專利名稱：一種采用柱塞電磁閥的單螺桿壓縮機氣量分級調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動力機械和化工機械類，涉及一種單螺桿壓縮機的調(diào)節(jié)，特別是一種采用柱塞電磁閥的單螺桿壓縮機氣量分級調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
單螺桿壓縮機自1970年投放市場以來，由于結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)越，維修方便，運行可靠性好等特點，發(fā)展迅速，被廣泛用于氣體動力、化工、建筑、制冷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。單螺桿壓縮機在使用中，由于需氣量的變化，要求壓縮機排氣量作相應的調(diào)節(jié)。單螺桿制冷壓縮機(以下稱制冷機)一般采用轉(zhuǎn)動環(huán)或滑閥來調(diào)節(jié)制冷量，這兩種調(diào)節(jié)方案均使機器結(jié)構(gòu)復雜化，加工要求也很高；單螺桿氣體壓縮機(以下稱壓氣機)則與其他容積式壓縮機一樣，采用進氣節(jié)流、進排氣管道連通、壓縮機停/開和變轉(zhuǎn)速等調(diào)節(jié)方法。其中，進氣節(jié)流調(diào)節(jié)范圍廣，但節(jié)流阻力使功耗和排氣溫度增加；進排氣管道連通雖然簡單易行，但相當于排氣泄漏，無端增加能耗；壓縮機停/開調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性好，適用于微小型壓縮機，但此法除需配置較大容量的儲氣罐外，還對電機壽命及能耗產(chǎn)生不利影響；采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)較為理想，但需增加一套變頻調(diào)速機構(gòu)，使壓縮機造價提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種采用柱塞電磁閥的單螺桿壓縮機氣量分級調(diào)節(jié)方法，該方法在不改變機體結(jié)構(gòu)的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)排氣量的分級調(diào)節(jié)。
實現(xiàn)上述任務的技術(shù)方案是一種采用柱塞電磁閥的單螺桿壓縮機氣量分級調(diào)節(jié)方法，該方法在由包括螺桿、星輪在內(nèi)的嚙合副和具有進、排氣口的密封機體所組成的單螺桿壓縮機上，進行該壓縮機氣量的分級調(diào)節(jié)；其特征在于，將柱塞電磁閥分級安裝在密封機體上，并且柱塞電磁閥的頂面與氣缸內(nèi)壁在同一圓柱面上，利用該柱塞電磁閥中回流孔塞的移動將回流孔口打開，螺槽容積內(nèi)的部分氣體就回流至壓縮機的進氣腔中，改變壓縮機的開始壓縮時間，使得該單螺桿壓縮機的氣量達到分級調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的調(diào)節(jié)方法既可用于壓氣機，又可用于制冷機；簡單易行，能夠在不改變機體結(jié)構(gòu)的條件下，實現(xiàn)排氣量的分級調(diào)節(jié)；由于柱塞電磁閥的頂面與氣缸內(nèi)壁在同一圓柱面上，無余隙容積；壓縮機未對回流氣體作功，在調(diào)節(jié)工況下仍有較高效率；采用柱塞電磁閥，易于實現(xiàn)壓縮機的自動控制。


圖1為本發(fā)明調(diào)節(jié)機構(gòu)的安裝圖；圖2為本發(fā)明柱塞電磁閥的工作原理和結(jié)構(gòu)圖。其中，a)為圖1中電磁閥的A-A剖面圖，b)為電磁閥開啟后氣體回流的示意圖；圖3為單螺桿壓縮機星輪轉(zhuǎn)角θ2與螺桿螺槽容積V的關(guān)系曲線圖；圖4為柱塞電磁閥在壓縮機主平面(通過螺桿軸線且垂直于星輪軸線的平面)內(nèi)的安裝位置圖；圖5為柱塞電磁閥在機體上的實際安裝位置圖。
附圖中的標號分別表示1、機體；2、柱塞電磁閥；3、螺桿；4、星輪；5、殼體；6、彈簧支撐體；7、銜鐵；8、彈簧；9、套圈；10、底板；11、電磁線圈；12、鐵心；13、回流孔塞；14、回流通道；15、回流孔口。
下面結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實施例對本發(fā)明作進一步的具體說明。
具體實施例方式
參見附圖，圖1中表示柱塞電磁閥2在壓縮機機體1上的安裝位置，其中，表示其周向位置的β角，可視壓縮機機體的具體結(jié)構(gòu)而定；圖中表示其周長的C值按下面的式(2)確定。
圖2表示本發(fā)明所用的常閉柱塞電磁閥的工作原理和結(jié)構(gòu)，該柱塞電磁閥2包括一個底板10，該底板10與一帶有回流通道14的殼體5連接，在殼體5內(nèi)的下部有鐵心12，鐵心12的周圍有電磁線圈11和套圈9，套圈9的上方有彈簧支撐體6，彈簧支撐體6的腔體內(nèi)放置有彈簧8，彈簧8中間有銜鐵7，銜鐵7上設有回流孔塞13，該回流孔塞13在電磁閥閉合時處于殼體5的上部，并將回流孔口15和回流通道14封堵。
當電磁線圈11通電后，鐵心12產(chǎn)生的電磁力使銜鐵7連同回流孔塞13克服彈簧8的力而下移，此時電磁閥開啟，回流孔口被打開，封閉螺槽內(nèi)氣體就由回流通道9返回進氣腔。
本實施例樣機的主要參數(shù)容積流量(排氣量)3m3/min，排氣壓力0.7Mpa，轉(zhuǎn)速2940r/min，容積效率0.85。
確定柱塞電磁閥位置的步驟參見圖3～圖5圖3為單螺桿壓縮機星輪轉(zhuǎn)角θ2與螺桿螺槽容積V的關(guān)系曲線圖；圖4為柱塞電磁閥在壓縮機主平面(通過螺桿軸線且垂直于星輪軸線的平面)內(nèi)的安裝位置圖；圖5為電磁閥在機體上的實際安裝位置圖。
具體步驟為1.根據(jù)實際運行工況需要確定排氣量的分級數(shù)。本實施例分為3級，即為總排氣量(和螺槽容積)的100％，70％和40％。
2.根據(jù)分級數(shù)，在由壓縮機設計時已知的單螺桿壓縮機星輪轉(zhuǎn)角θ2與螺桿螺槽容積V的關(guān)系曲線圖3上，確定調(diào)節(jié)到各級排氣量時相應的星輪轉(zhuǎn)角θa，θb，θc。
3.根據(jù)求得的星輪轉(zhuǎn)角θa，θb，θc，代入下式(1)中的θ2，即可求得每級電磁閥或回流孔口在主平面內(nèi)的位置ya，yb，yc(如圖4所示)。
y＝(asinθ2-b/2)/cosθ2(1)式中，a為星輪回轉(zhuǎn)中心至螺桿外緣的距離；b為星輪齒寬。
4.根據(jù)壓縮機的具體結(jié)構(gòu)，確定電磁閥或回流孔口的安裝角β，然后按下式(2)計算其相應的周長C。
C＝πdβ/360° (2)式中，d為氣缸直徑。若將電磁閥安置于機體1的頂部，則β＝π/2，C＝πd/4。
5.根據(jù)求得的周長C，在圖5的機體上確定柱塞電磁閥2的實際位置ya′，yb′，yc′。
權(quán)利要求
1.一種采用柱塞電磁閥的單螺桿壓縮機氣量分級調(diào)節(jié)方法，該方法在由包括螺桿、星輪在內(nèi)的嚙合副，和具有進、排氣口的密封機體所組成的單螺桿壓縮機上，進行壓縮機氣量的分級調(diào)節(jié)；其特征在于，將柱塞電磁閥分級安裝在密封機體上，并且柱塞電磁閥的頂面與氣缸內(nèi)壁在同一圓柱面上，利用該柱塞電磁閥中回流孔塞的移動將回流孔口打開，使螺槽容積內(nèi)的部分氣體回流至壓縮機的進氣腔中，改變單螺桿壓縮機的開始壓縮時間，使得該單螺桿壓縮機的氣量達到分級調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的壓縮機氣量分級數(shù)相應的柱塞電磁閥在機體上的安裝位置按以下步驟確定1)根據(jù)實際運行工況確定壓縮機排氣量的分級數(shù)，在單螺桿壓縮機星輪轉(zhuǎn)角與螺桿螺槽容積的關(guān)系曲線圖上確定調(diào)節(jié)到各級排氣量時相應的星輪轉(zhuǎn)角θa，θb，θc；2)根據(jù)求得的星輪轉(zhuǎn)角θa，θb，θc，代入下式(1)中的θ2，即可求得每級柱塞電磁閥的回流孔口在主平面內(nèi)的位置ya，yb，yc；y＝(asinθ2-b/2)/cosθ2(1)式中，a為星輪回轉(zhuǎn)中心至螺桿外緣的距離；b為星輪齒寬；3)根據(jù)壓縮機的具體結(jié)構(gòu)，確定電磁閥或回流孔口的安裝角β，然后按下式(2)計算其相應的周長C；C＝πdβ/360° (2)式中，d為氣缸直徑，若將電磁閥安置于機體的頂部，則β＝π/2，C＝πd/4；4)根據(jù)求得的周長C，在機體上確定柱塞電磁閥的實際位置Ya′，yb′，yc′。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的柱塞電磁閥包括一個底板，該底板與一帶有回流孔口和回流通道的殼體連接，在殼體內(nèi)的下部有鐵心，鐵心的周圍有電磁線圈和套圈，套圈的上方有彈簧支撐體，彈簧支撐體的腔體內(nèi)放置有彈簧，彈簧中間有銜鐵，銜鐵上設有回流孔塞，該回流孔塞在電磁閥閉合時處于殼體的上部，并將回流孔口堵??；在電磁閥開啟時該回流孔塞下移，回流孔口被打開，螺槽內(nèi)氣體就通過回流通道回到進氣口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用柱塞電磁閥的單螺桿壓縮機氣量分級調(diào)節(jié)方法，該方法在由包括螺桿、星輪在內(nèi)的嚙合副和具有進、排氣口的密封機體所組成的單螺桿壓縮機上，進行壓縮機氣量的分級調(diào)節(jié)；其特征在于，將柱塞電磁閥分級安裝在密封機體上，并且柱塞電磁閥的頂面與氣缸內(nèi)壁在同一圓柱面上，利用該柱塞電磁閥將回流孔口打開，使螺槽容積內(nèi)的部分氣體回流至壓縮機的進氣腔中，改變壓縮機的開始壓縮時間，使得該單螺桿壓縮機的氣量達到分級調(diào)節(jié)。該方法既可用于壓氣機，又可用于制冷機；簡單易行，能夠在不改變機體結(jié)構(gòu)的條件下，實現(xiàn)排氣量的分級調(diào)節(jié)；無余隙容積，機器效率高；易于實現(xiàn)自動控制。
文檔編號F04C18/16GK1811187SQ20061004187
公開日2006年8月2日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者金立軍, 張淑存, 余心源 申請人:上海普度壓縮機有限公司, 金立軍