可調式節流裝置及應用該可調式節流裝置的空調系統的製作方法
2023-05-06 16:26:36 2
專利名稱：可調式節流裝置及應用該可調式節流裝置的空調系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於節流裝置，尤其涉及一種可調式節流裝置及應用該可調式節流裝置的空調系統。
背景技術：
在大型中央空調製冷系統(如螺杆機)中，節流裝置是系統中非常重要的一個部件，節流裝置在空調系統中的主要起到使通過節流裝置的冷媒由高溫高壓的液態冷媒變為低溫低壓的液態冷媒，目前的節流方式很多，如熱力膨脹閥、電子膨脹閥、節流孔板等節流方式，考慮到價格問題，很多中低端機組都採用節流孔板，使用孔板節流最大的問題是機組在某些工況下(例如機組啟動過程，部分負荷運行過程)供液量過大，導致機組壓縮機帶液壓縮，從而導致壓縮機出現抱軸現象。
發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種可調式節流裝置，旨在解決現有節流孔板對管路流量不可調節，壓縮機因供液量過大而帶液壓縮，進而導致壓縮機抱軸、燒毀的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種可調式節流裝置，其包括節流座、滑動裝設於所述節流座內的節流孔板及可自動調節所述節流孔板在所述節流座內的相對位置的調節機構；所述調節機構包括第一調節組件及第二調節組件；所述第一調節組件包括安裝於所述節流座一側的第一缸體、滑動裝設於所述第一缸體內的第一活塞、連接於所述第一活塞上並伸入所述節流座內的第一活塞杆及連接於所述第一活塞與所述第一缸體的底端之間的第一彈性元件；所述第二調節組件包括安裝於所述節流座另一側的第二缸體、滑動裝設於所述第二缸體內的第二活塞、連接於所述第二活塞上並伸入所述節流座內的第二活塞杆及連接於所述第二活塞與所述第二缸體的底端之間的第二彈性元件，所述第一活塞杆及所述第二活塞杆抵頂於所述節流孔板的左右兩側。進一步地，所述可調式節流裝置裝設於一管路上，所述節流孔板上開設有一節流孔，所述節流座於所述管路的流體流動方向上開設有二通孔，所述節流孔與所述通孔在所述管路的流體流動方向上至少部分重疊。進一步地，所述節流孔與所述通孔在所述管路的流體流動方向上重疊的面積至少是所述節流孔的截面積的20%_30%。進一步地，所述節流孔與所述通孔的孔徑相同。進一步地，所述第一彈性元件與所述第二彈性元件均為螺旋彈簧。進一步地，所述節流孔板在所述節流座內滑動的方向與所述管路的流體流動方向相互垂直。進一步地，所述第一缸體的底端與所述第一活塞之間形成第一空間，所述第一調節組件還包括設置於所述第一缸體之外並與所述第一空間相連通的第一連接管；所述第二缸體的底端與所述第二活塞之間形成第二空間，所述第二調節組件還包括設置於所述第二缸體之外並與所述第二空間相連通的第二連接管。進一步地，所述節流座包括安裝座及封蓋於所述安裝座上的蓋體，所述安裝座包括板體、相對設置的二第一側壁及相對設置的二第二側壁，所述二第一側壁與所述二第二側壁由所述板體的周緣同向延伸而成，所述第一側壁的長度方向與所述節流孔板的滑動方向相一致，所述第一缸體安裝於其中一第二側壁上，所述第二缸體安裝於另外一第二側壁上。進一步地，所述節流孔板的上下兩側分別與所述二第一側壁的內表面接觸。本發明實施例的另一目的在於提供一種空調系統，其包括壓縮機、蒸發器及冷凝器，所述冷凝器的進口端與所述壓縮機的排氣口相連通，所述蒸發器的出口端與所述壓縮機的吸氣口相連通，所述冷凝器的出口端與所述蒸發器的進口端相連通，所述空調系統還包括上述的可調式節流裝置，所述可調式節流裝置串聯設置在所述冷凝器的出口端與所述蒸發器的進口端之間，所述可調式節流裝置的所述第一調節組件與所述壓縮機的吸氣口相連通，所述第二調節組件與所述壓縮機的排氣口相連通。進一步地，所述空調系統還包括連接於所述第二調節組件與所述壓縮機的排氣口的排氣管及連接於所述第一調節組件與所述壓縮機的吸氣口的吸氣管，所述排氣管和吸氣管上均設置有截斷閥。本發明的空調系統利用壓縮機的吸氣口的氣體及排氣口的氣體並結合第一調節組件和第二調節組件來調節節流孔板的位置，實現了空調系統對節流孔板的自動調節，進而實現了對管路內流量的控制，避免了壓縮機因供液量過大而使壓縮機帶液壓縮，避免壓縮機抱軸、燒毀。
圖1是本發明實施例提供的空調系統的結構示意圖。圖2是圖1的空調系統的可調式節流裝置的結構圖。圖3是圖2的空調系統的可調式節流裝置的A向視圖。圖4是圖3的空調系統的可調式節流裝置沿線B-B的剖視圖，此時可調式節流孔板處於機組啟動前的狀態。圖5示出了圖4的可調式節流裝置處於機組滿載時的狀態。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。請參閱圖1，本發明實施例提供的空調系統100包括壓縮機10、蒸發器20及冷凝器30。所述冷凝器30的進口端31與所述壓縮機10的排氣口 11相連通，所述蒸發器20的出口端21與所述壓縮機10的吸氣口 12相連通，所述冷凝器30的出口端32與所述蒸發器20的進口端22相連通。所述空調系統100還包括可調式節流裝置40，所述可調式節流裝置40串聯設置在所述冷凝器30的出口端32與所述蒸發器20的進口端22之間。所述可調式節流裝置40裝設於蒸發器20的進口端22和冷凝器30的出口端32之間的管路13上，用以調節管路13內的流量。請同時參閱圖2至圖4，所述可調式節流裝置40包括內設一容置空間(未標示)的節流座50、滑動裝設於所述容置空間內的節流孔板41及調節機構60。所述調節機構60能夠自動調節所述節流孔板41在所述容置空間內的相對位置，該調節機構60包括用以通入低壓氣體的第一調節組件61及用以通入高壓氣體的第二調節組件70。所述第一調節組件61包括安裝於所述節流座50 —側的底端封閉的第一缸體62、滑動裝設於所述第一缸體62內的第一活塞63、連接於所述第一活塞63上並伸入所述節流座50內的第一活塞杆64及連接於所述第一活塞63與所述第一缸體62的底端之間的第一彈性元件65。所述第二調節組件70包括安裝於所述節流座50另一側的底端封閉的第二缸體71、滑動裝設於所述第二缸體71內的第二活塞72、連接於所述第二活塞72上並伸入所述節流座50內的第二活塞杆73及連接於所述第二活塞72與所述第二缸體71的底端之間的第二彈性元件74。所述第一活塞杆64及所述第二活塞杆73抵頂於所述節流孔板41的左右兩側，在這裡需要指出的是，所謂的「左右兩側」的意思是節流孔板41上的垂直於所述節流孔板41的相對兩側。所述可調式節流裝置40的所述第一調節組件61與所述壓縮機10的吸氣口 12相連通，第一調節組件61通入壓縮機10的低壓氣體；所述第二調節組件70與所述壓縮機10的排氣口 11相連通，第二調節組件70通入壓縮機10的高壓氣體。當第二調節組件70內通入高壓氣體，而第一調節組件61內未通入低壓氣體時，高壓氣體對第二活塞72產生壓力，當通入的高壓氣體對第二活塞72產生的壓力大於第二彈性元件74產生的壓力時，第二活塞72朝向所述節流座50移動(從圖4中看來向左移動)，第二活塞杆73也朝向所述節流座50向左移動，並推動節流孔板41在節流座50內向左滑動，從而改變節流孔板41對管路13的截流面積，這裡所說的截流面積是指節流孔板41所阻擋的管路13的截面積。高壓氣體對第二活塞72產生的壓力與第二彈性元件74產生的壓力平衡後節流孔板41所在位置即是節流孔板41調節後的位置。當第一調節組件61內通入低壓氣體、同時第二調節組件70內通入高壓氣體，高壓氣體對第二活塞72產生的壓力記為Ml,低壓氣體對第一活塞63產生的壓力記為Fl,第二彈性元件74產生的壓力記為M2，第一彈性元件65產生的壓力記為F2，當M1、F1、M2、F2四者達到平衡時，節流孔板41的位置即是當前應處的位置。本發明實施例的空調系統100利用壓縮機10的吸氣口 12的氣體及排氣口 11的氣體並結合第一調節組件61和第二調節組件70來調節節流孔板41的位置，實現了空調系統100對節流孔板41的自動調節，進而實現了對管路13內流量的控制，避免了壓縮機10因供液量過大而使壓縮機10帶液壓縮，避免壓縮機10抱軸、燒毀。在本實施例中，所述節流孔板41上開設有一節流孔42，所述節流座50於所述管路13的流體流動方向上開設有二通孔51。所述節流孔42與所述通孔51在所述管路13的流體流動方向上至少部分重疊，以使壓縮機10在剛剛啟動時，管路13中至少有液體通過。在本實施例中，所述節流孔42與所述通孔51在所述管路13內的流體流動方向上重疊的面積至少是所述節流孔42的截面積的20%-30%，以使空調系統100啟動時不會因節流孔板41孔徑太大而導致供液量過大，進而引起壓縮機10吸氣帶液等現象。在本實施例中，空調系統100啟動前，所述節流孔42與所述通孔51在所述管路13內的流體流動方向上重疊的面積是所述節流孔42的截面積的20%_30%。所述節流孔42與所述通孔51的孔徑相同。在本實施例中，節流孔42的孔徑和通孔51的孔徑按標準機組的冷量設計。在本實施例中，所述第一彈性元件65與所述第二彈性元件74均為螺旋彈簧。在其他實施例中，第一彈性元件65可為兩端分別連接於第一缸體62的底端與所述第一活塞63上的第一彈性橡膠繩(圖未示);第二彈性元件74可為兩端分別連接於第二缸體71的底端與所述第二活塞72上的第二彈性橡膠繩(圖未示)。所述節流孔板41在所述節流座50內滑動的方向與所述管路13的流體流動方向相互垂直。當所述節流孔板41上的節流孔42與節流座50上的通孔51完全重疊時，節流孔42與二通孔51所形成的貫通孔垂直於節流孔板41。壓縮機10的吸氣口 12通過吸氣管14與第一調節組件61連接，所述第一缸體62的底端與所述第一活塞63之間形成第一空間66，吸氣口 12處的氣體通過吸氣管14通入第一空間66內。在本實施例中，所述第一調節組件61還包括設置於所述第一缸體62之外並與所述第一空間66相連通的第一連接管67，吸氣管14連接於第一連接管67上。所述吸氣管14上設置有第一截斷閥16，用以接通或截斷吸氣管14中的介質。壓縮機10的排氣口 11通過排氣管17與第二調節組件70連接，所述第二缸體71的底端與所述第二活塞72之間形成第二空間75，排氣口 11處的氣體通過排氣管17通入第二空間75內。排氣管17連接於所述第二調節組件70與所述壓縮機10的排氣口 11。所述第二調節組件70還包括設置於所述第二缸體71之外並與所述第二空間75相連通的第二連接管76，排氣管17連接於第二連接管76上。所述排氣管17上設置有第二截斷閥77，用以接通或截斷排氣管17中的介質。所述節流座50包括安裝座52及封蓋於所述安裝座52上的蓋體53。所述安裝座52包括板體54、相對設置的二第一側壁55及相對設置的二第二側壁56，所述二第一側壁55與所述二第二側壁56由所述板體54的周緣同向延伸而成,所述第一側壁55的長度方向與所述節流孔板41的滑動方向相一致，所述第一缸體62安裝於其中一第二側壁56上，所述第二缸體71安裝於另外一第二側壁56上。所述蓋體53上開設所述二通孔51中的其中一通孔51，所述安裝座52的板體54上開設所述二通孔51中的另外一通孔51。所述節流孔板41的上下兩側分別與所述二第一側壁54的內表面接觸，以使節流孔板41在節流座50內滑動地更穩定。空調系統100啟動前，由於高壓氣體壓力和低壓氣體壓力相同，此時利用第一彈性元件65和第二彈性元件74分別通過第一活塞杆64和第二活塞杆73將節流孔板41控制在空調系統100啟動前狀態，如圖4所示，此時，所述節流孔42與所述通孔51在所述管路13內的流體流動方向上重疊的面積是所述節流孔42的截面積的20%-30%，系統啟動時不會因節流孔板41的節流孔42的孔徑太大而導致壓縮機10供液量過大，而引起壓縮機10吸氣帶液現象。機組啟動後，隨著高壓氣體壓力的升高和低壓氣體壓力的降低，高壓氣體作用在第二活塞72上的壓力Ml和低壓氣體作用在第一活塞63上的壓力Fl也隨之改變，當高壓氣體作用在第二活塞72上的壓力Ml越來越大、低壓氣體作用在第一活塞63上的壓力Fl越來越小時，第二彈性元件74產生的壓力記為M2，第一彈性元件65產生的壓力記為F2，根據力平衡條件:M1=F1+M2+F2，此時節流孔板41就會不斷的向左移動，最終到達一個新的平衡位置，當高壓氣體的壓力與低壓氣體的壓力的差值足夠大時，節流孔板41會滑動到最左端，節流孔板41的節流孔42的孔徑與節流座50的通孔51的孔徑剛好重合，此時，所述節流孔42與所述通孔51在所述管路13內的流體流動方向上重疊的面積是所述節流孔42的截面積的100%，也就是說，整個節流裝置的節流通徑就是節流孔板41的通徑，也是此節流裝置的極限孔徑，如圖5所示。系統運行過程中，節流孔板41會根據M1、F1、M2、F2來調節合理的節流孔板41位置，以達到最佳運行狀態。此節流孔板41在實際運用過程中還需要結合相應的電控程序來完善其不足的地方，例如，當空調系統100在小壓差工況運行時，系統的排氣量不變，而高壓氣體和低壓氣體之差比較小，再使用二者作用到活塞上的力之差來調節節流孔板41的位置，就很可能導致最終穩定後的節流孔徑不夠大，導致此時的供液量不足，引起低壓保護等問題，所以需要電控程序來控制低壓氣體的壓力，此時需要斷開低壓氣體進入第一調節組件61的通路，即第一截斷閥16工作，只利用高壓氣體的壓力來推動節流孔板41，高壓氣體的壓力與第二彈性元件74的彈力平衡後，節流孔板41會達到最佳位置，以防止系統出現低壓保護等情況。當系統在大壓差工況下運行時，系統的供液量過大，此時需要斷開高壓氣體進入第二調節組件70的通路，即第二截斷閥77工作，只利用低壓氣體的壓力來推動節流孔板41，進而縮小流過所述節流裝置的液體流量，防止壓縮機帶液壓縮。現有的節流裝置一般都是單孔板節流，其節流孔徑固定後就不會再更改，系統在運行過程中也不會發生變化，那麼就會出現在某些小負荷工況下供液量過大，導致系統帶液壓縮，進而導致壓縮機10出現抱軸、燒毀等現象。而本發明的可調式節流裝置40能在啟動過程或者部分負荷過程等工況下自動調節流量，在滿足系統各個工況運行的同時，保證系統在小負荷運行階段時節流裝置自動調節通徑大小，使系統安全穩定地運行，防止因供液量過大、引起帶液壓縮而導致的壓縮機10抱軸、燒毀等現象。綜上所述，本發明的有益效果:1.本發明可防止系統在啟動過程中出現帶液運行所導致的壓縮機10帶液壓縮、跑油等現象。2.本發明可以使系統在運行過程中自動調節流過節流裝置的液體的流量，讓系統在最佳和最安全的狀態下運行。3.本發明可以單獨使用第一調節組件61或單獨使用第二調節組件70，也可以同時使用第一調節組件61和第二調節組件70的方式來調節流過節流裝置的液體的流量大小。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種可調式節流裝置，其特徵在於:所述可調式節流裝置包括節流座、滑動裝設於所述節流座內的節流孔板及調節機構； 所述調節機構能夠調節所述節流孔板在所述節流座內的相對位置，該調節機構包括第一調節組件及第二調節組件； 所述第一調節組件包括安裝於所述節流座一側的第一缸體、滑動裝設於所述第一缸體內的第一活塞、連接於所述第一活塞上並伸入所述節流座內的第一活塞杆及連接於所述第一活塞與所述第一缸體的底端之間的第一彈性元件； 所述第二調節組件包括安裝於所述節流座另一側的第二缸體、滑動裝設於所述第二缸體內的第二活塞、連接於所述第二活塞上並伸入所述節流座內的第二活塞杆及連接於所述第二活塞與所述第二缸體的底端之間的第二彈性元件，所述第一活塞杆及所述第二活塞杆抵頂於所述節流孔板的左右兩側。
2.如權利要求1所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述可調式節流裝置裝設於一管路上，所述節流孔板上開設有一節流孔，所述節流座於所述管路的流體流動方向上開設有二通孔，所述節流孔與所述通孔在所述管路的流體流動方向上至少部分重疊。
3.如權利要求2所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述節流孔與所述通孔在所述管路的流體流動方向上重疊的面積至少是所述節流孔的截面積的20%-30%。
4.如權利要求2所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述節流孔與所述通孔的孔徑相同。
5.如權利要求1所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述第一彈性元件與所述第二彈性元件均為螺旋彈簧。
6.如權利要求2所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述節流孔板在所述節流座內滑動的方向與所述管路的流體流動方向相互垂直。
7.如權利要求1所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述第一缸體的底端與所述第一活塞之間形成第一空間，所述第一調節組件還包括設置於所述第一缸體之外並與所述第一空間相連通的第一連接管；所述第二缸體的底端與所述第二活塞之間形成第二空間，所述第二調節組件還包括設置於所述第二缸體之外並與所述第二空間相連通的第二連接管。
8.如權利要求1-7任一項所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述節流座包括安裝座及封蓋於所述安裝座上的蓋體，所述安裝座包括板體、相對設置的二第一側壁及相對設置的二第二側壁，所述二第一側壁與所述二第二側壁由所述板體的周緣同向延伸而成，所述第一側壁的長度方向與所述節流孔板的滑動方向相一致，所述第一缸體安裝於其中一第二側壁上，所述第二缸體安裝於另外一第二側壁上。
9.如權利要求8所述的可調式節流裝置，其特徵在於:所述節流孔板的上下兩側分別與所述二第一側壁的內表面接觸。
10.一種空調系統，其包括壓縮機、蒸發器及冷凝器，所述冷凝器的進口端與所述壓縮機的排氣口相連通，所述蒸發器的出口端與所述壓縮機的吸氣口相連通，所述冷凝器的出口端與所述蒸發器的進口端相連通，其特徵在於:所述空調系統還包括如權利要求1-9任一項所述的可調式節流裝置，所述可調式節流裝置串聯設置在所述冷凝器的出口端與所述蒸發器的進口端之間，所述可調式節流裝置的所述第一調節組件與所述壓縮機的吸氣口相連通，所述第二調節組件與所述壓縮機的排氣口相連通。
11.如權利要求10所述的空調系統，其特徵在於:所述空調系統還包括連接於所述第二調節組件與所述壓縮機的排氣口的排氣管及連接於所述第一調節組件與所述壓縮機的吸氣口的吸氣管，所述排氣 管和吸氣管上均設置有截斷閥。
全文摘要
本發明提供一種可調式節流裝置，包括節流座、滑動裝設於節流座內的節流孔板及自動調節節流孔板在節流座內位置的調節機構；調節機構包括第一調節組件及第二調節組件；第一調節組件包括安裝於節流座一側的第一缸體、滑動裝設於第一缸體內的第一活塞、連接於第一活塞上的第一活塞杆及連接於第一活塞與第一缸體的底端之間的第一彈性元件；第二調節組件包括安裝於節流座另一側的第二缸體、滑動裝設於第二缸體內的第二活塞、連接於第二活塞上的第二活塞杆及連接於第二活塞與第二缸體的底端之間的第二彈性元件，第一活塞杆及第二活塞杆抵頂於節流孔板的左右兩側。還提供一種應用上述節流裝置的空調系統。
文檔編號F25B41/06GK103206817SQ20131013800
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者何建權, 夏雨亮, 陳改芳 申請人:重慶美的通用製冷設備有限公司