CN202141246U

CN202141246U - 全膨胀制冷压缩膨胀机

Info

Publication number: CN202141246U
Application number: CN201120214348U
Authority: CN
Inventors: 蔡学功
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-23
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2021-06-23

Abstract

一种全膨胀制冷压缩膨胀机，该机由油泵、压缩膨胀机体、气路换向控制阀、换向阀加力柱塞和蓄能器组成。其中的压缩膨胀机体被两个隔板分成三部分，活塞由一个中间活塞和两个端活塞组成；活塞与隔板将压缩膨胀机体分成左右对称的六个腔，分别为两个液压油腔、两个膨胀腔和两个压缩腔。工作原理：油泵开始工作时，气路换向控制阀和换向阀使油泵产生的液压油交替进入压缩膨胀机体左、右液压油腔，并将冷却后的高压气体引入膨胀腔膨胀做功，共同推动活塞左、右运动，压缩气体排入冷却器；在冷却器内放热降温。膨胀做功后的气体经节流阀进一步降温、降压液化后进入蒸发器，蒸发制冷；产生的蒸汽又被吸入压缩膨胀机。

Description

全膨胀制冷压缩膨胀机

技术领域

本实用新型属于制冷技术领域。

背景技术

当今，人类对采用对环境无害的制冷剂越来越重视，使二氧化碳这种对环境友好的制冷剂受到了人们的关注。但这种制冷剂必须在140巴的压力下才能充分制冷。为此，需要能承受高压的压缩机，由于节流损失大，只有采用膨胀机才能获得比普通制冷***更高的效率。因此，人们开发出了各种膨胀机；以回收气体膨胀能量，但这些膨胀机气体膨胀能量回收率不高于60％，并且与压缩要求并不适应。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全膨胀制冷压缩膨胀机，该机采用液压泵产生液压油，推动活塞实现对气体的压缩；冷却后的气体再进入膨胀压缩机内完全膨胀做功，降压后再经节流阀进入蒸发器制冷。而且制冷量可以通过改变液压泵的排量来实现，其控制较变频控制更方便。回收的膨胀功可达85％以上，并且回收的膨胀功可直接用于对气体的压缩；使制冷效率较普通制冷***大大提高。

本实用新型的结构由油泵、油箱、换向阀、压缩膨胀机体、冷却器、回热器、蒸发器、气路换向控制阀、节流阀、蓄能器、加力柱塞等组成。其中的压缩膨胀机体被两个隔板分成三部分，活塞由一个中间活塞(中间活塞两侧各有一个活塞控制段)和两个端活塞组成；活塞杆由直径不同的两部分组成，直径较小的部分称为膨胀进气控制段，用于与隔板上的膨胀气道配合对膨胀腔进气进行控制。活塞与隔板将压缩膨胀机体分成左右对称的六个腔，分别为两个液压油腔、两个膨胀腔和两个压缩腔。在液压油腔隔板侧，制有两个控制腔，用于与活塞控制段配合，控制换向阀自动换向；控制腔接控制油路，控制油路设单向阀和换向阀控制阀，以保证换向阀有确定的两个位置。在每个隔板上还对称制有加力柱塞孔、蓄能器油道和泄油道，加力柱塞孔和蓄能器用蓄能器油道连通；油泵与蓄能器之间设单向阀。加力柱塞由直径不同的两段组成，大直径段的端部设有单向阀；加力柱塞置于加力柱塞孔中，并与中间活塞相连；泄油道和蓄能器油道与加力柱塞各段配合实现蓄能控制。气路换向控制阀与换向阀阀芯连在一起，储气罐用于稳定压力，油泵采用压力反馈控制变量；蓄能器用于存储气体膨胀能量和换向阀换向时吸收冲击，工作介质为二氧化碳。

工作原理：油泵开始工作时，气路换向控制阀和换向阀在弹簧的作用下处于左位；油泵产生的液压油通过换向阀进入压缩膨胀机体左边的液压油腔，推动活塞向右运动，压缩右气腔中的气体；同时经冷却器冷却的高压气体通过气路换向控制阀和膨胀气道进入右膨胀腔，膨胀做功；与液压油一起推动活塞向右运动，压缩右压缩腔中的气体。开始时，右加力柱塞孔通过蓄能器油道与蓄能器相通，加力柱塞孔中的油被排入蓄能器，实现气体膨胀能量的储存。当活塞向右运动到加力柱塞大直径段将蓄能器油道封闭，泄油道打开时；右加力柱塞孔内的油经右液压油腔流回油箱。左加力柱塞孔通过蓄能器油道与蓄能器相通，使蓄能器中的油进入左加力柱塞孔，推动左加力柱塞，增加压缩力。当右压缩腔中的压力大于冷却器内的压力时，排气单向阀打开，压缩腔中的气体排入冷却器，放热冷却。进入右膨胀腔内的气体膨胀做功后经回热器和节流阀进一步降温、降压液化，然后进入蒸发器吸热蒸发制冷。产生的蒸汽被吸入压缩膨胀机体的左压缩腔。当右压缩腔的气体被排除，活塞控制段进入右控制腔时，右控制腔压力急剧增大；液压油通过控制管路使换向阀换向，处于右位；油泵产生的液压油通过换向阀进入压缩膨胀机体右液压油腔，推动活塞向左运动压缩左压缩腔中的气体；同时经冷却器冷却的高压气体通过气路换向控制阀和膨胀气道进入左膨胀腔，与液压油一起推动活塞向左运动；使左压缩腔中的气体被压缩，排入冷却器。当左活塞控制段进入左控制腔时，左控制腔压力增大；液压油通过控制管路使换向阀控制阀处于右位，换向阀中的控制油流回油箱，压力消失；换向阀芯在弹簧的作用下回到左位，实现自动换向。

由于全膨胀制冷压缩膨胀机采用液压泵产生液压油，可很容易获得高的压力，通过液压推动活塞实现对二氧化碳气体的压缩；气体的泄露和压缩余隙很小，而且可回收和利用绝大部分膨胀功；制冷量可通过改变液压泵的排量来调节，其控制较变频控制更方便；可大幅度提高***的效率。应用于制冷和热泵装置可大幅度降低能源消耗。

附图说明

附图是全膨胀制冷压缩膨胀机结构图，图中：1油箱、2油泵、3换向阀控制油路、4吸气单向阀、5蓄能器、6压缩膨胀机体、7膨胀气道、8膨胀进气控制段、9端活塞、10缸盖、11液压油腔、12活塞控制段、13中间活塞、14冷却器、15膨胀腔、16压缩腔、17气路换向控制阀、18换向阀控制阀、19回热器、20节流阀、21蒸发器、22隔板、23控制腔、24换向阀、25泄油道、26排气单向阀、27加力柱塞、28柱塞单向阀、29蓄能器油道、30储气罐、31加力柱塞孔、32高压调节阀。

具体实施方式

附图中全膨胀制冷压缩膨胀机中的油泵(2)换向阀(24)、压缩膨胀机体(6)、冷却器(14)、气路换向控制阀(17)、回热器(19)、节流阀(20)蒸发器(21)用管路依次联结，***中的工作介质为二氧化碳。

Claims

1.一种全膨胀制冷压缩膨胀机，其特征是：全膨胀制冷压缩膨胀机由油泵、压缩膨胀机体、换向阀、气路换向控制阀、加力柱塞和蓄能器组成；其中的压缩膨胀机体用两个隔板分成三部分，活塞由一个中间活塞和两个端活塞组成；活塞与隔板将压缩膨胀机体分成左右对称的两个液压油腔、两个膨胀腔和两个压缩腔。

2.如权利要求1所述的全膨胀制冷压缩膨胀机，其特征在于：中间活塞两侧各有一个活塞控制段，隔板在液压油腔侧制有两个控制腔，用于控制换向阀自动换向；活塞杆由直径不同的两部分组成，直径较小的部分称为膨胀进气控制段，用于与隔板上的膨胀气道配合，对膨胀腔进气进行控制。

3.如权利要求1所述的全膨胀制冷压缩膨胀机，其特征在于：在每个隔板上制有加力柱塞孔、蓄能器油道和泄油道。

4.如权利要求1所述的全膨胀制冷压缩膨胀机，其特征在于：加力柱塞由直径不同的两段组成，大直径段的端部设有单向阀；加力柱塞置于加力柱塞孔中，并与中间活塞相连；泄油道和蓄能器油道与加力柱塞配合实现蓄能控制。

5.如权利要求1所述的全膨胀制冷压缩膨胀机，其特征在于：加力柱塞孔和蓄能器用蓄能器油道连通，油泵与蓄能器之间设单向阀。