适用于压缩机的半命令阀系统和用来调节设置有半命令阀系统的压缩机的容量的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于交替式压缩机的半命令阀系统，其中所述压缩机包括至少一个气缸(1)、至少一个活塞(2)、至少一个压缩室(3)和至少一个阀(71；81)，所述至少一个阀在它们的相应的孔口(7；8)中起作用。所述至少一个阀(71；81)在第一操作状态中被施加预应力并且能够充当止回阀。此外，所述至少一个阀(71；81)包括至少一个含铁部分，并且可以被磁场产生元件(72；82)选择性地致动。本发明还公开了一种调节设置有这种半命令阀系统的压缩机的容量的方法。
【专利说明】适用于压缩机的半命令阀系统和用来调节设置有半命令阀系统的压缩机的容量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于交替式压缩机的半命令阀系统，和用来调节设置有该半命令阀系统的压缩机的方法。
[0002]一般而言，本发明提供用来操纵交替式压缩机的吸入阀和/或排出阀的强制打开和关闭的装置。通过操纵这些阀，还可以在固定的速度下控制交替式压缩机的容量。
【背景技术】
[0003]关于常规交替式压缩机组件
[0004]本领域技术人员已经知道，交替式压缩机包括能够改变工作流体的压力以及泵送工作流体的机器和/或装置。在这个意义上，并且在更具体的形式中，交替式压缩机能够通过可控制地改变压缩室的容积而改变工作流体的压力，该压缩室通常由能够接收工作流体和可移动的活塞的圆筒形室限定。因此，由于可移动活塞的位移发生在压缩室内，压缩室的容积交替地改变(减小和增加)。
[0005]另外，本领域技术人员还已知压缩室内的工作流体的进入(吸入)和移除(排出)步骤由用来实现交替式压缩机的当前功能的关键步骤组成。此外，所述步骤直接影响压缩机性能的参数，并且由于这个原因，现有技术包括大量阀系统，该阀系统意图控制压缩室内的工作流体的吸入和排出。
[0006]根据现有技术阀系统的常规功能，观察到，常规吸入阀具有通常关闭的构造，并且当活塞处于上死点并且下降到下死点时它们的自动的和非命令的“打开”独特地且排他地发生，即，目前的吸入阀可以仅当气缸内的压力降低到低于吸入室中的压力的值时保持“打开”。
[0007]目前的吸入阀的这种可操作性虽然是起作用的，但可以被进一步改进，这是由于如可以观察到的，有必要产生有利的压力差使得它们可以“打开”，并且在这一点上，除了用于移动活塞的电动机的较高起始力外，需要用来泵送该流体的较大能量损失。常规方案提供这个马达的过大尺寸(以允许它“启动”压缩机)，并且也使用复杂的且昂贵的特定启动系统。
[0008]关于常规排出阀，它们也具有通常关闭的构造，并且当活塞从下死点行进并且走向上死点时它们的自动和非命令的“打开”独特地且排他地发生，因此增加气缸内的压力，即，当气缸内的压力高于排出室中的压力时。
[0009]目前的排出阀的这种可操作性虽然也起作用，但阻止结合维持马达速度的压缩机的任何种类的容量调节。
[0010]关于压缩机的容量调节的电流交替
[0011]根据广泛传播的现有技术理解，已知仅仅具有可变速度的压缩机能够改变操作速度，因此调节其容量，而所谓的开-关计算机不具有这个优点。
[0012]在基于连续电流(VCC)电动机的具有可变速度的列举的压缩机的情况中，可以观察到，在压缩机减小其操作速度时，被排入任何系统(例如，制冷系统)的气体质量较低，并且因此，需要变化的气体质量的系统中的效果增加的提高的增益可以被获得。
[0013]具有变化的速度的目前的压缩机使用与永久磁体马达关联的复杂的电子设备，并且通常，磁体与电子设备的这种关联具有高的成本。这种压缩机的另一限制涉及它可以操作的最小速度，这是由于这个最小旋转值也与压缩机可靠性直接关联。
[0014]此外，作为压缩机的容量调节的缓和替代，现有技术提供某些方案，其中阀板的吸入和/或排出孔口的直径可以在它们的各自的功能步骤期间相对地变化(部分地阻碍)。
[0015]例如，美国专利3，844，686和美国专利申请2010/004387公开能够直接地或间接地促进吸入和/或排出直径的减小/增加的电磁机构；然而，当吸入或排出阀可操作地“打开”时，这种机构仅具有相关可操作性。
[0016]基于上述情况，可以清楚地注意到，关于交替式压缩机的阀系统的现有技术基本上依靠非易变的且不可定制的等同操作原理。
[0017]此外，也注意到，关于用来调节交替式压缩机的容量的装置的现有技术涉及不是完全适用的方案，或者也涉及不适用于更普通的应用的昂贵的方案。
[0018]基于这种情况，开发本发明专利。
【发明内容】
[0019]因此，本发明的一个目标是提供一种用于交替式压缩机的阀系统，在操作压缩循环期间在任何时间该阀系统能够为半命令的。因此，本发明的另一目标是通过所述现在公开的阀系统允许选择性操纵吸入阀和/或排出阀。
[0020]本发明的另一目标是提供一种方法，该方法通过选择性地切换所述吸入阀和/或排出阀用来调节压缩机的容量。在这点上，本发明的另外目标是提供一种通过回流工作流体来调节该容量的方法。
[0021]另外，本发明的一个目标是提供一种用来调节容量的方法，其中所述方法也将有助于启动压缩机马达。
[0022]最后，本发明的另一目标是提供与从现有技术已知的用于类似目的的那些方案相比较不昂贵且更起作用的方案。
[0023]这些和其它目标通过适用于交替式压缩机(这种压缩机包括至少一个气缸、至少一个活塞、至少一个压缩室和至少一个阀，该阀在其相应的孔口中起作用)的半命令阀系统被完全实现。该系统自身包括至少一个阀(该阀包括第一操作状态的预应力机械阀，并且包括至少一个含铁部分)和选择性地致动的至少一个磁场产生元件。根据本发明，所述至少一个阀的操作状态通过致动所述至少一个磁场产生元件被选择性地切换。
[0024]优选地，至少一个阀的操作状态通过磁场产生元件的磁脉冲在第一操作状态和第二操作状态之间被选择性地切换。在这个意义上，并且在优选形式中，该阀的第一操作状态被随机地指定为“打开的”状态，并且该阀的第二操作状态被指定为“关闭的”状态。
[0025]这里值得提及，根据本发明，该阀可以包括吸入阀，或者另外包括排出阀。至于磁场产生元件，该磁场产生元件包括电线圈或类似物。在另外的优选模式中，至少一个阀及其相应的磁场产生元件布置在至少一个阀板上，并且在多于一个根据至此公开的构思的半命令阀的情况中，设置各阀之间的磁绝缘。
[0026]上述目标也通过用来调节设置有半命令阀系统的压缩机的容量的方法被实现，该方法包括通过至少一个阀的非自发切换而回流吸入和/或排出。
[0027]在这个意义上，至少一个阀的自发关闭可以被延迟，或者另外地，至少一个阀的自发打开被延迟。
[0028]优选地，存在吸入阀的自发关闭的延迟和排出阀的自发打开的延迟。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]适用于交替式压缩机的目前公开的半命令阀系统的构思实施例将基于下面提及的图被详细地描述，其中:
[0030]图1示出设置有目前公开的半命令阀系统的交替式压缩机的功能机构的示意性模型。
【具体实施方式】
[0031]根据本发明并且为了实现上述目标，适用于交替类型压缩机的新颖的半命令阀系统被公开。
[0032]通常，所述系统包括在第一操作状态下的至少一个预应力阀、至少一个含铁部分和选择性地可致动的至少一个磁场产生元件。通过这种方式，所述至少一个阀的操作状态可以通过致动至少一个磁场产生元件被选择性地切换。
[0033]根据图1中示出的构思实施例，可以注意到，目前公开的系统使用具有电线圈72、82和打开状态的预应力阀71、81的装置。所述阀由于预应力而保持打开，并且所述电线圈具有广生磁场的功能，因此有利于阀的关闭。
[0034]根据这个必要构思，所述特征可以适用于吸入阀71和/或排出阀81。
[0035]预应力阀布置成与它们的相应的电线圈对齐使得当被激活时它们处于用来产生磁场的状态中，因此将其预应力阀吸引到对准密封孔口 7、8(分别是吸入孔口和排出孔口)的阀板6的方向。
[0036]因此，可以调节压缩机的容量而不需要改变其电动机(未示出)的操作速度。通过这样，可以控制穿过所述吸入孔口 7和所述排出孔口 8的质量量以便获得希望的功能容量以提高任何系统以及更具体地制冷系统的有效性。
[0037]当在操作中时，目前要求保护的系统可以引起吸入阀71和/或排出阀81在活塞2(具有气缸I内的交替位移)的循环期间在任何时间关闭，因此增加或减小压缩室3的容积。也存在不关闭该阀的选择。因此，可以获得专用于关闭所述阀以在吸入室4和/或排出室5中产生确定的回流的时间的变化，并且因此，由于使用交替式压缩机(优选地，制冷系统)被输送到该系统的工作流体的量已经改变，容量调节将发生。
[0038]根据本发明的系统具有过早打开吸入阀的优点，这是由于该吸入阀具有打开预应力。这种优点代表用来打开吸入阀的压力的减小，并且作为结果，较少能量将被该压缩机消耗。此外，在电线圈被致动时或当该阀的预应力满足有利于关闭的压力梯度时，该吸入阀将关闭。因此，通过调节吸入阀中的回流可以改变将被输送到制冷系统的制冷气流。
[0039]这种相同的构思可以适用于排出阀，其中当活塞从下死点开始并且向着上死点行进时，气缸内的压力增加，直到它变得高于排出室中的压力，并且在这时，排出阀将开始打开运动，该打开运动由所述阀的预应力促进。此时该活塞将该气体排出到气缸外部并且返回到下死点的过程开始，并且具有预应力的阀将保持打开以允许排出室的气体返回到气缸中。当电线圈被驱动时，这个回流将停止，因此关闭所述排出阀。所述回流代表还没有被输送到该系统并且允许容量调节发生的气体。
[0040]此外，重要的是，线圈的致动可以通过简单的电子设备被实现，该电子设备供应充分的电流以产生磁场并且关闭各阀。
[0041]在已经描述本发明的示例性实施例之后，应当解释，本发明的范围包括其它可能变型，该其它可能变型仅由所附权利要求的内容限制，包括可能的等同装置。
【权利要求】
1.一种用于交替式压缩机的半命令阀系统，其中，所述压缩机包括至少一个气缸(I)、至少一个活塞(2)、至少一个压缩室(3)和至少一个阀(71，81)，所述至少一个阀在它们的相应的孔口(7，8)中起作用，所述半命令阀系统的特征在于，所述半命令阀系统包括: 处于操作状态中的至少一个预应力阀(71，81)，并且所述至少一个预应力阀包括至少一个含铁部分； 选择性致动的至少一个磁场产生元件(72,82)； 所述至少一个阀(71，81)的操作状态通过致动至少一个磁场产生元件(72，82)而被选择性地切换。
2.根据权利要求1所述的半命令阀系统，其特征在于，所述至少一个阀(71，81)的操作状态通过所述磁场产生元件(72，82)的至少一个磁脉冲在第一操作状态和第二操作状态之间被选择性地切换。
3.根据权利要求2所述的半命令阀系统，其特征在于，所述至少一个阀(71，81)的第一操作状态包括“打开的”状态。
4.根据权利要求2所述的半命令阀系统，其特征在于，所述至少一个阀(71，81)的第二操作状态包括“关闭的”状态。
5.根据权利要求1所述的半命令阀系统，其特征在于，所述至少一个阀(71)包括吸入阀。
6.根据权利要求1所述的半命令阀系统，其特征在于，所述至少一个阀(71)包括排出阀。
7.根据权利要求1所述的半命令阀系统，其特征在于，所述磁场产生元件(72，82)包括电线圈。
8.根据权利要求1到8中的任一项权利要求所述的半命令阀系统，其特征在于，所述至少一个阀(71，81)及其相应的磁场产生元件(72，82)被布置在至少一个阀板(6)上。
9.根据权利要求1所述的半命令阀系统，其特征在于，所述半命令阀系统在所述阀(71)和(81)之间至少提供磁绝缘。
10.一种用来调节设置有如权利要求1到9中限定的半命令阀系统的压缩机的容量的调节方法，其特征在于，所述方法包括通过所述至少一个阀(71，81)的非自发切换而使吸入和/或排出回流。
11.根据权利要求10所述的调节方法，其特征在于，所述方法延迟所述至少一个阀(71，81)的自发关闭。
12.根据权利要求11所述的调节方法，其特征在于，所述方法延迟至少一个吸入阀(71)的自发关闭。
13.根据权利要求10所述的调节方法，其特征在于，所述方法延迟所述至少一个阀(71，81)的自发打开。
14.根据权利要求13所述的调节方法，其特征在于，所述方法延迟排出阀(81)的自发打开。
【文档编号】F16K15/18GK104081050SQ201280068599
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2011年12月26日
【发明者】D·E·B·利利, E·阿西诺, R·克雷默 申请人:惠而浦股份有限公司