专利名称：螺杆压缩机中的气动滑阀的制作方法
背景技术：
本发明涉及一种回转压缩机中气体的压缩作用，更具体地说，本发明涉及利用一种气态介质来控制在致冷螺杆压缩机中的一个滑阀的位置。
在致冷系统中使用压缩机，以将来自蒸发器的一种致冷剂气体的压力升高到冷凝器压力(更普遍地是分别被称为吸气压力和排气压力)，该压力下能最大限度的利用致冷剂来冷却所希望的介质。在这类系统中通常使用许多种压缩机，其中包括回转螺杆压缩机。回转螺杆压缩机应用所安装的凸形转子和凹形转子，供在工作室内旋转，该工作室容积被加工成一对平行交叉的端部扁平气缸的形状，其允许公差接近啮合的螺杆转子的外部尺寸和形状。
一台螺杆压缩机具有低压端和高压端，它们分别确定通往工作室的吸气口和排气口。在吸气压力下致冷剂气体从压缩机的低压端处的吸气区进入吸气口，并被运送到该啮合的转子和工作室内壁之间形成的人字形压缩腔室内。
当转子旋转时，该压缩腔室相对吸气口关闭，并且随着腔室的体积减小而产生气体压缩作用。该压缩腔室圆周式轴向延伸到压缩机的高压端，在这里它与排气口连通。
螺杆压缩机最典型地是应用滑阀装置。利用该滑阀装置在连续工作的范围内控制压缩机的容量。滑阀组件的阀部设置在转子壳体内并构成该转子壳体的一部分。该滑阀组件阀部分的某些表面与转子壳体协同工作，以限定压缩机的工作室。
滑阀可径向活动以暴露一部分工作室及其中转子到螺杆压缩机内处于吸气压力下的一个位置，但不是吸气口。当滑阀打开越来越大程度时，更大部分的工作室及其中螺杆转子容易通过滑阀受到吸气压力，而不是通过吸气口。那样暴露的转子和工作室部分避免了在压缩过程中的啮合，并且压缩机的容量成比例减小。因此，滑阀在满载和卸载两个极端位置之间的定位，就象压缩机及在其中应用的系统的容量一样，容易受到控制。在历史上，滑阀已用油进行液压式定位，该油在压缩机内具有各种各样的别的用途。
在致冷应用中，这种油在螺杆压缩机中的别的用途包括轴承润滑和将油喷入压缩机工作室内经受压缩的气体中。喷射的油在啮合的螺杆转子之间及转子和工作室内表面之间起一种密封剂作用。喷射的油还起润滑作用，并防止转子之间的过度磨损。最后，在某些应用中，油被喷入工作室以冷却经受压缩的致冷剂，反过来该致冷剂减少了压缩机中的热膨胀，并使起动时具有更严密的转子间隙。
这种油最典型地来源于一个油分离器，在油分离器中使用排气压力将分离器中油槽内的油驱动到压缩机的喷射口和轴承表面，并用以控制滑阀的位置。在这种情况下，在相对压力较高的油源(油分离器)和处于相对较低压力下的压缩机内的一个位置之间的压差被利用来最终使油在用过之后返回到油分离器。
在此方面，已用于螺杆压缩机中其预定目的的油被从其使用位置排出或排放到压缩机内或应用压缩机的系统中一个压力相对比较低的位置。在典型情况下，或是在第一种情况下使用，这种油被排出或排放到一个在吸气压力下，或是在处于压缩机吸气和排气压力中间的某些压力下含有致冷剂气体的位置。
这种油在其排出、排放或使用的位置处与致冷剂气体混合，或变成这种油夹带在致冷剂气体中，并在排气压力下，以从压缩机中排放的压缩致冷剂气流形式输送回到油分离器中。该油在分离器中与致冷剂气体分离，并沉降在油槽中，最常是使用油分离器中存在的排气压力使油从该油槽中通回上述的压缩机位置，供进一步使用。但是，即使在发生分离过程之后，油分离器的油槽中油都会有致冷剂气泡和/或一些溶解的致冷剂。事实上，该分离后的油可能会有10-20％致冷剂(以重量计)，取决于所用的特定油和致冷剂的溶解度性质。
在利用这种油来给螺旋式压缩机中滑阀液压定位时的一个困难和缺点涉及到这一事实，即用于那种目的的油如上所述典型地含有一些溶解的致冷剂和/或致冷剂气泡。由于使用这种流体给活塞(用其驱动压缩机的滑阀)液压定位的结果，滑阀的响应有时可能是不一致的、不稳定的和/或滑阀的位置可能随着液压流体蒸汽(所谓“放气”)中夹带的溶解的致冷剂量变化或随着夹带的致冷剂气泡破裂而改变。
当滑阀的驱动活塞安装于其中的气缸中压力排掉时，产生致冷剂从液压流体中放气，而造成压缩机卸载，及夹带在其中的致冷剂气泡破裂造成液压的流体中体积的变化，这种体积变化影响那种流体保持滑阀位置或在第一种情况下使滑阀适当定位的能力。另外，在某些条件下，如压缩机起动时的环境温度会引起压缩机排放口下游的系统压力要比压缩机工作室内气体经受压缩的气体压力低，该油分离器中的压力可能不足以引起滑阀移动或对安全而可靠的压缩机操作十分敏感。
在用油来对致冷螺杆压缩机中的滑阀进行液压定位时，还有另外一个缺点与下面事实有关，即致冷剂气泡的量和其中所含的溶解的流体致冷剂随时间及随输送到滑阀驱动气缸的特定批号润滑剂的特性和组成不同而变化。在这方面，最典型的是通过一个条件来控制滑阀，即将加载电磁阀或卸载电磁阀打开一预定的时间周期，使滑阀的运动是随着该预定的时间周期可重复并且是一致的。那种条件又取决于下面的条件，即在这种时间周期中通往滑阀驱动气缸或从中排出的油的特性和组成是一致的。
但是，由于供应给滑阀驱动气缸或从滑阀驱动气缸中排出的油的特性和组成相对于其中所含的致冷剂性质和量是不一致的，所以在任何特定的时间周期内滑阀的运动都不能精确重复或预测。从控制观点来看，这种缺乏一致性和可重复性是不利的，并且降低了压缩机的效率。
因此需要有一种装置，利用该装置来控制滑阀在致冷螺杆压缩机中的位置，该螺杆压缩机消除与使用液压流体有关的缺点，在该液压流体中存在溶解的致冷剂和/或致冷剂气泡，并能在所有压缩机和系统的工作条件下，更精确和一致的控制滑阀的位置，这些工作条件包括下游的系统压力低于压缩机工作室内部压缩腔所达到的压力。
本发明概要本发明的一个目的是利用一种气体而不是一种液压流体来控制螺杆压缩机中滑阀的位置。
本发明还有另外一个目的是在给致冷螺杆压缩机中的滑阀定位时，应用致冷剂气体而不是用液压流体，以保证在一预定的时间范围内用于给滑阀定位的输送给滑阀驱动气缸或从该气缸排出的驱动流体量是一致的和可重复的。
本发明还有一个目的是消除与使用系统润滑剂对螺杆压缩机中的滑阀进行液压定位有关的响应性降低的情况，在该润滑剂中存在流体致冷剂和致冷剂气泡。
本发明还有一个目的是提供一种装置，当系统的工作条件造成压缩机内部的压力大于其下游的系统工作压力时，利用该装置来实现灵敏而精确的控制螺杆压缩机中滑阀的位置。
在此方面，本发明的一个特别目的是在腔中气体压力超过工作室下游气体压力的情况下，利用螺杆压缩机的工作室内压缩腔中可以使用的气体压力来提供一个滑阀控制。
本发明还有另外一个目的是利用多个可获得的处于较高压力下的气源中的一个来控制螺杆压缩机中滑阀的位置。
本发明的这些目的和其它的目的从下面的优选实施例说明和所附的图将会了解，这些目的和其它目的是在具有滑阀的螺杆压缩机中实现的，该滑阀的位置通过使用一种气态介质来加以控制。该介质最好是一种流体，此流体包括在压缩机内经受压缩的气体，并且该介质来源于在其中应用压缩机和气体的系统，或是来源于压缩机工作室内的一个位置。利用一根杆将压缩机滑阀连接到一个滑动式设置在驱动气缸中的活塞上。
加载电磁阀和卸载电磁阀开动并控制气态流体进入气缸或从气缸中排出流体，以便这样给滑阀定位，使压缩机以在其中应用该压缩机的系统要求的速度产生压缩的致冷剂气体。加载电磁阀通过一个共用管道与两个不同的致冷剂气源连通流动。通过打开加载电磁阀，使气体进入气缸，在该气缸中设置滑阀驱动活塞，该滑阀驱动活塞反过来又使该滑阀在进一步使压缩机加载的方向上运动。
打开卸载电磁阀使驱动气缸排出到压力比较低的位置，该位置反过来又使滑阀在降低压缩机上负载的方向上运动。在两个或多个气源和加载电磁阀之间设置一个止回阀装置，以便供应给加载电磁阀驱动滑动活塞的气体自动地从两个或两个以上气源其中压力是最高的一个中出来。
本发明的一个主要优点是它在所谓“热起动”条件下对滑阀组件定位的能力。当一个致冷系统必须在环境条件下起动时，存在热起动的情况，导致初始的冷凝器温度比较低，该冷凝器温度或是接近、或是低于蒸发器温度，而初始蒸发器温度比较热，或是接近或是超过冷凝器温度。在先有技术系统中，此处利用该系统油分离器中的液压流体给压缩机的滑阀定位，热起动条件多次防止在油分离器内产生足够的压力，以便用足够的力将油排出分离器，十分快地将滑阀定位离开卸载位置。结果，由于油压不足以适应该系统内的温度条件，所以在实际稳态操作之前，该冷冻系统可能反复关闭。
本发明的另一个重要的优点是它以更一致和可重复的方式控制滑阀位置的能力，因而在改变操作条件的情况下增加了压缩机的效率。这是因为在一预定的时间范围内输送到滑阀驱动气缸的致冷剂气体的量和组成比液压流体的情况更可定量和更一致，该液压流体在操作中无论是以气泡形式或是以不可溶解的形式都含有不同的和不可预测的致冷剂。
本发明通过从两个或两个以上这种气源中的一个气源提供一种气态流体来克服这种不利性，该气态流体呈致冷剂气体形式，它是压缩机在其中应用的致冷系统的工作流体，这种气体处于较高的压力，并在压缩机开动时立即可用于给螺杆压缩机滑阀定位。在热起动条件下，正好在其通到排放口的开水前压缩机工作室中压缩腔室内所产生的压力高于其下游的压力。在那种意义上，该压缩机将这些条件下的致冷剂气体“过度压缩”到一个压力，压缩腔室刚一打开通到排气口，该压力便下降。
在本发明中，在热起动条件下，利用这种过度压缩来立即提供一种足够压力的驱动流体，以实现滑阀的运动对压缩机加负载。这时，因为系统工作条件正常化了和/或达到了稳态工作，所以从压缩机排气口下游出来的气体将自动接管将滑阀驱动到这种程度的功能，以至在压缩机内停止产生过度压缩。
图1是本发明的一种螺杆滑阀位置控制装置的剖面/示意图。
图2是图1中压缩机的轴承壳体部分放大图，图示出一个打开的加载电磁阀和出自压缩机工作室中的滑阀驱动流体源。
图3是图1中压缩机转子壳体部分的放大图，示出一个打开的加载电磁阀和从压缩机排气通路出来的滑阀活塞驱动流体源。
图4是图1中压缩机转子壳体的放大图，示出一个打开的卸载电磁阀和将滑阀驱动流体排出到压缩机内一个压力比较低的位置。
图5是沿着图1中线5-5所取的剖面图。
图6是图1中实施例之外的另一个视图，示意示出双止回阀而不是单一止回阀组件的使用及从该系统油分离器来的驱动流体。
优选实施例的说明首先参看图1，致冷系统10包括一个压缩机组件12，一个油分离器14，一个冷凝器16，一个膨胀装置18和一个蒸发器20，它们全都串连起来，致冷剂通过它们流动。压缩机组件12包括一个转子壳体22和一个轴承壳体24，它们合在一起被称之为压缩机壳体。一个凸形转子26和一个凹形转子28设置在压缩机的工作室30内，该压缩机由转子壳体22、轴承壳体24和滑阀组件34的阀部分32协同限定。滑阀组件34在本优选实施例中是一种所谓功率控制滑阀组件，它还另外包括连接杆36和驱动活塞38。凸形转子26或凹形转子28其中一个利用一个原动机如电动机40驱动。
在吸气压力下，致冷剂气体从蒸发器20流向压缩机12低压端处的连通吸气区42和42A。在吸气压力下气体流入吸气口44，在此情况下是流到转子的下面，并进入安放在转子26和28与工作室30的内表面之间的压缩腔内。利用转子的反面转动和啮合，使压缩腔尺寸减小，并呈圆周形延伸到压缩机的高压端，现在在这里压缩气体通过排气口46流出工作室并流入排气通道48。
关于排气口46和一般意义上螺杆压缩机的排气口，排气口46包括两部分。第一部分是径向部分46A，它在滑阀组件阀部分32的排气端上形成，而第二部分是轴向部分46B，它在轴承壳体的排气面中形成。这两个排气口部分的几何形状及与滑阀组件的滑动部分的相互作用控制着压缩机的功率和效率。
排气口46的两个部分都影响压缩机的功率，直至滑阀组件34卸载足够远，以致径向排气口不再位于螺杆转子上方时为止。在那种情况下，只有轴向口以滑块活动来确定压缩机的功率。因此，在压缩机起动期间，当滑阀组件34处于完全卸载位置时，排气口46的轴向部分将是该排气口的唯一活动部分。
排放的气体有油夹带于其中，它从排气口和排气通道中出来通向油分离器14中，在油分离器中油与压缩的致冷剂气体分离，并沉降到油槽50中。在油分离器14的气体部分52中的排气压力作用于油槽50中的油上，以驱动这种油通过供应管线54、56和58到达压缩机12内的各个不同位置。在此方面，油供应管线54提供油给润滑轴承60，而供应管线56使油通向转子壳体内的喷射通道62。供应管线58使油通向压缩机高压端处的轴承64。
滑阀驱动活塞38设置在轴承罩24内的驱动气缸66中，正如将要看到的那样，驱动气缸66内滑阀驱动活塞的位置是转子壳体22内滑阀组件的阀部分32的位置的决定因素。由于暴露于通道48中排气压力的阀部分32和活塞38端面的相对表面积，及由于靠接压缩机滑动止挡68的阀部分32的端面暴露于吸气压力，而面向气缸66的活塞38的端面被排气压力或更高压力下的流体选择性作用于其上，所以气态流体通过孔口69进入气缸66将引起滑阀在箭头70的方向上运动，以给压缩机加载。
在图1中，图解说明滑阀组件34和靠接滑块止挡68的阀部分32一起处于满负荷位置。在那个位置，工作室30及凸形和凹形螺杆转子暴露于通过吸气口44的压缩机吸气面积。
当滑阀组件34这样被定位，以致阀部分32移动离开滑块止挡68时，工作室30及凸形转子26和凹形转子28的上面部分易受转子壳体中吸气压力部分影响，此外，它们通过吸气口44暴露于吸气区42中。那样暴露的凸形转子26和凹形转子28的上面部分变成不能参与密闭的压缩腔的确定或不能参与压缩过程，并且压缩机的功率相应地减小。
另外现在参看图2和5，用于控制滑阀驱动活塞38的优选实施例将在“过度压缩”情况的范围内说明，这里在压缩机工作室内密封压缩腔中的压力高于排气通道48中的压力。当由于致冷系统在其中工作或压缩机/系统在其中起动的环境的结果使压缩机排气口下游的系统压力比较低时，就发生那种情况。
应该注意，当压缩机停止运转，滑阀将被定位到全部卸载的位置，以致由压缩机电动机开动时所产生的电流保持在一定范围内，在图2的过度压缩情况下，及在其中应用压缩机12的致冷系统的负载增加时，如在起动时，利用控制器72将信号传送到定位加载电磁阀74，以便能穿过它流动。在打开位置，致冷剂气体形式的气动流体被允许流经加载螺线管并进入驱动气缸66，以便使这种流体能对滑阀驱动活塞38起作用，并造成它在箭头70的方向上运动。
在过度压缩情况下的气体源是压缩机12的工作室30内部的密闭压缩腔。这种工作室被设置成通过往复式止回阀组件76与加载电磁阀74流通，该往复式止回阀组件76设置在转子壳体24内的孔78中。而且，该孔78也能如后面将要说明的那样，通过通道80与排气通道48连通。
与孔78连通的还有通道82和84。通道84在孔78和加载电磁阀74之间连通。通道82经过开口30A在工作室30中的一个密闭压缩腔和镗孔78之间连通。开口30A那样设置，以便当平均腔室压最高时，在凸形转子侧或凹形转子侧上，正好在压缩腔通到排气口的开口前面，连通从该密闭压缩腔中出来的气体。
往复式止回阀组件76属市场上可以买到的类型，并利用定位弹簧86和闭合螺母88在孔78内固定就位。垫圈90和92分别作为弹簧86和阀76的底面起作用，而密封圈94和96在阀组件76和孔78的内表面之间提供一种不透水的密封。阀组件76本身设置了一个轴向运行的通道98，在该通道98中滚动地设置一个小球100。通道98通过开口98A与通道84连通，开口98A与由阀组件76限定的圆槽98B连通。
当工作室30内位于开口30A处的气体压力高于排气通道48中排气口46下游的气体压力时，如图2所示，该压缩腔中的较高压力经过开口30A和通道82通入孔78，然后通入阀组件76的通道98。那个压力作用在小球100上并抵抗排气通道48中的压力，该通道48经过通道80与通道98相通，以便如图所示将小球100定位压住阀组件76内的底座。
应该注意，开口30A可以通往工作室的凸形转子侧或凹形转子侧，并可将其定位成正好在压缩腔到排气口的开口前面与压缩腔连通。还应注意，开口30A可以通过利用钻入转子壳体和/或滑阀的滑动部分的径向通道(图中未示出)径向通入这个腔室中。另外还应注意，通道80可以不与排气通道48连通，而是直接从孔78引到油分离器14或引到连接压缩机组件的排气通道48到油分离器的管道，而得到同样的结果。
当小球100安装在如图2所示的阀组件76中时，通道80从通道84被关闭，并且通道84被打开通向来自工作室30的气流。该气体从加载电磁阀74通向驱动气缸66，以便通过在箭头70的方向上移动驱动活塞38和滑阀组件来进一步给压缩机加负载。
这时，因为滑阀组件在箭头70方向上被定位到以致压缩机12按照对它的要求被加载的程度，控制器72关闭电磁阀74，因而使气缸66与通道84隔离，并且与其两个气动驱动流体源隔离。通过闭合加载电磁阀74收集的气缸66中的气体保持活塞38和滑阀组件34的位置固定，直至加载电磁阀74再次打开，或至卸载电磁阀102打开时为止，正如将要进一步说明的那样。
现在参看图3，图3是压缩机最典型的稳态工作状况的代表，将说明利用从排气通道48出来的气动流体在箭头70方向上将驱动活塞38定位以进一步给压缩机12加负载。当致冷系统10工作的条件是这样，以致排气口46下游的工作压力大于工作室30中位于开口30A处通往通道82的压力时，这时就发生这种情况。
在那种情况下，从排气通道48经过通道80连通到阀组件76的比较高的压力作用在小球100上，以将小球100对着通道82中比较低的压力定位，结果关闭了与通道84连通的通道82。因而排气通道48处于和通道84连通的状态，并且一旦加载电磁阀打开，和滑阀驱动气缸66连通来提供动力，滑阀组件34的驱动活塞38利用此动力造成进一步给压缩机加负载。
应该知道，小球100在阀组件76内的位置和给压缩机12进一步加负载的气态驱动流体源取决于气体源的哪一个处于较高压力下，是排气通道48还是工作室30。那个源头将自动地是气动滑阀驱动流体源，一旦加载电磁阀打开，该驱动流体立即可以使用。
现在参看图4和5，图4和5示出了压缩机12的卸载情况。在要求降低压缩机功率的情况下，利用控制器72关闭加载电磁阀74并打开卸载电磁阀102。卸载电磁阀102在打开位置时的定位使气缸66处于通过通道104与压缩机12内的一个位置如轴承空腔106连通，该轴承空腔中的压力最好等于或接近吸气压力。
因此打开卸载电磁阀102使气缸66排空并且装在气缸内的压力高得多的流体排出到压缩机组件内压力低得多的位置，同时造成滑阀组件34在箭头108方向上运动。在此方面，滑阀组件的表面积被设计成这样，以便在气缸66被排空的情况下，作用于该表面积上的气体力的最后效果是在箭头108方向上推动滑阀组件。闭合卸载电磁阀102使滑阀组件34在该方向上停止运动，并保持滑阀的位置和在压缩机上的负载固定不变，直至下一次打开加载电磁阀或卸载电磁阀时为止。
轴承空腔106最好是排放或排出(例如经过通道110和开口30B)到压缩机工作室的所谓“空”腔中，该压缩机空腔的压力等于或接近吸气压力。这种腔是密闭腔。也就是说，是一种由吸气而关闭的腔室，在腔室中压缩过程还没有开始发生。
现在参看图6中的另一个实施例，图6示出本发明的一个稍加修改的实施例。在图6的实施例中，往复式止回阀组件76用单个的止回阀176A和176B代替，它们各经过管道85与加载电磁阀74连通。管道82连接到止回阀176B上。另外，除了一个滑阀驱动流体源是流经转子壳体中通道48的气体外，止回阀176A经过管线178与油分离器14的放气部分52连通。应该知道，象阀组件76一样，单个止回阀176A和176B能够安装在转子壳体22内，或者如示意图所示，可以设置在压缩机外面的管路中。
图6的实施例在轴承空腔106上也稍有不同，不是经过开口30B在轴向上排入工作室30内的一个空腔中，如图1-5所示，轴承罩的端面经过通道180排出，该轴承罩与转子壳体通道182对齐并连通。通道182象图1-5实施中的开口30B一样，打开通向工作室30内的空腔中。另外图6的实施例象图1-5中的实施例一样在各方面都以同样的方式起作用。
应该知道，有时候在系统开动之后并且一旦该系统已连续工作一定时间，则用来驱动滑阀组件的气动流体将变得比系统最初开动时含有更多的油，因为只是在系统开动之后及只是在足够的压力之后，它才在油分离器内出现，此油被驱动到压缩机中，用于轴承润滑和喷油。但是，在系统开动时，在压缩机的工作室内未发现任何可观量的油，因为，当压缩机关闭时，利用设备(图中未示出)将工作室与油分离器隔开，以保证油分离器中油的供给不从中流出进入压缩机工作室。在这方面，重要的是保证当压缩机再次开动时，立即可供应足够的油用于润滑。
在本发明的压缩机中，以一种方式更快和更可靠地实现在系统开动时滑阀组件的气体驱动，它克服了在液压滑阀驱动装置中发现的致冷剂气体脱气和气泡破裂两种不利的影响。当滑阀的响应性对压缩机的安全、可靠和连续工作很重要时，本发明同时还有利地使用致冷剂过度压缩作用。
应该注意，利用将气缸66的孔口69设置在其底部或下面区域，避免了任何可能进入气缸66的油或流体产生，因为任何这种流体都将随每次卸载要求从气缸66中排走。因而实现了活塞38的纯粹气体驱动，而不会在很大程度上影响流体。
应该注意，利用来自系统内的致冷剂气体，在该系统中应用压缩机来气体驱动，而不是液压驱动压缩机的滑阀，及利用在某些工作条件下，压缩机内产生的过度压缩，可以利用本发明的压缩机实现在所谓热起动条件下一个螺杆压缩机功率控制滑阀的成功而快速的驱动。当压缩机起动时在系统冷凝器和系统蒸发器之间的温差使得在油分离器中难以产生足够的压力，以保证用一种即时方式将充分加压的油供给压缩机时，就出现热起动条件。在这方面，当吸气压力与排气压力达到一预定差值，该差值足以在差压安全控制装置再次关闭压缩机的时刻之前将油驱动到压缩机中时，可以认为实现了一次成功的“热起动”。
本发明的压缩机在实验室装置中实现“热起动”是成功的，这里在起动时冷凝器温度比蒸发器温度低30°F。作为对比，以前的液压驱动的滑阀驱动方案常常要求冷凝器温度至少高出蒸发器温度10°F来完成一次成功的起动，也就是说，在一次起动中，油分离器内非常快地出现压力，以保证以一种即时方式将充分加压的油供给压缩机。
还应注意，本发明的气体驱动装置的一个另外优点是它的执行过程可通过仅在轴承壳体中形成的流道和不需要与压缩机转子壳体中的通道对准或连通的通道来完成。另外还应注意，本发明同样适用于控制除功率控制滑阀之外的滑阀和螺杆压缩机。例如，本发明的滑阀驱动装置适用于控制所谓体积比控制滑阀及适用于控制螺杆压缩机中多个滑阀，而不管它们的用途、数量或类型可能是什么。
正如已经指出的那样，和在这类应用中最一般使用的液压流体在夹带的气泡和/或溶解的致冷剂方面的相当不一致组成相比，由于致冷气体在用作驱动流体时的一致性，所以本发明的压缩机更可预测地和更准确地被控制。由于用来控制本发明中滑阀组件位置的气态介质一致性的结果，实现了更精密得多和可重复的滑阀位置控制，并提高了压缩机效率。
当利用一个优选实施例和另一个实施例说明本发明时，应当知道，还可以构想别的按照权利要求属于本发明的范围的实施例，它们对该技术的专业人员来说是很显而易见的。
权利要求
1.一个致冷螺杆压缩机具有一个吸气口和一个排气口，该压缩机包括一个壳体，该壳体确定了一个工作室，与上述压缩机的吸气口和排气口连通；一个设置在上述工作室内的凸形转子；一个设置在上述工作室内的凹形转子；它与上述凸形转子啮合，上述凸形转子和凹形转子的旋转将上述工作室内的工作流体从一吸气压力压缩到一排气压力；一个滑阀，该滑阀具有一个驱动活塞；一个第一管道，用于在足够移动滑阀的压力下沿给所述压缩机加负载的方向，选择性地将致冷剂气体从压缩机内的至少一个位置通到所述驱动活塞上；和一个第二管道，用于选择性地将通到所述驱动活塞的致冷剂气体排放到所述压缩机内一个位置，该位置处的压力小于排气压力，以便沿压缩机卸载的方向移动所述滑阀。
2.按照权利要求1所述的压缩机，其中所述阀是一个功率控制滑阀，而其中所述第一管道从第一和第二致冷剂气体源其中的一个连通致冷剂气体。
3.按照权利要求2所述的压缩机，其中所述第一和第二致冷剂气体源当中至少一个的压力等于或超过该压缩机工作时的排气压力，并且其中第一管道从处于较高压力的第一和第二致冷剂气体源当中一个连通致冷剂气体。
4.按照权利要求3所述的压缩机，其中第一致冷剂气体源位于上述排气口的上游，而第二致冷剂气体源位于上述排气口的下游。
5.按照权利要求4所述的压缩机还包括阀装置，这些阀装置对于上述第一和第二致冷剂气体源的相应压力很敏感，用于打开第一管道与上述压力较高的致冷剂气体源相通，并关闭第一管道与另一个致冷剂气体源隔开。
6.按照权利要求5所述的压缩机，其中上述阀装置是自动操作的，根据上述另一个致冷剂气体源中的压力超过上述压力较高的致冷剂气体源中压力的情况，来打开上述第一管道通向另一个致冷剂气体源，而关闭上述第一管道与上述压力较高的致冷剂气体源隔开。
7.按照权利要求6所述的压缩机，其中上述阀装置包括一个设置在所述第一管道内的阀组件，并且还包括第一和第二电磁阀，上述第一电磁阀这样设置在第一管道内，以致当第一电磁阀打开时，发生致冷剂气体经过第一管道流动，上述第二电磁阀这样设置在第二管道内，以致当第二电磁阀打开时，发生致冷剂气体经第二管道排出。
8.按照权利要求4所述的压缩机，其中上述第一致冷剂气体源是一个利用上述凸形转子和凹形转子在上述工作室内确定的密闭压缩腔。
9.按照权利要求8所述的压缩机，其中所述连通到上述驱动活塞的致冷剂气体被排至的位置是一个在上述工作室内确定的密闭压缩腔，其中所含的致冷剂气体的压缩还未开始。
10.按照权利要求9所述的压缩机，其中所述阀装置包括一个设置在第一管道内的阀组件，并且还包括第一和第二电磁阀，该第一电磁阀这样设置在第一管道内，以致当该第一电磁阀打开时，发生致冷剂气体经过上述第一管道流动，该第二电磁阀这样设置在第二管道内，以致当该第二电磁阀打开时，发生致冷剂气体经过第二管道排出。
11.按照权利要求10所述的压缩机，其中所述第一和第二管道是在所述壳体内部确定的通道。
12.按照权利要求11所述的压缩机，所述壳体包括一个转子壳体和一个轴承壳体，上述第一和第二管道是在所述轴承罩内确定的通道。
13.一个致冷系统包括一个油分离器；一个冷凝器；一个计量阀；一个蒸发器；和一个螺杆压缩机，该螺杆压缩机在工作时，于工作室内将一气态工作流体从吸气压力压缩到排气压力，该工作室与一个吸气口和一个排气口连通，该压缩机具有一个由气态工作流体驱动的滑阀，该气态工作流体出自上述致冷系统内的一个位置，无论何时只要该压缩机在工作，该位置的压力等于或超过上述排气口下游处的，但在上述油分离器中或其上游的工作流体的压力。
14.按照权利要求13所述的致冷系统，其中上述气态工作流体是选择性出自该致冷系统内至少两个位置其中处于较高的压力下的一个。
15.按照权利要求14所述的致冷系统，其中上述两个位置都在上述压缩机的内部。
16.按照权利要求14所述的致冷系统，其中所述位置中，一个位置是上述工作室，而另一个位置是上述油分离器。
17.按照权利要求14所述的致冷系统还包括一个第一管道和第二管道，该第一管道在上述致冷系统内至少两个位置和滑阀之间选择性连通，而上述第二管道在该滑阀和压缩机的工作室内一个位置之间选择性连通，而压缩机内气态工作流体的压力低于排气压力。
18.按照权利要求17所述的致冷系统，其中，气态工作流体选择性出自上述至少两个位置的其中一个位置位于排气口的上游，而气态工作流体选择性出自的第二个位置位于排气口的下游。
19.按照权利要求18所述的致冷系统还包括阀装置，该阀装置对气态工作流体出自的上述第一和第二位置的各自压力自动作出响应，用于打开上述第一管道装置通向上述第一和第二位置中压力较高的一个位置，和用于关闭第一管道装置与上述第一和第二位置中的另一个位置隔开。
20.按照权利要求19中所述的压缩机，其中所述阀装置包括一个设置在上述第一管道中的阀组件，并且还包括第一和第二电磁阀，该第一电磁阀这样设置在第一管道内，以致当第一电磁阀被打开时，出现气态工作流体经过该第一管道流动，该第二电磁阀这样设置在第二管道内，以致当该第二电磁阀打开时，出现气态工作流体经所述第二管道排出。
21.一种控制致冷螺杆压缩机中滑阀位置的方法，该螺杆压缩机在具有一个吸气口和一个排气口的工作室内将一种气态工作介质从一吸气压力压缩到一排气压力，所述方法包括以下步骤将上述气态工作流体供给处于吸气压力下的压缩机中；在上述压缩机中工作室中压缩该气态工作流体；通过上述排气口从该压缩机工作室中排放该气态工作流体；控制滑阀的位置，以便用气态工作流体给上述压缩机加负载，该气态工作流体出自所述压缩机中的一个位置，该位置的压力至少与从压缩机工作室中排放后的该气态工作流体的压力一样高。
22.按照权利要求21所述的方法还包括选择控制上述滑阀位置的步骤，以便利用出自两个位置其中一个的气态工作流体给上述压缩机加负载，上述两个位置其中一个位置位于排气口的下游，而另一个位置位于该排气口的上游并位于上述工作室中。
23.按照权利要求22所述的方法，其中上述选择步骤包括自动选择从上述两个位置中压力较高的一个位置出来的气态工作流体、而不用从该系统外部选择信号和控制装置的步骤。
24.按照权利要求23所述的方法，其中上述选择从两个位置中压力较高的一个位置出来的气态工作流体的步骤包括选择从上述排气口下游和压缩机内部一个位置出来的气态工作流体的步骤。
25.按照权利要求23所述的方法还包括将用于给上述压缩机加负载的气态工作流体排出到上述工作室内一个密闭压缩腔中的步骤，该腔室中压力低于排气压力，以便给该压缩机卸载。
全文摘要
利用一种气态介质控制致冷系统中一个螺杆压缩机滑阀的位置,这种气态介质出自两个或两个以上这种流体源中压力较高的一个。流体源最好是压缩机工作室内一个密闭压缩腔中的致冷剂气体和压缩机排气口下游排气通道中的致冷剂气体。将多个这种气源连接到一个电磁阀上,当该电磁阀打开时,让气体作用在一个控制滑阀位置的活塞上。由于有一个止回阀装置,总是一个处于较高压力的气源作用在滑阀驱动活塞上。当在滑阀位置控制中有利地利用压缩机过度压缩时,避免了与利用液压流体而不是一种气态介质来调节压缩机容量有关的致冷剂气体放气和气泡破裂所产生的不利影响。
文档编号F04B49/02GK1176680SQ95197711
公开日1998年3月18日 申请日期1995年12月6日 优先权日1995年2月24日
发明者R·L·拉科斯克, A·L·布特尔沃思, G·E·安德尔森 申请人:美国标准公司