CN105782036A - 压缩机及该压缩机的内容积比调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压缩机及该压缩机的内容积比调节方法。压缩机包括壳体、设置在壳体内部的螺杆转子、设置在壳体的内部并沿着螺杆转子的轴向可移动的滑阀组件，螺杆转子和壳体之间形成压缩腔；压缩机还包括与压缩腔的末端连通的第一压力检测口、与壳体的排气腔连通的第二压力检测口、设置在第一压力检测口处以检测压缩腔的压缩终了气体压力的第一压力传感器、设置在第二压力检测口处以检测排气腔的排气压力的第二压力传感器和分别与第一压力传感器和第二压力传感器连接的控制器；控制器根据压缩终了气体压力和排气腔的排气压力控制滑阀组件的移动。根据本发明，以解决现有技术中难以精确计算压缩机压缩终了气体压力和排气压力的问题。

Description

压缩机及该压缩机的内容积比调节方法

技术领域

本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种压缩机及该压缩机的内容积比调节方法。

背景技术

单螺杆压缩机的内容积比调节的目的是使压缩结束的气体压力与***排气通路中的排气背压一致，以免由于压缩结束的气体压力大于或小于***背压导致在刚开始排气的瞬间产生膨胀或压缩引起额外的功率损失。压缩机中设置滑阀组件的目的是调节排气孔口的位置进而调节压缩结束的容积，达到控制内容积比的目的。

现有技术中，申请号为201210182145.9的专利文件主要是利用油活塞带动滑阀组件进行调节，或者申请号为200780052688.6的专利文件是利用步进电机通过传动机构带动滑阀组件移动。

其中，滑阀组件包括滑阀本体，上述两种方式都是通过预先计算的滑阀本体的位置，根据滑阀本体的长度来计算压缩机的压缩结束时的封闭容积，通过计算内容积比来计算压缩结束的气体压力值，再根据工况下的吸气压力和绝热指数来计算压缩结束压力，从而与背压对比从而进行调节。通过油活塞带动的滑阀机构需要设置一个内压比和内容积比的指针表盘，通过观察指针的位置来确定内容积比；通过步进电机传动的也需一个位置传感器来通过电机旋转角度感应滑阀运动的直线距离从而计算内容积比。

此两种方式的缺点是不同工况下的制冷剂气体的绝热指数精确程度与调节精度息息相关，而且同一工况下整个压缩过程的绝热指数也有微小的变化，计算结果有一定的误差；同时吸气终了的压力受泄漏和部分负荷旁通口开度的影响也与***的吸气压力有一定的差别，因此计算出的结果也会有差距。

上述两种技术方案的缺点是：由于需要通过其他尺寸和参数，利用经验公式来进行计算压缩结束时的气体压力，因此不能精确的确定不同工况下的压缩机压缩结束时的气体压力值。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种压缩机及该压缩机的内容积比调节方法，以解决现有技术中难以精确计算压缩机压缩终了气体压力和排气压力的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压缩机。压缩机包括：壳体，壳体具有排气腔和与排气腔连通的排气口；螺杆转子，设置在壳体的内部，螺杆转子和壳体之间形成压缩腔；滑阀组件，滑阀组件设置在壳体的内部并沿着螺杆转子的轴向可移动地设置，压缩机还包括：第一压力检测口，第一压力检测口与压缩腔的末端连通；第一压力传感器，第一压力传感器设置在第一压力检测口处以检测压缩腔的压缩终了气体压力；第二压力检测口，第二压力检测口与排气腔连通；第二压力传感器，第二压力传感器设置在第二压力检测口处以检测排气腔的排气压力；控制器，控制器分别与第一压力传感器和第二压力传感器连接，控制器根据压缩终了气体压力和排气腔的排气压力控制滑阀组件的移动。

进一步地，压缩机还包括气体通道，第一压力检测口通过气体通道与压缩腔连通。

进一步地，滑阀组件包括滑阀本体和与排气口连通的滑阀排气口；压缩机还包括：导压凹槽，导压凹槽设置在滑阀本体上并沿滑阀本体的轴向延伸；至少一个引压口，引压口的一端与导压凹槽连通，引压口的另一端与压缩腔连通；其中，引压口和导压凹槽形成气体通道。

进一步地，引压口沿滑阀本体的径向贯通设置。

进一步地，第二压力检测口设置于壳体的排气腔的靠近滑阀排气口的一侧。

进一步地，螺杆转子具有螺旋凹槽，压缩机包括多个引压口，多个引压口沿导压凹槽的宽度方向间隔设置且多个引压口的远离导压凹槽的一端均与螺旋凹槽对应设置。

进一步地，第一压力检测口设置在壳体的与滑阀组件相配合的侧壁上。

进一步地，压缩机还包括用于驱动滑阀组件相对螺杆转子轴向移动的驱动装置。

进一步地，驱动装置为步进电机或者液压油缸。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机的内容积比调节方法，内容积比调节方法采用前述的压缩机进行调节，内容积比调节方法包括：利用第一压力传感器检测压缩腔的压缩终了气体压力的步骤；利用第二压力传感器检测排气腔的排气压力的步骤。

应用本发明的技术方案，压缩机包括壳体、螺杆转子和滑阀组件。壳体具有排气腔和与排气腔连通的排气口，螺杆转子设置在壳体的内部，螺杆转子和壳体之间形成压缩空气的压缩腔；滑阀组件设置在壳体的内部并沿着螺杆转子的轴向可移动地设置；压缩机还包括与压缩腔的末端连通的第一压力检测口、第一压力传感器、第二压力检测口、第二压力传感器和控制器，第一压力传感器设置在第一压力检测口处以检测压缩腔的压缩终了气体压力，第二压力检测口与排气腔连通，第二压力传感器设置在第二压力检测口处以检测排气腔的排气压力；控制器分别与第一压力传感器和第二压力传感器连接，控制器根据压缩终了气体压力和排气腔的排气压力控制滑阀组件的移动。上述设置中，利用设置在第一压力检测口处的第一压力传感器可以直接得出压缩结束时压缩腔内的气体压力值，利用第二压力传感器可以直接得出排气压力，而无需事先检测滑阀组件所在的位置和利用经验公式等进行计算上述两个气体压力值，因此该气体压力值的检测方法简单、准确。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的压缩机的实施例的部分剖视结构示意图；

图2示出了根据本发明的压缩机的实施例的螺杆转子与滑阀组件配合的结构示意图；

图3示出了根据本发明的压缩机的实施例的滑阀本体的主视结构示意图；

图4示出了图3的C向结构示意图；

图5示出了根据本发明的压缩机的实施例的引压口的设置位置的结构示意图；

图6示出了根据本发明的压缩机的滑阀组件的一个方向的立体结构示意图；

图7示出了根据本发明的压缩机的滑阀组件的另一个方向的立体结构示意图；

图8示出了根据本发明的压缩机处于欠压缩状态的曲线示意图；以及

图9示出了根据本发明的压缩机处于过压缩状态的曲线示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、壳体；11、排气口；12、排气通道；2、螺杆转子；21、螺旋凹槽；21a、齿前侧轮廓线；21b、齿后侧轮廓线；3、滑阀组件；31、滑阀本体；32、支撑件；311、滑阀排气口；312、导压凹槽；313、引压口；4、第二压力检测口；5、第一压力检测口；8、星轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明及本发明的实施例中，在某些附图中仅示出了滑阀组件的部分结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种压缩机。压缩机包括壳体1、螺杆转子2和滑阀组件3。螺杆转子2设置在壳体1的内部，螺杆转子2和壳体1之间形成压缩空气的压缩腔；滑阀组件3设置在壳体1的内部并沿着螺杆转子2的轴向可移动地设置。

压缩机还包括与压缩腔连通的第一压力检测口5、第一压力传感器和控制器。第一压力传感器设置在第一压力检测口5处以检测压缩腔的气体压力，第一压力传感器与控制器电连接。

上述设置中，利用设置在第一压力检测口5处的第一压力传感器可以直接得出压缩结束时压缩腔内的气体压力值而无需利用经验公式等进行计算，因此该压缩机的结构简单，气体压力值准确；进一步地，由于上述的气体压力值准确，后续可以更好地控制内容积比的调节精度。

如图1至图5所示，本发明实施例中，壳体1具有排气腔和与排气腔连通的排气口11，压缩机还包括与排气腔连通的第二压力检测口4和第二压力传感器。第二压力传感器设置在第二压力检测口4处以检测排气腔的排气压力，控制器分别与所述第一压力传感器和第二压力传感器连接，控制器根据压缩终了气体压力和排气腔的排气压力控制滑阀组件3的移动。

上述设置中，利用设置在第二压力检测口4处的第二压力传感器可以准确得出排气腔内的排气压力，而无需通过替他参数、利用经验公式来计算排气腔内的排气压力。

通过对比第二压力传感器检测到的排气腔内的排气压力和第一压力传感器检测到的压缩结束时的压缩终了气体压力，可以对滑阀组件3进行调节以便控制压缩机的内容积比。上述的内容积比调节方法结构简单、便于控制。

如图1和图2所示，本发明实施例中，具体地，压缩机还包括两个星轮8。两个星轮8设置在壳体1的内部且分别与螺杆转子2啮合，壳体1的内壁面、螺杆转子2的螺旋凹槽21和星轮8的齿面之间形成封闭的基元容积(即压缩腔)。

通过调节滑阀组件3的轴向移动可以将上述基元容积与压缩机的吸气腔贯通，从而减少可利用的基元容积达到调节压缩机容量的目的。

从图1上来看，当滑阀本体31最右端长度较短时，向左移动滑阀则可使封闭的基元容积与吸气腔连通，则星轮8还需再旋转一定角度才能使基元容积全部封闭，此时的基元容积已经较之前变小，因此压缩机的排量改变；而当滑阀本体31左右移动时会改变排气终了的位置，则排气终了容积改变，则改变了内容积比。

如图1所示，本发明的实施例中，箭头A表示压缩机吸气时的气体流动方向，箭头B表示压缩机排气时的气体流动方向。压缩机还包括与排气通道12。排气通道12与排气口11连通以将气体排至壳体1的外部。

如图2和图5所示，本发明的实施例中，压缩机的螺杆转子2还具有齿前侧轮廓线21a和齿后侧轮廓线21b。其中，齿前侧轮廓线21a和齿后侧轮廓线21b形成上述的螺旋凹槽21。

如图1所示，本发明的实施例中，压缩机还包括轴承箱6和主轴7。在主轴7的带动下，螺杆转子2随着主轴7同步旋转。

本发明实施例中，压缩机还包括气体通道，第一压力检测口5通过气体通道与压缩腔连通。

如图1至图7所示，具体地，滑阀组件3包括滑阀本体31和与排气口11连通的滑阀排气口311。压缩机还包括导压凹槽312和至少一个引压口313。

导压凹槽312设置在滑阀本体31上并沿滑阀本体31的轴向延伸；引压口313的一端与导压凹槽312连通，引压口313的另一端与压缩腔连通；其中，引压口313和导压凹槽312形成上述的气体通道。

上述设置中，利用导压凹槽312可以确保在滑阀本体31的轴向移动的过程中引压口313始终与第一压力检测口5连通，从而保证第一压力传感器测得的气体压力值的准确性。

如图6和图7所示，本发明实施例中，滑阀组件3还包括支撑件32和设置在支撑件32与滑阀本体31之间的连杆。其中，连杆具有沿周向的环形凹槽，环形凹槽和滑阀本体31的斜边之间形成上述的滑阀排气口311。

如图2所示，排气口11具有小缺口。

如图1和图2所示，本发明实施例中，具体地，滑阀排气口311是滑阀本体31和支撑件两个部分形成的中间空余腔体，影响滑阀组件排气的是滑阀本体31最左边的斜边(图1)，滑阀组件的行程是有限的，不存在滑阀排气口311与排气口11不连通的第二状态，任何时候都是连通的以保证可以排气，只不过随着滑阀组件的移动，从图2上来看，滑阀本体31最右边的斜边向右没有越过排气口11上的方形小缺口时，压缩终了开始排气的位置是以滑阀本体31的斜边来确定，当滑阀本体31的斜边向右越过方形小缺口时，排气的位置就是以小缺口的最左边来确定。

如图2所示，本发明的实施例中，螺杆转子2具有螺旋凹槽21。每个螺旋凹槽21在螺杆转子2的转动过程中共分三个过程，分别是吸气、压缩和排气。滑阀本体31的长度方向上与上述三个过程分别对应设置的区域为D区域、E区域和F区域。在E所示的压缩区域内，气体的压力变化较大，气体压力会从吸气压力变为压缩结束的气体压力值，引压口313不能开设在上述E区域；F所示区域的压力变化基本上是在压缩结束的气体压力值和排气压力之间变化，为方便将第一压力检测口5和第二压力检测口4测得的压力值进行对比，因此引压口313设置在上述E、F区域交界处。

如图1所示，本发明实施例中，具体地，导压凹槽312设置在滑阀本体31的背离螺杆转子2的一侧。

如图1和图4所示，本发明的实施例中，引压口313沿滑阀本体31的径向贯通设置。

如图1所示，本发明实施例中，具体地，第二压力检测口4设置于壳体1的排气腔的靠近滑阀排气口311的一侧。

上述设置中，一方面可以确保第二压力传感器测得的排气压力值的准确性，另一方面可以最大程度地保证检测的排气压力值与***背压相等，从而进一步便于后续滑阀组件调节的精度。

如图3和图4所示，本发明实施例中，具体地，压缩机包括多个引压口313，多个引压口313沿导压凹槽312的宽度方向间隔设置。且多个引压口313的远离导压凹槽312的一端均与螺旋凹槽21对应设置。

上述设置中，利用多个引压口313可便于气体的流动，提高检测的压力值的准确性。

本发明实施例中，具体地，引压口313的截面形状为圆形。引压口313与滑阀排气口311的边界线平行布置且引压口313的远离导压凹槽312的一端与螺旋凹槽21对应设置。

本发明实施例中，引压口313主要是将压缩终了压力引到导压凹槽312以便与第一引压口连通，因此引压口313的开设位置只要能够满足将压缩终了压力引到导压凹槽312之内的任意位置均可。

如图1所示，本发明实施例中，具体地，第一压力检测口5设置在壳体1的与滑阀组件3相配合的侧壁上。

图8示出了压缩机处于欠压缩状态的曲线示意图，图9示出了压缩机处于过压缩状态的曲线示意图。如图8和图9所示，随着滑阀组件3的移动，第一压力检测口5检测到的压力一直都是在压缩终了压力和排气压力之间波动，如图1所示，第一压力检测口5设置在壳体1的与滑阀组件3相配合的侧壁上，用于测定排气压力的第二压力检测口4设置在壳体1的排气腔靠近滑阀排气口311的位置，通过与排气压力进行对比，可以确定利用引压口313引出的压力是处于过压缩还是欠压缩状态从而最终确定压缩终了气体压力值，这样通过对比检测出的两个压力值的大小，就可以调节滑阀移动方向，直到压缩终了气体压力值与排气压力相等。

本发明实施例中，压缩机还包括用于驱动滑阀组件3相对螺杆转子2轴向移动的驱动装置。

驱动装置为步进电机或者液压油缸。利用驱动装置控制滑阀组件3的过程中，仅需要通过第一压力传感器和第二压力传感器将检测到的压缩终了气体压力值与排气压力在程序里进行对比，两个压力值不同时则控制滑阀本体31移动进行增载或减载，相同时则滑阀本体31位置固定，而无需对滑阀本体31的位置专门进行检测和控制。

上述的控制方式即使在工况变化的情况下也能对压缩机的内容积比进行准确的调节，滑阀组件3的调节不需要与其他尺寸关联，调节方式简单，可基本消除过压缩和欠压缩，降低压缩机的排气损耗。

本发明还提供了一种压缩机的内容积比调节方法，内容积比调节方法采用前述的压缩机进行调节，内容积比调节方法包括：

利用第一压力传感器检测压缩腔的压缩终了气体压力的步骤；

利用第二压力传感器检测排气腔的排气压力的步骤。

下面对本发明的具体实施方法进行描述：

制冷剂气体从吸气口经箭头A所示的方向进入螺旋凹槽21，当吸气结束时星轮8与滑阀本体31、壳体1共同密封螺旋凹槽21，然后位于螺旋凹槽21内的气体随着星轮8的转动进行压缩，封闭容积内压力升高，当滑阀排气口311的边界线与螺旋凹槽21的齿前侧轮廓线21a重合时，螺旋凹槽21内的压力达到最大即为压缩终了压力，螺杆转子2和星轮8继续转动则开始排气。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：压缩机包括壳体、螺杆转子和滑阀组件，螺杆转子设置在壳体的内部，螺杆转子和壳体之间形成压缩空气的压缩腔；滑阀组件设置在壳体的内部并沿着螺杆转子的轴向可移动地设置，压缩机还包括与压缩腔连通的第一压力检测口、第一压力传感器和控制器，第一压力传感器设置在第一压力检测口处以检测压缩腔的气体压力，第一压力传感器与控制器电连接，上述设置中，利用设置在第一压力检测口处的第一压力传感器可以直接得出压缩结束时压缩腔内的气体压力值而无需利用经验公式等进行计算，因此该压缩机的结构简单，气体压力值准确；进一步地，由于上述的气体压力值准确，后续可以更好地控制内容积比的调节精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩机，所述压缩机包括：

壳体(1)，所述壳体(1)具有排气腔和与所述排气腔连通的排气口(11)；

螺杆转子(2)，设置在所述壳体(1)的内部，所述螺杆转子(2)和所述壳体(1)之间形成压缩腔；

滑阀组件(3)，所述滑阀组件(3)设置在所述壳体(1)的内部并沿着所述螺杆转子(2)的轴向可移动地设置，其特征在于，所述压缩机还包括：

第一压力检测口(5)，所述第一压力检测口(5)与所述压缩腔的末端连通；

第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述第一压力检测口(5)处以检测所述压缩腔的压缩终了气体压力；

第二压力检测口(4)，所述第二压力检测口(4)与所述排气腔连通；

第二压力传感器，所述第二压力传感器设置在所述第二压力检测口(4)处以检测所述排气腔的排气压力；

控制器，所述控制器分别与所述第一压力传感器和第二压力传感器连接，所述控制器根据所述压缩终了气体压力和所述排气腔的排气压力控制所述滑阀组件的移动。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括气体通道，所述第一压力检测口(5)通过所述气体通道与所述压缩腔连通。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述滑阀组件(3)包括滑阀本体(31)和与所述排气口(11)连通的滑阀排气口(311)；

所述压缩机还包括：

导压凹槽(312)，所述导压凹槽(312)设置在所述滑阀本体(31)上并沿所述滑阀本体(31)的轴向延伸；

至少一个引压口(313)，所述引压口(313)的一端与所述导压凹槽(312)连通，所述引压口(313)的另一端与所述压缩腔连通；

其中，所述引压口(313)和所述导压凹槽(312)形成所述气体通道。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述引压口(313)沿所述滑阀本体(31)的径向贯通设置。

5.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述第二压力检测口(4)设置于所述壳体(1)的所述排气腔的靠近所述滑阀排气口(311)的一侧。

6.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述螺杆转子(2)具有螺旋凹槽(21)，所述压缩机包括多个所述引压口(313)，多个所述引压口(313)沿所述导压凹槽(312)的宽度方向间隔设置且多个所述引压口(313)的远离所述导压凹槽(312)的一端均与所述螺旋凹槽(21)对应设置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述第一压力检测口(5)设置在所述壳体(1)的与所述滑阀组件(3)相配合的侧壁上。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括用于驱动所述滑阀组件(3)相对所述螺杆转子(2)轴向移动的驱动装置。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述驱动装置为步进电机或者液压油缸。

10.一种压缩机的内容积比调节方法，其特征在于，所述内容积比调节方法采用根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机进行调节，所述内容积比调节方法包括：

利用第一压力传感器检测压缩腔的压缩终了气体压力的步骤；

利用第二压力传感器检测排气腔的排气压力的步骤。