(jī)或電動機(jī)40之類的原動機(jī)加以驅(qū)動。
將處于吸入壓力的致冷劑氣體從蒸發(fā)器20導(dǎo)引至被限定在壓縮機(jī)12的低壓端的連通吸入?yún)^(qū)域42和42A。處于吸入壓力的氣體流入位于所述壓縮機(jī)殼體內(nèi)部的吸入口44內(nèi)，并進(jìn)入一形成在轉(zhuǎn)子26、28和工作腔30的內(nèi)表面之間的壓縮穴內(nèi)。通過螺旋式轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)和嚙合，可使所述壓縮穴的大小有所減少，并周向地移動至所述壓縮機(jī)的高壓端，在該處壓縮氣體通過排放口46流出工作腔并進(jìn)入排放通道48。
就一般意義上的螺旋式壓縮機(jī)內(nèi)的排放口46和排放口而言，排放口46包括兩個部分，第一部分是形成在滑閥組件的閥部32的排出端上的徑向部分46A，第二部分是形成在軸承殼體排出面內(nèi)的軸向部分46B。排放口部分46A和46B的幾何形狀以及與滑閥組件的滑閥部分32的相互作用可控制壓縮機(jī)12的能力，并且在許多情況下可控制其效率。
關(guān)于這方面，排放口46的徑向和軸向部分都影響著壓縮機(jī)的能力，一直到滑閥組件34充分卸載而使徑向排出部分46A不再位于螺旋轉(zhuǎn)子上方為止。在這種情況下，只有軸向口能有效地決定壓縮機(jī)的能力。因此，在壓縮機(jī)起動過程中，當(dāng)滑閥組件34在完全卸載狀態(tài)時，排放口46的軸向部分將是排放口的唯一工作部分。
其中夾帶有大量油的排出氣體被排出排放口46，進(jìn)入排放通道48隨后再進(jìn)入管道49內(nèi)。排放通道48分成兩個子區(qū)域48A和48B，這將在下文中予以更完全的描述，并圖示在圖2中。管道49將排放通道48與分油器14相連，并且在其內(nèi)可以設(shè)置一排出止回閥。傳送至分油器14的所述混合物內(nèi)的油可在分油器內(nèi)被分離出來并滴落在貯油池51內(nèi)。
分油器14的氣體部分52的排氣壓力作用在貯油池51中的油上，從而可以將這些油壓入并通過供油管54、56和58而到壓縮機(jī)12內(nèi)那些需要潤滑、密封和/或冷卻的各個位置。例如，供油管54可供送油以潤滑軸承60，而供油管56可將油導(dǎo)引至轉(zhuǎn)子殼體中內(nèi)的注入通道62，以進(jìn)行密封和氣體冷卻。供油管58可將油導(dǎo)引至壓縮機(jī)高壓端處的軸承64，以進(jìn)行潤滑。從這些位置又排出至與壓縮機(jī)內(nèi)部那些壓力通常低于壓縮機(jī)排氣壓力并且在其內(nèi)有致冷劑的各位置。結(jié)果，即使分油器14的52部分內(nèi)的排出氣體的壓力在從排放通道48流入所述分油器內(nèi)的過程中壓力有所降低，所述排出氣體壓力仍足以將油從貯油池51傳送到其內(nèi)采用排出氣體的壓縮機(jī)12的各位置。
應(yīng)予理解的是，驅(qū)動缸38內(nèi)的驅(qū)動滑閥的活塞37的位置取決定了在轉(zhuǎn)子殼體22內(nèi)的滑閥組件的閥部32的位置。由于閥部32和活塞37的工作面的相對表面區(qū)域受到排放通道48中的排放壓力的作用，并且由于抵靠壓縮機(jī)滑動擋塊68的閥部32的端面暴露于吸入壓力的作用之下，而處于排放壓力下的氣體有選擇地作用在面朝著油缸38的活塞37的工作面上，因此，具有排放壓力的氣體通過排放通道68而進(jìn)入驅(qū)動缸38將使得滑閥朝著使所述壓縮機(jī)加載的方向移動。
在圖1中，所示的滑閥組件34是處于滿載位置，其中滑閥組件的閥部32抵靠在滑動擋塊66上。在該位置，工作腔30和雌、雄螺旋轉(zhuǎn)子只能通過吸入口44而處于吸入?yún)^(qū)域42的吸入壓力的作用之下。
應(yīng)予理解的是，當(dāng)滑閥組件34的位置使閥部32朝著遠(yuǎn)離滑動擋塊66的方向移動時，工作腔30和雄轉(zhuǎn)子26、雌轉(zhuǎn)子28的上部除了通過吸入口44暴露于吸入?yún)^(qū)域42內(nèi)之外，還暴露于轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的吸入?yún)^(qū)域42A。雄轉(zhuǎn)子26、雌轉(zhuǎn)子28的上部的暴露于吸入壓力將使它們不能參與一封閉壓縮穴的限定或參與壓縮過程，因此降低了壓縮機(jī)的能力。在圖2中，所示的滑閥組件就處于一部分加載位置。
現(xiàn)請參閱圖3和4，控制器72與加載電磁閥74電氣連接。加載電磁閥74借助通道76和78與滑閥驅(qū)動缸38相連通。加載電磁閥74還通過通道78與排放通道48相連通。
通道78通過孔80通向排放通道48，在該處，排放通道48內(nèi)的氣體將是相對而言幾乎沒有夾帶油(這將在下文中予以更徹底的描述)并且在排出壓縮機(jī)工作腔后僅有極小(如果有)的壓力下降現(xiàn)象的氣體。要清楚說明的是，排放通道48在排放口46和活塞37之間的容積是可變的，而驅(qū)動缸38在活塞38的另一側(cè)上是容積可變的，所述容積的變化是滑閥位置的函數(shù)。
現(xiàn)請參閱圖2，應(yīng)予理解的是，通過將一分隔件82設(shè)置在排放通道48內(nèi)，可形成排放通道子區(qū)域48A和48B。形成一可使所述滑閥組件的推桿36穿過的孔84的分隔件82使得排放子區(qū)域48B與子區(qū)域48A保持連通，此外還形成了一阻板，以防止從工作腔30中排出的排出氣體氣流內(nèi)所攜帶的油進(jìn)入子區(qū)域48B內(nèi)。結(jié)果，當(dāng)壓縮機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)，而容納有基本無油的致冷劑氣體時，子區(qū)域48B可以保持在與子區(qū)域48A相同的壓力下。
可以理解，分隔件82的孔84具有一定尺寸，以保證滑閥自由移動，而且還可以確保有恒定供送量的無油且?guī)缀鯚o壓降的(如果有)排出氣體可供使用以驅(qū)動滑閥。分隔件82可以形成一孔86，該孔有助于將可能會通過孔84進(jìn)入子區(qū)域48B內(nèi)的少量油排出來。當(dāng)滑閥組件朝著使壓縮機(jī)加載的方向移動時，通過使偏置件39及活塞37的移動，可有助于使油通過孔86自子區(qū)域48B排出。
現(xiàn)請參閱圖1、圖2和圖3，當(dāng)壓縮機(jī)12運(yùn)轉(zhuǎn)時，夾帶有大量油的致冷劑氣體通過排出口46從工作腔30排放出來并流入排放通道48。大部分的排放氣體氣流隨其內(nèi)所夾帶的油一起通過管道49從排放通道48排放出來并通過排放止回閥50與分油器14相連通。但是，一些進(jìn)入排放通道48的排放氣體通過分隔件82的孔84并流入排放子區(qū)域48B。
分隔件82起一擋板的作用，它可以防止從壓縮機(jī)工作腔排放出來的排放氣體氣流內(nèi)所攜帶的油流入排放子區(qū)域48B內(nèi)，而且所述分隔件實際上起著這樣一種裝置的作用，藉助該裝置，可使排放氣體氣流在進(jìn)入排放區(qū)域48B之前將油從排放氣體氣流中分離出來。而且，由于它緊靠著排放口46，排放通道子區(qū)域48B所容納的排放氣體的壓力與排出工作腔30時的排放氣體的壓力相同或只有很小的壓降，并且其壓力高于分油器14內(nèi)的排放氣體的壓力。在這方面，由于分油器14內(nèi)的排放氣體向前流動、繞過并流入位于排放通道48和分油器14的氣體部分52之間的所述系統(tǒng)的各構(gòu)件和管道內(nèi)，因此，分油器14內(nèi)的排放氣體的壓力將有所下降。
為了保證即使是可能通過孔84而流入排放子區(qū)域48B內(nèi)的極少量的油不會從子區(qū)域48B流入排放通道78內(nèi)，使通道78的孔80通向區(qū)域48B的上部。而且，如上文所述，當(dāng)壓縮機(jī)加載時，藉助彈簧39和活塞37的移動，將在子區(qū)域48B下部內(nèi)(這樣油都將沉積在該下部內(nèi))通過孔86而從其中流出來的油掃除。
應(yīng)予理解的是，藉助從排放子區(qū)域48B獲得滑閥驅(qū)動氣體，可以從制冷系統(tǒng)10內(nèi)的各流動通路和各構(gòu)件的上游獲得氣體以驅(qū)動滑閥，但它將使排放氣體氣流出現(xiàn)壓力下降現(xiàn)象。這些流動通路和構(gòu)件是管道49、排放止回閥50和分油器14，所有這些都將對從壓縮機(jī)工作腔中流出至分油器管等的致冷劑氣體氣流產(chǎn)生直接影響并引起壓力降低現(xiàn)象。由于本發(fā)明的滑閥驅(qū)動氣體是從一基本無油且不發(fā)生壓力降低現(xiàn)象或僅發(fā)生相對而言極小的壓力降低現(xiàn)象的地方獲得的，因此，只需建立一個氣體源，而不是多個氣體源來驅(qū)動滑閥，在制冷系統(tǒng)10可能經(jīng)歷的、可預(yù)見的工作工況下是一個可靠的源。在已有技術(shù)的系統(tǒng)中，情況就不是這樣的了。
請參閱圖1和圖3，在運(yùn)轉(zhuǎn)時，每當(dāng)制冷系統(tǒng)10上的制冷負(fù)荷增大需要增大壓縮機(jī)12的能力時，控制器72就使載荷電磁閥74打開，如圖3所示的那樣，使滑閥驅(qū)動缸38和活塞37，通過孔80、通道78、通道76和通道68與排放子區(qū)域48B流體連通。允許處于排放壓力下的基本無油的氣體進(jìn)入驅(qū)動缸38可以使滑閥組件32朝著箭頭70的方向移動，以加載所述壓縮機(jī)。每當(dāng)壓縮機(jī)輸出功率與制冷系統(tǒng)上的負(fù)荷相匹配時，控制器72都可以使載荷電磁閥74關(guān)閉，使滑閥組件保持在那時的位置。它可以是諸如圖2所示的一位置，它位于圖1和圖3所示的滿載位置和圖4所示的完全卸載位置的中間，或者可以是如圖1和圖3所示的滿載位置。
在諸如制冷系統(tǒng)10上的負(fù)荷降低從而可以降低壓縮機(jī)12的能力但仍滿足該負(fù)荷的時候，控制器72可以使卸載電磁閥74打開，如圖4所示的那樣，從而通過通道68、通道76和104使驅(qū)動缸38的出口通到所述壓縮機(jī)或其內(nèi)采用壓縮機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)的一位置，諸如吸入?yún)^(qū)域42，所述吸入?yún)^(qū)域的壓力低于壓縮機(jī)的排放壓力。以此方式使驅(qū)動缸38排氣可以使所述滑閥組件在彈簧39的推動力和排放區(qū)域48內(nèi)的壓力作用下、朝著箭頭106的方向移離滑動擋塊66?？刂破?2可在諸如壓縮機(jī)能力滿足制冷系統(tǒng)10的要求時將載荷電磁閥74關(guān)閉，或者當(dāng)要求壓縮機(jī)12停機(jī)時或者當(dāng)系統(tǒng)10上的負(fù)荷小于壓縮機(jī)處于其完全卸載狀態(tài)時的很小的能力時，可以使滑閥組件34移動到圖4所示的完全卸載位置。
通過使壓縮機(jī)的能力與采用所述壓縮機(jī)的制冷系統(tǒng)上的負(fù)荷精確且不斷地相適應(yīng)，可以使制冷系統(tǒng)的能源效率為最佳，并且可以降低所述系統(tǒng)壓縮機(jī)的磨損和磨耗。而且，通過提供一個氣體源來驅(qū)動滑閥，所述氣體源是(i)安全可靠的，它可以借助于排放氣體在從壓縮機(jī)工作腔中排出來之后僅有極少的壓力下降現(xiàn)象或不發(fā)生壓力下降現(xiàn)象的特點(diǎn)，在所有可預(yù)見的系統(tǒng)工作工況下、可以以一足夠大的壓力來驅(qū)動所述滑閥，并且(ii)由于它基本是無油的，因此從性質(zhì)上來說，所述氣體源是均勻的。由于這種特點(diǎn)可以降低滑閥控制的復(fù)雜性、壓縮機(jī)零部件的個數(shù)以及制造成本，同時還可以保證滑閥一致且可重復(fù)地移動，并且可以提高總的系統(tǒng)效率，雖然已結(jié)合一較佳實施例對本發(fā)明提出了權(quán)利要求，但是，應(yīng)予理解的是，本發(fā)明還可以有其它的實施例，包括除了滑動型之外的其他控制閥，以及除了雙螺旋式類型之外的其他螺旋式壓縮機(jī)，并且這些實施例都應(yīng)該落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，它包括一殼體，所述殼體形成一可在其內(nèi)對致冷劑氣體進(jìn)行壓縮的工作腔，在壓縮過程中，潤滑劑將被攜帶在所述工作腔內(nèi)的所述致冷劑氣體內(nèi)，當(dāng)所述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，被壓縮的致冷劑氣體和潤滑劑的混合物可從所述工作腔中排放出來；一位于所述壓縮機(jī)內(nèi)的壓縮致冷劑氣體源，所述氣體源內(nèi)的氣體是從所述壓縮機(jī)的工作腔中排放出來的，所述氣體源內(nèi)的氣體的潤滑劑含量低于當(dāng)它從所述工作腔中排放出來時致冷劑氣體與潤滑劑的混合物中的潤滑劑含量；以及一用來改變所述壓縮機(jī)能力的閥，所述壓縮機(jī)能力控制閥可與所述氣體源有選擇地流體連通，所述氣體源是用來使所述閥朝著使所述壓縮機(jī)加載的方向移動的、唯一的一個流體源。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，在所述工作腔內(nèi)設(shè)置有一第一和第二螺旋式轉(zhuǎn)子，所述第一、第二螺旋式轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以對所述工作腔內(nèi)的致冷劑氣體進(jìn)行壓縮，所述壓縮機(jī)還包括設(shè)置在所述殼體內(nèi)、位于所述氣體源的上游、用來將潤滑劑從自所述工作腔排放出來的壓縮致冷劑氣體和潤滑劑的混合物的一部分中除去的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)形成一流動通路，從所述工作腔排放出來的、被壓縮的致冷劑氣體和潤滑劑的混合物中的大部分不會受除去夾帶物裝置影響地從所述流通通路中排出壓縮機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述滑閥由一活塞驅(qū)動，并且所述殼體形成有一驅(qū)動缸，所述滑閥活塞設(shè)置在所述驅(qū)動缸內(nèi)，并能部分地限定所述氣體源的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述殼體參與一排放口的限定或形成，被壓縮的致冷劑氣體和潤滑劑的混合物可藉助所述排放口從所述工作腔中排放出去，除去夾帶物的裝置設(shè)置在所述流動通路入口的下游，從所述工作腔中排放出來的的所述混合物的大部分可藉助所述流動通路排離所述壓縮機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，除去夾帶物的裝置包括一設(shè)置在所述殼體內(nèi)的分隔件，所述分隔件可部分地限定所述氣體源的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述能力控制閥是一滑閥，并且所述滑閥的一部分伸入所述分隔件內(nèi)，并可通過分隔件移動。
8.如權(quán)利要求7所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述分隔件形成一孔，所述滑閥穿過所述孔，所述孔具有一定大小從而可以使從所述壓縮機(jī)的工作腔中排放出來的、被壓縮的致冷劑氣體進(jìn)入所述氣體源的所在處，同時還可形成一防止?jié)櫥瑒┻M(jìn)入其內(nèi)的擋板。
9.如權(quán)利要求8所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述殼體形成一滑閥驅(qū)動通道，所述通道連通在所述氣體源和所述驅(qū)動缸之間。
10.如權(quán)利要求2所述的螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述氣體源鄰近于所述排放口，這種位于所述氣體源內(nèi)的、幾乎沒有或沒有壓力下降現(xiàn)象的氣體就基本上處于與排離所述排放口的氣體的壓力相同的壓力作用下。
11.一種對制冷螺旋式壓縮機(jī)內(nèi)的滑閥的位置加以控制的方法，它包括以下步驟將其內(nèi)夾帶有油的、被壓縮的致冷劑氣體從所述壓縮機(jī)的工作腔中排放出來；在所述壓縮機(jī)內(nèi)形成一源地，所述源地含有從所述工作腔中排放出來的致冷劑氣體，所述源地內(nèi)經(jīng)壓縮的致冷劑氣體內(nèi)所含的油比致冷劑氣體從所述工作腔中排放出來時所含的油相對較少(按重量計)；以及有選擇地使所述源地與所述滑閥相連通，以使所述壓縮機(jī)加載。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟將潤滑劑從所述壓縮機(jī)內(nèi)的工作腔中排放出來的一部分氣體中除去。
13.如權(quán)利要求12所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，它還包括以下步驟將所述源定位在所述壓縮機(jī)內(nèi)的某一位置、在該位置處，從所述工作腔中排放出來的氣體的壓力幾乎沒有或沒有壓力下降的地方。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述除去夾帶物的步驟包括以下步驟在所述壓縮機(jī)內(nèi)部形成一防止油通過的擋板，所述擋板位于所述源地的上游，但位于所述工作腔的下游。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，它還包括以下步驟在所述壓縮機(jī)內(nèi)形成一其內(nèi)設(shè)置有一活塞的驅(qū)動缸，所述活塞與所述滑閥相連，形成一自所述源地通向所述驅(qū)動缸的流動通路。
16.一種制冷系統(tǒng)，其特征在于，它包括一分油器；一冷凝器；一測量裝置；一蒸發(fā)器；一螺旋式壓縮機(jī)，所述分油器、所述冷凝器、所述測量裝置、所述分油器和所述螺旋式壓縮機(jī)全都串聯(lián)起來從而能使致冷劑在其內(nèi)流動，所述壓縮機(jī)形成一工作腔，并具有一壓縮能力控制閥，使所述能力控制閥移動以通過使所述能力控制閥暴露于源自所述壓縮機(jī)內(nèi)部一地方的壓縮致冷劑氣體之中，而使所述壓縮機(jī)加載，所述地方位于所述工作腔的下游，所述地方內(nèi)的致冷劑氣體所含的油少于從所述壓縮機(jī)工作腔中排放出來的致冷劑氣體內(nèi)的油。
17.如權(quán)利要求16所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一除了分油器之外的裝置，它位于所述壓縮機(jī)內(nèi)，用來從自壓縮機(jī)工作腔排放出來的壓縮致冷劑氣體中除去所夾帶的油。
18.如權(quán)利要求17所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，它還包括一用來使來自所述螺旋式壓縮機(jī)的致冷劑氣體與所述分油器相連通的裝置，所述致冷劑氣體未受位于所述壓縮機(jī)內(nèi)的除去夾帶油裝置的影響，從所述螺旋式壓縮機(jī)的工作腔中排放出來的致冷劑氣體在其從所述工作腔行進(jìn)至所述分油器的過程中，有壓力下降現(xiàn)象，這樣，在所述壓縮機(jī)內(nèi)部的所述地點(diǎn)內(nèi)所容納的相對較無油的致冷劑氣體所處的壓力大于所述分油器內(nèi)的致冷劑氣體的壓力。
19.如權(quán)利要求18所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述螺旋式壓縮機(jī)形成一驅(qū)動缸，所述能力控制閥是一滑閥，所述滑閥具有一設(shè)置在所述驅(qū)動缸內(nèi)的驅(qū)動活塞，所述除去夾帶油的裝置設(shè)置在所述滑閥活塞和所述工作腔的中間。
20.如權(quán)利要求19所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述除去夾帶油的裝置包括一分隔件，所述分隔件，所述滑閥穿過所述分隔件，所述活塞和所述分隔件均能將所述地方至少部分地在所述壓縮機(jī)內(nèi)限定一個地方，所述地方容納的致冷劑氣體內(nèi)所含的油少于從壓縮機(jī)工作腔中排放出來的致冷劑氣體所含的油。
21.如權(quán)利要求20所述的制冷系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)在所述驅(qū)動缸和所述壓縮機(jī)內(nèi)的所述含有較少夾帶油的致冷劑氣體地點(diǎn)之間形成有一可中斷的通道。
22.一種制冷螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，它包括一殼體，所述殼體形成一工作腔、一排放口和一排放通道，所述排放通道通過所述排放口與所述工作腔流體連通，并具有第一和第二子區(qū)域，潤滑劑被攜帶在將在所述工作腔內(nèi)進(jìn)行壓縮的致冷劑氣體內(nèi)，這種致冷劑氣體通過所述排放口從所述工作腔排放到所述排放通道的所述第一子區(qū)域內(nèi)，所述排放通道第二子區(qū)域內(nèi)的致冷劑氣體所含的潤滑劑的劑量相對而言低于所述排放通道第一子區(qū)域內(nèi)的致冷劑氣體所含的潤滑劑的劑量；一設(shè)置在所述工作腔內(nèi)的第一螺旋式轉(zhuǎn)子；一設(shè)置在所述工作腔內(nèi)的第二螺旋式轉(zhuǎn)子；以及一能力控制滑閥，所述滑閥由一活塞驅(qū)動，所述活塞與所述壓縮機(jī)排放通道的第二子區(qū)域有選擇地連通，并且所述壓縮機(jī)的所述第二子區(qū)域是一個唯一的流體源，所述滑閥由所述流體源驅(qū)動。
23.如權(quán)利要求22所述的制冷螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，它包括一從一部分致冷劑氣體中除去潤滑劑的裝置，所述致冷劑氣體在所述工作腔內(nèi)被壓縮，并通過所述排放口排放入所述排放通道的所述第一子區(qū)域內(nèi)。
24.如權(quán)利要求23所述的制冷螺旋式壓縮機(jī)，所述除去夾帶物的裝置包括一位于所述排放通道內(nèi)的分隔件，所述分隔件將所述排放通道分成所述第一和第二子區(qū)域。
25.如權(quán)利要求24所述的制冷螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述殼體形成有一滑閥驅(qū)動缸，所述滑閥驅(qū)動缸與所述排放通道的所述第二子區(qū)域有選擇地流體連通。
26.如權(quán)利要求25所述的制冷螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，所述分隔件形成有一孔，所述滑閥穿過所述孔。
27.如權(quán)利要求26所述的制冷螺旋式壓縮機(jī)，其特征在于，它還包括設(shè)置在所述第二子區(qū)域內(nèi)的偏置裝置，用來當(dāng)所述滑閥驅(qū)動缸排氣時將所述滑閥朝著一使所述壓縮機(jī)卸載的方向移動。
全文摘要
利用一來源于壓縮機(jī)內(nèi)一地方的壓縮機(jī)排放氣體源,對一制冷系統(tǒng)內(nèi)的螺旋式壓縮機(jī)的滑閥的位置進(jìn)行控制,在所述地方,氣體內(nèi)所夾帶的油較少,并且在所述致冷劑氣體從所述壓縮機(jī)工作腔中排放出去之后幾乎沒有或沒有壓力的下降。
文檔編號F04C18/16GK1261946SQ98806887
公開日2000年8月2日 申請日期1998年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月15日
發(fā)明者D·M·比克曼 申請人:美國標(biāo)準(zhǔn)公司