压缩机系统及其控制方法

xiaoxiao2020-7-22  7

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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(330)以及流体引入管道(340),所述流体引入管道构造成选择性地将压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到润滑剂平衡管道以阻挡第一压缩机和第二压缩机之间的润滑剂流动。本发明的压缩机系统及其控制方法能够进一步改善两台压缩机之间的润滑剂平衡。
【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,所述第一壳体 内包括第一吸气压力区和第一排气压力区并且所述第一壳体内存储有润滑剂;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,所述第二壳体内包括第二吸气压力区和第二排气压力区并且所述第二壳体内存储有润 滑剂,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和所述第二压缩机内的润滑剂能够经由所述 润滑剂平衡管道在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间流动;以及流体引入管道,所述 流体引入管道构造成选择性地将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到所述润 滑剂平衡管道以阻挡所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑剂流动。
[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 的润滑剂平衡管道以及选择性地将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到所述 润滑剂平衡管道的流体引入管道,其中所述控制方法包括:在所述第一压缩机卸载时将流 体引入所述流体引入管道以阻挡所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑剂流动。
[0007] 根据本发明的进一步的方面,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以及选择性地将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到所 述润滑剂平衡管道的流体引入管道,其中所述控制方法包括:当所述润滑剂平衡管道两端 的压差大于预定值时,通过所述流体引入管道将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体 引入到所述润滑剂平衡管道中以阻挡所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑剂流 动。

【专利附图】

【附图说明】
[0008] 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:
[0009] 图1是一种常规的压缩机系统的示意图;
[0010] 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;
[0011] 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;
[0012] 图4是根据本发明一种实施方式的压缩机系统的示意图;以及
[0013] 图5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和第二压缩机200。第一压缩机 100和第二压缩机200彼此并联连接以构成所谓的双联机系统。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。第一进气口 118和第 二进气口 218经由进气管道310彼此流体连通并且经由进气管道310被供给有流体。第一 排气口 119和第二排气口 219经由排气管道320彼此流体连通并且经由排气管道320排出 流体。
[0017] 更具体地,进气管道310可以包括与第一进气口 118连接的第一进气分管312、与 第二进气口 218连接的第二进气分管314以及将第一进气分管312和第二进气分管314连 接在一起的进气总管316。压缩机系统10中的进气(吸入流体)经由进气总管316吸入,然 后分别经由第一进气分管312和第二进气分管314吸入第一压缩机100和第二压缩机200。 类似地,排气管道320可以包括与第一排气口 119连接的第一排气分管322、与第二排气口 219连接的第二排气分管324以及将第一排气分管322和第二排气分管324连接在一起的 排气总管326。第一压缩机100和第二压缩机200中的压缩后的流体分别经由第一排气分 管322和第二排气分管324排出并且在排气总管326中汇合以一起排出到压缩机系统10 中。
[0018] 在第一压缩机100和第二压缩机200之间设置有润滑剂平衡管道330以使第一压 缩机100内的润滑剂和第二压缩机200内的润滑剂能够经由润滑剂平衡管道330在第一压 缩机100和第二压缩机200之间流动。例如,润滑剂平衡管道330可以分别与设置在第一 压缩机100中的润滑剂平衡口 332和设置在第二压缩机200中的润滑剂平衡口 334连接。
[0019] 在第一压缩机100和第二压缩机200均为固定容量的压缩机的情况下,当第一压 缩机100和第二压缩机200均运转时,第一压缩机100和第二压缩机200内的吸气压力区 的压力大致相同,因此两台压缩机中的润滑剂能够自由流动以在重力作用下实现液位的平 衡;当例如第一压缩机1〇〇停止运行而第二压缩机200保持运转时,虽然第一压缩机100和 第二压缩机200的吸气压力大致相同,但是由于第二压缩机200的压缩机构的操作所产生 的流体泵送作用,第二压缩机200内的吸气压力区的压力实际上小于第一压缩机100内的 吸气压力区的压力,因此第一压缩机100内的润滑剂会由于两个压缩机之间的这种压力差 而流动到第二压缩机200内,导致第一压缩机100内的润滑剂减少。
[0020] 另外,在例如第一压缩机100为可变容量压缩机而第二压缩机200为固定容量压 缩机的情况下,两台压缩机之间的这种润滑剂不平衡的现象会更为突出。
[0021] 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100的具体构造。
[0022] 图2示出了一种常规的固定容量的涡旋压缩机200。该涡旋压缩机200的壳体210 (上述的第一壳体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 之间构成高压侧,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。
[0023] 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170。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 图3示出了一种常规的可变容量的涡旋压缩机100。涡旋压缩机100的基本构造 与涡旋压缩机200大致相同。简要地,涡旋压缩机100的壳体210 (上述的第二壳体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(S卩,排气压力区)和低压侧(S卩,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。
[0029] 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和管道196与压缩机100的吸气压力区或进气管 道310流体连通,如图1所示。在管道196中设置有控制阀198以控制空间S与吸气压力 区之间的流体连通。
[0030] 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,控制阀198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,控制阀198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,控制阀198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能够实现从〇%到100%的容量调节。
[0031] 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。
[0032] 在采用由如上压缩机100和200构成的压缩机系统10中,例如当压缩机100和压 缩机200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200% 的容量调节。例如,当第一压缩机100运转而第二压缩机200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均运转时,压缩机系统10 可以实现100%至200%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。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。
[0033] 然而,在上述构造的压缩机系统10中仍然存在着润滑剂不平衡的问题。更具体 地,当第一压缩机100和第二压缩机200均满负载运转时,第一压缩机100和第二压缩机 200内的吸气压力区的压力大致相同,因此两台压缩机中的润滑剂能够自由流动以在重力 作用下实现液位的平衡;当第一压缩机100以部分负载运行(例如,第一压缩机100交替地 执行加载操作和卸载操作以实现容量调节)而第二压缩机200保持满负载运转时,虽然第一 压缩机100和第二压缩机200的吸气压力大致相同,但是由于第一压缩机100在卸载操作 区间不产生流体泵送作用而第二压缩机200产生的流体泵送作用,所以第二压缩机200内 的吸气压力区的压力实际上小于第一压缩机100内的吸气压力区的压力,因此第一压缩机 100内的润滑剂会由于两个压缩机之间的这种压力差而流动到第二压缩机200内,导致第 一压缩机100内的润滑剂减少。特别是在这种情况下,由于第一压缩机100即使是在卸载 操作期间,诸如马达的驱动机构仍然在运转,所以第一压缩机100内的润滑剂减少容易导 致马达过热甚至压缩机损坏。换言之,在可变容量压缩机100卸载操作区间,所设置的润滑 剂平衡管道330不但无法实现两台压缩机之间的润滑剂平衡,反而加剧了两台压缩机之间 的润滑剂不平衡。
[0034] 接下来参见图4描述根据本发明实施方式的压缩机系统10A。压缩机系统10A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。
[0035] 在根据本发明的压缩机系统10A中设置有流体引入管道340,其构造成选择性地 将压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到润滑剂平衡管道330以阻挡第一压缩机100 和第二压缩机200之间的润滑剂流动。
[0036] 在图4所示的示例中,流体引入管道340从第一压缩机100的排气压力区延伸到 润滑剂平衡管道330。在此,流体引入管道340的这种布置同时适用于压缩机100是固定容 量压缩机的情况和压缩机100是可变容量压缩机的情况。例如,在压缩机100是图2所不 的固定容量压缩机的情况下,流体引入管道340可以从顶盖212和隔板216之间的排气压 力区的任何位置引出,也可以从排气口 219或与排气口 219相连的排气管道310引出。在 压缩机100是图3所示的可变容量压缩机的情况下,流体引入管道340可以从顶盖112和 隔板116之间的排气压力区的任何位置引出,也可以从排气口 119或与排气口 119相连的 排气管道310引出,或者还可以构成压缩机100的容量调节机构190的一部分(即对应于管 道196)。当流体引入管道340构成压缩机100的容量调节机构190的一部分时,活塞192 的顶面和缸体194之间的空间S可以与压缩机100的排气压力区流体连通并且与流体引入 管道340流体连通。
[0037] 在流体引入管道340中设置有控制阀198。例如控制阀198可以是电磁阀。当控 制阀198被控制而打开时,压缩机100的排气压力区中的流体被允许经由流体引入管道340 而引入润滑剂平衡管道330。引入润滑剂平衡管道330中的流体在润滑剂平衡管道330中 形成气阻从而阻挡润滑剂在第一压缩机100和第二压缩机200之间的流动。当控制阀198 被控制而关闭时,压缩机100的排气压力区中的流体不能经由流体引入管道340引入润滑 剂平衡管道330。从而不会在润滑剂平衡管道330中形成气阻以允许润滑剂在第一压缩机 100和第二压缩机200之间的流动。
[0038] 换言之,在根据本发明实施方式的压缩机系统10A中,可以主动地控制两台压缩 机之间的润滑剂流动以实现期望的润滑剂平衡。
[0039] 更具体地,在两台压缩机均为固定容量压缩机的情况下,当第一压缩机100和第 二压缩机200均运转时,关闭控制阀198。此时,第一压缩机100和第二压缩机200内的吸 气压力区的压力大致相同,因此两台压缩机中的润滑剂能够自由流动以在重力作用下实现 液位的平衡。当例如第一压缩机100停止运行而第二压缩机200保持运转时,打开控制阀 198。此时,如上所述,虽然第二压缩机200内的吸气压力区的压力小于第一压缩机100内 的吸气压力区的压力,但是润滑剂平衡管道330被气阻阻断,所以第一压缩机100内的润滑 剂不会由于两个压缩机之间的压力差而流动到第二压缩机200内,从而在两台压缩机之间 实现了较好地润滑剂平衡。另一方面,本领域技术人员应该理解,当第一压缩机100停止运 行而第二压缩机200保持运转时,也可以关闭控制阀198。此时,即使第一压缩机100内的 润滑剂有可能经由润滑剂平衡管道330流动到第二压缩机200中而导致第一压缩机100内 的润滑剂减少,但是由于第一压缩机100处于停机状态,因此也不太可能对第一压缩机100 造成损害。
[0040] 然而,在上述两台压缩机均为固定容量压缩机的情况下,由于两台压缩机的个体 差异以及管道布置的差异等,即使当第一压缩机100和第二压缩机200均运转时,两台压缩 机内的吸气压力区的压力仍然有可能彼此不同。因此,在本发明中,当润滑剂平衡管道330 两端的压差大于预定值时,可以打开控制阀198以通过流体引入管道340将压缩机系统10A 内的处于排气压力的流体引入到润滑剂平衡管道330中。这样,可以防止由于压缩机之间 的个体差异等引起的润滑剂不平衡。这里,预定值可以设定为例如〇. lpsi (磅/平方英寸) 或其他合适的值。该预定值例如可以根据与润滑剂平衡管道330两端的压差相关的两台压 缩机中的润滑剂液面的高度差、其中一台压缩机中的最低的润滑剂液面高度、一台压缩机 中的润滑剂循环率等参数中的一者或多者来确定。
[0041] 另一方面,在第一压缩机100为可变容量压缩机而第二压缩机200为固定容量压 缩机的情况下,当第一压缩机100处于加载工况且第二压缩机200满负载运转时,关闭控制 阀198。此时,第一压缩机100和第二压缩机200内的吸气压力区的压力大致相同,因此两 台压缩机中的润滑剂能够自由流动以在重力作用下实现液位的平衡。当第一压缩机100处 于卸载工况而第二压缩机200保持满负载运转时,打开控制阀198。需要注意的是,打开控 制阀198的这个动作同时实现了压缩机100的卸载和润滑剂平衡管道330的阻断。此时,虽 然第二压缩机200内的吸气压力区的压力小于第一压缩机100内的吸气压力区的压力,但 是由于润滑剂平衡管道330被气阻阻断,所以第一压缩机100内的润滑剂不会由于两个压 缩机之间的压力差而流动到第二压缩机200内,从而在两台压缩机之间实现了较好地润滑 剂平衡。当第一压缩机1〇〇处于加载工况而第二压缩机200处于停机状态时,可以关闭控 制阀198以保持第一压缩机100的加载工况。此时,即使第二压缩机200内的润滑剂有可 能经由润滑剂平衡管道330流动到第一压缩机100中而导致第二压缩机200内的润滑剂减 少,但是由于第二压缩机200处于停机状态,因此也不太可能对第二压缩机200造成损害。
[0042] 在流体引入管道340构成压缩机100的容量调节机构190的一部分的情况下,仅 需要对流体引入管道340的连接点进行修改(S卩,流体引入管道340不是连接到进气管道 310而是连接到润滑剂平衡管道330)即可同时实现压缩机的容量调节功能和整个压缩机 系统的受控的润滑剂平衡的功能。因此,不会增加对原有压缩机系统10的改进的成本。本 领域技术人员应该理解,在图1所示的压缩机系统10的基础上,也可以单独构造从压缩机 100的排气压力区延伸到润滑剂平衡管道330的流体引入管道,并且在该流体引入管道设 置另一控制阀,由此与压缩机100的容量调节机构190的控制阀198的操作独立地或相关 地进行操作以实现期望的润滑剂平衡。
[0043] 上述已经对本发明的一种实施方式进行了 了描述,但是本领域技术人员应该理解 可以对上述实施方式进行各种变型。
[0044] 例如,在上述实施方式中,第一压缩机100是可变容量压缩机,第二压缩机200是 固定容量压缩机,但是本领域技术人员应该理解第一压缩机1〇〇和第二压缩机200可以均 为固定容量压缩机或可变容量压缩机。
[0045] 另外,在上述实施方式中,压缩机系统10A包括两台压缩机,但是本领域技术人员 应该理解压缩机系统10A可以包括更多的压缩机,这些压缩机可以彼此并联连接以实现更 多的总容量。
[0046] 另外,在上述实施方式中,第一压缩机100和第二压缩机200均为涡旋压缩机,但 是本领域技术人员应该理解第一压缩机1〇〇和第二压缩机200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 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。
[0047] 另外,在上述实施方式中,参照图3介绍了一种类型的可变容量压缩机100,但是 本领域技术人员应该理解,根据本发明的压缩机系统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5,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,所有的压缩腔这些压缩操 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5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。
[0048] 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:
[0049] 根据本发明的第一方面,提供了一种压缩机系统,可以包括: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,所述第一 壳体内包括第一吸气压力区和第一排气压力区并且所述第一壳体内存储有润滑剂;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,所述第二壳体内包括第二吸气压力区和第二排气压力区并且所述第二壳体内存储有润 滑剂,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和所述第二压缩机内的润滑剂能够经由所述 润滑剂平衡管道在所述第一压缩机和所述第二压缩机之间流动;以及流体引入管道,所述 流体引入管道可以构造成选择性地将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到所 述润滑剂平衡管道以阻挡所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑剂流动。
[0050] 根据本发明的第二方面,所述流体引入管道可以从所述第一压缩机的排气压力区 延伸到所述润滑剂平衡管道。
[0051] 根据本发明的第三方面,所述第一压缩机可以是可变容量压缩机。
[0052] 根据本发明的第四方面,所述流体引入管道可以是所述第一压缩机的容量调节机 构的一部分。
[0053] 根据本发明的第五方面,所述第一压缩机可以包括动涡旋部件和定涡旋部件,并 且所述容量调节机构可以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。
[0054] 根据本发明的第六方面,所述容量调节机构可以包括:与所述定涡旋部件连接的 活塞;以及相对于所述第一壳体固定的缸体,所述活塞能够在所述缸体内滑动,其中所述活 塞的顶面和所述缸体之间的空间可以与所述第一压缩机的排气压力区流体连通并且可以 与所述流体引入管道流体连通。
[0055] 根据本发明的第七方面,所述空间可以经由所述活塞内的通道与所述第一压缩机 的排气压力区流体连通。
[0056] 根据本发明的第八方面,所述第二压缩机可以是固定容量压缩机。
[0057] 根据本发明的第九方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机可以均为涡旋压缩 机。
[0058] 根据本发明的第十方面,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。
[0059] 根据本发明的第十一方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机可以为相同类型的 压缩机。
[0060] 根据本发明的第十二方面,所述第一压缩机和所述第二压缩机可以为不同类型的 压缩机。
[0061] 根据本发明的第十三方面,所述流体引入管道中可以设置有控制阀。
[0062] 根据本发明的第十四方面,所述控制阀可以是电磁阀。
[0063] 根据本发明的第十五方面,所述流体引入管道可以从所述排气管道延伸到所述润 滑剂平衡管道。
[0064] 根据本发明的第十六方面,所述第一压缩机可以是变频压缩机。
[0065] 根据本发明的第十七方面,所述第一压缩机可以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可以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控制阀。
[0066] 根据本发明的第十八方面,当所述润滑剂平衡管道两端的压差大于预定值时,所 述流体引入管道将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到所述润滑剂平衡管道 中。
[0067] 根据本发明的第十九方面,所述预定值为0. 1磅/平方英寸。
[0068] 根据本发明的第二十方面,提供了一种压缩机系统的控制方法,所述压缩机系统 可以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以及选择性地将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入到 所述润滑剂平衡管道的流体引入管道,其中所述控制方法可以包括:在所述第一压缩机卸 载时将流体引入所述润滑剂平衡管道以阻挡所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润 滑剂流动。
[0069] 根据本发明的第十九方面,可以在所述第一压缩机加载时停止将流体引入所述润 滑剂平衡管道。
[0070] 根据本发明的第二十一方面,在所述第一压缩机加载时停止将流体引入所述润滑 剂平衡管道。
[0071] 根据本发明的第二十二方面,所述第一压缩机可以是可变容量压缩机。
[0072] 根据本发明的第二十三方面,提供了一种压缩机系统的控制方法,所述压缩机系 统可以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以及选择性地将所述压缩机系统内的处于排气压力的流体引入 到所述润滑剂平衡管道的流体引入管道,其中所述控制方法包括:当所述润滑剂平衡管道 两端的压差大于预定值时,通过所述流体引入管道将所述压缩机系统内的处于排气压力的 流体引入到所述润滑剂平衡管道中以阻挡所述第一压缩机和所述第二压缩机之间的润滑 剂流动。
[0073] 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),所述第一壳体(110)内包括第一吸气 压力区和第一排气压力区并且所述第一壳体内(110)存储有润滑剂; 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),所述第二壳体(210)内包括第二 吸气压力区和第二排气压力区并且所述第二壳体(210)内存储有润滑剂,所述第一进气口 (118)和所述第二进气口(218)经由进气管道(310)彼此流体连通并且经由进气管道(310) 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(320)彼此流 体连通并且经由排气管道(320)排出流体; 润滑剂平衡管道(330 ),所述润滑剂平衡管道(330 )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)内的润滑剂和所述第二压缩机(200) 内的润滑剂能够经由所述润滑剂平衡管道(330)在所述第一压缩机(100)和所述第二压缩 机(200)之间流动;以及 流体引入管道(340),所述流体引入管道(340)构造成选择性地将所述压缩机系统 (10A)内的处于排气压力的流体引入到所述润滑剂平衡管道(330)以阻挡所述第一压缩机 (100)和所述第二压缩机(200)之间的润滑剂流动。
2. 如权利要求1所述的压缩机系统,其中所述流体引入管道(340)从所述第一压缩机 (100 )的排气压力区延伸到所述润滑剂平衡管道(330 )。
3. 如权利要求2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。
4. 如权利要求3所述的压缩机系统,其中所述流体引入管道(340)是所述第一压缩机 (100)的容量调节机构(190)的一部分。
5. 如权利要求4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),并且所述容量调节机构(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。
6. 如权利要求5所述的压缩机系统,其中所述容量调节机构(190)包括: 与所述定涡旋部件(150)连接的活塞(192);以及 相对于所述第一壳体(110)固定的缸体(194),所述活塞(192)能够在所述缸体(194) 内滑动, 其中所述活塞(192)的顶面和所述缸体(194)之间的空间(S)与所述第一压缩机(100) 的排气压力区流体连通并且与所述流体引入管道(340 )流体连通。
7. 如权利要求6所述的压缩机系统,其中所述空间(S)经由所述活塞(192)内的通道 (193)与所述第一压缩机(100)的排气压力区流体连通。
8. 如权利要求1-7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。
9. 如权利要求1-4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)均为润旋压缩机。
10. 如权利要求1-4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。
11. 如权利要求1-7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。
12. 如权利要求1-7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。
13. 如权利要求1-7中任一项所述的压缩机系统,其中所述流体引入管道(340)中设置 有控制阀(198)。
14. 如权利要求13所述的压缩机系统,其中所述控制阀(198)是电磁阀。
15. 如权利要求1所述的压缩机系统,其中所述流体引入管道(340)从所述排气管道 (320)延伸到所述润滑剂平衡管道(330)。
16. 如权利要求1所述的压缩机系统,其中所述第一压缩机(100)是变频压缩机。
17. 如权利要求1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控制阀(155)。
18. 如权利要求1所述的压缩机系统,其中当所述润滑剂平衡管道(330)两端的压差大 于预定值时,所述流体引入管道(340)将所述压缩机系统(10A)内的处于排气压力的流体 引入到所述润滑剂平衡管道(330)中。
19. 如权利要求18所述的压缩机系统,其中所述预定值为0. 1磅/平方英寸。
20. -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(330)以及选择性地将所述压缩机系统(10A)内的处于排气压力的流 体引入到所述润滑剂平衡管道(330)的流体引入管道(340),其中所述控制方法包括: 在所述第一压缩机(100)卸载时将流体引入所述润滑剂平衡管道(330)以阻挡所述第 一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)之间的润滑剂流动。
21. 如权利要求20所述的控制方法,其中在所述第一压缩机(100)加载时停止将流体 引入所述润滑剂平衡管道(330 )。
22. 如权利要求20或21所述的控制方法,其中所述第一压缩机(100)是可变容量压缩 机。
23. -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(330)以及选择性地将所述压缩机系统(10A)内的处于排气压力的流 体引入到所述润滑剂平衡管道(330)的流体引入管道(340),其中所述控制方法包括: 当所述润滑剂平衡管道(330)两端的压差大于预定值时,通过所述流体引入管道 (340)将所述压缩机系统(10A)内的处于排气压力的流体引入到所述润滑剂平衡管道 (330)中以阻挡所述第一压缩机(100)和所述第二压缩机(200)之间的润滑剂流动。
24. 如权利要求23所述的控制方法,其中所述预定值为0. 1磅/平方英寸。
【文档编号】F04B49/00GK104061162SQ201310093976
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】程旭, 刘强 申请人:艾默生环境优化技术(苏州)有限公司

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