压缩机系统及其控制方法

xiaoxiao2020-7-22  3

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压缩机系统及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种压缩机系统(10A)及其控制方法。压缩机系统包括彼此并联连接的第一压缩机(100)和第二压缩机(200)、设置在第一压缩机和第二压缩机之间的润滑剂平衡管道(500)、与排气管道(420)连接并且将润滑剂供给到第一压缩机的润滑剂分离器(A)、以及设置在润滑剂平衡管道中的第一控制阀(B)。第一控制阀能够选择性地打开或关闭润滑剂平衡管道。本发明的压缩机系统及其控制方法能够进一步改善两台或多台压缩机之间的润滑剂平衡并且具有较低的成本。
【专利说明】压缩机系统及其控制方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压缩机系统及其控制方法。

【背景技术】
[0002]本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息,其可能并不构成现有技术。
[0003]已知一种由两台甚至更多台压缩机并联构成的压缩机系统。这种压缩机系统可以利用制冷量相对较小的多台压缩机来代替具有较大制冷量的单台压缩机,从而降低系统的成本以及提高系统的运行效率。在这种由多台压缩机并联构成的压缩机系统中,一个重要的问题是保证各个压缩机之间的润滑剂平衡。尽管已经提出了各种方法来改善这种压缩机系统中的润滑剂平衡,但是,特别是在压缩机系统中包括可变容量压缩机时,这种压缩机系统中的润滑剂平衡仍然存在改进的空间。
[0004]因此,需要一种各压缩机之间的润滑剂平衡进一步改善的压缩机系统。


【发明内容】

[0005]根据本发明的一个方面,提供了一种压缩机系统,包括:第一压缩机,所述第一压缩机包括第一壳体以及设置在所述第一壳体上的第一进气口和第一排气口 ;第二压缩机,所述第二压缩机包括第二壳体以及设置在所述第二壳体上的第二进气口和第二排气口,所述第一进气口和所述第二进气口经由进气管道彼此流体连通并且经由进气管道被供给有流体,所述第一排气口和所述第二排气口经由排气管道彼此流体连通并且经由排气管道排出流体;润滑剂分离器,所述润滑剂分离器与所述排气管道连接以分离流经排气管道的流体中的润滑剂,并且所述润滑剂分离器经由润滑剂供给管道将所分离出的润滑剂供给到所述第一压缩机;润滑剂平衡管道,所述润滑剂平衡管道设置在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间以使所述第一压缩机内的润滑剂能够经由所述润滑剂平衡管道流动到所述第二压缩机内;以及第一控制阀,所述第一控制阀设置在所述润滑剂平衡管道的与所述第一压缩机连接的区段中并且能够被选择性地打开或关闭。
[0006]根据本发明的另一个方面,提供了一种压缩机系统的控制方法,所述压缩机系统包括彼此并联的第一压缩机和第二压缩机、设置在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑剂平衡管道、设置在所述第一压缩机和所述第二压缩机的共有的排气管道中并且经由润滑剂供给管道向所述第一压缩机供给润滑剂的润滑剂分离器以及设置在所述润滑剂平衡管道的与所述第一压缩机连接的区段中的第一控制阀,所述控制方法的特征在于:在所述第一压缩机内的润滑剂量大于等于第一预定值时打开所述第一控制阀,以及在所述第一压缩机内的润滑剂量小于等于第二预定值时关闭所述第一控制阀,所述第一预定值大于所述第二预定值。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]通过以下参照附图的描述,本发明的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解,其中:
[0008]图1是一种常规的压缩机系统的示意图;
[0009]图2是图1所示压缩机系统中的一台压缩机的示意性剖视图;
[0010]图3是图1所示压缩机系统中的另一台压缩机的示意性剖视图;
[0011]图4是根据本发明一种实施方式的压缩机系统的示意图;
[0012]图5是根据本发明一种实施方式的压缩机系统的示意性管路布置图;以及
[0013]图6是另一种具有容量调节功能的定涡旋部件的示意图。

【具体实施方式】
[0014]下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的,而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件,因此相同部件的构造将不再重复描述。
[0015]首先将参照图1-3描述常规的压缩机系统的基本构造和原理。
[0016]如图1所不,压缩机系统10包括第一压缩机100、第二压缩机200、第三压缩机300。第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300彼此并联连接以构成所谓的多联机系统。更具体地,第一压缩机100可以包括第一壳体110以及设置在第一壳体110上的第一进气口 118和第一排气口 119。第一壳体110内可以包括第一吸气压力区和第一排气压力区(后面参照图2具体描述)并且第一壳体110内存储有润滑剂。在这种立式压缩机的构造中,润滑剂通常存储在第一壳体110的底部区域。类似地,第二压缩机200包括第二壳体210以及设置在第二壳体210上的第二进气口 218和第二排气口 219。第二壳体210内可以包括第二吸气压力区和第二排气压力区(后面参照图3具体描述)并且第二壳体210内存储有润滑剂。第三压缩机300可以具有与第二压缩机200相同的构造。具体地,第三压缩机300可以包括第三壳体310以及设置在第三壳体310上的第三进气口 318和第三排气口 319。第一进气口 118、第二进气口 218和第三进气口 318经由进气管道410彼此流体连通并且经由进气管道410被供给有流体。第一排气口 119、第二排气口 219和第三排气口319经由排气管道420彼此流体连通并且经由排气管道420排出流体。
[0017]更具体地,进气管道410可以包括与第一进气口 118连接的第一进气分管412、与第二进气口 218连接的第二进气分管414、与第三进气口 318连接的第三进气分管416以及将第一进气分管412、第二进气分管414以及第三进气分管416连接在一起的进气总管418。压缩机系统10中的进气(吸入流体)可以经由进气总管418吸入,然后分别经由第一进气分管412、第二进气分管414以及第三进气分管416吸入第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300。类似地,排气管道420可以包括与第一排气口 119连接的第一排气分管422、与第二排气口 219连接的第二排气分管424、与第三排气口 319连接的第三排气分管426以及将第一排气分管422、第二排气分管424以及第三排气分管426连接在一起的排气总管428。第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300中的压缩后的流体分别经由第一排气分管422、第二排气分管424和第三排气分管426排出并且在排气总管428中汇合以一起排出到压缩机系统10中。
[0018]在第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300之间设置有润滑剂平衡管道500以向各台压缩机供给润滑剂和/或使得各台压缩机内的润滑剂能够经由润滑剂平衡管道330互相流动。例如,润滑剂平衡管道500可以分别与设置在第一压缩机100中的润滑剂平衡口 117、设置在第二压缩机200中的润滑剂平衡口 217以及设置在第三压缩机300中的润滑剂平衡口 317连接。另外,润滑剂平衡管道500的区段510还可以与压缩机系统10中的润滑剂分离器A (例如,如图5所示)流体连通以向各台压缩机供给润滑剂。
[0019]在第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300上分别设置有用于检测各压缩机内的润滑剂量的传感器531、532和533。在润滑剂平衡口 117、217和317附近分别设置有控制阀541、542和543。压缩机系统的控制部件(例如,控制电路板或电子控制单元(E⑶)等)可以根据各个传感器531、532和533的测量结果来分别控制各个控制阀541、542和543的打开或关闭,从而调整各个压缩机内的润滑剂量。
[0020]下面同时参照图2和3,以可变容量涡旋压缩机和固定容量涡旋压缩机为例更具体地描述压缩机系统10的具体构造。
[0021]图2示出了一种常规的固定容量的涡旋压缩机的示例。图1中的第二压缩机200或第三压缩机300可以采用图2所示构造的压缩机,但并不限于此。下面以第二压缩机200为例,具体描述该压缩机200的构造。图2所示涡旋压缩机200的壳体210 (上述的第二壳体210)包括大致圆筒状的本体211、设置在本体211 —端的顶盖212、设置在本体211另一端的底盖214。在顶盖212和本体211之间设置有隔板216以将压缩机的内部空间分隔成高压侧(即,排气压力区)和低压侧(即,吸气压力区)。隔板216和顶盖212之间构成高压侦牝而隔板216、本体211和底盖214之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气口 218,在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气口 219。尽管在图2中排气口 219示出为设置在顶盖212的顶部中央,但是本领域技术人员可以理解排气口 219也可以如图1所示那样设置在顶盖212的侧面。壳体210中设置有由定子222和转子224构成的马达220。转子224中设置有驱动轴230以驱动由定涡旋部件250和动涡旋部件260构成的压缩机构。动涡旋部件260包括端板264、形成在端板一侧的毂部262和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片266。定涡旋部件250包括端板254、形成在端板一侧的螺旋状的叶片256和形成在端板的大致中央位置处的排气孔252。在定涡旋部件250的涡旋叶片256和动涡旋部件260的涡旋叶片266之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。其中,径向最外侧的压缩腔处于吸气压力,径向最内侧的压缩腔处于排气压力。中间的压缩腔处于吸气压力和排气压力之间,从而也被称之为中压腔。
[0022]动涡旋部件260的一侧由主轴承座240的上部(该部分构成止推构件)支撑,驱动轴230的一端由设置在主轴承座240中的主轴承244支撑。驱动轴230的一端设置有偏心曲柄销232,在偏心曲柄销232和动涡旋部件260的毂部262之间设置有卸载衬套242。通过马达220的驱动,动润旋部件260将相对于定润旋部件250平动转动(即,动润旋部件260的中心轴线绕定涡旋部件250的中心轴线旋转,但是动涡旋部件260本身不会绕自身的中心轴线旋转)以实现流体的压缩。上述平动转动通过定涡旋部件250和动涡旋部件260之间设置的十字滑环来实现。经过定涡旋部件250和动涡旋部件260压缩后的流体通过排气孔252排出到高压侧。为了防止高压侧的流体在特定情况下经由排气孔252回流到低压侧,可在排气孔252处设置单向阀或排气阀270。
[0023]为了实现流体的压缩,定涡旋部件250和动涡旋部件260之间必须有效密封。一方面,定涡旋部件250的涡旋叶片256的远端部与动涡旋部件260的端板264之间以及动涡旋部件260的涡旋叶片266的远端部与定涡旋部件250的端板254之间需要轴向密封。
[0024]通常,在定涡旋部件250的端板254的与涡旋叶片256相反的一侧设置有背压腔258。背压腔258中设置有密封组件280,密封组件280的轴向位移受到隔板216的限制。背压腔258通过端板254中形成的轴向延伸的通孔(未示出)与中压腔流体连通从而形成将定涡旋部件250朝向动涡旋部件260压的力。由于动涡旋部件260的一侧由主轴承座240的上部支撑,所以利用背压腔258中的压力可以有效地将定涡旋部件250和动涡旋部件260压在一起。当各个压缩腔中的压力超过设定值时,这些压缩腔中的压力所产生的合力将超过背压腔258中提供的下压力从而使得定涡旋部件250向上运动。此时,压缩腔中的流体将通过定涡旋部件250的涡旋叶片256的远端部与动涡旋部件260的端板264之间的间隙以及动涡旋部件260的涡旋叶片266的远端部与定涡旋部件250的端板254之间的间隙泄漏到低压侧以实现卸载,从而为涡旋压缩机提供了轴向柔性。
[0025]另一方面,定涡旋部件250的涡旋叶片256的侧表面与动涡旋部件260的涡旋叶片266的侧表面之间也需要径向密封。二者之间的这种径向密封通常借助于动涡旋部件260在运转过程中的离心力以及驱动轴230提供的驱动力来实现。具体地,在运转过程中,通过马达220的驱动,动涡旋部件260将相对于定涡旋部件250平动转动,从而动涡旋部件260将产生离心力。另一方面,驱动轴230的偏心曲柄销232在旋转过程中也会产生有助于实现定涡旋部件和动涡旋部件径向密封的驱动力分量。动涡旋部件260的涡旋叶片266将借助于上述离心力和驱动力分量贴靠在定涡旋部件250的涡旋叶片256上,从而实现二者之间的径向密封。当不可压缩物质(诸如固体杂质、润滑油以及液态制冷剂)进入压缩腔中而卡在涡旋叶片256和涡旋叶片266之间时,涡旋叶片256和涡旋叶片266能够暂时沿径向彼此分开以允许异物通过,因此防止了涡旋叶片256或266损坏。这种能够径向分开的能力为涡旋压缩机提供了径向柔性,提高了压缩机的可靠性。
[0026]在压缩机200运转过程中,存储在壳体210底部的润滑剂可经由驱动轴230中形成的供油通道233供给到偏心曲柄销232的端部并且在重力的作用下以及在离心力的作用下流动和飞溅以对压缩机中的其他活动部件进行润滑和冷却。
[0027]图3示出了一种常规的可变容量的涡旋压缩机。图1中的第一压缩机100可以采用图3所示的压缩机的构造,但是并不局限于此。图3所示的涡旋压缩机100的基本构造与图2所示的涡旋压缩机200大致相同。简要地,涡旋压缩机100的壳体110(上述的第一壳体110)包括大致圆筒状的本体111、顶盖112和底盖114。在顶盖112和本体111之间设置有隔板116以将压缩机的内部空间分隔成高压侧(即,排气压力区)和低压侧(即,吸气压力区)。隔板116和顶盖112之间构成高压侧,而隔板116、本体111和底盖114之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气口 118 (参见图1,在图3中未示出),在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气口 119(参见图1,在图3中未示出)。壳体110中设置有由定子122和转子124构成的马达120。转子124中设置有驱动轴130以驱动由定涡旋部件150和动涡旋部件160构成的压缩机构。动涡旋部件160包括端板164、形成在端板一侧的毂部162和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片166。定涡旋部件150包括端板154、形成在端板一侧的螺旋状的叶片156和形成在端板的大致中央位置处的排气孔152。动涡旋部件160的一侧由主轴承座140的上部(该部分构成止推构件)支撑,驱动轴130的一端由设置在主轴承座140中的主轴承144支撑。驱动轴130的一端设置有偏心曲柄销132,在偏心曲柄销132和动涡旋部件160的毂部162之间设置有卸载衬套142。在定涡旋部件150的端板154的与涡旋叶片156相反的一侧设置有背压腔158。背压腔158中设置有密封组件180,密封组件180的轴向位移受到隔板116的限制。在压缩机100运转过程中,存储在壳体110底部的润滑剂可经由驱动轴130中形成的供油通道133供给到偏心曲柄销132的端部并且在重力的作用下以及在离心力的作用下流动和飞溅以对压缩机中的其他活动部件进行润滑和冷却。
[0028]图3所示的可变容量的涡旋压缩机100进一步包括容量调节机构190,其构造成使得定涡旋部件150和动涡旋部件160在压缩机100的轴向方向上彼此分开或接合。更具体地,容量调节机构190可以包括与定涡旋部件150连接的活塞192以及相对于壳体110固定的缸体194。活塞192能够在缸体194内滑动从而带动定涡旋部件150 —起在轴向方向上运动。活塞192的顶面和缸体194之间的空间S可以经由活塞192内的通道193 (或者缸体194上形成的通道)与压缩机100的排气压力区流体连通。另外,活塞192的顶面和缸体194之间的空间S还可以经由接头195与压缩机100的吸气压力区或进气管道410流体连通。在接头195与吸气压力区或进气管道410之间的管道中可以设置容量调节控制阀以控制空间S与吸气压力区之间的流体连通。
[0029]压缩机100可以通过交替地执行加载操作和卸载操作来实现压缩机的容量调节。例如,在执行加载操作时,容量调节控制阀关闭以阻断空间S与吸气压力区之间的流体连通。此时,空间S中的压力与排气压力区中的压力相同,因此,定涡旋部件150在背压腔158中的压力的作用下与动涡旋部件160接合以实现流体压缩。在实现卸载操作时,容量调节控制阀打开以允许空间S与吸气压力区之间的流体连通。此时,空间S中的流体流动到排气压力区,从而空间S中的压力小于排气压力区中的压力。因此,活塞192在这种压力差的作用下向上运动并带动定涡旋部件150向上运动而与动涡旋部件160在轴向方向上分开。此时,由动涡旋部件160和定涡旋部件150构成的压缩机构不进行流体压缩。当需要恢复加载操作时,容量调节控制阀关闭,空间S由于经由通道193与排气压力区流体连通,所以空间S中的压力逐渐变得等于排气压力区的压力。从而,定涡旋部件150在背压腔158中的压力的作用下再次与动涡旋部件160接合。通过例如以占空比的方式控制容量调节机构190的加载操作和卸载操作,压缩机100能够实现从0%到100%的容量调节。
[0030]图3所示的容量调节机构在本 申请人:的已经公开的专利文献CN100460683C中进行了详细的描述,该文献的全部内容以引用的方式并入本文。
[0031]在采用由如上压缩机100、200和300构成的压缩机系统10中,例如当压缩机100、200和300具有相同容量(均为100%)的情况下,整个压缩机系统10可以提供从0%到300%的容量调节。例如,当第一压缩机100运转而第二压缩机200和第三压缩机300停止时,压缩机系统10可以实现0%至100%的容量调节;当第一压缩机100和第二压缩机200均运转且第三压缩机300停止时,压缩机系统10可以实现100%至200%的容量调节;当第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300均运转时,压缩机系统10可以实现200%至300%的容量调节。本领域技术人员可以理解,在压缩机系统10中还可以并联进一步的固定容量或可变容量的压缩机,或者可以仅由第一压缩机100和第二压缩机200构成。从而,如上构造的压缩机系统能够实现更加灵活的容量调制、更大的总容量和更低的成本。
[0032]然而,在这种压缩机系统10中,需要使用与压缩机系统中的压缩机数量相对应的三个传感器531、532、533和三个控制阀541、542、543来调节和平衡各个压缩机之间的润滑剂量,因此整个压缩机系统的成本相对较高。此外,各个控制阀541、542、543之间的控制逻辑也比较复杂。
[0033]接下来参见图4和5描述根据本发明实施方式的压缩机系统10A。压缩机系统1A的基本构造与图1所示的压缩机系统10的基本构造大致相同,并且因此在图4中采用相同的附图标记来指代相同的部件并且将省略这些部件的具体说明。
[0034]在根据本发明的一种实施方式的压缩机系统1A中,包括彼此并联连接的三台压缩机,即第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300,以构成所谓的多联机系统。本领域技术人员应该理解,根据本发明的压缩机系统1A也可以仅包括两台并联的压缩机,即第一压缩机100和第二压缩机200,或者可以包括更多的并联的压缩机。各台压缩机的进气口可以经由共用的进气管道410彼此流体连通并且供给有流体,并且各台压缩机的排气口可以经由共用的排气管道420彼此流体连通并且排出流体。压缩机系统1A中进一步包括与共用的排气管道420连接的润滑剂分离器A,以分离流经排气管道420的流体中的润滑齐U。各台压缩机100、200和300之间经由共用的润滑剂平衡管道500彼此连通,以允许第一压缩机100内的润滑剂经由润滑剂平衡管道500流动到第二压缩机200和/或第三压缩机300内。
[0035]在根据本发明的压缩机系统1A中,润滑剂分离器A经由润滑剂供给管道700将所分离出的润滑剂仅供给到第一压缩机100。特别是,在根据本发明的压缩机系统1A中,可以仅在第一压缩机100上设置有用于检测润滑剂量的传感器H(例如,对应于图1中所示的传感器531),并且可以省略第二压缩机200和第三压缩机300上的用于检测润滑剂量的传感器。在此,传感器H可以是液位传感器,但并不局限于此。另外,在压缩机系统1A中,可以仅在润滑剂平衡管道500的与第一压缩机100连接的区段中设置第一控制阀B(例如,对应于图1中所示的控制阀541)以选择性地打开或关闭润滑剂平衡管道500。进一步地,可以在润滑剂供给管道700中设置第二控制阀J,以选择性地从润滑剂分离器A向第一压缩机100供给润滑剂。
[0036]第一控制阀B和第二控制阀J可以为电磁阀,但并不局限于此。可以通过压缩机系统1A中的诸如控制电路板或电子控制单元(ECU)的控制部件800 (参见图5)来控制第一控制阀B和/或第二控制阀J以实现期望的润滑剂平衡。换言之,控制部件800可以根据传感器H的测量数据来控制第一控制阀B和/或第二控制阀J的打开、关闭或者开度。
[0037]更具体地,在整个压缩机系统1A中,总的润滑剂量是一定的。各台压缩机100、200和300的排气中所含的润滑剂都会被润滑剂分离器A所分离并且存储在润滑剂分离器A中。由于润滑剂分离器A中为排气压力而压缩机100的壳体中的润滑剂存储区为吸气压力,所以润滑剂分离器A中的润滑剂能够在压差的作用下流动到第一压缩机100中。当第一压缩机100中的润滑剂量达到一定值时可以打开第一控制阀B,从而使得第一压缩机100中的润滑剂能够在重力的作用下经由润滑剂平衡管道500流动到其他压缩机200和/或300中以向其他压缩机补充润滑剂。
[0038]更具体地,控制部件800可以构造成在传感器H的测量数据大于等于第一预定值时打开第一控制阀B以允许向其他压缩机供给润滑剂,并且在传感器H的测量数据小于等于第二预定值时关闭第一控制阀B以停止向其他压缩机的润滑剂供给。第一预定值可以设定成大于第二预定值。
[0039]由于第一压缩机内的润滑剂的波动等,为了保证传感器H的测量数据的真实性,控制部件可以进一步构造成在传感器H的测量数据大于等于第一预定值并且持续第一预定时间(例如5秒)时打开第一控制阀B,并且在传感器的测量数据小于等于第二预定值并且持续第二预定时间(例如也可以为5秒)时关闭第一控制阀B。
[0040]另外,控制部件800可以进一步构造成在传感器H的测量数据大于等于第三预定值时关闭第二控制阀J以停止从润滑剂分离器A向第一压缩机100的润滑剂供给,并且在传感器H的测量数据小于等于第四预定值时打开第二控制阀J以开始从润滑剂分离器A向第一压缩机100的润滑剂供给。第三预定值可以大于等于第一预定值,第四预定值可以小于等于第二预定值。
[0041]类似地,为了保证传感器H的测量数据的真实性,控制部件800可以构造成在传感器H的测量数据大于等于第三预定值并且持续第三预定时时关闭第二控制阀J,并且在传感器H的测量数据小于等于第四预定值并且持续第四预定时间时打开第二控制阀J。
[0042]上述各个参数:第一预定值、第二预定值、第三预定值、第四预定值、第一预定时间、第二预定时间、第三预定时间和第四预定时间更可以根据压缩机100以及压缩机系统1A的具体特性和运转工况等预先设定。
[0043]更简化地,控制部件800可以构造成以与第一控制阀B相反的逻辑控制第二控制阀J。即,控制部件800可以构造成在第一控制阀B打开时关闭第二控制阀J,以及在第一控制阀B关闭时打开第二控制阀J。从而,能够进一步地简化各个控制阀的控制逻辑。
[0044]另一方面,在第一压缩机100为图3所不的可变容量的压缩机时,由于在压缩机处于卸载状态时压缩机中的压缩机构不会产生流体泵送作用(导致压力降低),所以即使各台压缩机的吸气压力相同,可变容量压缩机的吸气压力区的压力实际上也会比固定容量压缩机的吸气压力区的压力稍低。在这种情况下,当控制阀B打开时,第一压缩机100内的润滑剂能够在重力和压差二者的作用下流动到其他压缩机200和300内。
[0045]此外,在第一压缩机100为图2所示的固定容量的压缩机时,进气管道410的与第一压缩机100连接的第一区段可以构造成提供比进气管道410的与第二压缩机200 (和/或第三压缩机300)连接的第二区段更小的流体阻力。例如,可以通过选择第一区段和第二区段的长度、横截面积、弯折的角度、弯折的数量中的至少一项使得第一区段的流体阻力小于第二区段的流体阻力。在这种情况下,在压缩机系统1A的吸气压力相同的情况下,由于向第一压缩机100供给流体的第一区段的流体阻力小,所以第一压缩机100内的吸气压力区的压力实际上将稍微高于其他压缩机内的吸气压力区的压力。所以在第一控制阀B打开时,第一压缩机100内的润滑剂不仅可以在重力的作用下而且可以在各台压缩机的吸气压力差的作用下从第一压缩机100供给到其他压缩机200、300。从而,进一步保证了其他压缩机的润滑剂供给。本领域技术人员应该理解,上述通过修改第一区段和第二区段的参数来实现流体阻力的变化的技术手段也可以结合应用于第一压缩机100为可变容量压缩机的情况。或者,更广义地,不管第一压缩机100是固定容量压缩机还是可变容量压缩机,第一压缩机100都可以采用任何方式而构造成具有比第二压缩机200更低的吸气压力。
[0046]此外,为了使得润滑剂在第二压缩机200和第三压缩机300之间更均匀地分配,可以在第二压缩机200和第三压缩机300之间设置气平衡管道600。
[0047]上述构造的压缩机系统1A可以具有如下有益效果以及变形。
[0048]第一压缩机100可以是可变容量压缩机,也可以是固定容量压缩机。在二者的情况下,由于可以在压缩机系统中仅使用一个传感器H和一个控制阀B来实现各台压缩机之间的润滑剂供给和/或平衡,所以降低了整个系统的成本和简化了系统的控制逻辑。此外,在第一压缩机100是可变容量压缩机的情况下,由于润滑剂分离器A中的润滑剂首先供给到第一压缩机100,所以优先保证了成本相对较高的第一压缩机100的润滑剂供给,从而降低了第一压缩机100出现故障或损坏的可能性。
[0049]在第一压缩机100为可变容量压缩机的情况下,第一压缩机100可以采用图3所示的使得定涡旋部件150和动涡旋部件160在轴向方向上彼此分开或接合的可变容量机构190。但是,第一压缩机100也可以使用其他类型的可变容量压缩机。例如,第一压缩机100可以是变频压缩机,在这种压缩机中可以通过改变马达的转速来实现容量的调节。再例如,参见图6,第一压缩机100的定涡旋部件150A中可以形成至少一个在吸气压力区与其中一个压缩腔之间提供流体连通的泄压通道153,可以在泄压通道153中设置能够选择性打开的控制阀155。当控制阀155关闭时,所有的压缩腔进行压缩操作,而当控制阀155打开时,一部分压缩腔被泄压从而压缩机以部分容量允许。图6所示的容量调节构造在本 申请人:的已经公开的中国实用新型专利CN2027487U中进行了详细的描述,在此不再赘述。该文献CN2027487U的全部内容以引用的方式并入本文。
[0050]另外,在上述实施方式中,压缩机系统1A包括三台压缩机,但是本领域技术人员应该理解压缩机系统1A可以包括两台或多于三台的压缩机以实现更少或更多的总容量。[0051 ] 另外,在上述实施方式中,采用了控制阀J来控制润滑剂供给管道700的打开和关闭。但是,在其他实施方式中,可以使用诸如毛细管的节流元件来代替控制阀J。在这种情况下,润滑剂分离器A中的润滑剂会一直经由节流元件供给到第一压缩机100。可以预先通过试验等方式选择节流元件的最佳孔径。控制阀B仍然可以通过上述控制逻辑进行控制以打开或关闭。采用这种方式,能够进一步降低压缩机系统的成本和简化控制逻辑。
[0052]另外,在上述实施方式中,第一压缩机100、第二压缩机200和第三压缩机300不出为是涡旋压缩机,但是本领域技术人员应该理解这些压缩机可以分别选自由活塞压缩机、转子式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机构成的组。另外,第一压缩机和第二压缩机(或第三压缩机)可以为相同类型的压缩机,也可以为不同类型的压缩机,以实现更加灵活的系统布置。
[0053]上述已经对本发明的实施方式和各种变型进行了描述,现将本发明的基本构思总结如下:
[0054]根据本发明的第一方面,提供了一种压缩机系统,包括:第一压缩机,所述第一压缩机包括第一壳体以及设置在所述第一壳体上的第一进气口和第一排气口 ;第二压缩机,所述第二压缩机包括第二壳体以及设置在所述第二壳体上的第二进气口和第二排气口,所述第一进气口和所述第二进气口经由进气管道彼此流体连通并且经由进气管道被供给有流体,所述第一排气口和所述第二排气口经由排气管道彼此流体连通并且经由排气管道排出流体;润滑剂分离器,所述润滑剂分离器与所述排气管道连接以分离流经排气管道的流体中的润滑剂,并且所述润滑剂分离器经由润滑剂供给管道将所分离出的润滑剂选择性地供给到所述第一压缩机;润滑剂平衡管道,所述润滑剂平衡管道设置在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间以使所述第一压缩机内的润滑剂能够经由所述润滑剂平衡管道流动到所述第二压缩机内;以及第一控制阀,所述第一控制阀设置在所述润滑剂平衡管道的与所述第一压缩机连接的区段中并且能够被选择性地打开或关闭。
[0055]根据本发明的第二方面,所述第一压缩机中设置有用于检测所述第一压缩机中的润滑剂量的传感器。
[0056]根据本发明的第三方面,所述传感器是液位传感器。
[0057]根据本发明的第四方面,所述压缩机系统进一步包括控制部件,所述控制部件构造成根据所述传感器的测量数据控制所述第一控制阀的打开或关闭。
[0058]根据本发明的第五方面,所述控制部件构造成在所述传感器的测量数据大于等于第一预定值时打开所述第一控制阀,并且在所述传感器的测量数据小于等于第二预定值时关闭所述第一控制阀,所述第一预定值大于所述第二预定值。
[0059]根据本发明的第六方面,所述控制部件进一步构造成在所述传感器的测量数据大于等于所述第一预定值并且持续第一预定时间时打开所述第一控制阀,并且在所述传感器的测量数据小于等于所述第二预定值并且持续第二预定时间时关闭所述第一控制阀。
[0060]根据本发明的第七方面,在所述润滑剂供给管道中设置有第二控制阀。
[0061]根据本发明的第八方面,所述控制部件进一步构造成在所述传感器的测量数据大于等于第三预定值时关闭所述第二控制阀,并且在所述传感器的测量数据小于等于第四预定值时打开所述第二控制阀。
[0062]根据本发明的第九方面,所述第三预定值大于等于所述第一预定值,所述第四预定值小于等于所述第二预定值。
[0063]根据本发明的第十方面,所述控制部件进一步构造成在所述传感器的测量数据大于等于所述第三预定值并且持续第三预定时间时关闭所述第二控制阀,并且在所述传感器的测量数据小于等于所述第四预定值并且持续第四预定时间时打开所述第二控制阀。
[0064]根据本发明的第十一方面,所述控制部件进一步构造成以与所述第一控制阀相反的逻辑控制所述第二控制阀。
[0065]根据本发明的第十二方面,所述第一压缩机是可变容量压缩机。
[0066]根据本发明的第十三方面,所述第一压缩机包括动涡旋部件、定涡旋部件和容量调节机构,所述容量调节机构构造成使得所述定涡旋部件和所述动涡旋部件在轴向方向上彼此分开或接合。
[0067]根据本发明的第十四方面,所述第一压缩机是变频压缩机。
[0068]根据本发明的第十五方面,所述第一压缩机包括动涡旋部件和定涡旋部件,所述动涡旋部件和所述定涡旋部件之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔,在所述定涡旋部件中形成有至少一个在所述吸气压力区与其中一个压缩腔之间提供流体连通的泄压通道,所述泄压通道中设置有能够选择性打开的第三控制阀。
[0069]根据本发明的第十六方面,所述第一压缩机是固定容量压缩机。
[0070]根据本发明的第十七方面,所述第二压缩机是固定容量压缩机。
[0071]根据本发明的第十八方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机均为涡旋压缩机。
[0072]根据本发明的第十九方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机分别选自由活塞压缩机、转子式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机构成的组。
[0073]根据本发明的第二十方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机为相同类型的压缩机。
[0074]根据本发明的第二十一方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机为不同类型的压缩机。
[0075]根据本发明的第二十二方面,所述进气管道的与所述第一压缩机连接的第一区段构造成提供比所述进气管道的与所述第二压缩机连接的第二区段更小的流体阻力。
[0076]根据本发明的第二十三方面,通过选择所述第一区段和所述第二区段的长度、横截面积、弯折的角度、弯折的数量中的至少一项使得所述第一区段的流体阻力小于所述第二区段的流体阻力。
[0077]根据本发明的第二十四方面,所述压缩机系统进一步包括第三压缩机,所述第三压缩机的第三进气口经由所述进气管道分别与所述第一压缩机的第一进气口和所述第二压缩机的第二进气口流体连通,所述第三压缩机的第三排气口经由所述排气管道分别与所述第一压缩机的第一排气口和所述第二压缩机的第二排气口流体连通,并且所述第三压缩机经由所述润滑剂平衡管道与所述第一压缩机和所述第二压缩机流体连通。
[0078]根据本发明的第二十五方面,所述第二压缩机和所述第三压缩机之间设置有气平衡管道。
[0079]根据本发明的第二十六方面,在所述润滑剂供给管道中设置有节流元件。
[0080]根据本发明的第二十七方面,所述节流元件是毛细管。
[0081]根据本发明的第二十八方面,所述第一压缩机构造成具有比所述第二压缩机更低的吸气压力。
[0082]根据本发明的第二十九方面,提供了一种压缩机系统的控制方法,所述压缩机系统包括彼此并联的第一压缩机和第二压缩机、设置在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑剂平衡管道、设置在所述第一压缩机和所述第二压缩机的共有的排气管道中并且经由润滑剂供给管道向所述第一压缩机供给润滑剂的润滑剂分离器以及设置在所述润滑剂平衡管道的与所述第一压缩机连接的区段中的第一控制阀,所述控制方法的特征在于:在所述第一压缩机内的润滑剂量大于等于第一预定值时打开所述第一控制阀,以及在所述第一压缩机内的润滑剂量小于等于第二预定值时关闭所述第一控制阀,所述第一预定值大于所述第二预定值。
[0083]根据本发明的第三十方面,所述压缩机系统进一步包括设置在所述润滑剂供给管道中的第二控制阀。
[0084]根据本发明的第三十一方面,在所述第一压缩机内的润滑剂量大于等于第三预定值时关闭所述第二控制阀,并且在所述第一压缩机内的润滑剂量小于等于第四预定值时打开所述第二控制阀。
[0085]根据本发明的第三十二方面,所述第三预定值大于等于所述第一预定值,所述第四预定值小于等于所述第二预定值。
[0086]根据本发明的第三十三方面,以与所述第一控制阀相反的逻辑控制所述第二控制阀。
[0087]尽管在此已详细描述本发明的各种实施方式,但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的【具体实施方式】,在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且,所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
【权利要求】
1.一种压缩机系统(10A),包括: 第一压缩机(100 ),所述第一压缩机(100 )包括第一壳体(110)以及设置在所述第一壳体(110)上的第一进气口(118)和第一排气口(119); 第二压缩机(200),所述第二压缩机(200)包括第二壳体(210)以及设置在所述第二壳体(210)上的第二进气口(218)和第二排气口(219),所述第一进气口(118)和所述第二进气口(218)经由进气管道(410)彼此流体连通并且经由进气管道(410)被供给有流体,所述第一排气口(119)和所述第二排气口(219)经由排气管道(420)彼此流体连通并且经由排气管道(420)排出流体; 润滑剂分离器(A),所述润滑剂分离器(A)与所述排气管道(420)连接以分离流经排气管道(420)的流体中的润滑剂,并且所述润滑剂分离器(A)经由润滑剂供给管道(700)将所分离出的润滑剂供给到所述第一压缩机(100); 润滑剂平衡管道(500 ),所述润滑剂平衡管道(500 )设置在所述第一压缩机(100 )和所述第二压缩机(200)之间以使所述第一压缩机(100)内的润滑剂能够经由所述润滑剂平衡管道(500)流动到所述第二压缩机(200)内;以及 第一控制阀(B),所述第一控制阀(B)设置在所述润滑剂平衡管道(500)的与所述第一压缩机(100 )连接的区段中并且能够被选择性地打开或关闭。
2.如权利要求1所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)中设置有用于检测所述第一压缩机(100)中的润滑剂量的传感器(H)。
3.如权利要求2所述的压缩机系统,其中所述传感器(H)是液位传感器。
4.如权利要求2所述的压缩机系统,进一步包括控制部件(800),所述控制部件构造成根据所述传感器(H)的测量数据控制所述第一控制阀(B)的打开或关闭。
5.如权利要求4所述的压缩机系统,其中所述控制部件(800)构造成在所述传感器(H)的测量数据大于等于第一预定值时打开所述第一控制阀(B),并且在所述传感器(H)的测量数据小于等于第二预定值时关闭所述第一控制阀(B),所述第一预定值大于所述第二预定值。
6.如权利要求5所述的压缩机系统,其中所述控制部件(800)进一步构造成在所述传感器(H)的测量数据大于等于所述第一预定值并且持续第一预定时间时打开所述第一控制阀(B),并且在所述传感器(H)的测量数据小于等于所述第二预定值并且持续第二预定时间时关闭所述第一控制阀(B)。
7.如权利要求5所述的压缩机系统,其中在所述润滑剂供给管道(700)中设置有第二控制阀(J)。
8.如权利要求7所述的压缩机系统,其中,所述控制部件(800)进一步构造成在所述传感器(H)的测量数据大于等于第三预定值时关闭所述第二控制阀(J),并且在所述传感器(H)的测量数据小于等于第四预定值时打开所述第二控制阀(J)。
9.如权利要求8所述的压缩机系统,其中,所述第三预定值大于等于所述第一预定值,所述第四预定值小于等于所述第二预定值。
10.如权利要求8 所述的压缩机系统,其中,所述控制部件(800)进一步构造成在所述传感器(H)的测量数据大于等于所述第三预定值并且持续第三预定时间时关闭所述第二控制阀(J),并且在所述传感器(H)的测量数据小于等于所述第四预定值并且持续第四预定时间时打开所述第二控制阀(J)。
11.如权利要求7所述的压缩机系统,其中,所述控制部件(800)进一步构造成以与所述第一控制阀(B )相反的逻辑控制所述第二控制阀(J )。
12.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)是可变容量压缩机。
13.如权利要求12所述的压 缩机系统,其中所述第一压缩机(100)包括动涡旋部件(160)、定涡旋部件(150)和容量调节机构(190),所述容量调节机构(190)构造成使得所述定涡旋部件(150)和所述动涡旋部件(160)在轴向方向上彼此分开或接合。
14.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)是变频压缩机。
15.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)包括动涡旋部件(160)和定涡旋部件(150),所述动涡旋部件(160)和所述定涡旋部件(150)之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔,在所述定涡旋部件(150)中形成有至少一个在所述吸气压力区与其中一个压缩腔之间提供流体连通的泄压通道(153),所述泄压通道(153 )中设置有能够选择性打开的第三控制阀(155 )。
16.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)是固定容量压缩机。
17.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第二压缩机(200)是固定容量压缩机。
18.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200 )均为涡旋压缩机。
19.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)分别选自由活塞压缩机、转子式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机构成的组。
20.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)为相同类型的压缩机。
21.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)为不同类型的压缩机。
22.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述进气管道(410)的与所述第一压缩机(100)连接的第一区段构造成提供比所述进气管道(410)的与所述第二压缩机(200)连接的第二区段更小的流体阻力。
23.如权利要求22所述的压缩机系统,其中通过选择所述第一区段和所述第二区段的长度、横截面积、弯折的角度、弯折的数量中的至少一项使得所述第一区段的流体阻力小于所述第二区段的流体阻力。
24.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,进一步包括第三压缩机(300),所述第三压缩机(300)的第三进气口(318)经由所述进气管道(410)分别与所述第一压缩机(100)的第一进气口(118)和所述第二压缩机(200)的第二进气口(218)流体连通,所述第三压缩机(300)的第三排气口(319)经由所述排气管道(420)分别与所述第一压缩机(100)的第一排气口( 119 )和所述第二压缩机(200 )的第二排气口( 219 )流体连通,并且所述第三压缩机(300)经由所述润滑剂平衡管道(500)与所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)流体连通。
25.如权利要求24所述的压缩机系统,其中所述第二压缩机(200)和所述第三压缩机(300)之间设置有气平衡管道(600)。
26.如权利要求5所述的压缩机系统,其中在所述润滑剂供给管道(700)中设置有节流元件。
27.如权利要求26所述的压缩机系统,其中所述节流元件是毛细管。
28.如权利要求1-11中任一项所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)构造成具有比所述第二压缩机(200)更低的吸气压力。
29.一种压缩机系统(10A)的控制方法,所述压缩机系统(10A)包括彼此并联的第一压缩机(100)和第二压缩机(200)、设置在所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)之间的润滑剂平衡管道(500 )、设置在所述第一压缩机(100 )和所述第二压缩机(200 )的共有的排气管道(420)中并且经由润滑剂供给管道(700)向所述第一压缩机(100)供给润滑剂的润滑剂分离器(A)以及设置在所述润滑剂平衡管道(500)的与所述第一压缩机(100)连接的区段中的第一控制阀(B),所述控制方法的特征在于: 在所述第一压缩机(100)内的润滑剂量大于等于第一预定值时打开所述第一控制阀(B),以及在所述第一压缩机(100)内的润滑剂量小于等于第二预定值时关闭所述第一控制阀(B),所述第一预定值大于所述第二预定值。
30.如权利要求2 9所述的控制方法,其中所述压缩机系统(1A)进一步包括设置在所述润滑剂供给管道(700)中的第二控制阀(J)。
31.如权利要求30所述的控制方法,其中在所述第一压缩机(100)内的润滑剂量大于等于第三预定值时关闭所述第二控制阀(J),并且在所述第一压缩机(100)内的润滑剂量小于等于第四预定值时打开所述第二控制阀(J)。
32.如权利要求31所述的控制方法,其中所述第三预定值大于等于所述第一预定值,所述第四预定值小于等于所述第二预定值。
33.如权利要求30所述的控制方法,其中以与所述第一控制阀(B)相反的逻辑控制所述第二控制阀(J)。
【文档编号】F04B41/06GK104074726SQ201310108052
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月29日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】肖传晶, 江超 申请人:艾默生环境优化技术(苏州)有限公司

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