CN110671327B - 一种双缸变容压缩机及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双缸变容压缩机及其控制方法，双缸变容压缩机包括有壳体、设置于壳体内部的电机和缸体组件，电机与缸体组件通过曲轴连接，缸体组件包括有变容腔组件、密封组件和齿轮油泵，密封组件固定于变容腔组件与齿轮油泵之间，曲轴上开通有延伸至曲轴顶部的空腔，密封组件上开设有与变容腔组件连通的连通通道，空腔一端与所述电机上腔连通，另一端与所述连通通道的出口连通，该压缩机可以根据压缩机在空调的实际使用环境自由切换单缸运行模式和双缸运行模式，在双缸运行模式时可保证变容部件尾部高压气体为气态，一方面提高双缸运行时的能效，另一方面提高压缩机单双缸切换时的稳定性，达到节能和高可靠性的目的。

Description

一种双缸变容压缩机及控制方法
技术领域
本发明涉及空调压缩机技术领域，特别是涉及一种双缸变容压缩机及控制方法。
背景技术
目前为了满足用户对空调产品高效、节能、舒适的要求，我司采用变容压缩机替代传统的变频压缩机，双缸变容压缩机的结构如图7所示，变容压缩机有单缸和双缸两种运行模式，当空调负荷较小时，采用单缸运行模式，同时满足用户最低负荷和高能效的要求，当空调负荷较大时，采用双缸运行模式，满足用户大冷量的需求，目前我司变容压缩机主要以销钉来控制压缩机单缸还是双缸运行，当销钉锁死下滑片时，下气缸空转，压缩机实现单缸运行，当销钉退回时，压缩机双缸运行，销钉的控制主要是销钉头部的压力来控制，压缩机双缸运行时，销钉头部为高压，销钉退回下法兰，但是销钉头部的高压是通过排气口经过变容部件引入到滑片尾部和销钉头部，滑片尾部和销钉头部属于相对密封的环境，当高压制冷剂气体经过变容部件，变容部件周围的环境温度较低，长时间运行后，变容部件的制冷剂由气态转换液态，液态制冷剂将产生以下的影响：一是通过滑片和滑片槽的间隙进入压缩腔，导致压缩机性能降低，二是当压缩机由双缸运行模式切换为单缸时，变容部件内的液态制冷剂需要气化后，销钉才能正常锁死滑片，导致切换不稳定，甚至发生控制失步。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种双缸变容压缩机，该压缩机可以根据压缩机在空调的实际使用环境自由切换单缸运行模式和双缸运行模式，在双缸运行模式时可保证变容部件尾部高压气体为气态，一方面提高双缸运行时的能效，另一方面提高压缩机单双缸切换时的稳定性，达到节能和高可靠性的目的。
本发明的目的之一通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供一种双缸变容压缩机，包括有壳体、设置于所述壳体内部的电机和缸体组件，所述电机与所述缸体组件通过曲轴连接，所述缸体组件包括有变容腔组件、密封组件和齿轮油泵，所述密封组件固定于变容腔组件与所述齿轮油泵之间，所述曲轴上开设有贯穿曲轴的空腔，所述密封组件上开设有与所述变容腔组件连通的连通通道，所述空腔一端与所述电机上腔连通，另一端与所述连通通道的出口连通。
进一步的，所述变容腔组件包括有上气缸和下气缸，所述上气缸位于所述下气缸上端，所述下气缸内部设置有能够偏心旋转的滚子，所述滚子的一端设置有与所述滚子外周向抵触的滑片，所述滑片的下端设置有能够限定所述滑片位置的销钉，所述销钉的下端固定有弹簧。
进一步的，所述连通通道的中心线与滑片的中心线重合，所述连通通道的直径∅d＜滑片厚度H。
进一步的，连通通道距离曲轴中心线的径向距离为L满足以下条件：1/2×下气缸内径D+滑片长度L1-1/2×连通通道直径∅d≥L≥滚子外径∅d1-1/2×下气缸内径D+滑片长度L1+1/2×连通通道直径∅d。
进一步的，还包括有回流分液器、第一电磁阀、第二电磁阀和变容部件，所述回流分液器与所述变容部件固定于所述壳体两端，所述变容部件与所述下气缸连通，所述回流分液器分别与上气缸和下气缸连通，所述第一电磁阀位于所述回流分液器的吸气口与所述变容部件之间，所述第二电磁阀位于所述压缩机本体的排气口与所述变容部件之间。
进一步的，所述齿轮油泵与位于所述下端曲轴且与所述曲轴的空腔连通，所述齿轮油泵包括有油泵底座、油泵外转子、油泵内转子和油泵隔板，所述油泵内转子位于所述油泵外转子上端，所述油泵外转子和油泵内转子均固定于所述油泵底座和油泵隔板之间，所述油泵隔板固定于所述油泵底座上。
进一步的，所述密封组件包括有下法兰和下盖板，所述下盖板固定于所述下法兰下端，所述连通通道开设于所述下法兰和下盖板上。
进一步的，所述电机包括有定子和转子，所述转子固定于所述定子上。
本发明的一种双缸变容压缩机的有益效果如下：
（1）由于设置有齿轮油泵，使得双缸变容压缩机在工作中时，可以通过曲轴带动齿轮油泵运转，将双缸模式下变容部件的液体制冷剂及时抽离，与压缩机内部高压气体形成循环，保证双缸运行变容部件制冷剂为气体，避免长时间运行时制冷剂液化，可减少液体制冷剂的泄露，提高压缩机性能。
（2）本发明还可避免双缸模式切换单缸运行模式时，销钉切换不稳定的异常现象，提高了压缩机切换可靠性。
（3）本发明通过开设于曲轴上的空腔配合与变容腔组件连通的连通通道配合，使得变容腔组件与壳体的内腔形成一条回路，使得压缩机在自由切换单缸运行模式和双缸运行模式时，变容腔组件内部残余的高压气体能够顺着连通通道进入到空腔内，并从空腔内流入到电机的上腔中，使得双缸运行时变容部件尾部为气态高压气体，避免液态制冷剂进入压缩机腔导致性能降低，提高双缸运行时的能效，同时提高了双缸及单缸切换时的稳定性和可靠性。
本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种双缸变容压缩机的控制方法，可以根据压缩机在空调的实际使用环境自由切换单缸运行模式和双缸运行模式，保证双缸运行时变容部件尾部为气态高压气体，避免液态冷媒进入压缩机腔导致性能降低，提高双缸运行时的能效，同时提高了双缸及单缸切换时的稳定性和可靠性。
本发明的目的之二通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供一种双缸变容压缩机的控制方法，包括有单缸运行模式和双缸运行模式，所述压缩机在自由切换单缸运行模式和双缸运行模式时，可以通过开设于所述曲轴上的空腔与变容腔组件连通的连通通道配合，将所述变容腔组件与壳体的内腔形成一条回路，使得变容腔组件内部残余的高压气体能够顺着连通通道进入到空腔内，并从空腔内流入到电机的上腔中，保证在双缸运行模式时可保证变容腔组件尾部的高压气体为气态。
进一步的，所述单缸运行模式包括如下步骤：
（1）关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀；
（2）吸气管与变容部件连通，变容缸滑片尾部为低压级气体，低压级气体进入销钉头部，销钉头部和背部均为低压级气体，由于弹簧力作用，销钉锁死滑片；
（3）滑片退回滑片槽对销钉锁死后，滑片下端面密封连通通道入口，从而阻断变容部件与齿轮油泵，避免低压级气体与压缩机内腔连通；
（4）压缩机单缸运行。
进一步的，所述双缸运行模式包括如下步骤：
（1）关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀；
（2）压缩机的吸气管与变容部件断开，排气管与变容部件连通，高压级气体进入销钉头部，销钉头部为高压，背部为低压级气体，销钉退回下法兰；
（3）滑片做往复运动，连通通道与变容部件随着滑片运动周期性连通，从而将变容部件与齿轮油泵连通，随着曲轴带动齿轮油泵运转，变容部件与压缩机内部高压形成循环。
有益效果：本发明提出的双缸变容压缩机的控制方法，可以根据压缩机在空调的实际使用环境自由切换单缸和双缸运行模式，保证双缸运行时变容部件尾部为气态高压气体，避免液态冷媒进入压缩机腔导致性能降低，提高双缸运行时的能效，同时提高了双缸及单缸切换时的稳定性和可靠性。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的双缸变容压缩机的整体结构示意图。
图2是本发明中齿轮油泵的结构示意图。
图3是本发明中双缸变容压缩机的单缸运行模式示意图。
图4是本发明中单缸运行时下气缸的示意图。
图5是本发明中双缸变容压缩机的双缸运行模式示意图。
图6是本发明中双缸运行时下气缸的示意图。
图7是现有技术中的双缸变容压缩机的整体结构示意图。
图中包括有：壳体1、电机2、缸体组件3、曲轴4、变容腔组件5、上气缸51、下气缸52、滚子53、滑片54、密封组件6、下法兰61、下盖板62、齿轮油泵7、油泵底座71、油泵外转子72、油泵内转子73、油泵隔板74、空腔8、定子9、转子10、连通通道11、销钉12、弹簧13、回流分液器14、第一电磁阀15、第二电磁阀16、变容部件17、吸气口18、排气口19。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例提供一种双缸变容压缩机，包括有壳体1、设置于壳体1内部的电机2和缸体组件3，电机2包括有定子9和转子10，转子套设与转子10上，转子10套设与曲轴4上，电机2与缸体组件3通过曲轴4转动连接，缸体组件3包括有变容腔组件5、密封组件6和齿轮油泵7，密封组件6螺栓固定于变容腔组件5与齿轮油泵7之间用于对变容腔组件5起到密封作用，曲轴4上开通有延伸至曲轴4顶部的空腔8，密封组件6上开设有与变容腔组件5连通的连通通道11，进一步的，密封组件6包括有下法兰61和下盖板62，下盖板62固定于下法兰61盖下端，连通通道11开设于下法兰61和下盖板62上，空腔8一端与电机2上腔连通，另一端与连通通道11的出口连通。
本实施例通过开设于曲轴11上的空腔11与变容腔组件5连通的连通通道11配合，使得变容腔组件5与壳体1的内腔形成一条回路，保证压缩机在自由切换单缸运行模式和双缸运行模式时，变容腔组件5内部残余的高压气体能够顺着连通通道11进入到空腔8内，并从空腔8内流入到电机2的上腔中，避免变容腔组件5内的残余制冷剂由气态转换为液态，减少液态制冷剂的产生进而避免以下事件发生：
一是液态制冷剂通过滑片和滑片槽的间隙进入压缩腔，导致压缩机性能降低，二是当压缩机由双缸运行模式切换为单缸运行模式时，变容部件内的液态制冷剂需要气化后，销钉才能正常锁死滑片，导致切换不稳定，甚至发生控制失步。
进而可提高双缸运行时的能效和压缩机单双缸切换时的稳定性，达到节能和高可靠性的目的。
如图1和4所示，在优选实施例中，变容腔组件5包括有上气缸51和下气缸52，上气缸51位于下气缸52上端，下气缸52内部设置有能够偏心旋转的滚子53，滚子53一端设置有与滚子53外周向抵触的滑片54，滑片54下端设置有销钉12，销钉12下固定有弹簧13，销钉12能够限定滑片54的位置。
如图4所示，在优选实施例中，连通通道11中心线与滑片54中心线重合，设连通通道11的直径为∅d，滑片54厚度为H，连通通道11的直径∅d＜滑片54厚度H，设连通通道11距离曲轴4中心线的径向距离为L，滑片54长度为L1，下气缸52内径D，滚子53外径∅d1,1/2×下气缸52内径D+滑片54长度L1-1/2×连通通道11直径∅d≥L≥滚子53外径∅d1-1/2×下气缸52内径D+滑片54长度L1+1/2×连通通道11直径∅d,不仅可使得在单缸运行模式下制冷剂和压缩气体无法进入连通通道11，同时保证连通通道11的入口处在双缸运行模式下不被滑片54的下端面持续阻挡，连通通道11入口处在单缸运行模式下被滑片54下端面完全阻挡。
如图1所示，在优选实施例中，双缸变容压缩机还包括有回流分液器14、第一电磁阀15、第二电磁阀16和变容部件17，回流分液器14与变容部件17固定于壳体1两端，变容部件17与下气缸52连通，回流分液器14分别与上气缸51和下气缸52连通，第一电磁阀15位于回流分液器14的吸气口18与变容部件17之间，第二电磁阀16位于压缩机本体的排气口19与变容部件17之间，通过第一电磁阀15、第二电磁阀16和变容部件17的配合使用，对双缸变容压缩机可实行单缸运行模式和双缸运行模式的自由切换。
如图2所示，在优选实施例中，齿轮油泵7份分别与连通通道11和曲轴4上的空腔8连通，齿轮油泵7包括有油泵底座71、油泵外转子72、油泵内转子73和油泵隔板74，油泵外转子72位于油泵内转子73内，油泵外转子72固定于油泵底座71和油泵隔板74之间，可以通过曲轴4带动齿轮油泵7运转，将双缸运行模式下变容部件17的液体制冷剂及时抽离，与压缩机内部高压气体形成循环，保证双缸运行变容部件17制冷剂为气体，避免长时间运行使得制冷剂液化，减少液态制冷剂的泄露，提高压缩机性能，另一方面，避免了双缸运行模式切换单缸运行模式时，销钉12切换不稳定的异常现象，提高了压缩机切换可靠性。
如图3-6所示本发明实施例还提供了一种双缸变容压缩机的控制方法，包括有单缸运行模式和双缸运行模式，所述压缩机在自由切换单缸运行模式和双缸运行模式时，可以通过开设于曲轴4上的空腔8与变容腔组件5连通的连通通道11配合，将变容腔组件5与壳体1的内腔形成一条回路，使得变容腔组件5内部残余的高压气体能够顺着连通通道11进入到空腔8内，并从空腔8内流入到电机2的上腔中，保证在双缸运行模式时可保证变容腔组件尾部的高压气体为气态。
如图3-4所示，在优选实施例中，压缩机单缸运行模式：包括如下步骤：
（1）关闭第二电磁阀16，打开第一电磁阀15。
（2）关闭电磁阀2后，压缩机的排气口19与变容部件17断开，吸气口18与变容部件17连通，滑片54尾部为低压级气体，低压级气体到达销钉12头部，而销钉12尾部始终与低压级吸气口18连通，销钉12背部与头部均为低压，在弹簧13力的作用下，销钉12锁死滑片54，被锁死的滑片54下端面堵住连通通道11入口，避免吸气口与压缩机内腔直接连通。
（3）滑片54退回滑片槽对销钉12锁死后，滑片12下端面密封连通通道入口，从而阻断变容部件17与齿轮油泵，避免低压级气体与压缩机内腔连通；
（4）下气缸52失去压缩功能，压缩机为单缸运行模式。
如图5-6所示，在优选实施例中，压缩机双缸运行模式：包括如下步骤：
（1）关闭第一电磁阀15，打开第二电磁阀16。
（2）关闭第一电磁阀15后，压缩机的吸气口18与变容部件17断开，排气口19与变容部件17连通，滑片54尾部为高压级气体，高压级气体到达销钉12头部，而销钉12背部为低压级气体，销钉12受压退回下法兰61，气态冷媒通过下法兰61的连通通道11进入齿轮油泵7，当曲轴4旋转时会驱动齿轮油泵7内转子转动，在齿轮油泵7的作用下，连通通道11内的制冷剂被抽到曲轴4空腔8，通过曲轴4空腔8流到电机2上腔，避免冷媒液化。
（3）滑片54做往复运动，连通通道11与变容部件17随着滑片54运动周期性连通，从而将变容部件17与齿轮油泵7连通，随着曲轴4带动齿轮油泵7运转，变容部件17与压缩机内部高压形成循环。
（4）下气缸52恢复压缩功能，压缩机转为双缸运行模式。
与现有技术相比本发明的有益效果如下：由于设置有齿轮油泵，使得双缸变容压缩机在工作中时，可以通过曲轴带动齿轮油泵运转，将双缸模式下变容部件的液体制冷剂及时抽离，与压缩机内部高压气体形成循环，保证双缸运行变容部件制冷剂为气体，避免长时间运行制冷剂液化，减少泄露，提高压缩机性能，另一方面，避免了双缸模式切换单缸时，销钉切换不稳定的异常现象，提高了压缩机切换可靠性；同时通过开设于曲轴上的空腔配合与变容腔组件连通的连通通道，使得双缸运行时变容部件尾部为气态高压气体，避免液态冷媒进入压缩机腔导致性能降低，提高双缸运行时的能效，同时提高了双缸及单缸切换时的稳定性和可靠性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种双缸变容压缩机，包括有壳体、设置于所述壳体内部的电机和缸体组件，所述电机与所述缸体组件通过曲轴连接，其特征在于：所述缸体组件包括有变容腔组件、密封组件和齿轮油泵，所述密封组件固定于变容腔组件与所述齿轮油泵之间，所述曲轴上开设有贯穿曲轴的空腔，所述密封组件上开设有与所述变容腔组件连通的连通通道，所述空腔一端与所述电机上腔连通，另一端与所述连通通道的出口连通，
所述变容腔组件包括有上气缸和下气缸，所述上气缸位于所述下气缸上端，所述下气缸内部设置有能够偏心旋转的滚子，所述滚子的一端设置有与所述滚子外周向抵触的滑片，所述滑片的下端设置有能够限定所述滑片位置的销钉，所述销钉的下端固定有弹簧，
所述连通通道的中心线与滑片的中心线重合，所述
Figure FDA0002679600970000011
2.如权利要求1所述的一种双缸变容压缩机，其特征在于：连通通道距离曲轴中心线的径向距离为L满足以下条件：
Figure FDA0002679600970000012
Figure FDA0002679600970000013
3.如权利要求1所述的一种双缸变容压缩机，其特征在于：还包括有回流分液器、第一电磁阀、第二电磁阀和变容部件，所述回流分液器与所述变容部件固定于所述壳体两端，所述变容部件与所述下气缸连通，所述回流分液器分别与上气缸和下气缸连通，所述第一电磁阀位于所述回流分液器的吸气口与所述变容部件之间，所述第二电磁阀位于所述压缩机本体的排气口与所述变容部件之间。
4.如权利要求1所述的一种双缸变容压缩机，其特征在于：所述齿轮油泵与位于所述曲轴的下端且与所述曲轴的空腔连通，所述齿轮油泵包括有油泵底座、油泵外转子、油泵内转子和油泵隔板，所述油泵内转子位于所述油泵外转子上端，所述油泵外转子和油泵内转子均固定于所述油泵底座和油泵隔板之间，所述油泵隔板固定于所述油泵底座上。
5.如权利要求1所述的一种双缸变容压缩机，其特征在于：所述密封组件包括有下法兰和下盖板，所述下盖板固定于所述下法兰下端，所述连通通道开设于所述下法兰和下盖板上。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的一种双缸变容压缩机的控制方法，包括有单缸运行模式和双缸运行模式，其特征在于：所述压缩机在自由切换单缸运行模式和双缸运行模式时，可以通过开设于所述曲轴上的空腔与变容腔组件连通的连通通道配合，将所述变容腔组件与壳体的内腔形成一条回路，使得变容腔组件内部残余的高压气体能够顺着连通通道进入到空腔内，并从空腔内流入到电机的上腔中，保证在双缸运行模式时可保证变容腔组件尾部的高压气体为气态。
7.如权利要求6所述的一种双缸变容压缩机的控制方法，其特征在于：所述双缸变容压缩机还包括有回流分液器、第一电磁阀、第二电磁阀和变容部件，所述回流分液器与所述变容部件固定于所述壳体两端，所述变容部件与所述下气缸连通，所述回流分液器分别与上气缸和下气缸连通，所述第一电磁阀位于所述回流分液器的吸气口与所述变容部件之间，所述第二电磁阀位于所述压缩机本体的排气口与所述变容部件之间，
所述单缸运行模式包括如下步骤：
(1)关闭第二电磁阀，打开第一电磁阀；
(2)吸气管与变容部件连通，变容缸滑片尾部为低压级气体，低压级气体进入销钉头部，销钉头部和背部均为低压级气体，由于弹簧力作用，销钉锁死滑片；
(3)滑片退回滑片槽对销钉锁死后，滑片下端面密封连通通道入口，从而阻断变容部件与齿轮油泵，避免低压级气体与压缩机内腔连通；
(4)压缩机单缸运行。
8.如权利要求7中所述的一种双缸变容压缩机的控制方法，其特征在于：所述双缸运行模式包括如下步骤：
(1)关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀；
(2)压缩机的吸气管与变容部件断开，排气管与变容部件连通，高压级气体进入销钉头部，销钉头部为高压，背部为低压级气体，销钉退回下法兰；
(3)滑片做往复运动，连通通道与变容部件随着滑片运动周期性连通，从而将变容部件与齿轮油泵连通，随着曲轴带动齿轮油泵运转，变容部件与压缩机内部高压形成循环；
(4)压缩机双缸运行。
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