本公开概括来说涉及致动器，并且更特别地涉及用于压缩机中的制冷剂流动控制的致动器。
背景技术：
制冷剂压缩机用于通过制冷剂环路在制冷机或热泵中循环制冷剂。已知制冷剂环路包括冷凝器、膨胀装置和蒸发器。
技术实现要素：
根据本公开的示例的一种致动器组件包括第一致动器、第二致动器和设置在第一致动器与第二致动器之间的移动件。移动件能够定位成关闭压缩机中的间隙。
根据本公开的示例的一种离心压缩机包括叶轮、位于叶轮的出口附近的间隙、和致动器组件。致动器组件包括第一致动器、第二致动器和设置在第一致动器与第二致动器之间的移动件。移动件能够定位成关闭所述间隙。
在任何前述的另一示例中，第一致动器和第二致动器的主体的横截面均为c形以形成槽，每个槽接收至少一个线圈。
在任何前述的另一示例中，每个槽接收第二线圈。
在任何前述的另一示例中，第二线圈沿相反方向缠绕。
在任何前述的另一示例中，移动件包括通道，该通道构造成允许制冷剂泄漏到第一致动器侧。
在任何前述的另一示例中，永磁体设置在移动件处。
根据本公开的示例的一种制冷剂系统包括离心压缩机。离心压缩机包括叶轮、位于叶轮的出口附近的间隙、和致动器组件。致动器组件包括第一致动器、第二致动器和设置在第一致动器与第二致动器之间的移动件。移动件能够定位成关闭所述间隙。
在任何前述的另一示例中，移动件的轴向厚度大于所述间隙的轴向厚度。
在任何前述的另一示例中，移动件的轴向厚度比所述间隙的轴向厚度大大约1mm。
在任何前述的另一个例子中，该系统是制冷剂冷却系统。
在任何前述的另一个例子中，该系统是热泵系统。
从以下说明书和附图可以最好地理解这些及其他特征，以下是附图的简要说明。
附图说明
图1是制冷剂环路的示意图。
图2示出了具有示例性致动器组件的压缩机的一部分的横截面视图。
图3示意性地示出了图2的示例性致动器组件的操作原理。
图4示出了对于示例性致动器组件产生的磁通密度分布和力的有限元分析。
图5示出了线圈中的电流与示例性致动器组件中的移动件和第二致动器之间的距离的关系的曲线图，用以沿轴向运动保持恒定力。
图6示出了另一示例性致动器组件。
图7示出了另一示例性致动器组件。
具体实施方式
图1示意性地示出了制冷剂冷却或热泵系统20。制冷剂系统20包括与一个或多个压缩机24、冷凝器26、蒸发器28和膨胀装置30连通的主制冷剂环路或回路22。作为示例，该制冷剂系统20可以用在冷却器或热泵中。值得注意的是，虽然示出了制冷剂系统20的特定示例，但是本申请延伸到其他制冷剂系统配置。例如，主制冷剂环路22可包括位于冷凝器26下游和膨胀装置30上游的经济器。
图2示出了示例性压缩机24的一部分的横截面视图，在一些示例中，该压缩机可以是离心压缩机。轴向致动器组件32位于叶轮34的出口33处。轴向致动器组件32包括第一致动器36和第二致动器38，其中移动件40轴向地位于第一致动器与第二致动器之间。在一些示例中，第一致动器36的主体由软磁钢制成和/或制成为“c形”，以形成360度圆周槽41。槽41具有两个线圈：偏置线圈ib1和控制线圈ic1，它们沿相反方向缠绕。第二致动器38的构造类似于第一致动器36，但偏置线圈ib2和控制线圈ic2沿相同方向缠绕。
在一些示例中，移动件40由软磁钢制成和/或成形为环。在一些示例中，移动件40的轴向厚度可以比出口33处的喉部的轴向距离42更厚，以能够完全关闭喉部。在一些示例中，移动件40的轴向厚度可以比轴向距离42厚大约1.0mm。
在一些示例中，移动件40沿着多个(在一些示例中，三个或四个)引导件44(示意性地示出)轴向移动，所述引导件在一些示例中例如为轴向位移轴承。在一些示例中，在移动环40的内径上的通道46(示意性地示出)被机械加工成随着移动件40移动以关闭叶轮的出口33而允许制冷剂泄漏到第一致动器侧。第一致动器36和移动件40之间的制冷剂流动消除了移动件40两侧的压差。
图3示意性地示出了致动器组件32的控制和操作原理。通过最大化需要拉力的移动件40侧的磁通密度来产生磁力。偏置电流始终具有相同的方向，而控制电流的方向根据磁力的方向而改变。图3示出了用以产生拉力以关闭叶轮的喉部的偏置磁通路径bf和控制磁通路径cf。当偏置磁通和控制磁通二者具有相同的方向时，通过最大化右边的磁通密度来产生用以限制流动的拉力。
为了产生用以打开喉部的力，控制电流(ic1和ic2)的方向改变以反转控制磁通的方向。然后，控制磁通和偏置磁通在移动件40的左侧具有相同的方向，从而最大化磁通密度并产生将移动件40拉向左边的力，参照图3中所示的取向。
为了在移动件40移动以关闭喉部时平衡两侧的气体压力，内径上的通道允许气体如图中g所示那样流动。在盘两侧的压差为零的情况下，致动器需要产生仅克服轴向位移的摩擦力的力。
电流的控制旨在基于轴承轨道(或fro值)，在这种情况下可能不需要位置传感器。然而，在一些示例中，也可以实施位置传感器以使用移动件40的位置作为当前控制策略的输入。
如图4和5所示，有限元模型证明了这一构思。对于特定应用，致动器组件32的设计可以被优化以满足力要求并且适合叶轮出口周围的可用空间。对于所示的情况，假设移动该移动件40所需的力为50n，图2中的尺寸42为2.3mm。图4示出了磁通密度分布和所产生的力，从而将移动件40拉向右边。
随着移动件40朝向第二致动器38移动以关闭间隙，保持50n拉力所需的电流减小。图5中的曲线图示出了线圈中的电流与移动件40和致动器38之间的距离的关系。
所提出的拓扑结构旨在实现部件价格和制造上的最低成本。偏置磁通由简单的圆形线圈提供。然而，在一些示例中，通过使用永磁体148产生偏置磁通可以获得相同的性能，如图6所示。
图6示出了用于致动器组件132的磁体偏置拓扑结构。应当理解，在几个附图中，相似的附图标记表示对应或相似的元件。图6的示例的拓扑结构利用了每个致动器136/138一个线圈，使得两个电线圈将被供电。在一些示例中，可以实现减小的总体积，从而产生更紧凑的设计。在一些示例中，间隙142可以是2.3mm。
图7示出了另一个示例性致动器组件232，类似于图6的致动器组件，不同在于第一致动器136可以由机械地附接至移动件240的弹簧245代替。对于线圈ic中的非常少的电流或零电流，弹簧245保持叶轮233的出口打开。为了关闭叶轮233的出口，在线圈1c中注入电流以产生将移动环240拉向致动器238的力。
尽管不同的示例具有图示中所示的特定部件，但是本公开的实施例不局限于那些特定组合。可以将来自一个示例的一些部件或特征与来自另一个示例的特征或部件组合使用。
本领域普通技术人员将理解，上述实施例是示例性的和非限制性的。也就是说，对本公开的修改将落入权利要求的范围内。
尽管不同的示例被示出为具有特定部件，但是本公开的示例不局限于那些特定组合。可以将来自任何实施例的一些部件或特征与来自任何其他实施例的特征或部件组合使用。
前面的描述应被解释为说明性的并且不具有任何限制意义。本领域普通技术人员将理解某些修改可以落入本公开的范围内。由于这些原因，应研究下列权利要求来确定本公开的真实范围和内容。