適用于壓縮機(jī)的半命令閥系統(tǒng)和用來調(diào)節(jié)設(shè)置有半命令閥系統(tǒng)的壓縮機(jī)的容量的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于交替式壓縮機(jī)的半命令閥系統(tǒng)，其中所述壓縮機(jī)包括至少一個(gè)氣缸(1)、至少一個(gè)活塞(2)、至少一個(gè)壓縮室(3)和至少一個(gè)閥(71；81)，所述至少一個(gè)閥在它們的相應(yīng)的孔口(7；8)中起作用。所述至少一個(gè)閥(71；81)在第一操作狀態(tài)中被施加預(yù)應(yīng)力并且能夠充當(dāng)止回閥。此外，所述至少一個(gè)閥(71；81)包括至少一個(gè)含鐵部分，并且可以被磁場(chǎng)產(chǎn)生元件(72；82)選擇性地致動(dòng)。本發(fā)明還公開了一種調(diào)節(jié)設(shè)置有這種半命令閥系統(tǒng)的壓縮機(jī)的容量的方法。
【專利說明】適用于壓縮機(jī)的半命令閥系統(tǒng)和用來調(diào)節(jié)設(shè)置有半命令閥系統(tǒng)的壓縮機(jī)的容量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適用于交替式壓縮機(jī)的半命令閥系統(tǒng)，和用來調(diào)節(jié)設(shè)置有該半命令閥系統(tǒng)的壓縮機(jī)的方法。
[0002]一般而言，本發(fā)明提供用來操縱交替式壓縮機(jī)的吸入閥和/或排出閥的強(qiáng)制打開和關(guān)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(jī)的容量。

【背景技術(shù)】
[0003]關(guān)于常規(guī)交替式壓縮機(jī)組件
[0004]本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道，交替式壓縮機(jī)包括能夠改變工作流體的壓力以及泵送工作流體的機(jī)器和/或裝置。在這個(gè)意義上，并且在更具體的形式中，交替式壓縮機(jī)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(dòng)的活塞的圓筒形室限定。因此，由于可移動(dòng)活塞的位移發(fā)生在壓縮室內(nèi)，壓縮室的容積交替地改變(減小和增加)。
[0005]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還已知壓縮室內(nèi)的工作流體的進(jìn)入(吸入)和移除(排出)步驟由用來實(shí)現(xiàn)交替式壓縮機(jī)的當(dāng)前功能的關(guān)鍵步驟組成。此外，所述步驟直接影響壓縮機(jī)性能的參數(shù)，并且由于這個(gè)原因，現(xiàn)有技術(shù)包括大量閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)意圖控制壓縮室內(nèi)的工作流體的吸入和排出。
[0006]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)閥系統(tǒng)的常規(guī)功能，觀察到，常規(guī)吸入閥具有通常關(guān)閉的構(gòu)造，并且當(dāng)活塞處于上死點(diǎn)并且下降到下死點(diǎn)時(shí)它們的自動(dòng)的和非命令的“打開”獨(dú)特地且排他地發(fā)生，即，目前的吸入閥可以僅當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力降低到低于吸入室中的壓力的值時(shí)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(jìn)一步改進(jìn)，這是由于如可以觀察到的，有必要產(chǎn)生有利的壓力差使得它們可以“打開”，并且在這一點(diǎn)上，除了用于移動(dòng)活塞的電動(dòng)機(jī)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(guī)方案提供這個(gè)馬達(dá)的過大尺寸(以允許它“啟動(dòng)”壓縮機(jī))，并且也使用復(fù)雜的且昂貴的特定啟動(dòng)系統(tǒng)。
[0008]關(guān)于常規(guī)排出閥，它們也具有通常關(guān)閉的構(gòu)造，并且當(dāng)活塞從下死點(diǎn)行進(jìn)并且走向上死點(diǎn)時(shí)它們的自動(dòng)和非命令的“打開”獨(dú)特地且排他地發(fā)生，因此增加氣缸內(nèi)的壓力，即，當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力高于排出室中的壓力時(shí)。
[0009]目前的排出閥的這種可操作性雖然也起作用，但阻止結(jié)合維持馬達(dá)速度的壓縮機(jī)的任何種類的容量調(diào)節(jié)。
[0010]關(guān)于壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)的電流交替
[0011]根據(jù)廣泛傳播的現(xiàn)有技術(shù)理解，已知僅僅具有可變速度的壓縮機(jī)能夠改變操作速度，因此調(diào)節(jié)其容量，而所謂的開-關(guān)計(jì)算機(jī)不具有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
[0012]在基于連續(xù)電流(VCC)電動(dòng)機(jī)的具有可變速度的列舉的壓縮機(jī)的情況中，可以觀察到，在壓縮機(jī)減小其操作速度時(shí)，被排入任何系統(tǒng)(例如，制冷系統(tǒng))的氣體質(zhì)量較低，并且因此，需要變化的氣體質(zhì)量的系統(tǒng)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(jī)使用與永久磁體馬達(dá)關(guān)聯(lián)的復(fù)雜的電子設(shè)備，并且通常，磁體與電子設(shè)備的這種關(guān)聯(lián)具有高的成本。這種壓縮機(jī)的另一限制涉及它可以操作的最小速度，這是由于這個(gè)最小旋轉(zhuǎn)值也與壓縮機(jī)可靠性直接關(guān)聯(lián)。
[0014]此外，作為壓縮機(jī)的容量調(diào)節(jié)的緩和替代，現(xiàn)有技術(shù)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(duì)地變化(部分地阻礙)。
[0015]例如，美國(guó)專利3，844，686和美國(guó)專利申請(qǐng)2010/004387公開能夠直接地或間接地促進(jìn)吸入和/或排出直徑的減小/增加的電磁機(jī)構(gòu)；然而，當(dāng)吸入或排出閥可操作地“打開”時(shí)，這種機(jī)構(gòu)僅具有相關(guān)可操作性。
[0016]基于上述情況，可以清楚地注意到，關(guān)于交替式壓縮機(jī)的閥系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)基本上依靠非易變的且不可定制的等同操作原理。
[0017]此外，也注意到，關(guān)于用來調(diào)節(jié)交替式壓縮機(jī)的容量的裝置的現(xiàn)有技術(shù)涉及不是完全適用的方案，或者也涉及不適用于更普通的應(yīng)用的昂貴的方案。
[0018]基于這種情況，開發(fā)本發(fā)明專利。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于交替式壓縮機(jī)的閥系統(tǒng)，在操作壓縮循環(huán)期間在任何時(shí)間該閥系統(tǒng)能夠?yàn)榘朊畹摹Ｒ虼?，本發(fā)明的另一目標(biāo)是通過所述現(xiàn)在公開的閥系統(tǒng)允許選擇性操縱吸入閥和/或排出閥。
[0020]本發(fā)明的另一目標(biāo)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(diào)節(jié)壓縮機(jī)的容量。在這點(diǎn)上，本發(fā)明的另外目標(biāo)是提供一種通過回流工作流體來調(diào)節(jié)該容量的方法。
[0021]另外，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用來調(diào)節(jié)容量的方法，其中所述方法也將有助于啟動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)。
[0022]最后，本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供與從現(xiàn)有技術(shù)已知的用于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(biāo)通過適用于交替式壓縮機(jī)(這種壓縮機(jī)包括至少一個(gè)氣缸、至少一個(gè)活塞、至少一個(gè)壓縮室和至少一個(gè)閥，該閥在其相應(yīng)的孔口中起作用)的半命令閥系統(tǒng)被完全實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)自身包括至少一個(gè)閥(該閥包括第一操作狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力機(jī)械閥，并且包括至少一個(gè)含鐵部分)和選擇性地致動(dòng)的至少一個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。根據(jù)本發(fā)明，所述至少一個(gè)閥的操作狀態(tài)通過致動(dòng)所述至少一個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件被選擇性地切換。
[0024]優(yōu)選地，至少一個(gè)閥的操作狀態(tài)通過磁場(chǎng)產(chǎn)生元件的磁脈沖在第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)之間被選擇性地切換。在這個(gè)意義上，并且在優(yōu)選形式中，該閥的第一操作狀態(tài)被隨機(jī)地指定為“打開的”狀態(tài)，并且該閥的第二操作狀態(tài)被指定為“關(guān)閉的”狀態(tài)。
[0025]這里值得提及，根據(jù)本發(fā)明，該閥可以包括吸入閥，或者另外包括排出閥。至于磁場(chǎng)產(chǎn)生元件，該磁場(chǎng)產(chǎn)生元件包括電線圈或類似物。在另外的優(yōu)選模式中，至少一個(gè)閥及其相應(yīng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生元件布置在至少一個(gè)閥板上，并且在多于一個(gè)根據(jù)至此公開的構(gòu)思的半命令閥的情況中，設(shè)置各閥之間的磁絕緣。
[0026]上述目標(biāo)也通過用來調(diào)節(jié)設(shè)置有半命令閥系統(tǒng)的壓縮機(jī)的容量的方法被實(shí)現(xiàn)，該方法包括通過至少一個(gè)閥的非自發(fā)切換而回流吸入和/或排出。
[0027]在這個(gè)意義上，至少一個(gè)閥的自發(fā)關(guān)閉可以被延遲，或者另外地，至少一個(gè)閥的自發(fā)打開被延遲。
[0028]優(yōu)選地，存在吸入閥的自發(fā)關(guān)閉的延遲和排出閥的自發(fā)打開的延遲。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]適用于交替式壓縮機(jī)的目前公開的半命令閥系統(tǒng)的構(gòu)思實(shí)施例將基于下面提及的圖被詳細(xì)地描述，其中:
[0030]圖1示出設(shè)置有目前公開的半命令閥系統(tǒng)的交替式壓縮機(jī)的功能機(jī)構(gòu)的示意性模型。

【具體實(shí)施方式】
[0031]根據(jù)本發(fā)明并且為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，適用于交替類型壓縮機(jī)的新穎的半命令閥系統(tǒng)被公開。
[0032]通常，所述系統(tǒng)包括在第一操作狀態(tài)下的至少一個(gè)預(yù)應(yīng)力閥、至少一個(gè)含鐵部分和選擇性地可致動(dòng)的至少一個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件。通過這種方式，所述至少一個(gè)閥的操作狀態(tài)可以通過致動(dòng)至少一個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件被選擇性地切換。
[0033]根據(jù)圖1中示出的構(gòu)思實(shí)施例，可以注意到，目前公開的系統(tǒng)使用具有電線圈72、82和打開狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力閥71、81的裝置。所述閥由于預(yù)應(yīng)力而保持打開，并且所述電線圈具有廣生磁場(chǎng)的功能，因此有利于閥的關(guān)閉。
[0034]根據(jù)這個(gè)必要構(gòu)思，所述特征可以適用于吸入閥71和/或排出閥81。
[0035]預(yù)應(yīng)力閥布置成與它們的相應(yīng)的電線圈對(duì)齊使得當(dāng)被激活時(shí)它們處于用來產(chǎn)生磁場(chǎng)的狀態(tài)中，因此將其預(yù)應(yīng)力閥吸引到對(duì)準(zhǔn)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(diào)節(jié)壓縮機(jī)的容量而不需要改變其電動(dòng)機(jī)(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(zhì)量量以便獲得希望的功能容量以提高任何系統(tǒng)以及更具體地制冷系統(tǒng)的有效性。
[0037]當(dāng)在操作中時(shí)，目前要求保護(hù)的系統(tǒng)可以引起吸入閥71和/或排出閥81在活塞2(具有氣缸I內(nèi)的交替位移)的循環(huán)期間在任何時(shí)間關(guān)閉，因此增加或減小壓縮室3的容積。也存在不關(guān)閉該閥的選擇。因此，可以獲得專用于關(guān)閉所述閥以在吸入室4和/或排出室5中產(chǎn)生確定的回流的時(shí)間的變化，并且因此，由于使用交替式壓縮機(jī)(優(yōu)選地，制冷系統(tǒng))被輸送到該系統(tǒng)的工作流體的量已經(jīng)改變，容量調(diào)節(jié)將發(fā)生。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)具有過早打開吸入閥的優(yōu)點(diǎn)，這是由于該吸入閥具有打開預(yù)應(yīng)力。這種優(yōu)點(diǎn)代表用來打開吸入閥的壓力的減小，并且作為結(jié)果，較少能量將被該壓縮機(jī)消耗。此外，在電線圈被致動(dòng)時(shí)或當(dāng)該閥的預(yù)應(yīng)力滿足有利于關(guān)閉的壓力梯度時(shí)，該吸入閥將關(guān)閉。因此，通過調(diào)節(jié)吸入閥中的回流可以改變將被輸送到制冷系統(tǒng)的制冷氣流。
[0039]這種相同的構(gòu)思可以適用于排出閥，其中當(dāng)活塞從下死點(diǎn)開始并且向著上死點(diǎn)行進(jìn)時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力增加，直到它變得高于排出室中的壓力，并且在這時(shí)，排出閥將開始打開運(yùn)動(dòng)，該打開運(yùn)動(dòng)由所述閥的預(yù)應(yīng)力促進(jìn)。此時(shí)該活塞將該氣體排出到氣缸外部并且返回到下死點(diǎn)的過程開始，并且具有預(yù)應(yīng)力的閥將保持打開以允許排出室的氣體返回到氣缸中。當(dāng)電線圈被驅(qū)動(dòng)時(shí)，這個(gè)回流將停止，因此關(guān)閉所述排出閥。所述回流代表還沒有被輸送到該系統(tǒng)并且允許容量調(diào)節(jié)發(fā)生的氣體。
[0040]此外，重要的是，線圈的致動(dòng)可以通過簡(jiǎn)單的電子設(shè)備被實(shí)現(xiàn)，該電子設(shè)備供應(yīng)充分的電流以產(chǎn)生磁場(chǎng)并且關(guān)閉各閥。
[0041]在已經(jīng)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例之后，應(yīng)當(dāng)解釋，本發(fā)明的范圍包括其它可能變型，該其它可能變型僅由所附權(quán)利要求的內(nèi)容限制，包括可能的等同裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于交替式壓縮機(jī)的半命令閥系統(tǒng)，其中，所述壓縮機(jī)包括至少一個(gè)氣缸(I)、至少一個(gè)活塞(2)、至少一個(gè)壓縮室(3)和至少一個(gè)閥(71，81)，所述至少一個(gè)閥在它們的相應(yīng)的孔口(7，8)中起作用，所述半命令閥系統(tǒng)的特征在于，所述半命令閥系統(tǒng)包括: 處于操作狀態(tài)中的至少一個(gè)預(yù)應(yīng)力閥(71，81)，并且所述至少一個(gè)預(yù)應(yīng)力閥包括至少一個(gè)含鐵部分； 選擇性致動(dòng)的至少一個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件(72,82)； 所述至少一個(gè)閥(71，81)的操作狀態(tài)通過致動(dòng)至少一個(gè)磁場(chǎng)產(chǎn)生元件(72，82)而被選擇性地切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥(71，81)的操作狀態(tài)通過所述磁場(chǎng)產(chǎn)生元件(72，82)的至少一個(gè)磁脈沖在第一操作狀態(tài)和第二操作狀態(tài)之間被選擇性地切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥(71，81)的第一操作狀態(tài)包括“打開的”狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥(71，81)的第二操作狀態(tài)包括“關(guān)閉的”狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥(71)包括吸入閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥(71)包括排出閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場(chǎng)產(chǎn)生元件(72，82)包括電線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥(71，81)及其相應(yīng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生元件(72，82)被布置在至少一個(gè)閥板(6)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半命令閥系統(tǒng)，其特征在于，所述半命令閥系統(tǒng)在所述閥(71)和(81)之間至少提供磁絕緣。
10.一種用來調(diào)節(jié)設(shè)置有如權(quán)利要求1到9中限定的半命令閥系統(tǒng)的壓縮機(jī)的容量的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法包括通過所述至少一個(gè)閥(71，81)的非自發(fā)切換而使吸入和/或排出回流。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法延遲所述至少一個(gè)閥(71，81)的自發(fā)關(guān)閉。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法延遲至少一個(gè)吸入閥(71)的自發(fā)關(guān)閉。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法延遲所述至少一個(gè)閥(71，81)的自發(fā)打開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法延遲排出閥(81)的自發(fā)打開。
【文檔編號(hào)】F16K15/18GK104081050SQ201280068599
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月26日
【發(fā)明者】D·E·B·利利, E·阿西諾, R·克雷默 申請(qǐng)人:惠而浦股份有限公司