專利名稱：對(duì)壓縮機(jī)或類(lèi)似物的大截面流量進(jìn)行控制的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥，特別是涉及一種用于壓縮機(jī)或類(lèi)似物的對(duì)大截面流量進(jìn)行控制的閥。
這種方法產(chǎn)生的問(wèn)題涉及到大量的施加到運(yùn)動(dòng)部分上的壓力，即在以1000rpm操作的壓縮機(jī)中，關(guān)閉裝置除了受到施加到彈簧上的力的作用外，還受到1000下打開(kāi)沖擊和1000下關(guān)閉沖擊。就后者而言，可以看到要想在設(shè)計(jì)中將負(fù)載均勻的分散到閥座內(nèi)是很困難的。另一個(gè)需要克服的缺點(diǎn)是流體穿過(guò)閥通道時(shí)產(chǎn)生的水頭損失。
而且，引起極大關(guān)注的是根據(jù)所需壓縮流體的量而減小流量以便節(jié)省能量的可能性。通常，流量的減小通常與關(guān)閉吸入閥的延遲相對(duì)應(yīng)，這樣做的結(jié)果是降低了被壓縮流體的有效容積。目前采用的所述減小流量的方法是通過(guò)將線性致動(dòng)器作用在自動(dòng)閥上并進(jìn)行氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。某些情況下，采用了復(fù)雜的電液控制器例如EP-A-0893605中公開(kāi)的這一種。
US-A-5695325公開(kāi)了另一種用于在流體壓縮機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)流量減小的系統(tǒng)；此時(shí)，達(dá)到目的的方法是通過(guò)在閥和其閥座之間往復(fù)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的，這樣可以阻止它們?cè)谝唤o定的時(shí)間段關(guān)閉，該時(shí)間段是在待減小的流量總量的基礎(chǔ)上計(jì)算出來(lái)的。
為了解決自動(dòng)閥的磨損和控制問(wèn)題，采用了裝配有驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)閥。EP-A一0971160公開(kāi)了一種用于活塞壓縮機(jī)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥，該主動(dòng)驅(qū)動(dòng)閥帶有一閥板和一反向板，兩個(gè)板都設(shè)有通道孔；將閥板支撐著，以使其圍繞閥的縱軸并相對(duì)于反向板而轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，還設(shè)置了牢固地與閥板連接的驅(qū)動(dòng)裝置，以使閥板相對(duì)于反向板旋轉(zhuǎn)。有關(guān)閥板和反向板之間的摩擦和密封以及因磨損而需對(duì)縫隙作補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題是通過(guò)閥板相對(duì)于反向板作平移轉(zhuǎn)動(dòng)相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)，所述平移是沿著所述反向板的旋轉(zhuǎn)軸而被驅(qū)動(dòng)的。
從這種方案中產(chǎn)生的問(wèn)題是閥板和反向板之間的往復(fù)密封和由朝反向板平移閥板的裝置所承受的力。
本發(fā)明所涉及的是用于對(duì)具有高操作頻率的大截面流量(特別是用于壓縮機(jī)或者類(lèi)似物)進(jìn)行控制的閥，該閥包含一流通孔以及一關(guān)閉裝置，所述流通孔包含一個(gè)或者多個(gè)阻尼孔，該阻尼孔在與所述關(guān)閉裝置配合操作的固定主體上形成，同時(shí)將固定主體插入流道內(nèi)，所述關(guān)閉裝置相對(duì)于與所述固定主體(所述流通孔位于其上)垂直的軸線旋轉(zhuǎn)；并裝配有驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述關(guān)閉裝置在其朝向所述固定主體的表面上設(shè)置了至少一個(gè)凹部，其內(nèi)有一插入件，所形成的插入件主要是與所述固定主體的所述阻尼孔互補(bǔ)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，所安裝的關(guān)閉裝置圍繞著一端與驅(qū)動(dòng)裝置連接的軸旋轉(zhuǎn)，并且可旋轉(zhuǎn)和密封地裝入所述固定主體內(nèi)。更具優(yōu)勢(shì)的是，將所述關(guān)閉裝置安裝在與閥內(nèi)的流向?qū)?yīng)的固定主體側(cè)面上。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的剖視圖；圖2是沿圖1中II-II線的剖視圖；圖3是與圖2相似的視圖，其中，關(guān)閉裝置相對(duì)于閥座旋轉(zhuǎn)；圖4是本發(fā)明中閥的第二實(shí)施例的剖視圖；圖5是沿圖4中V-V線的剖視圖；圖6是與圖5中相似的視圖，其中，關(guān)閉裝置相對(duì)于閥座旋轉(zhuǎn)；圖7表示安裝有本發(fā)明中閥的壓縮機(jī)的示意圖。
圖4表示本發(fā)明中閥的第二實(shí)施例；圖中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。此時(shí)，將固定主體6插入流道1內(nèi)，所述固定主體設(shè)置有與關(guān)閉裝置8的插入件118配合操作的阻尼孔106。所述插入件裝在關(guān)閉裝置8內(nèi)所形成的凹部138內(nèi)并裝配有彈簧128。關(guān)閉裝置8借助從所述軸7徑向伸出的鍵107而與馬達(dá)5的軸7連接，該鍵裝入軸向通孔208壁上所形成的凹部218內(nèi)。與圖1所示的實(shí)施例相似，軸上裝設(shè)了滑動(dòng)裝置和密封裝置，該滑動(dòng)裝置和密封裝置裝在罩體4的平板104上和固定主體6上。點(diǎn)劃線部分表示閥的變型，其中關(guān)閉裝置8’安裝在相對(duì)于固定主體6的相對(duì)側(cè)；此時(shí)，軸7上安裝了一個(gè)頭部207’。
圖5更清楚地表示出關(guān)閉裝置8的形狀，該關(guān)閉裝置設(shè)有多個(gè)徑向懸臂108，這些臂內(nèi)裝有與固定主體6的阻尼孔106配合操作的插入件118；此時(shí)圖中表示的是閥開(kāi)口完全由關(guān)閉裝置8阻擋住的情況，圖6表示的是將所述關(guān)閉裝置旋轉(zhuǎn)而使所有阻尼孔106打開(kāi)的情況。
最后，圖7表示將本發(fā)明中的閥應(yīng)用在往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)的示意性示例。壓縮機(jī)包含一馬達(dá)30，該馬達(dá)的軸31通過(guò)傳動(dòng)裝置32、33與在缸體40內(nèi)滑動(dòng)的活塞41的活塞桿連接。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，閥10對(duì)沿著管路60的缸體40的吸入和輸送的行程進(jìn)行控制；所述閥10安裝有用于驅(qū)動(dòng)裝置的控制連接裝置11，所述連接裝置與中心處理單元20連接，該中心處理單元設(shè)置有數(shù)據(jù)輸入和顯示裝置21，同時(shí)，該中心處理單元與和缸體40的內(nèi)腔連通的傳感器22連接，并與放在馬達(dá)30軸上的傳感器23連接。在箱體50內(nèi)的管路60端部容納有壓縮流體，同時(shí)在管路上安裝一單向閥51。
下面，對(duì)本發(fā)明中閥的操作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。利用關(guān)閉裝置相對(duì)于閥孔的蠕變，用于這種用途例如用于具有高工作頻率的大截面流量的已知閥中，出現(xiàn)了大量的問(wèn)題，由于采用了具有高機(jī)械性能、特別是具有低摩擦和低磨損系數(shù)的現(xiàn)代材料例如用聚醚酮(PEEK)碳纖維增強(qiáng)的材料，而使上述問(wèn)題得到簡(jiǎn)便和有效地解決。事實(shí)上，固定主體的作用是抵抗由壓縮機(jī)缸體內(nèi)側(cè)和包含閥孔的所述壓縮機(jī)的導(dǎo)管之間的壓差產(chǎn)生的壓力，該閥孔可以是圖1中所示的僅一個(gè)阻尼孔102或者是圖4所示的多個(gè)阻尼孔106，該固定主體與一個(gè)插入件或者多個(gè)插入件接觸，如圖1所示，插入件依次與關(guān)閉裝置3整體形成，或如圖4所示圍繞關(guān)閉裝置8的軸線旋轉(zhuǎn)，其軸線與固定主體的軸線同軸。如圖1所示，固定主體2的表面和一個(gè)插入件113之間的間隙是由壓縮彈簧205進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?。如圖2所示，此處的關(guān)閉裝置是多樣的，將壓縮彈簧128插入朝著固定主體6、在移動(dòng)主體8的表面上形成的凹部138內(nèi)。因此，用在本發(fā)明中的壓縮彈簧205、128沒(méi)有受到動(dòng)負(fù)載的作用，而是僅受到靜負(fù)載的作用。
控制這種閥的馬達(dá)5是一種步進(jìn)馬達(dá)，最好是一種無(wú)刷馬達(dá)，或者是一種能夠圍繞軸線按一給定角度旋轉(zhuǎn)的類(lèi)似的驅(qū)動(dòng)裝置。從圖中可以明顯地看出，閥孔分成的等角度間隔的阻尼孔越多，用于閥打開(kāi)/關(guān)閉循環(huán)所需的軸旋轉(zhuǎn)的角度就越小。事實(shí)上，如果圖1所示的實(shí)施例中所述的循環(huán)是軸105進(jìn)行整圈的旋轉(zhuǎn)，則軸7只旋轉(zhuǎn)45°角。這樣就更有利于減少接觸表面的磨損。
在本發(fā)明的閥中，關(guān)閉裝置不會(huì)受到動(dòng)態(tài)沖擊，與現(xiàn)有技術(shù)中的自動(dòng)閥不同，因此，無(wú)需對(duì)關(guān)閉裝置中的回復(fù)彈簧進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)；而且，也無(wú)需考慮閥系統(tǒng)克服流體流動(dòng)的慣性。因?yàn)殚y內(nèi)的流體流動(dòng)路線本身被大大簡(jiǎn)化，從而更好地降低了水頭損失。
而且，在壓縮機(jī)特定領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用都受到上述優(yōu)點(diǎn)和其它方面的影響。例如作為現(xiàn)有技術(shù)所引用的專利描述了通過(guò)控制吸入閥的關(guān)閉延遲而使流量變化的裝置。在圖7所表示壓縮機(jī)中，對(duì)這類(lèi)壓縮機(jī)的控制無(wú)需任何附加的裝置，這是因?yàn)殚y的打開(kāi)和關(guān)閉是由中心處理單元20進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制的。通過(guò)傳感器23對(duì)曲柄33的角度位置的檢測(cè)，就能夠確定這種吸入閥的關(guān)閉延遲時(shí)間，從而減小壓縮機(jī)的流量。更可取的是，在此說(shuō)明的單向閥51也可以是由本發(fā)明中單元20適當(dāng)控制的閥。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)高工作頻率的大截面流量進(jìn)行控制的閥，特別是用于壓縮機(jī)或者類(lèi)似物，其包含一流通孔(102，106)以及一關(guān)閉裝置(3，8)，所述流通孔包含一個(gè)或者多個(gè)阻尼孔(102，106)，該阻尼孔在與所述關(guān)閉裝置(3，8)配合操作的固定主體(2，6)上形成，同時(shí)將固定主體插入流道(1)內(nèi)，所述關(guān)閉裝置(3，8)相對(duì)于與所述固定主體(2，6)所在平面垂直的軸線而旋轉(zhuǎn)；并裝配有驅(qū)動(dòng)裝置(5)，其特征在于所述關(guān)閉裝置(3，8)在其朝向所述固定主體(2，6)的表面上設(shè)置了至少一個(gè)凹部(123，138)，所述固定主體內(nèi)裝有插入件(113，118)，所形成的插入件基本與所述固定主體(2，6)的所述阻尼孔(102，106)互補(bǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征是所述關(guān)閉裝置(3，8)可旋轉(zhuǎn)地安裝在軸(105，7)上，該軸在一端與驅(qū)動(dòng)裝置(5)連接，同時(shí)該軸可旋轉(zhuǎn)且密封地插入所述固定主體(2，6)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其特征是所述關(guān)閉裝置(3，8)安裝在與閥內(nèi)的流動(dòng)方向一致的固定主體(2，6)的一側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的閥，其特征是用所述關(guān)閉裝置(3)的彈性負(fù)載裝置(205)頂靠著所述固定主體(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥，其特征是將所述彈性負(fù)載裝置(128)插入相同的裝有所述插入件(118)的凹部?jī)?nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的閥，其特征是彈性負(fù)載裝置(205)與所述軸(105)同軸安裝。
7.根據(jù)前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的閥，其特征是所述插入件(113，118)由高機(jī)械性能的材料例如用聚醚酮(PEEK)碳纖維增強(qiáng)的材料或者類(lèi)似物制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的閥，其特征是所述驅(qū)動(dòng)裝置(5)包含一無(wú)刷馬達(dá)，一步進(jìn)馬達(dá)或者類(lèi)似物。
全文摘要
一種對(duì)高工作頻率的大截面流量進(jìn)行控制的閥，特別用于壓縮機(jī)等，包含流通孔(102，106)以及關(guān)閉裝置(3，8)，所述流通孔包含一個(gè)或多個(gè)阻尼孔(102，106)，該阻尼孔在與所述關(guān)閉裝置配合的固定主體(2，6)上形成，同時(shí)將固定主體插入流道(1)內(nèi)，所述關(guān)閉裝置相對(duì)于與所述固定主體所在平面垂直的軸線旋轉(zhuǎn)；并裝配有驅(qū)動(dòng)裝置(5)，所述關(guān)閉裝置在其朝向所述固定主體的表面上設(shè)置了至少一個(gè)凹部(123，138)，所述固定主體內(nèi)裝有插入件(113，118)，所形成的插入件基本與所述固定主體的所述阻尼孔互補(bǔ)。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1407229SQ0112524
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者馬西莫·斯基亞沃內(nèi), 安德列亞·比安基 申請(qǐng)人:工學(xué)博士馬里奧·科扎尼有限責(zé)任公司