非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机的制作方法

本实用新型涉及一种定频压缩机，具体涉及一种非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机。

背景技术：

近几年来，在制冷空调应用领域，螺杆式压缩机已日渐普及。由于可靠性高、体型小、重量轻，在同等制冷能力下，螺杆压缩机成为制冷机组的理想配备。现如今，环境问题已是当今社会的主要问题，开发更加高效节能的制冷机组也变得尤为重要。

现有的单螺杆式制冷压缩机主要由一个驱动电机、螺杆转子以及压缩缸组成。其中，在压缩缸一侧设有两个对称式容积控制滑阀，通过调节该滑阀，从而调节排气流量对称容积控制滑阀由一个连接支撑连接，压缩机由增减载电磁阀控制高压供油及泄油，油路通过活塞及连接支撑同时控制两个滑阀的运动。目前设计的单螺杆式压缩机大都采用两个星轮对称容积调节控制，只能实现负载25%到100%无级调节，无法控制更广范围的调节。

鉴于此，为了提高压缩机负载的无级调节范围，提出一种非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机是本实用新型所要研究的课题。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机，以解决现有技术中等问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机，包括一旋转电机、一压缩机缸体、一螺杆转子、两个星轮片、一短滑阀以及一长滑阀，所述旋转电机包括一电机定子、一电机转子以及一主轴，所述主轴与所述螺杆转子固定连接，所述的两个星轮分别与螺杆转子相啮合，所述长滑阀采用有级调节，所述短滑阀采用无级调节，所述短滑阀和长滑阀分别设在压缩机缸体上位于两侧的旁通口处，在所述短滑阀上设有一位移传感器；

针对所述短滑阀设有一压缩缸，所述压缩缸具有两个压缩工作腔，该两个压缩工作腔分别为第一压缩工作腔和第二压缩工作腔，第一压缩工作腔朝向压缩缸盖侧，第二压缩工作腔朝向短滑阀侧，第一压缩工作腔和第二压缩工作腔之间连接一活塞，所述活塞上套有一卸载弹簧;在第二压缩工作腔中开设有第一油口，针对所述第一油口设有两个分支油路，第一分支油路通过一第一减载电磁阀连通所述压缩机的主供油口，第二分支油路通过一第一增载电磁阀连通所述压缩机的吸气端，所述压缩缸的活塞与所述短滑阀螺纹连接，短滑阀另一端设有一位移传感器；

针对所述长滑阀设有一液压缸，所述长滑阀设在液压缸内，作为液压缸的活塞将液压缸分成两个工作腔；所述液压缸朝向压缩缸盖侧的液压工作腔内具有两个油口，分别为第二油口和第三油口，其中，第二油口为供油口，该供油口通过一第二减载电磁阀与所述压缩机的主供油口连接,第三油口为泄油口，该泄油口通过一第二增载电磁阀与所述压缩机的吸气端连接。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，针对所述短滑阀，在所述第一压缩工作腔上开设有一第一气口，该第一气口通向所述压缩机的吸气端。

2、上述方案中，还包括一路辅助增载油路，该辅助增载油路上设有一辅助电磁阀，当工况恶劣时，即短滑阀两侧的高低压差较小时，短滑阀所受的合力较小，此时不足以抵抗卸载弹簧的反作用力，短滑阀无法增载；这时打开辅助电磁阀，使所述第一压缩工作腔内的气路与高压气体连通，同时打开第一增载电磁阀，在高压作用下，推动活塞向所述第二压缩工作腔移动，使第二压缩工作腔内的油泄向低压，从而在低压比工况下可以正常增载。

3、上述方案中，还包括一控制机构，所述位移传感器将短滑阀的位置发送至所述控制机构，所述控制机构根据接收到的短滑阀的位置信号，以控制第一油口中压进或排出的油量，从而实现短滑阀的位置控制。

4、上述方案中，针对所述液压缸，针对所述压缩缸，所述第一增载电磁阀对应泄油设置，所述第一减载电磁阀对应进油设置，所述辅助增载电磁阀对应高压进气设置。

5、上述方案中，针对所述液压缸，所述第二增载电磁阀对应泄油设置，第二减载电磁阀对应供油设置。

6、上述方案中，IPLV(integrated part load value)综合部分负荷性能系数 是用一个单一数值表示空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标。

7、上述方案中，针对所述短滑阀，在压缩缸中还设有一卸载弹簧，该卸载弹簧作用在所述活塞上,用于压缩机停机后对短滑阀的复位。

8、上述方案中，空调器的能效比，就是名义制冷量(制热量)与运行功率之比，即EER和COP。EER是空调器的制冷性能系数，也称能效比，表示空调器的单位功率制冷量。COP是制冷(热)循环中产生的制冷(热)量与制冷(热)所耗电功率之比，分为制冷和制热时的COP。

9、上述方案中，所述有级调节，有级调节就是有档位的调节，指的是长滑阀只能存在两个调节档位，无级调节就是在一个范围内，平滑地连续调速，指的是短滑阀在一定距离内可连续地调节位置。

本实用新型工作原理是：对短滑阀和长滑阀采用独立的液压缸分别控制，并且一个采用有级控制，一个采用无级控制：

针对所述短滑阀设有压缩缸，压缩缸具有两个工作腔，该两个工作腔分别为第一压缩工作腔和第二压缩工作腔， 两工作腔之间连接一活塞，第一压缩工作腔为压缩缸盖侧，第二压缩工作腔为短滑阀侧。在第二压缩工作腔内，活塞上套有一卸载弹簧。在第一压缩工作腔上开设有一第一气口，该气口通过一节流口通向压缩机吸气端（低压侧），在第二压缩工作腔上开设有一第一油口，针对该第一油口有两个分支油路，两个分支油路上各设有一电磁阀。第一分支油路通过第一减载电磁阀连通压缩机主供油口（高压油），第二分支油路通过第一增载电磁阀连通压缩机吸气端（低压侧）。压缩缸的活塞与短滑阀螺纹连接，短滑阀另一端设有一位移传感器。由于，在螺杆转子与星轮片压缩过程中，短滑阀靠近活塞侧的端面受高压气体作用，短滑阀另一侧端面受低压作用，因此短滑阀始终受到一个由高压气体向低压方向的合力Fv，促使其具有向远离第一压缩工作腔方向直线移动的趋势。

当需要减载时，通过第一减载电磁阀脉冲给电，第一油口连通压缩机主供油口，高压将一定量的油压入第二压缩工作腔。当第一减载电磁阀断电时，第二压缩工作腔成为封闭腔，内充满一定量的油，由于油属于不可压缩的液体，短滑阀合力Fv与液压油的反作用力和弹簧力平衡，使得活塞停在了某一负荷位置。当继续给第一卸载电磁阀脉冲给电时，则继续向第二压缩工作腔充油，直至活塞移动到气缸盖部，整个工作腔成为第二压缩工作腔，且充满油，此时短滑阀处于最小负荷位置；当需要增载时，通过第一增载电磁阀脉冲给电，第一油口与压缩机吸气端连通，第二压缩工作腔内的油逐渐往外泄，当泄掉一定量油时，第一增载电磁阀关闭，第二压缩工作腔封闭，此时活塞停在某一负荷处。继续给第一增载电磁阀通电时，第二压缩工作腔的油继续往外泄，当弹簧压缩的反作用力与短滑阀合力Fv相等时，活塞无法继续向前移动，此时短滑阀处在了满载位置。以此，通过调节第二压缩工作腔内的油体积量，来实现短滑阀的无级调节。

针对所述长滑阀设有液压缸，长滑阀设在液压缸内，相当于液压缸的活塞，从而将液压缸分成两个工作腔；所述液压缸朝向压缩缸盖侧的液压工作腔内具有两个油口，分别为第二油口和第三油口，其中，第二油口为供油口，该供油口通过一第二减载电磁阀与所述压缩机的主供油口连接,第三油口为泄油口，该泄油口通过一第二增载电磁阀与所述压缩机的吸气端连接。当持续给第二减载电磁阀通电时，供油口与压缩机主供油口连通，同时泄油口是关闭的，高压油推动长滑阀向前移动，此时为减载。当长滑阀到达限位位置时，此时达到最小负荷位置，电磁阀断电，供油口关闭，长滑阀保持在最小负荷位置；当需要增载时，第二增载电磁阀通电，泄油口与压缩机吸气端连通，工作腔内的高压油从泄油口排出，此时作为活塞的长滑阀向后移动，当长滑阀顶部到达限位位置时，此时高压油已全部泄尽，长滑阀保持在满载位置。在增（减）载整个过程中，长滑阀通过两端的物理限位来保持位置，只有两级：满载位置和最小负荷位置，因此，长滑阀的调节属于有级调节。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、非对称式容积控制与对称式容积控制对比，负载控制范围更广，满负荷COP相同；50%负荷时非对称式容积控制比对称式容积控制效率高24%；75%负荷时非对称式容积控制比对称式容积控制效率高4%。

2、采用非对称容积控制的压缩机机组相比对称式容积控制的压缩机机组，IPLV可有效提高12%，以200RT机组为例，年节约电费5万元以上。

附图说明

附图1为本实施例中非对称滑阀式螺杆制冷压缩机的剖视图；

附图2为本实施例中非对称滑阀式螺杆制冷压缩机的局部示意图。

以上附图中：1、电机定子；2、电机转子；3、主轴；4、螺杆转子；5、短滑阀；6、长滑阀；7、压缩缸；8、液压缸；9、位移传感器；10、活塞；11、卸载弹簧。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机

参见附图1-2，非对称滑阀式单螺杆制冷压缩机，包括一旋转电机、一压缩机缸体、一螺杆转子4、两个星轮片（图中未示出）、一长滑阀6以及一短滑阀5，所述旋转电机包括一电机定子1、一电机转子2以及一主轴3，所述主轴3与所述螺杆转子4固定连接，所述的两个星轮分别与螺杆转子4相啮合，所述长滑阀6采用有级调节，所述短滑阀5采用无级调节，所述长滑阀6和短滑阀5分别设在压缩机缸体上位于两侧的旁通口处。

针对所述短滑阀5设有压缩缸7，压缩缸7具有两个压缩工作腔，该两个压缩工作腔分别为第一压缩工作腔和第二压缩工作腔， 两工作腔之间连接一活塞10，第一压缩工作腔为气缸盖侧，第二压缩工作腔为短滑阀侧。在第二压缩工作腔内，活塞10上套有一卸载弹簧11。在第一压缩工作腔上开设有一第一气口，该气口通过一节流口通向低压，在第二压缩工作腔上开设有一第一油口，针对该第一油口有两个分支油路，两个分支油路上各设有一电磁阀。第一分支油路通过第一减载电磁阀连通主供油口（高压油），第二分支油路通过第一增载电磁阀连通压缩机吸气端（低压侧）。

当压缩缸7不作用在短滑阀5上时，由于在螺杆转子4与星轮片压缩过程中，短滑阀5靠近活塞10侧的端面受高压气体作用，短滑阀5另一侧端面受低压作用，因此短滑阀5始终受到一个由高压气体向低压方向的合力Fv，促使其具有向远离第一压缩工作腔方向直线移动的趋势。

当需要减载时，通过第一减载电磁阀脉冲给电，第一油口连通所述压缩机主供油口，高压将一定量的油压入第二压缩工作腔。当第一减载电磁阀断电时，第二压缩工作腔成为封闭腔，内充满一定量的油，由于油属于不可压缩的液体，短滑阀合力Fv与液压油的反作用力和弹簧力平衡，使得活塞10停在了某一负荷位置。当继续给第一卸载电磁阀脉冲给电时，则继续向第二压缩工作腔充油，直至活塞10移动到气缸盖部，整个工作腔成为第二压缩工作腔，且充满油，此时短滑阀5处于最小负荷位置；当需要增载时，通过第一增载电磁阀脉冲给电，第一油口与压缩机吸气端连通，第二压缩工作腔内的油逐渐往外泄，当泄掉一定量油时，第一增载电磁阀关闭，第二压缩工作腔封闭，此时活塞10停在某一负荷处。继续给第一增载电磁阀通电时，第二压缩工作腔的油继续往外泄，当弹簧压缩的反作用力与短滑阀合力Fv相等时，活塞10无法继续向前移动，此时短滑阀5处在了满载位置。因此，通过第一增载电磁阀，调节泄油量，来推动短滑阀5的增载运动；通过第一减载电磁阀，调节进油量，来推动短滑阀5的减载运动。总之，通过调节第二压缩工作腔内的油体积量，来实现短滑阀5的无级调节。

针对所述长滑阀6设有液压缸8，液压缸8上具有两个工作腔，在工作腔内具有两个油口，即第三油口和第四油口，第三油口为供油口，该油口通过第二减载电磁阀连接压缩机主供油口（高压油）, 第四油口为泄油口，通过第二增载电磁阀连接吸气侧，所述长滑阀6设在液压缸8内，相当于液压缸8的活塞。当持续给第二减载电磁阀通电时，供油口与压缩机主供油口连通，同时泄油口是关闭的，高压油推动长滑阀6向前移动，此时为减载。当长滑阀6到达限位位置时，此时达到最小负荷位置，电磁阀断电，供油口关闭，长滑阀6保持在最小负荷位置；当需要增载时，第二增载电磁阀通电，泄油口与压缩机吸气端（低压侧）连通，工作腔内的高压油从泄油口排出，此时长滑阀6向后移动，当长滑阀6顶部到达限位位置时，此时高压油已全部泄尽，长滑阀6保持在满载位置。在增（减）载整个过程中，长滑阀6通过两端的物理限位来保持位置，只有两级：满载位置和最小负荷位置，因此，长滑阀6的调节属于有级调节。

进一步地，还包括一路辅助增载油路，该辅助增载油路上设有一辅助电磁阀，当工况恶劣时，即短滑阀5两侧的高低压差较小时，短滑阀5所受的合力较小，此时不足以抵抗卸载弹簧11的反作用力，短滑阀5无法增载；这时打开辅助电磁阀，使所述第一压缩工作腔内的气路与高压气体连通，同时打开第一增载电磁阀，在高压作用下，推动活塞10向所述第二压缩工作腔移动，使第二压缩工作腔内的油泄向低压，从而使得短滑阀5在低压比工况下可以正常增载。

进一步地，还包括一控制机构，所述位移传感器9将短滑阀5的位置发送至控制机构，所述控制机构根据接收到的短滑阀5的位置信号，以控制通油口中压进或排出的油量，从而实现短滑阀5的位置控制。

对称式容积控制及非对称式容积控制压缩机实测效率对比；其测试方法如下：

取一内容积比为3.0的对称式容积控制压缩机,在工况蒸发温度1.7℃;冷凝温度51.7℃;过冷度5℃;过热度5℃。测试其100%，75%，50%及25%负荷时的性能参数。

取一内容积比为3.0的非对称式容积控制压缩机，在相同工况下测试其在100%，75%，62.5%，50%，25%及12.5%负荷时的性能参数。

试验实施：

取两台压缩机样机在经国家压缩机制冷设备质量监督检验中心认可的测试站台进行测试，取得实验数据并进行分析。

实测结果如下表1：

试验数据分析对比：

非对称式容积控制与对称式容积控制对比，满负荷COP相同；50%负荷时非对称式容积控制比对称式容积控制效率高24%；75%负荷时非对称式容积控制比对称式容积控制效率高4%，见下表2所示。

由此，以200RT分冷机组为例，采用对称式容积控制技术的IPLV为3.3；采用对称式容积控制技术的IPLV可达3.7。以全年运行245天，每天8小时计算，则全年可省电：

200*3.517/3.3*8*245-200*3.517/3.7*8*245=55,146千瓦时。因此，年经济效益在5万元以上。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。