適用於壓縮機的半命令閥系統和用來調節設置有半命令閥系統的壓縮機的容量的方法
2023-11-11 04:48:02 2
適用於壓縮機的半命令閥系統和用來調節設置有半命令閥系統的壓縮機的容量的方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於交替式壓縮機的半命令閥系統，其中所述壓縮機包括至少一個氣缸(1)、至少一個活塞(2)、至少一個壓縮室(3)和至少一個閥(71；81)，所述至少一個閥在它們的相應的孔口(7；8)中起作用。所述至少一個閥(71；81)在第一操作狀態中被施加預應力並且能夠充當止回閥。此外，所述至少一個閥(71；81)包括至少一個含鐵部分，並且可以被磁場產生元件(72；82)選擇性地致動。本發明還公開了一種調節設置有這種半命令閥系統的壓縮機的容量的方法。
【專利說明】適用於壓縮機的半命令閥系統和用來調節設置有半命令閥系統的壓縮機的容量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及適用於交替式壓縮機的半命令閥系統，和用來調節設置有該半命令閥系統的壓縮機的方法。
[0002]一般而言，本發明提供用來操縱交替式壓縮機的吸入閥和/或排出閥的強制打開和關閉的裝置。通過操縱這些閥，還可以在固定的速度下控制交替式壓縮機的容量。
【背景技術】
[0003]關於常規交替式壓縮機組件
[0004]本領域技術人員已經知道，交替式壓縮機包括能夠改變工作流體的壓力以及泵送工作流體的機器和/或裝置。在這個意義上，並且在更具體的形式中，交替式壓縮機能夠通過可控制地改變壓縮室的容積而改變工作流體的壓力，該壓縮室通常由能夠接收工作流體和可移動的活塞的圓筒形室限定。因此，由於可移動活塞的位移發生在壓縮室內，壓縮室的容積交替地改變(減小和增加)。
[0005]另外，本領域技術人員還已知壓縮室內的工作流體的進入(吸入)和移除(排出)步驟由用來實現交替式壓縮機的當前功能的關鍵步驟組成。此外，所述步驟直接影響壓縮機性能的參數，並且由於這個原因，現有技術包括大量閥系統，該閥系統意圖控制壓縮室內的工作流體的吸入和排出。
[0006]根據現有技術閥系統的常規功能，觀察到，常規吸入閥具有通常關閉的構造，並且當活塞處於上死點並且下降到下死點時它們的自動的和非命令的「打開」獨特地且排他地發生，即，目前的吸入閥可以僅當氣缸內的壓力降低到低於吸入室中的壓力的值時保持「打開」。
[0007]目前的吸入閥的這種可操作性雖然是起作用的，但可以被進一步改進，這是由於如可以觀察到的，有必要產生有利的壓力差使得它們可以「打開」，並且在這一點上，除了用於移動活塞的電動機的較高起始力外，需要用來泵送該流體的較大能量損失。常規方案提供這個馬達的過大尺寸(以允許它「啟動」壓縮機)，並且也使用複雜的且昂貴的特定啟動系統。
[0008]關於常規排出閥，它們也具有通常關閉的構造，並且當活塞從下死點行進並且走向上死點時它們的自動和非命令的「打開」獨特地且排他地發生，因此增加氣缸內的壓力，即，當氣缸內的壓力高於排出室中的壓力時。
[0009]目前的排出閥的這種可操作性雖然也起作用，但阻止結合維持馬達速度的壓縮機的任何種類的容量調節。
[0010]關於壓縮機的容量調節的電流交替
[0011]根據廣泛傳播的現有技術理解，已知僅僅具有可變速度的壓縮機能夠改變操作速度，因此調節其容量，而所謂的開-關計算機不具有這個優點。
[0012]在基於連續電流(VCC)電動機的具有可變速度的列舉的壓縮機的情況中，可以觀察到，在壓縮機減小其操作速度時，被排入任何系統(例如，製冷系統)的氣體質量較低，並且因此，需要變化的氣體質量的系統中的效果增加的提高的增益可以被獲得。
[0013]具有變化的速度的目前的壓縮機使用與永久磁體馬達關聯的複雜的電子設備，並且通常，磁體與電子設備的這種關聯具有高的成本。這種壓縮機的另一限制涉及它可以操作的最小速度，這是由於這個最小旋轉值也與壓縮機可靠性直接關聯。
[0014]此外，作為壓縮機的容量調節的緩和替代，現有技術提供某些方案，其中閥板的吸入和/或排出孔口的直徑可以在它們的各自的功能步驟期間相對地變化(部分地阻礙)。
[0015]例如，美國專利3，844，686和美國專利申請2010/004387公開能夠直接地或間接地促進吸入和/或排出直徑的減小/增加的電磁機構；然而，當吸入或排出閥可操作地「打開」時，這種機構僅具有相關可操作性。
[0016]基於上述情況，可以清楚地注意到，關於交替式壓縮機的閥系統的現有技術基本上依靠非易變的且不可定製的等同操作原理。
[0017]此外，也注意到，關於用來調節交替式壓縮機的容量的裝置的現有技術涉及不是完全適用的方案，或者也涉及不適用於更普通的應用的昂貴的方案。
[0018]基於這種情況，開發本發明專利。
【發明內容】
[0019]因此，本發明的一個目標是提供一種用於交替式壓縮機的閥系統，在操作壓縮循環期間在任何時間該閥系統能夠為半命令的。因此，本發明的另一目標是通過所述現在公開的閥系統允許選擇性操縱吸入閥和/或排出閥。
[0020]本發明的另一目標是提供一種方法，該方法通過選擇性地切換所述吸入閥和/或排出閥用來調節壓縮機的容量。在這點上，本發明的另外目標是提供一種通過回流工作流體來調節該容量的方法。
[0021]另外，本發明的一個目標是提供一種用來調節容量的方法，其中所述方法也將有助於啟動壓縮機馬達。
[0022]最後，本發明的另一目標是提供與從現有技術已知的用於類似目的的那些方案相比較不昂貴且更起作用的方案。
[0023]這些和其它目標通過適用於交替式壓縮機(這種壓縮機包括至少一個氣缸、至少一個活塞、至少一個壓縮室和至少一個閥，該閥在其相應的孔口中起作用)的半命令閥系統被完全實現。該系統自身包括至少一個閥(該閥包括第一操作狀態的預應力機械閥，並且包括至少一個含鐵部分)和選擇性地致動的至少一個磁場產生元件。根據本發明，所述至少一個閥的操作狀態通過致動所述至少一個磁場產生元件被選擇性地切換。
[0024]優選地，至少一個閥的操作狀態通過磁場產生元件的磁脈衝在第一操作狀態和第二操作狀態之間被選擇性地切換。在這個意義上，並且在優選形式中，該閥的第一操作狀態被隨機地指定為「打開的」狀態，並且該閥的第二操作狀態被指定為「關閉的」狀態。
[0025]這裡值得提及，根據本發明，該閥可以包括吸入閥，或者另外包括排出閥。至於磁場產生元件，該磁場產生元件包括電線圈或類似物。在另外的優選模式中，至少一個閥及其相應的磁場產生元件布置在至少一個閥板上，並且在多於一個根據至此公開的構思的半命令閥的情況中，設置各閥之間的磁絕緣。
[0026]上述目標也通過用來調節設置有半命令閥系統的壓縮機的容量的方法被實現，該方法包括通過至少一個閥的非自發切換而回流吸入和/或排出。
[0027]在這個意義上，至少一個閥的自發關閉可以被延遲，或者另外地，至少一個閥的自發打開被延遲。
[0028]優選地，存在吸入閥的自發關閉的延遲和排出閥的自發打開的延遲。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]適用於交替式壓縮機的目前公開的半命令閥系統的構思實施例將基於下面提及的圖被詳細地描述，其中:
[0030]圖1示出設置有目前公開的半命令閥系統的交替式壓縮機的功能機構的示意性模型。
【具體實施方式】
[0031]根據本發明並且為了實現上述目標，適用於交替類型壓縮機的新穎的半命令閥系統被公開。
[0032]通常，所述系統包括在第一操作狀態下的至少一個預應力閥、至少一個含鐵部分和選擇性地可致動的至少一個磁場產生元件。通過這種方式，所述至少一個閥的操作狀態可以通過致動至少一個磁場產生元件被選擇性地切換。
[0033]根據圖1中示出的構思實施例，可以注意到，目前公開的系統使用具有電線圈72、82和打開狀態的預應力閥71、81的裝置。所述閥由於預應力而保持打開，並且所述電線圈具有廣生磁場的功能，因此有利於閥的關閉。
[0034]根據這個必要構思，所述特徵可以適用於吸入閥71和/或排出閥81。
[0035]預應力閥布置成與它們的相應的電線圈對齊使得當被激活時它們處於用來產生磁場的狀態中，因此將其預應力閥吸引到對準密封孔口 7、8(分別是吸入孔口和排出孔口)的閥板6的方向。
[0036]因此，可以調節壓縮機的容量而不需要改變其電動機(未示出)的操作速度。通過這樣，可以控制穿過所述吸入孔口 7和所述排出孔口 8的質量量以便獲得希望的功能容量以提高任何系統以及更具體地製冷系統的有效性。
[0037]當在操作中時，目前要求保護的系統可以引起吸入閥71和/或排出閥81在活塞2(具有氣缸I內的交替位移)的循環期間在任何時間關閉，因此增加或減小壓縮室3的容積。也存在不關閉該閥的選擇。因此，可以獲得專用於關閉所述閥以在吸入室4和/或排出室5中產生確定的回流的時間的變化，並且因此，由於使用交替式壓縮機(優選地，製冷系統)被輸送到該系統的工作流體的量已經改變，容量調節將發生。
[0038]根據本發明的系統具有過早打開吸入閥的優點，這是由於該吸入閥具有打開預應力。這種優點代表用來打開吸入閥的壓力的減小，並且作為結果，較少能量將被該壓縮機消耗。此外，在電線圈被致動時或當該閥的預應力滿足有利於關閉的壓力梯度時，該吸入閥將關閉。因此，通過調節吸入閥中的回流可以改變將被輸送到製冷系統的製冷氣流。
[0039]這種相同的構思可以適用於排出閥，其中當活塞從下死點開始並且向著上死點行進時，氣缸內的壓力增加，直到它變得高於排出室中的壓力，並且在這時，排出閥將開始打開運動，該打開運動由所述閥的預應力促進。此時該活塞將該氣體排出到氣缸外部並且返回到下死點的過程開始，並且具有預應力的閥將保持打開以允許排出室的氣體返回到氣缸中。當電線圈被驅動時，這個回流將停止，因此關閉所述排出閥。所述回流代表還沒有被輸送到該系統並且允許容量調節發生的氣體。
[0040]此外，重要的是，線圈的致動可以通過簡單的電子設備被實現，該電子設備供應充分的電流以產生磁場並且關閉各閥。
[0041]在已經描述本發明的示例性實施例之後，應當解釋，本發明的範圍包括其它可能變型，該其它可能變型僅由所附權利要求的內容限制，包括可能的等同裝置。
【權利要求】
1.一種用於交替式壓縮機的半命令閥系統，其中，所述壓縮機包括至少一個氣缸(I)、至少一個活塞(2)、至少一個壓縮室(3)和至少一個閥(71，81)，所述至少一個閥在它們的相應的孔口(7，8)中起作用，所述半命令閥系統的特徵在於，所述半命令閥系統包括: 處於操作狀態中的至少一個預應力閥(71，81)，並且所述至少一個預應力閥包括至少一個含鐵部分； 選擇性致動的至少一個磁場產生元件(72,82)； 所述至少一個閥(71，81)的操作狀態通過致動至少一個磁場產生元件(72，82)而被選擇性地切換。
2.根據權利要求1所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述至少一個閥(71，81)的操作狀態通過所述磁場產生元件(72，82)的至少一個磁脈衝在第一操作狀態和第二操作狀態之間被選擇性地切換。
3.根據權利要求2所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述至少一個閥(71，81)的第一操作狀態包括「打開的」狀態。
4.根據權利要求2所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述至少一個閥(71，81)的第二操作狀態包括「關閉的」狀態。
5.根據權利要求1所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述至少一個閥(71)包括吸入閥。
6.根據權利要求1所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述至少一個閥(71)包括排出閥。
7.根據權利要求1所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述磁場產生元件(72，82)包括電線圈。
8.根據權利要求1到8中的任一項權利要求所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述至少一個閥(71，81)及其相應的磁場產生元件(72，82)被布置在至少一個閥板(6)上。
9.根據權利要求1所述的半命令閥系統，其特徵在於，所述半命令閥系統在所述閥(71)和(81)之間至少提供磁絕緣。
10.一種用來調節設置有如權利要求1到9中限定的半命令閥系統的壓縮機的容量的調節方法，其特徵在於，所述方法包括通過所述至少一個閥(71，81)的非自發切換而使吸入和/或排出回流。
11.根據權利要求10所述的調節方法，其特徵在於，所述方法延遲所述至少一個閥(71，81)的自發關閉。
12.根據權利要求11所述的調節方法，其特徵在於，所述方法延遲至少一個吸入閥(71)的自發關閉。
13.根據權利要求10所述的調節方法，其特徵在於，所述方法延遲所述至少一個閥(71，81)的自發打開。
14.根據權利要求13所述的調節方法，其特徵在於，所述方法延遲排出閥(81)的自發打開。
【文檔編號】F16K15/18GK104081050SQ201280068599
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2011年12月26日
【發明者】D·E·B·利利, E·阿西諾, R·克雷默 申請人:惠而浦股份有限公司