涡旋压缩机的制作方法

1.本发明涉及一种涡旋压缩机，更具体地，涉及一种具有容量调节机构的涡旋压缩机。


背景技术：

2.本部分的内容仅提供了与本发明相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
3.已知的是，涡旋压缩机属于容量式压缩的压缩机械。涡旋压缩机的压缩组件包括由定涡旋部件和动涡旋部件组成的涡旋构件。通常，定涡旋部件和动涡旋部件各自包括单一型线的涡旋叶片，两个涡旋叶片之间彼此配合(或称啮合地接合)而在定涡旋部件和动涡旋部件之间形成一系列压缩腔从而对工质(比如气态制冷剂)进行压缩，并且压缩后的高压气体通过定涡旋中央的排气口排出。
4.根据工况的需要，涡旋压缩机可以以多种方式改变压缩机的工作容量，例如改变压缩机转速和/或使涡旋构件卸载。另外，还已知一种在不改变压缩机转速并且在涡旋构件不卸载的情况下实现容量调节的机构，该机构包括环形圈、密封件、间隔件、电磁阀等部件，环形圈、密封件和间隔件形成密封腔，通过电磁阀控制密封腔与压缩机内较高压力区域连通或者与压缩机内较低压力区域连通，能够控制环形圈上下侧的压差，从而使得环形圈上下移动，以打开或者关闭设置在定涡旋部件上的与至少一个中间压缩腔连通的泄压孔。当泄压孔打开时，涡旋机构前部分的型线不参与压缩，从而实现了变容量的目的。
5.虽然这种容量调节机构相对于变频具有成本优势并且相对于定频综合能效更优，但是仍然存在缺陷。例如结构复杂、零件繁多、密封面多且易泄漏、定涡旋毂部高度高从而铸造难度大等。
6.因此，存在对涡旋压缩机的容量调节机构进一步改进的需求。


技术实现要素：

7.本公开的一个目的在于提供一种具有新型的容量调节机构的涡旋压缩机，该涡旋压缩机能够在不改变压缩机转速和/或涡旋机构不卸载的情况下实现容量调节，其中容量调节机构主要包括止回阀，止回阀能够替代已知的环形圈、密封件和间隔件等部件，因此结构更加简单、零件更少、密封面更少、泄漏风险更低、安装和制造更加容易。
8.本公开的另一个目的在于使容量调节机构的结构更加紧凑，进一步优化涡旋压缩机内尤其是定涡旋部件处的空间设计。
9.本公开的另一个目的在于提高容量调节机构的止回阀的密封性能，还在于减少止回阀的关闭响应时间，从而保证容量调节机构在部分容量模式与全容量模式之间顺利切换。
10.本公开的又一目的在于提供一种具有新型的容量调节机构的涡旋压缩机，其中容量调节机构能够与变频技术相结合，从而使得压缩机的最大排量与最小排量比更大、扩大压缩机变频的范围，同时使得压缩机在以部分容量运行时性能更好、且获得更好的润滑条
件。
11.根据本公开的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：动涡旋，动涡旋包括第一端板和形成在第一端板上的第一涡旋叶片；定涡旋，定涡旋具有第二端板和形成在第二端板的第一侧的第二涡旋叶片，第一涡旋叶片与第二涡旋叶片彼此接合以在动涡旋与定涡旋之间形成中央压缩腔和多个中间压缩腔，其中，第二端板在与第一侧相反的第二侧形成有构造为密封腔的第一凹部，第二端板中还形成有第一通道和第二通道，第一通道构造为在多个中间压缩腔中的至少一个第一中间压缩腔与密封腔之间选择性地提供流体连通，第二通道构造为在密封腔与涡旋压缩机的吸气压力区之间选择性地提供流体连通，第一通道包括位于密封腔内的第一开口，第二通道包括位于密封腔内的第二开口，密封腔内设置有止回阀，止回阀的阀片能够同时覆盖第一开口和第二开口，以对第一通道和第二通道两者同步地打开或者关闭。
12.可选地，第二端板中设置有第三通道，第三通道与密封腔流体连通并且第三通道连接至能够在第一状态与第二状态之间切换的电磁阀，在第一状态下，第三通道通过电磁阀将密封腔与涡旋压缩机的吸气压力区流体连通从而使止回阀的阀片打开，在第二状态下，第三通道被电磁阀关闭或者第三通道通过电磁阀将密封腔与涡旋压缩机的高压或中压区域流体连通从而使止回阀的阀片关闭。
13.可选地，第二端板的第二侧的中央形成有毂部，毂部内形成与定涡旋的排气口流体连通的定涡旋中央排气通道，毂部中还形成有孔道，孔道将密封腔与定涡旋中央排气通道流体连通，孔道的横截面积小于第三通道的横截面积。
14.可选地，第二端板中设置有第四通道，第四通道与中央压缩腔流体连通或者第四通道与多个中间压缩腔中的第二中间压缩腔流体连通，其中，第二中间压缩腔的压力高于第一中间压缩腔的压力，并且第四通道连接至电磁阀，在第一状态下，第四通道被电磁阀关闭，在第二状态下，第四通道通过电磁阀与第三通道流体连通。
15.可选地，涡旋压缩机包括布置在第二端板的第二侧的盖板，盖板覆盖第一凹部从而形成密封腔。
16.可选地，第二端板的第二侧形成有第二凹部，第二凹部构造为定涡旋的背压腔，第一凹部沿轴向方向形成在第二凹部的下方，并且，涡旋压缩机包括密封间隔板，密封间隔板覆盖第一凹部从而形成密封腔。
17.可选地，密封腔构造为布置在定涡旋的轴线两侧的彼此间隔开的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室通过形成在第二端板上的槽道流体连通。
18.可选地，止回阀的阀片包括第一端部和第二端部，第一端部和第二端部通过连接部连接，第一端部固定至第二端板，第二端部选择性地打开或者关闭第一开口和第二开口。
19.可选地，止回阀包括位于阀片上方的挡板，在挡板的与阀片下方的第一开口和第二开口相对应的位置处设置有通孔。
20.可选地，在密封腔内，第二端板形成有围绕第一开口和第二开口的凸台部，阀片能够与凸台部接触，从而对第一开口和第二开口进行密封。
21.可选地，在密封腔内，第二端板形成有围绕第一开口并且与第一开口间隔开的沉槽，沉槽与第二开口流体连通并且与第一开口不流体连通。
22.可选地，第一通道包括偏心布置的第一孔道段和第二孔道段，第一孔道段连接至
密封腔，第二孔道段连接至至少一个第一中间压缩腔，第二孔道段构造为大致沿涡旋型线分布的多个孔道。
23.根据本公开的涡旋压缩机采用包括止回阀的新型容量调节机构能够在不改变压缩机转速和/或涡旋机构不卸载的情况下实现容量调节，结构简单、可靠性高、响应迅速、安装和制造容易、适用于竖向压缩机和横向压缩机，具有良好的性能和广泛的应用前景。
附图说明
24.通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
25.图1为根据本公开第一实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的分解立体图；
26.图2为根据本公开第一实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的纵向剖视图；
27.图3为根据本公开第一实施方式的涡旋压缩机的定涡旋的局部剖切立体图；
28.图4为根据本公开第一实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的止回阀的阀片的俯视图；
29.图5为根据本公开第二实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的分解立体图；
30.图6为根据本公开第二实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的俯视图，其中，该容量调节机构的盖板被移除；
31.图7为根据本公开第二实施方式的涡旋压缩机的定涡旋的仰视图；
32.图8a和图8b分别为根据本公开第二实施方式的涡旋压缩机的定涡旋沿不同方向的纵向剖视图，其中分别示出了定涡旋端板中将密封腔与电磁阀相连的第三通道以及将电磁阀与涡旋压缩机的第二中间压缩腔相连的第四通道；
33.图9为根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的分解立体图；
34.图10为根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的纵向剖视图；
35.图11为根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的俯视图，其中，背压腔的浮动密封件被移除并且以透视的方式用虚线描绘出定涡旋端板中的各种通道和开口；
36.图12a和图12b分别为根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机的定涡旋沿不同方向的局部纵向剖视图，其中主要示出了止回阀、第一通道、第二通道及其开口；
37.图13为根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机的定涡旋的局部立体图，其中主要示出了止回阀安装位置处的结构；
38.图14为根据本公开第三实施方式的涡旋压缩机的容量调节机构的止回阀的立体图；
39.图15a和图15b分别为根据本公开的第一变形例的涡旋压缩机的容量调节机构的止回阀的立体图和纵向剖视图；
40.图15c为根据本公开的第二变形例的涡旋压缩机的容量调节机构的止回阀的纵向剖视图；
41.图16为根据本公开的对比示例的涡旋压缩机的容量调节机构的分解立体图；
42.图17为根据本公开的对比示例的涡旋压缩机的容量调节机构的纵向剖视图；以及
43.图18为图17中容量调节机构的密封腔部分的细节放大图。
具体实施方式
44.现在将参照附图更全面地描述示例性实施方式。
45.提供示例性实施方式以使得本公开将是详尽的并且将向本领域技术人员更全面地传达范围。阐述了许多具体细节比如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的各实施方式的透彻理解。对本领域技术人员而言将清楚的是，不需要采用具体细节，示例性实施方式可以以许多不同的形式实施，并且也不应当理解为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，不对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细的描述。
46.下面参照图1来描述根据本公开的第一实施方式的涡旋压缩机、尤其是涡旋压缩机的容量调节机构100的总体结构。通常，涡旋压缩机包括涡旋机构、马达、旋转轴、主轴承座以及限定出容纳上述部件的内部空间的壳体。壳体的内部空间限定有吸气压力区和排气压力区。
47.涡旋机构包括定涡旋120和动涡旋110。动涡旋110包括动涡旋端板和形成在动涡旋端板一侧的动涡旋叶片。如图2所示，定涡旋110包括定涡旋端板122和从定涡旋端板122的一侧(第一侧)延伸的定涡旋叶片124。定涡旋叶片124与动涡旋叶片能够彼此接合，使得当涡旋压缩机运行时在定涡旋叶片124和动涡旋叶片之间形成一系列压缩腔(包括中央压缩腔和中间压缩腔)。马达构造成使旋转轴旋转，旋转轴驱动动涡旋110相对于定涡旋120绕动运动(即，动涡旋的中心轴线绕定涡旋的中心轴线运动，但是动涡旋不会绕其中心轴线旋转)，工作流体从吸气压力区进入涡旋机构，经由一系列压缩腔的压缩后，从定涡旋端板122中央的排气口129排出，并排出至排气压力区。
48.为了实现压缩机的容量调节，涡旋压缩机还包括大致位于定涡旋端板122的与定涡旋叶片124相反的一侧(第二侧)的容量调节机构100。该容量调节机构100主要包括电磁阀170、止回阀150、衬垫160、盖板130和固定构件180。通过将固定构件180依次穿过盖板130上的安装孔和衬垫160上的安装孔180并插入定涡旋端板122上的安装孔181中，衬垫160和盖板130依次安装固定至定涡旋端板122的第二侧，从而在定涡旋120与盖板130之间形成密封腔c1。止回阀150布置在密封腔c1内，通过止回阀150的开闭，能够允许工作流体从涡旋机构的至少一个第一中间压缩腔经由密封腔c1单向地流向吸气压力区，从而使得涡旋的部分型线不参与压缩，达到容量调节的目的。
49.具体地，参见图2，大致圆形的盖板130包括盖板端板133和形成在盖板端板133的一侧(第一侧)的盖板毂部132和盖板周缘部134。盖板毂部132位于盖板130中央，盖板周缘部134围绕盖板毂部132同轴地布置从而在盖板毂部132与盖板周缘部134之间形成环形凹腔131。浮动密封件140布置在盖板130的第一侧，与环形凹腔131相配合以形成背压腔c2。定涡旋端板122在定涡旋端板122的第二侧形成有围绕排气口129的定涡旋毂部128，定涡旋毂部128限定出与排气口129连通的用于将经压缩的工作流体向排气压力区引导的定涡旋中央排气通道c0。定涡旋端板122在其第二侧还形成有围绕毂部128的大致环形的凹部126。通过将盖板端板133固定至定涡旋端板122的第二侧，并且将与定涡旋端板122的第二侧的表面的形状相对应的衬垫160插至在盖板端板133与定涡旋端板122之间，盖板端板133与定涡旋端板122之间能够形成由凹部126和盖板端板133共同限定并通过衬垫160密封的大致环形的密封腔c1。
50.本领域技术人员可以理解的是，虽然在图中示出密封腔c1由盖板130覆盖定涡旋
端板122的凹部126形成，但是密封腔c1也可以由盖板端板133的与盖板毂部132相反的另一侧(第二侧)的凹部形成，或者由盖板端板133的凹部和定涡旋端板122的凹部共同形成。
51.参见图2和图3，定涡旋端板122中形成有第一通道121和第二通道123。第一通道121一端的开口设置在涡旋机构的至少一个第一中间压缩腔内，另一端的第一开口1211设置在密封腔c1内，由此能够提供至少一个第一中间压缩腔与密封腔c1之间的流体连通。第二通道123一端的第二开口1231设置在密封腔c1内，另一端的开口设置在定涡旋端板122的外表面处，由此能够提供密封腔c1与定涡旋120外的吸气压力区的流体连通。如图2所示，第一通道121可以构造为沿轴向延伸的直通道，第二通道123可以构造为具有沿轴向延伸的部段和沿径向延伸的部段的弯折通道。另外，第一通道也可以构造为由两段偏心的孔道段共同形成(参见图12b，第一通道321由偏心的第一孔道段3215和第二孔道段3213共同连接形成)，使得更靠近涡旋径向内侧的中间压缩腔能够与密封腔连通，从而扩大容量调节的范围。
52.第一通道121的第一开口1211与第二通道123的第二开口1231相邻地形成在密封腔c1的底面上，止回阀150的阀片151能够同时覆盖第一开口1211和第二开口1231，从而形成更加紧凑的结构。另外，如图2和图3所示，围绕第一开口1211和第二开口1231还可以形成从密封腔c1的底面沿轴向延伸的凸台1221，而第一开口1211和第二开口1231形成在凸台1211的顶表面上。当止回阀150关闭时，止回阀的阀片151抵靠凸台1221的顶表面，从而关闭第一开口1211和第二开口1231。相较于第一开口1211和第二开口1231直接形成在密封腔c1的底面上，凸台的设计能够获得更多的安装空间，使得止回阀更加容易与通道的开口配合，同时也使得工作流体更容易经由第一通道和第二通道排出涡旋机构。
53.另外，定涡旋端板122中还形成有第三通道125。第三通道125可以构造为大致沿径向延伸，其一端的开口设置在密封腔c1内，另一端与设置在定涡旋120的外周侧的电磁阀170连通。电磁阀170内具有能够与压缩机的吸气压力区连通的控制通道。通过电磁阀170的开关，第三通道125能够经由电磁阀170(控制通道)选择性地连通密封腔c1和吸气压力区。另外，定涡旋120的毂部128中还形成有连通定涡旋中央排气通道c0和密封腔c1的孔道127。
54.下面参照图2对涡旋压缩机的容量调节过程进行描述。当涡旋压缩机处于全容量工况时，将电磁阀170关闭，第三通道125无法通过电磁阀170内的控制通道将密封腔c1与压缩机的吸气压力区连通而处于关闭状态，而密封腔c1经由孔道127与定涡旋中央排气通道c0连通，部分高压工作流体从定涡旋中央排气通道c0经由孔道127进入密封腔c1，因此，密封腔c1内的压力与定涡旋中央排气通道c0内的压力大致相等，密封腔c1处于高压状态。此时，由于定涡旋中央排气通道c0内的压力大于涡旋构件的中间压缩腔的压力、更大于吸气压力区的压力，因此止回阀的阀片151上方的压力(可以对应于密封腔c1内的工作流体对阀片作用的压力)大于阀片151下方的压力(可以对应于第一通道121和第二通道123内的工作流体对阀片工作作用的压力)，在压力差的作用下，阀片151被紧压在第一开口1211和第二开口1231上以同时密封第一开口1211和第二开口1231两者。止回阀150关闭第一通道121和第二通道123，第一中间压缩腔内的工作流体无法通过第一通道121和第二通道123被排出至涡旋机构外，涡旋压缩机因而以全容量工作。
55.当涡旋压缩机处于部分容量工况时，将电磁阀170打开，第三通道125通过电磁阀170内的控制通道将密封腔c1与压缩机的吸气压力区连通而处于打开状态，密封腔c1内的
高压工作流体经由第三通道125和电磁阀内的控制通道排出至压缩机的吸气压力区，导致密封腔c1内的压力迅速降低，可以与吸气压力区的压力大致相等。此时，止回阀的阀片151上方的压力小于阀片151下方的压力，因此阀片151在压力差的作用下被顶起，同时离开第一开口1211和第二开口1231。止回阀150打开第一通道121和第二通道123，与第一通道121连通的第一中间压缩腔内的工作流体不再被逐渐压缩至涡旋机构的中央而从排气口129排出，而是经由第一通道121、密封腔c1和第二通道123被排出至涡旋机构外的吸气压力区。也就是说，该第一中间压缩腔所对应的涡旋型线部分及其该涡旋型线部分的前部均不再参与压缩，涡旋压缩机因而以部分容量工作。
56.需要说明的是，为了实现在部分容量工况下快速降低密封腔c1内的压力的目的，第三通道125的横截面积应当大于孔道127的横截面积。另外，为了减少在部分容量工况下定涡旋中央排气通道c0内的高压工作流体经由孔道127泄漏，可以将孔道127的直径设置得尽可能小，优选地小于1mm。另外，优选地在孔道127处设置阻力装置以进一步降低高压工作流体的泄漏率。
57.本领域技术人员可以理解的是，定涡旋端板中可以形成对称地布置在定涡旋轴线两侧的两组第一通道和第二通道，并且在密封腔c1内可以设置两个止回阀150以分别覆盖两组通道的开口，从而使得涡旋机构在部分容量工况下和全容量工况下均保持平衡。
58.另外，优选地，参照图1和图4，在本公开中，止回阀150包括构造为长形悬臂梁形式的阀片151和挡板(图14)。阀片151的第一端部形成为安装部，该安装部设置有阀片安装孔1512，例如螺栓的固定构件穿过挡板以及穿过阀片安装孔1512而将止回阀150固定至密封腔c1的底面。阀片151的第二端部形成为覆盖部1511，阀片151的安装部与覆盖部1511(即第一端部和第二端部)之间通过连接部1513连接。覆盖部1511的尺寸构造为足以同时覆盖第一开口1211和第二开口1231。由于该长形悬臂梁形式的阀片设计，止回阀150的开启阻力较小，能够灵敏地响应于压力变化而打开，从而保证全容量工况到部分容量工况的顺利切换。
59.下面通过与图16、图17和图18所示的对比示例的涡旋压缩机的容量调节机构进行对比来说明根据本公开的第一实施方式的优点。在对比示例中，涡旋压缩机的主要部件、安装方式以及工作原理均与本公开的第一实施方式类似，因此不再赘述。
60.参见图16和图17，根据对比示例的涡旋压缩机包括由定涡旋20和动涡旋10组成的涡旋构件，动涡旋10包括动涡旋端板和形成在动涡旋端板一侧的动涡旋叶片，定涡旋20包括定涡旋端板22、从定涡旋端板22的一侧(第一侧)延伸的定涡旋叶片24以及从定涡旋端板22的另一侧(第二侧)延伸的定涡旋毂部28。定涡旋叶片24与动涡旋叶片能够彼此接合，使得当涡旋压缩机运行时在定涡旋叶片24和动涡旋叶片之间形成一系列压缩腔(包括中央压缩腔和中间压缩腔)。工作流体经由一系列的压缩腔从涡旋构件的径向外侧向中心逐渐压缩，并从定涡旋端板22中央处的排气口29排出，并最终通过由定涡旋毂部28围绕出的与排气口29连通的定涡旋中央排气通道c0'排出至涡旋压缩机的排气压力区。
61.根据对比示例的涡旋压缩机还包括布置在定涡旋端板22的与定涡旋叶片24相反的一侧(第二侧)的容量条件机构100'。该容量调节机构100'主要包括电磁阀70、间隔板30、u形密封件60、环形圈50和内密封件80。间隔板30、u形密封件60、环形圈50和内密封件80依次安装至定涡旋端板22的第二侧，并且围绕定涡旋毂部28与其形成共轴布置。参见图18，环形圈50包括位于径向内侧的内径部51和位于径向外侧的外径部52，其中内径部51大致沿径
向延伸并且能够与定涡旋端板22的第二侧的表面接触(在图17中示出为定涡旋端板22的上表面)，而外径部52则形成为相较于内径部51沿轴向朝向远离定涡旋端板22的方向凹入的凹部。间隔板30布置在外径部52形成的凹部的开口处，u形密封件60布置在间隔板30与外径部52之间，从而在外径部52的凹部中形成密封腔26。另外，参见图17，外径部52还形成有朝向沿轴向朝向远离定涡旋端板22的方向延伸的凸缘部53，该凸缘部53与定涡旋毂部28之间形成用于容纳浮动密封件40的环状空间，从而在环形圈50与定涡旋毂部28之间形成由浮动密封件40、环形圈50的外径部52、环形圈50的内径部51以及定涡旋毂部28共同围封的背压腔31。其中，内密封件80布置在背压腔31内的内径部51与定涡旋毂部28之间，以对背压腔31形成密封。背压腔31通过形成在定涡旋20(定涡旋端板22和/或定涡旋毂部28)上的通孔连通至一系列压缩腔中的至少一个中间压缩腔。
62.定涡旋端板22包括与一系列的压缩腔中的至少一个中间压缩腔c连通的第一通道21。该中间压缩腔c相较于与背压腔31连通的中间压缩腔更靠近定涡旋的径向外侧。另外布置在定涡旋20的外周侧的电磁阀70还能够选择性地将密封腔26与背压腔31流体连通或者将密封腔26与吸气压力区流体连通(图中未示出用于连通的通道)。当电磁阀70控制密封腔26与吸气压力区连通时，密封腔26内的压力小于环形圈50的外侧压力(可以对应于背压腔31内的工作流体与吸气压力区内的工作流体对环形圈50共同作用的压力)，在内外侧压力差的作用下，环形圈50沿轴向朝向定涡旋端板22移动，使得环形圈50的内径部51的底表面511紧压在第一通道21的位于定涡旋端板22的第二侧的开口211上以形成密封，从当关闭第一通道21。此时，中间压缩腔c内的工作流体无法流出，涡旋压缩机以全容量状态工作。当电磁阀70控制密封腔26与背压腔31连通时，密封腔26的压力大于环形圈50外侧的压力，在内外侧压力差的作用下，环形圈50沿轴向朝向远离定涡旋端板22的方向移动，使得环形圈50的内径部51的底表面511离开第一通道21的开口211，从当打开第一通道21。此时，中间压缩腔c内的工作流体经由第一通道21及其开口211排出至吸气压力区。此时，中间压缩腔c所对应的涡旋型线部分及其该涡旋型线部分的前部均不再参与压缩，涡旋压缩机因而以部分容量状态工作。
63.与本公开的第一实施方式相比，对比示例中的容量调节机构100'包括例如环形圈50的更多个部件，结构复杂、成本高昂；容量调节机构100'包括u形密封件60、内密封件80等多个密封件，需要在多个表面形成密封，而且由于环形圈50在压力差的作用下沿轴向移动，因此包括u形密封件60、内密封件80在内的数个密封件为移动摩擦副，容易泄露、可靠性低；另外，容量调节机构100'的多个部件均围绕定涡旋毂部28安装并且需要一定的轴向安装空间，由此定涡旋毂部28需要制造成具有较大的轴向长度，这为定涡旋的铸造也带来了一定难度。
64.而本公开第一实施方式中的容量调节机构100，主要通过止回阀150来控制第一中间压缩腔是否与吸气压力区连通，结构更加简单、制造成本低；由于不再需要例如环形圈150的移动构件，也就省略了多处密封件、尤其是移动摩擦副的使用，其中仅存在止回阀150的静密封面，减少了泄漏风险、提高了可靠性；另外，还降低了定涡旋的铸造难度，安装更加容易。根据本公开的容量调节机构，不仅可以用于如图中所示的竖向涡旋压缩机，还能够应用于水平式涡旋压缩机，应用范围广，具有良好的适应性；特别重要的是，在本公开中，止回阀150的阀片同时覆盖第一开口和第二开口两者，与阀片仅覆盖第一开口而将第二开口设
置在阀片以外的技术方案相比，由于阀片下方始终保持有吸气压力，更加有利于阀片的密封。而且，相较于第二开口设置在阀片以外并且始终保持暴露的技术方案，在本公开的技术方案中，在全容量公工况时，密封腔c1内保持高压，其中的高压流体不会经由第二开口泄漏，提高了压缩机性能；或者相较于第二开口设置在阀片以外并且设置有额外的密封部件的技术方案，在本公开的技术方案中，省略了额外的对第二通道及其第二开口进行密封的布局，采用同一阀片密封第一开口和第二开口两者，进一步简化了结构、降低了生产和安装成本。
65.图5示出了根据本公开的第二实施方式的涡旋压缩机、尤其是涡旋压缩机的容量调节机构200的总体结构。在第二实施方式中，涡旋压缩机的主要部件、安装方式以及工作原理均与本公开的第一实施方式类似，因此不再赘述。
66.如图5所示，在第二实施方式中，涡旋压缩机包括由动涡旋210和定涡旋220组成的涡旋机构以及位于定涡旋220的与动涡旋210相反的一侧的容量调节机构200。容量调节机构200主要包括电磁阀270、止回阀250、衬垫260、盖板230和固定构件280(浮动密封件未示出)。通过将固定构件280依次穿过盖板230上的安装孔、衬垫260上的安装孔282并插入定涡旋端板上的安装孔281，衬垫260和盖板230被依次安装至定涡旋220。
67.参见图5和图6，定涡旋220的端板在其与定涡旋叶片相反的一侧(第二侧)形成有围绕定涡旋220的中央的排气口229的定涡旋毂部228，定涡旋毂部228限定出与排气口229连通的用于将经压缩的工作流体向排气压力区引导的定涡旋中央排气通道c0。定涡旋端板122在其第二侧还形成有围绕定涡旋毂部228的大致环形的凹部226。通过将盖板230固定至定涡旋端板的第二侧，并且将衬垫260插至在盖板230与定涡旋220之间，盖板230与定涡旋端板230之间能够形成由凹部226和盖板230共同限定并通过衬垫260密封的密封腔c1(如图8a和图8b所示)。参见图6和图7，定涡旋端板上形成有能够将一系列压缩腔中的至少一个第一中间压缩腔与密封腔c1连通的第一通道221和将密封腔c1和压缩机的吸气压力区连通的的第二通道(在图中未示出)，止回阀250能够同时覆盖第一通道221位于密封腔c1内的开口和第二通道位于密封腔c1内的开口，从而同步地打开或关闭第一通道221和第二通道。关于第一通道、第二通道以及止回阀的设置与第一实施方式类似，在此不再赘述。尽管在图中未示出浮动密封件及其构造的背压腔，图6和图7中示出了用于连通某个中间压缩腔以保持背压腔的中压的背压孔道242，该背压孔道242可以沿轴向穿过定涡旋端板和定涡旋毂部228而延伸至盖板230上方的背压腔。
68.与第一实施方式不同的是，根据本公开的第二实施方式的涡旋压缩机省略了连通定涡旋中央排气通道c0与密封腔c1的孔道，改用从中央压缩腔或第二中间压缩腔向密封腔c1引入高压或中压来实现止回阀250的开闭。
69.参见图8a和图8b，定涡旋220的端板中还形成第三通道2251和第四通道2252。第三通道2251可以构造为沿径向延伸，也可以由沿轴向延伸和沿径向延伸的相互连接的两个孔道共同构成。第一通道2251一端的开口设置在密封腔c1内，另一端的开口与设置定涡旋220的外周侧的电磁阀270连通。第四通道2252可以构造为包括沿轴向延伸的孔道244和与孔道244连接的沿径向延伸的孔道。第四通道2252一端的开口设置在一个第二中间压缩腔或者中央压缩腔内(即孔道244连通至一个第二中间压缩腔或中央压缩腔)，另一端的开口与电磁阀270连通。另外，为了保证在容量调节机构200的工作过程中密封腔c1内的压力适中、便
于闭合电磁阀270，该与孔道244连通的第二中间压缩腔可以相较于与第一通道221连通的第一中间压缩腔更靠近定涡旋的中心，即该与孔道244连通的第二中间压缩腔的压力比与第一通道221连通的第一中间压缩腔的压力更高。电磁阀270内具有能够与压缩机的吸气压力区连通或者与第四通道2252连通的控制通道。通过电磁阀270的切换，第三通道2251能够经由电磁阀270(控制通道)将密封腔c1和吸气压力区连通、或者经由电磁阀270(控制通道)和第四通道2252将密封腔c1和第二中间压缩腔或中央压缩腔连通。电磁阀270构造为两位三通阀，也就是说，当电磁阀270切换成将第三通道2251与吸气压力区连通的状态时，第四通道2252处于关闭状态；当电磁阀270切换成将第三通道2251与第四通道2252连通的状态时，第三通道2251、第四通道2252均不与吸气压力区连通。
70.具体地，当涡旋压缩机处于全容量工况时，电磁阀270切换成将第三通道2251与第四通道2252连通，中央压缩腔或第二中间压缩腔内的部分工作流体从孔道244的开口进入第四通道2252并通过电磁阀270内的控制通道和第三通道2251流入密封腔c1，因此，密封腔c1内的压力与该中央压缩腔或第二中间压缩腔的压力大致相等，密封腔c1处于高压或中压状态。此时，止回阀250的阀片上方的压力(可以对应于密封腔c1的工作流体对阀片作用的压力)大于阀片下方的压力(可以对应于第一通道221和第二通道内的工作流体对阀片工作作用的压力)，在压力差的作用下，阀片被紧压在第一通道221和第二通道的开口上以同时密封两个开口。止回阀关闭第一通道221和第二通道，第一中间压缩腔内的工作流体无法通过第一通道221和第二通道被排出至涡旋机构外，涡旋压缩机因而以全容量工作。
71.当涡旋压缩机处于部分容量工况时，电磁阀270切换成将第三通道2251与吸气压力区连通，密封腔c1内的高压或中压工作流体经由第三通道2251和电磁阀270内的控制通道排出至压缩机的吸气压力区，导致密封腔c1内的压力迅速降低，可以与吸气压力区的压力大致相等。此时，止回阀250的阀片上方的压力小于阀片下方的压力，因此阀片在压力差的作用下被顶起，同时离开第一通道221和第二通道的开口。止回阀250打开第一通道221和第二通道，与第一通道221连通的第一中间压缩腔内的工作流体不再被逐渐压缩至涡旋机构的中央而从排气口229排出，而是经由第一通道221、密封腔c1和第二通道被排出至涡旋机构外。也就是说，该第一中间压缩腔所对应的涡旋型线部分及其该涡旋型线部分的前部均不再参与压缩，涡旋压缩机因而以部分容量工作。
72.根据本公开的第二实施方式不仅具有与第一实施方式类似的优点，例如容量调节机构结构更加简单、制造安装更加容易、制造成本低、可靠性高等，而且由于在密封腔c1经由电磁阀与吸气压力区连通时，与第二中间压缩腔或中央压缩腔连通的第四通道处于关闭状态，因此该第二中间压缩腔或中央压缩腔内的工作流体不会经由电磁阀而产生不必要的泄漏，从而进一步提高了压缩机的性能。
73.图9示出了根据本公开的第三实施方式的涡旋压缩机、尤其是涡旋压缩机的容量调节机构300的总体结构。在第三实施方式中，涡旋压缩机的主要部件、安装方式以及工作原理均与本公开的第一实施方式类似，因此不再赘述。
74.如图9所示，在第三实施方式中，涡旋压缩机包括由动涡旋310和定涡旋320组成的涡旋机构以及位于定涡旋320的与动涡旋310相反的一侧的容量调节机构300。容量调节机构300主要包括电磁阀370、止回阀350、衬垫360、密封间隔板330和固定构件380。通过将固定构件380依次穿过密封间隔板330上的安装孔383、衬垫360上的安装孔382并插入定涡旋
端板上的安装孔381，衬垫360和密封间隔板330被依次安装至定涡旋320。
75.与第一实施方式不同的是，根据本公开的第三实施方式的涡旋压缩机的容量调节装置的密封腔c1沿轴向方向嵌置在背压腔c2下方。参见图10，定涡旋端板322在定涡旋端板322的与定涡旋叶片324相反的一侧(第二侧)形成有围绕中央排气口的定涡旋毂部328，定涡旋端板322在其第二侧还形成有围绕毂部328的大致环形的凹部326。该凹部326的底部进一步下凹而形成用于构造密封腔c1的下沉凹部327。下沉凹部327构造为与止回阀350的形状相对应的形状。下沉凹部327与凹部326的连接处形成有用于支承衬垫360和密封间隔板330的台阶部331。衬垫360和密封间隔板330在台阶部331安装就位后，衬垫360和密封间隔板330覆盖下沉凹部327从而与下沉凹部327共同限定出密封腔c1。浮动密封件340安装至凹部326后，与凹部326、密封间隔板330共同限定出背压腔c2。由此，在第三实施方式中，背压腔c2和密封腔c1一体形成于定涡旋端板322中，密封腔c1更靠近定涡旋叶片324，而背压腔c2远离定涡旋叶片324。另外，在第三实施方式中，密封间隔板330和衬垫360构造为与下沉凹部327的形状和尺寸相匹配的形状和尺寸，从而从凹部326内部安装至台阶部331以形成密封腔c1。
76.在根据本公开的第三实施方式中，由于密封腔c1与背压腔c2的一体式设计，密封腔c1沿轴向方向形成在背压腔c2下方，不仅进一步简化了结构、更加容易制造和安装，而且进一步提高了可靠性。
77.参见图11，在第三实施方式中，与止回阀350的数量相对应地，密封腔c1数量为两个。两个密封腔c1分别设置在定涡旋的轴线两侧，并且可以通过形成在定涡旋端板322的凹部326底部的槽道3226连通。两个密封腔c1以及连接两个密封腔c1的槽道3226均通过密封间隔板330和衬垫360与背压腔c2隔离。由此，通过一个电磁阀370、将电磁阀370与密封腔c1连通的第三通道3251、以及将一个第二中间压缩腔或中央压缩腔与电磁阀370连通的第四通道3252，可以实现同时对两个密封腔c1的压力控制，由此同步地打开或关闭分别位于两个密封腔c1内的止回阀350。当止回阀350打开时，一系列压缩腔中的一个第一中间压缩腔能够通过设置在定涡旋端板322中的第一通道321进入密封腔c1并通过第二通道323排出至涡旋机构外。其中，第三通道的3251和第四通道3252及其相关设置与第二实施方式中的第三通道2251和第四通的2252类似，第一通道321和第二通道323及其相关设置与第一实施方式中的第一通道121和第二通道123类似，在此不再赘述。
78.当涡旋压缩机处于全容量工况时，电磁阀370切换成将第三通道3251与第四通道3252连通，中央压缩腔或第二中间压缩腔内的部分工作流体经由第四通道3252并通过电磁阀370内的控制通道和第三通道3251流入密封腔c1，因此，密封腔c1内的压力与该中央压缩腔或第二中间压缩腔的压力大致相等，密封腔c1处于高压或中压状态。此时，止回阀350的阀片上方的压力(可以对应于密封腔c1的工作流体对阀片作用的压力)大于阀片下方的压力(可以对应于第一通道321和第二通道323内的工作流体对阀片工作作用的压力)，在压力差的作用下，阀片被紧压在第一通道321的位于密封腔c1内的第一开口3211和第二通道323的位于密封腔c1内的第二开口3231上以同时密封第一开口3211和第二开口3231。止回阀关闭第一通道321和第二通道323，第一中间压缩腔内的工作流体无法通过第一通道321和第二通道323被排出至涡旋机构外，涡旋压缩机因而以全容量工作。
79.当涡旋压缩机处于部分容量工况时，电磁阀370切换成将第三通道3251与吸气压
力区连通，密封腔c1内的高压或中压工作流体经由第三通道3251和电磁阀370内的控制通道排出至压缩机的吸气压力区，导致密封腔c1内的压力迅速降低，可以与吸气压力区的压力大致相等。此时，止回阀350的阀片上方的压力小于阀片下方的压力，因此阀片在压力差的作用下被顶起，同时离开第一开口3211和第二开口3231。止回阀350打开第一通道321和第二通道323，与第一通道321连通的第一中间压缩腔内的工作流体不再被逐渐压缩至涡旋机构的中央而从排气口329排出，而是经由第一通道321、密封腔c1和第二通道323被排出至涡旋机构外。也就是说，与第一通道321连通的第一中间压缩腔所对应的涡旋型线部分及其该涡旋型线部分的前部均不再参与压缩，涡旋压缩机因而以部分容量工作。
80.另外，如图12b所示，第一通道321包括相互偏心布置的第一孔道段3215和第二孔道段3213。第一孔道段3215的一端具有布置在密封腔c1内的第一开口3211，另一端与第二孔道段3213连接。第二孔道段3213的一端与第一孔道段3215连接，另一端与第一中间压缩腔连接。其中，如图12a所示，第二孔道段3213可以构造为多个并列设置的、优选地大致沿涡旋型线分布的孔，而第一孔道段3215可以构造为大致沿涡旋型线延伸的长形孔。第二开口3231可以设置在第一开口3211的径向外侧，使得第一开口3211和第二开口3231更加紧凑地布置在止回阀350的阀片下方。通过这样的结构设计，在部分容量工况下，第一中间压缩腔的工作流体能够更多地且更加迅速地经由第一开口3211和第二开口3231流至吸气压力区，流体流动更加顺利和容易。
81.优选地，参见图13，在第二开口3231与第一开口3211之间还形成有与第二开口3231连通但与第一开口3211间隔开的沉槽3212。该沉槽3212可以形成为围绕第一开口3211的类似跑道形状，沉槽3212的深度优选地为0.5mm至1mm。沉槽3212与第一开口3211之间形成有围绕第一开口3211的由下沉凹部327(密封腔c1)的底部形成的间隔密封面3213。当止回阀350关闭时，阀片351覆盖第一开口3211和第二开口3231，阀片351的底表面与间隔密封面3213以及第二开口3231和沉槽3212外周的由下沉凹部327(密封腔c1)的底部形成的密封面接触，从而形成对第一开口3211和第二开口3231的密封。由于沉槽3212减小了密封面的面积，从而增大了阀片的密封比压，使得阀片的密封效果更好、更加不易泄漏；另一方面，由于沉槽3212与第二开口3231连通，也就是说沉槽3212内能够始终保持与吸气压力区一致的压力，在全容量工况下，沉槽3212的设计使得阀片351下方的压力更低、更接近于吸气压力，从而增大了阀片351的上下压力差，提高了阀片的密封性能。
82.优选地，参见图14，止回阀350包括阀片351和位于阀片351上方的挡板352。阀片351的一端和挡板352的一端均形成为安装部，安装部设置有安装孔，例如螺栓353的固定构件穿过挡板安装孔以及穿过阀片安装孔而插入密封腔c1的底面上的止回阀安装孔3531，从而将止回阀350固定就位。阀片351的另一端形成为能够同时覆盖第一开口3211和第二开口3231的覆盖部3511。在与覆盖部3511相对应的位置处，挡板352还设置有挡板通孔3521。当部分容量工况切换至全容量工况时，高压或中压流体经由第四通道3251和第三通的3252进入密封腔c1，由于挡板352设置有挡板通孔3521，高压或中压流体能够更加迅速、更加容易地到达阀片351上方，阀片351上方的压力更加迅速地响应于工况切换而增大，使得阀片351更加迅速地关闭。因此，挡板352的开孔设计能够减少阀片关闭响应时间，保证部分容量工况到全容量工况的顺利切换。
83.根据本公开的第二实施方式不仅具有与第一、二实施方式类似的优点，例如容量
调节机构结构更加简单、制造安装更加容易、制造成本低、不会产生不必要的泄漏、可靠性高等，而且由于密封腔与背压腔的一体式设计，进一步简化了结构、提高了可靠性。另外由于第一开口、第二开口、沉槽以及止回阀挡板的开孔设计，进一步提高了止回阀的密封性能，减少了止回阀的响应时间。
84.本领域技术人员可以理解的是，虽然在本公开的第一至三实施方式中，止回阀均示出为长形悬臂梁结构，但止回阀也可以构造为其他的合适结构，只要能满足单向流通、完成部分容量工况与全容量工况之间的切换即可。例如，图15a、图15b、图15c示出了不同的止回阀结构。在如图15a、图15b所示的第一变形示例中，止回阀450构造为圆形，包括阀安装板454、阀挡板453和位于由安装板454和阀挡板453围封的空间内的阀片451。阀安装板454固定在密封腔c1内的第一开口和第二开口的上方，阀安装板454的中央具有阀安装板开口4541，第一开口和第二开口仅能够通过阀安装板开口4541与密封腔c1流体连通。阀挡板453上形成有与密封腔c1连通的多个开口、例如圆弧形的阀挡板第一开口4531和圆形的阀挡板第二开口4532。阀片451为与阀安装板开口4541的形状相适应的大致圆形。与当密封腔c1为高压或中压时，阀片451在压差的作用下向下移动压靠至阀安装板454，密封阀安装板454的阀安装板开口4541，从而关闭密封腔c1内的第一开口和第二开口；当密封腔c1为低压时，阀片451在压差的作用下向上移动离开阀安装板454的阀安装板开口4541，从而打开密封腔c1内的第一开口和第二开口。
85.第一变形示例中的止回阀更加便于制造和安装，而且特别地能够与如图2和图3中所示的围绕第一开口和第二开口形成的凸台1221设计相结合使用，进一步降低生产成本。
86.图15c示出了止回阀的第二变形示例，与第一变形示例类似，止回阀550构造包括阀安装板554、阀挡板553和位于由阀安装板554和阀挡板553围封的空间内的阀片551。不同的是，阀挡板553的中央形成有沿轴向朝向阀安装板554延伸的导引部5533。阀片551构造为包括沿轴向延伸的周缘部5511和沿径向延伸的底板部5512。阀片551的周缘部5511套设在导引部5533的外周并且能够与导引部5533之间发生沿轴向的相对滑动，使得阀片551能够在导引部5533的引导下沿轴向上下移动。与当密封腔c1为高压或中压时，阀片551在压差的作用下向下移动，阀片551的底板部5512压靠至阀安装板554，密封阀安装板554的阀安装板开口5541，从而关闭密封腔c1内的第一开口和第二开口；当密封腔c1为低压时，阀片551在压差的作用下向上移动离开阀安装板554的阀安装板开口5541，从而打开密封腔c1内的第一开口和第二开口。与第一变形示例中阀片451在阀安装板与阀挡板之间自由移动相比，阀片551在阀挡板553的导引部5533的引导下移动，能够更好地控制阀片的运动和位置，提高阀片的密封性能。
87.本领域技术人员还可以理解的是，根据本公开的容量调节机构能够与变频技术相结合，从而使得压缩机的最大排量与最小排量壁更大、扩大压缩机变频的范围，同时使得压缩机在以部分容量运行时性能更好、且获得更好的润滑条件。
88.虽然已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。还应理解的是，在技术方案不矛盾的情况下，各个实施方式的特征可以相互结合或者可以省去。