專利名稱：具有中止吸入容量調(diào)節(jié)的壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及制冷壓縮機(jī)。尤其地，本發(fā)明涉及往復(fù)活塞式制冷壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)安裝了借助于使用中止吸入的容量調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的背景技術(shù)和概述由于環(huán)境條件的改變，制冷和空調(diào)系統(tǒng)通常工作在較寬范圍的負(fù)荷情況下。在這些變化的情況下為了有效地并高效地實(shí)現(xiàn)理想的冷卻，因此最好安裝一種這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以改變該系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)的容量。
各種各樣的系統(tǒng)被發(fā)展來實(shí)現(xiàn)容量調(diào)節(jié)。在制冷壓縮機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的各種各樣的卸載和容量控制全部具有各種缺點(diǎn)和/或耐久性問題。這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中的一些可以滿意地進(jìn)行工作，但是它們需要相當(dāng)多的外部管子或者其它零件，這些外部管子或者其它零件在運(yùn)輸期間會被損壞，和/或在安裝之后可能被偶然損壞。此外，安裝時(shí)所需要的野外工作和這些外部系統(tǒng)的維護(hù)容易產(chǎn)生這樣的錯誤該錯誤在實(shí)際工作期間產(chǎn)生了問題，并且增加了野外工作的費(fèi)用。
在壓縮機(jī)的制造過程期間，進(jìn)行安裝容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的其它設(shè)計(jì)。除了一個零件之外(該零件在所期望的壓縮機(jī)使用壽命期間典型地是唯一需要維護(hù)的元件)，這些設(shè)計(jì)使全部主要零件在壓縮機(jī)的內(nèi)部。這個外部零件如此構(gòu)造，以致它容易進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)還設(shè)置成可克服偶然損壞的危險(xiǎn)。
雖然證明現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)部系統(tǒng)可以滿意地進(jìn)行工作，但仍然需要提高這些容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。
本發(fā)明提供了一種具有容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的產(chǎn)品，該調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用活塞來堵住吸入口，從而減少壓縮機(jī)的容量。在驅(qū)動期間供給到活塞中的高壓氣體被節(jié)流，從而減少了活塞的撞擊速度?；钊矒羲俣鹊臏p少提高了活塞、活塞密封件和活塞座的可靠性和使用壽命。
下文所提供的詳細(xì)描述使本發(fā)明的另外適用范圍變得顯而易見。應(yīng)該知道，這些詳細(xì)描述和具體例子雖然簡要說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但只是用來解釋的，而并不是用來限制本發(fā)明的范圍的。
附圖的簡要描述從詳細(xì)描述和附圖中可以更加完全地理解本發(fā)明，附圖中

圖1是安裝有本發(fā)明的容量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的三排徑向往復(fù)運(yùn)動的壓縮機(jī)的局部剖視端視圖；圖2圖1所示的內(nèi)部卸載閥的放大橫剖視圖，該閥處于全容量位置；圖3圖2所示的內(nèi)部卸載閥的放大橫剖視圖，其中卸載閥處于減少的容量位置；圖4本發(fā)明的另一個實(shí)施例的內(nèi)部卸載閥的放大橫剖視圖，其中卸載閥處于全容量位置；及圖5圖4所示的內(nèi)部卸載閥的放大橫剖視圖，其中卸載閥處于減少的容量位置。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述事實(shí)上，下面對優(yōu)選實(shí)施例的描述只是示例性，而不是用來限制本發(fā)明、它的應(yīng)用或者使用的。
現(xiàn)在參照附圖，在附圖中，相同的標(biāo)號在整個的許多視圖中表示相同或者相應(yīng)的零件，圖1示出了本發(fā)明的多缸制冷壓縮機(jī)的主體即缸體部分，該壓縮機(jī)通常用標(biāo)號10來表示。壓縮機(jī)10顯示有三個圓柱形排(bank)12、14和16。盡管只圖解了圓柱形排14和16，但是應(yīng)該知道，每個氣缸排可以包括一個、兩個或者多個氣缸，并且所圖解的結(jié)構(gòu)典型地是公知的商業(yè)做法，并且就壓縮機(jī)本身而言只是圖解性的。
每個氣缸排12、14和16限制出壓縮氣缸20，而在該氣缸20內(nèi)可滑動地設(shè)置著活塞22。氣缸排14顯示有容量控制系統(tǒng)24，而氣缸排16沒有示出容量控制系統(tǒng)24。如下面所詳細(xì)描述的一樣，一個或者多個氣缸排12、14和16可以包括容量控制系統(tǒng)24。氣缸排16包括缸蓋26，該缸蓋26蓋住氣缸20，并且限制出吸入室28和排出室30。吸入閥32控制吸入室28和氣缸20之間的連通，并且排出閥34控制排出室30和氣缸20之間的連通。吸入通道36在吸入室28和壓縮機(jī)10的公用吸入室(未示出)之間進(jìn)行延伸，而公用吸入室又通到壓縮機(jī)的入口中。排出室30通過排出通道(未示出)而與壓縮機(jī)10的出口連通。
現(xiàn)在參照圖1和2，氣缸排14安裝有容量控制系統(tǒng)24。容量控制系統(tǒng)24包括缸蓋40、控制活塞組件42和電磁閥組件44。缸蓋40蓋住氣缸20并且它限制出吸入室46和排出室48。吸入閥32控制吸入室46和氣缸20之間的連通，并且排出閥34控制排出室48和氣缸20之間的連通。吸入通道50在吸入室46和壓縮機(jī)10的公用吸入室之間進(jìn)行延伸。排出室30通過排出通道(未示出)而與壓縮機(jī)10的出口連通。缸蓋40限制出排出壓力室52、吸入壓力室54(參見圖2)和控制通道56，排出壓力室52在排出室48和電磁閥組件44之間進(jìn)行延伸，吸入壓力通道54在吸入室46和電磁閥組件44之間進(jìn)行延伸，控制通道56在電磁閥組件44和控制室58之間進(jìn)行延伸，而該控制室58由缸蓋40形成。
控制活塞組件42可滑動地設(shè)置在控制室58內(nèi)，并且它包括閥體即活塞60和偏壓彈簧62?；钊?0可滑動地設(shè)置在控制室58內(nèi)，而在活塞60和控制室58之間設(shè)置著密封件。偏壓彈簧62設(shè)置在活塞60和氣缸排14之間，而密封件64連接到活塞60中。當(dāng)活塞組件42處于它的關(guān)閉位置時(shí)，密封件64使氣缸排14接合到缸體吸入通道50中。偏壓彈簧62推動活塞組件42進(jìn)入到打開位置上。
電磁閥組件44包括閥體66和電磁閥68。閥體66被固定到缸蓋40上，并且它限制出與排出壓力通道52連通的排出控制通道70、與吸入壓力通道54連通的吸入控制通道72和與控制通道56連通的公用控制通道74。排出閥座76設(shè)置在排出控制通道70和公用控制通道74之間，吸入閥座78設(shè)置在吸入控制通道72和公用控制通道74之間。
電磁閥68包括螺線圈80和針閥82。針閥82設(shè)置在閥座76和78之間，并且在第一位置和第二位置之間進(jìn)行運(yùn)動。在它的第一位置上，排出控制通道70和公用控制通道74之間的連通被堵塞，但是吸入控制通道72和公用控制通道74之間被連通。在它的第二位置上，排出控制通道70和公用控制通道74之間被連通，但是吸入控制通道72和公用控制通道74之間的連通被阻止。借助于偏壓件84，使針閥82和電磁閥68在正常情況下偏壓到它的第一位置上，這實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的全容量。驅(qū)動螺線圈80移動針閥82，并且因此使電磁閥68運(yùn)動到它的第二位置上，這導(dǎo)致壓縮機(jī)10以減少的容量進(jìn)行工作。
現(xiàn)在參照圖2，容量控制系統(tǒng)24示出在它的全容量或者第一位置上。在這個位置上，螺線圈80斷電，并且針閥82被壓靠在排出閥座76上。針閥82壓靠在排出閥座76上使排出控制通道70關(guān)閉并且使吸入控制通道72打開。因此，控制室58通過公用控制通道74、吸入閥座78、吸入控制通道72和吸入壓力通道54而與壓縮機(jī)10的公用吸入室連通。吸入壓力的流體反作用在活塞60的上、下表面上，并且借助于偏壓彈簧62使活塞60從氣缸排14中推開?；钊?0離開氣缸排14的運(yùn)動使吸入通道50與吸入室46處于連通，從而允許吸入氣體進(jìn)行自由流動，并且允許氣缸排14進(jìn)行全容量工作。
現(xiàn)在參照圖3，容量控制系統(tǒng)24示出在它的減少容量或者第二位置上。在這個位置上，螺線圈80通電，并且針閥82被壓靠在吸入閥座78上。針閥82壓靠在吸入閥座78上使吸入控制通道72關(guān)閉并且使排出控制通道70打開。因此，控制室58通過公用控制通道74、排出閥座76、排出控制通道70和排出壓力通道52而與壓縮機(jī)10的出口的排出壓力連通。排出壓力的流體反作用在活塞60的上表面上，從而反抗偏壓彈簧62所產(chǎn)生的力而推動活塞60與氣缸排14形成接合?；钊?0和密封件64與氣缸排14的接合使吸入通道50關(guān)閉，這阻止了處于吸入壓力下的流體進(jìn)入到吸入室46中。氣缸排14的容量基本上減少到0。排出控制通道70設(shè)置有小孔90，該小孔90限制處于排出壓力下的流體從控制通道70流動到控制室58中。借助于限制處于排出壓力下的流體流到控制室58中，使活塞60的速度減少，這就減少了活塞60和氣缸排14之間的撞擊力。撞擊力的減少使得活塞60、密封件62和氣缸排14的座上的損壞和磨損減少了。這又明顯地提高了壓縮機(jī)10的可靠性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，活塞60的直徑接近1英寸，并且它的沖程接近0.310英寸。就這些尺寸大小而言，小孔90的優(yōu)選直徑位于0.020英寸和0.060英寸之間，更加優(yōu)選的是，該優(yōu)選直徑位于0.030英寸和0.050英寸之間。
使用已知的方式計(jì)算出的數(shù)據(jù)列于下表
本發(fā)明被描述成只有氣缸排14安裝容量控制系統(tǒng)24，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在一個以上的氣缸排但不是所有缸體上具有容量控制系統(tǒng)24，因?yàn)樾枰懦鲈鰤毫黧w來移動活塞60。就具有三個氣缸排的本發(fā)明而言，安裝一個容量控制系統(tǒng)可以使壓縮機(jī)10的容量在2/3容量和全容量之間進(jìn)行改變。安裝兩個容量控制系統(tǒng)24可以使壓縮機(jī)10的容量在1/3容量和全容量之間進(jìn)行改變。
螺線圈80被描述為在斷電時(shí)使針閥82位于提供全容量的第一位置上，并且在通電時(shí)使針閥82位于提供減少的容量的第二位置上。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使螺線圈80工作在脈沖寬度調(diào)制方式，從而在完全減少的容量和全容量之間提供極小量的容量。以這種方法，并借助于在兩個缸體上安裝容量控制系統(tǒng)24，壓縮機(jī)10的容量可以在1/3容量和全容量之間選擇成任何容量。
現(xiàn)在參照圖4和5，圖中示出了容量控制系統(tǒng)124。除了噴孔90已從排出控制通道70移位到襯墊92中之外(該襯墊92設(shè)置在缸蓋40和閥體66之間)，容量控制系統(tǒng)124與容量控制系統(tǒng)24相同。容量控制系統(tǒng)124的工作和功能與在上面所描述的容量控制系統(tǒng)24的相同。圖4圖解了處于全容量的容量控制系統(tǒng)124，而圖5圖解了處于減少的容量的容量控制系統(tǒng)124。
本發(fā)明的描述實(shí)質(zhì)上只是示例性，因此，沒有脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的各種變型規(guī)定為本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些變型不能被認(rèn)為脫離了本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種制冷壓縮機(jī)，它具有缸體，該缸體限制出多個氣缸，并且具有缸蓋、位于缸蓋中的排出室和位于缸蓋中的吸入室，該排出室與所有的氣缸進(jìn)行壓力導(dǎo)通，而吸入室與至少一個氣缸處于壓力連通中；通道，該通道把壓縮機(jī)入口連接到所述吸入室中；位于缸蓋中的卸載閥，該閥具有活塞，該活塞借助于排出壓力下的流體沿著一個方向進(jìn)行運(yùn)動，從而關(guān)閉所述的卸載閥，并且借助于吸入壓力下的流體沿著相反方向進(jìn)行運(yùn)動，從而打開所述卸載閥；流體伺服閥，該流體伺服閥致動所述卸載閥，所述伺服閥安裝在缸蓋上，從而把所述卸載閥連接到吸入室中，從而在希望給所述至少一個氣缸進(jìn)行加載時(shí)允許吸入壓力下的流體打開所述卸載閥；及通道，該通道具有流動限制小孔，該小孔設(shè)置在所述排出室和所述卸載閥之間，當(dāng)所述卸載閥關(guān)閉時(shí)，所述小孔充分限制流動到所述伺服氣缸中的氣流，從而減少了活塞的速度和撞擊，因此提高了可靠性和使用壽命。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，還包括用來打開所述伺服閥的電磁閥。
3.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于還包括用來把所述的伺服閥推到所述打開位置上的偏壓件。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，所述偏壓件把所述推到所述打開位置上。
5.如權(quán)利要求1所述的壓氣機(jī)，還包括襯墊，該襯墊設(shè)置在缸體和氣蓋之間，所述小孔是所述襯墊中的一個孔。
6.如權(quán)利要求1所述的壓氣機(jī)，其特征在于，所述伺服閥具有閥座件，所述通道局部延伸通過所述閥座件，所述小孔與所述閥座件隔開。
7.在一種多缸制冷壓縮機(jī)中，它具有所有氣缸的公用入口；排出室，該排出室與所有的氣缸處于壓力連通；進(jìn)入室，該室位于在至少一個氣缸和所述入口之間的流動管路中；及卸載閥，該卸載閥可以移動，從而打開和關(guān)閉所述入口和所述進(jìn)入室之間的連通；其特征在于還包括所述卸載閥的致動器，該致動器包括流體馬達(dá)；伺服閥，該伺服閥可移動來打開和關(guān)閉所述流體馬達(dá)和所述排出室之間的連通；及小孔，該孔設(shè)置在所述排出室和所述流體馬達(dá)之間，所述伺服閥包括滑閥，從而可交替地把流體馬達(dá)連接到排出室中或者所述進(jìn)入室中。
8.在一種多缸制冷壓縮機(jī)中，它具有所有氣缸的公用入口；排出室，它與所有的氣缸處于壓力連通；進(jìn)入室，該室位于在至少一個氣缸和所述入口之間的流動管路中；及卸載閥，該卸截閥可以移動，從而打開和關(guān)閉所述入口和所述進(jìn)入室之間的連通；其特征在于還包括所述卸載閥的致動器，該致動器包括流體馬達(dá)；伺服閥，該伺服閥可移動來打開和關(guān)閉所述流體馬達(dá)和所述排出室之間的連通；及小孔，該孔設(shè)置在所述排出室和所述流體馬達(dá)之間，所述伺服閥包括滑閥和伺服閥的電動控制器，該滑閥可交替地把流體馬達(dá)連接到排出室中或者所述進(jìn)入室中，流體馬達(dá)和伺服可以通過來自所述排出室的流體壓力來致動。
9.在一種制冷壓縮機(jī)，它具有缸體，該缸體限制出多個氣缸，并且具有缸蓋、位于缸蓋中的排出室和位于缸蓋中的吸入室，該排出室與所有的氣缸處于壓力連通，而吸入室與至少一個氣缸處于壓力連通中；通道，該通道把壓縮機(jī)入口連接到所述吸入室中；位于缸蓋中的卸載閥，該卸載閥可以運(yùn)動從而關(guān)閉和打開所述入口和吸入室之間的通道；位于缸蓋中的流體伺服氣缸；位于所述伺服氣缸中的活塞，該活塞驅(qū)動所述卸載閥；安裝在缸蓋的外部上的伺服滑閥，該伺服閥把所述伺服氣缸連接到排出室或者吸入室中；及小孔，該孔設(shè)置在所述排出室和所述流體伺服氣缸之間。
10.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞與孔的直徑的比范圍是50.0∶1-16.7∶1。
11.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞與孔的直徑的比的范圍是33.3∶1-20.0∶1。
12.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞與孔的面積的比的范圍是2500∶1-277∶1。
13.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞與孔的面積的比的范圍是1110∶1-401∶1。
14.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞位移與孔的直徑的比的范圍是12.2∶1-4.05∶1。
15.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞位移與孔的直徑的比的范圍是8.1∶1-4.86∶1。
16.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞位移與孔的面積的比的范圍是77.4∶1-85.9∶1。
17.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞位移與孔的面積的比的范圍是344∶1-124∶1。
18.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞的直徑為1.0英寸和所述的孔的直徑范圍為0.020-0.060英寸。
19.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞的直徑為1.0英寸和所述的孔的直徑范圍為0.030-0.050英寸。
20.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞的排量為0.0243英寸3和所述的孔的直徑范圍為0.020-0.060英寸。
21.按照權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于所述的活塞的排量為0.243英寸3和所述的孔的直徑范圍為0.030-0.050英寸。
全文摘要
一種容量控制系統(tǒng)具有閥，該閥關(guān)閉通到多缸壓縮機(jī)中的一個或者多個氣缸的入口。該閥通過處于排出壓力下的流體來推動，該排出壓力反作用在活塞上，從而關(guān)閉入口。小孔設(shè)置在排出壓力下的流體流中，從而控制活塞的速度，從而減少撞擊負(fù)荷和提高可靠性。
文檔編號F04B49/22GK1400387SQ0212698
公開日2003年3月5日 申請日期2002年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月26日
發(fā)明者弗蘭克·S·沃利斯 申請人:科普蘭公司