一种变容量气缸及包括其的压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种变容量气缸及包括其的压缩机。


背景技术：

2.季节性的温差变化，要求压缩机在满负荷和极小负荷之间的切换。在压缩机的额定排量固定的情况下，压缩机输出的排气量的变化通常只能靠改变压缩机的转速来实现。由于驱动系统和压缩机内部供油等可靠性问题，有时无法实现超低转速；但除此之外又没有更好的办法在压缩机满负荷和极小负荷之间实现排量的变化。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供了一种变容量气缸及包括其的压缩机，旨在由控制阀控制连通通道与控压装置之间的气流流通，对变容量气缸排气角度，进而对排气量进行调节，实现压缩机在额定排量和部分排量之间的切换。同时，本实用新型完全在压缩机的壳体内部实现，不影响压缩机的安装。
4.本实用新型提供一种变容量气缸，包括缸体、曲轴、滑片、活塞、连通通道、控压装置以及控制阀，所述活塞套设于所述曲轴的外部，其中：
5.所述连通通道的第一端连接由所述缸体、所述曲轴和所述活塞围合而成的腔体，所述滑片弹性地与活塞抵接，将所述腔体分隔成进气腔和排气腔，所述连通通道的第二端连接所述控制阀；
6.所述控制阀连通所述连通通道以及所述控压装置，以控制所述连通通道与所述控压装置之间的气流流通。
7.可选的，所述控压装置为控压腔或控压管道。
8.可选的，所述缸体包括气缸、上缸盖和下缸盖，所述控制阀设置于所述气缸的侧面、所述上缸盖或所述下缸盖。
9.可选的，所述控制阀设置于所述气缸的侧面时，所述连通通道位于所述气缸的侧面的圆周上的滑片所在位置的对面一侧，设所述滑片的位置为0
°
作为参照，所述连通通道设于150
°
到230
°
之间，用以在所述活塞运转时控制所述气缸的排气角度。
10.可选的，所述连通通道设于160
°
到200
°
之间。
11.可选的，所述控制阀配置为处于开或闭的状态，通过控制所述控压装置内的气压对所述腔体内的排气量进行控制；当所述控制阀关闭时，所述活塞运动至所述连通通道所在位置的角度时，所述排气腔内的气压为p。
12.可选的，所述控压装置气压包括第一气压和第二气压，所述第一气压配置为大于或等于所述排气腔气压p且小于等于所述气缸的排气气压，所述第二气压配置为小于所述排气腔气压p且大于等于所述气缸的进气气压。
13.可选的，所述控制阀是电磁阀或者机械阀。
14.可选的，所述机械阀是单向阀、排气阀片或三通阀。
15.可选的，所述气缸由第一气缸和第二气缸组成，所述第一气缸和所述第二气缸之间设有起到分离作用的中间板，所述中间板分为上中间板和下中间板，所述上中间板和下中间板分别设有所述控制阀。
16.可选的，所述控制阀包括设于所述上中间板的上缸控制阀，以及设于所述下中间板的下缸控制阀，所述上缸控制阀与所述下缸控制阀的开闭状态彼此独立。
17.本实用新型包括一种压缩机，压缩机的壳体内设有上述任一项所述的变容量气缸。
18.本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：
19.本实用新型通过控制阀控制连通通道与控压装置之间的气流流通，对变容量气缸排气角度，进而对排气量进行调节，实现压缩机在全排量和部分排量之间的切换，在过渡季节节省能耗，拓宽了压缩机的使用。同时，本实用新型完全在压缩机的壳体内部实现，不影响压缩机的安装。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本实用新型的现有技术的气缸横截面剖面图；
23.图2为本实用新型的本实用新型一实施例的气缸纵截面剖面图；
24.图3为本实用新型的本实用新型一实施例的气缸横截面剖面图。
25.附图标记
26.1气缸
27.11滑片
28.12进气腔
29.13排气腔
30.14活塞
31.15缸体
32.2第一气缸
33.21上缸盖
34.22上中间板
35.23上缸控制阀
36.3第二气缸
37.31下缸盖
38.32下中间板
39.33下缸控制阀
40.4控压装置
41.5连通通道
42.6控制阀
43.7排气角度
具体实施方式
44.以下将对本实用新型的实施例给出详细的说明。尽管本实用新型将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本实用新型并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
45.另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。
46.本文的“垂直”方向指压缩机的轴向方向，“水平”面指与压缩机横截面平行的平面，“向外”方向指轴向远离压缩机的方向。
47.为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种变容量气缸，包括缸体15、曲轴、滑片11、活塞14、连通通道5、控压装置以及控制阀6，活塞套设于曲轴的外部。
48.如图1所示，压缩机的腔体由缸体15、曲轴和活塞14围合而成。滑片11弹性地与活塞14抵接，并将腔体分为进气腔12和排气腔13。缸体15包括气缸1、上缸盖21和下缸盖31。气缸1运行期间，活塞14在曲轴的带动下沿缸体15的内壁转动，滑片11与活塞14作抵触地往复运动，使得进气腔12和排气腔13的体积不断变化。缸体15上设有进气口和出气口。活塞14的每个旋转周期包括进气周期部分和出气周期部分。当排气腔13的气压达到阈值时，出气口打开进行排气。当气缸1的转速不变，活塞14的每个旋转周期中，出气口打开排气的时刻基本固定。换句话说，组成活塞14旋转周期的进气周期和出气周期的比例基本固定。大多情况下，以滑片11的位置为0
°
作为参照，当活塞14逆时针方向旋转至150
°
到230
°
的区间内时，排气腔13的压力达到阈值，出气口打开开始排气。排气腔13的排气角度大致在150
°
到230
°
的区间内。当气缸1在最低转速时，气缸1可以采取改变排气角度的方式，不以额定排量排气，而以部分排量排气，起到节省能耗的作用。
49.在本实用新型的一个实施例中，连通通道5的第一端连接腔体，连通通道5的第二端连接控制阀6；缸体15包括气缸1、上缸盖21和下缸盖31，控制阀6设置于气缸的侧面15，控制阀6连通连通通道5以及控压装置，以控制连通通道5与控压装置之间的气流流通。控制阀6配置为处于或开或闭的状态，通过控制控压装置4内的压力对腔体内的压力进行干预，进而对排气量进行控制。
50.具体的讲，当活塞14逆时针旋转至排气位置时，控制阀6若处于开的状态，控压装置与腔体连通，若控压装置内的压力与排气腔13的压力持平，排气腔13的气压得到保持，出气口打开进行排气的时间不变，出气周期在整个活塞14旋转周期中的占比不变，气缸1排量为额定排量；若控压装置内的压力小于等于排气腔13的压力时，排气腔13的气压下降，出气口打开进行排气的时间被延后，出气周期在整个活塞14旋转周期中的占比下降，气缸1排量下降。
51.在另一个的实施例中，当所述控制阀6关闭时，所述活塞14运动至所述连通通道5时所述排气腔13内的气压为p。设定控压装置4内的压力为第一气压或第二气压，第一气压配置为大于排气腔气压p且小于等于气缸的排气气压，第二气压配置为小于排气腔气压p且
大于等于气缸的进气气压。控压装置4内的压力可以在第一气压和第二气压之间切换，以控制排气腔13开始排气的角度。当控压装置4内的压力为第二气压，活塞由0
°
开始作逆时针运动至连通通道5位置之前，排气腔气压逐渐增大，当排气腔的气压增至超过控压装置4内的压力，控制阀6开启，排气腔13与控压装置4连通，排气腔气压经连通通道5向控压装置4释放，排气腔气压降低。活塞运动到连通通道5之后继续逆时针旋转，这时连通通道5位于进气腔12内，控制阀6关闭。在控制阀6开启的这段时间内，排气腔13的压力得到了释放，排气角度增大，排气时间延后，排气周期缩短，以小于额定排量排气，实现了部分卸载。当控压装置4内的压力切换为第一气压，控制阀6在气缸的整个周期中保持关闭状态，气缸正常运行。也就是说，当控压装置4气压为第二气压时，本实施例中的气缸处于低于额定排量的运行状态，有利于压缩机节省能源；当控压装置压力为第一气压时，控压装置4气压对气缸1的排气量没有影响，压缩机排量回复到额定排量。
52.在本实用新型的一个实施例中，连通通道设于150
°
到230
°
之间，用以在所述活塞运转时控制所述气缸的排气角度。更进一步的，连通通道设于160
°
到200
°
之间，以减小控压装置对排气气压的影响。
53.连通通道5的位置可调。当连通通道5所在位置的角度变大，活塞14到达该角度时排气腔13的气压p也随之变大，第一气压的最小值和第二气压的最大值也相应变大；反之，当连通通道5所在位置的角度变小，活塞14到达该角度时排气腔13的气压也随之变小，第一气压的最小值和第二气压的最大值也相应变小。也就是说，第一气压的最小值和第二气压的最大值均以p值作为临界值。p的大小决定第一气压和第二气压的范围。在第二气压的范围内，增大或减小第二气压对于控制装置6打开后排气腔13内气体的释放速率有直接影响。当第二气压越小，其与p值的差值越大，部分卸载启动的就越早，排气腔13的压力释放也就越快，排气角度就越大。在极端情况下，第二气压等于进气气压，此时排气腔13内的气压自活塞越过0
°
位置即超过第二气压。控制阀6打开排气，直至活塞14到达连通通道5所在的位置后关闭。
54.在一实施例中，如图2所示，气缸1由第一气缸2和第二气缸3组成，第一气缸2和第二气缸3之间设有起到分离作用的中间板，中间板分为上中间板22和下中间板32，上中间板22和下中间板32分别设有控制阀6。
55.在该实施例中，控制阀6包括设于上中间板22的上缸控制阀23，以及设于下中间板32的下缸控制阀33，上缸控制阀23与下缸控制阀33的开闭状态彼此独立。由此，第一气缸2的排气量和第二气缸3的排气量可以单独控制，并产生不同的组合。例如，第一气缸2按照其额定排量排气，第二气缸3低于其额定排量排气，压缩机的总排气量将介于之间，结合单缸运行或多缸运行模式，实现精细控制，进一步节省能源。
56.可选的，控压装置4为控压腔或控压管道。如图2所示，当控压装置4为控压腔时，控压腔设置于上中间板22和下中间板32，控制阀6连通所述连通通道5以及控压腔，以控制连通通道5与控压腔之间的气流流通。控制阀6配置为处于或开或闭的状态，通过控制控压腔内的压力对腔体内的压力进行干预，进而对排气量进行控制。当控压装置4为控压管道时，控压管道通过控制阀6连通所述连通通道5，控压管道通往气缸1外部。
57.在其他实施中，控制阀6设置于上缸盖21或下缸盖31上。
58.可选的，控制阀6是电磁阀或者机械阀。
59.在所述控制阀6是机械阀时，机械阀是单向阀、排气阀片或三通阀。气体只能沿连通通道5由腔体向控压装置流动，而无法由控压装置向腔体流动，由此实现对气体的分流，排气腔13的压力得到适当降低，使得在整个活塞14旋转周期中，排气腔13的压力达到阈值的时间向后延迟。
60.控压装置4可以多于一个。当存在多个控压装置4时，每个控压装置4保持其设定的压力，由与该多个控压装置4连接的控制阀6在控压装置4之间切换。在一个实施例中，存在两个控压腔。机械阀为三通阀，三通阀与两个控压腔同时连接，由三通阀的切换可以将排气腔13内的气体引入两个控压腔的任意一个。
61.本实用新型的实施例还提供一种压缩机，压缩机的壳体内设有上述任一项所述的变容量气缸。
62.综上所述，本实用新型的变容量气缸与包括其的压缩机与现有技术相比，具有以下优点：
63.一、通过控制阀控制连通通道与控压装置之间的气流流通，对变容量气缸排气角度，进而对排气量进行调节，实现压缩机在全排量和部分排量之间的切换，在过渡季节节省能耗，拓宽了压缩机的使用。
64.二、本实用新型完全在压缩机的壳体内部实现，不占用额外的安装空间，不影响压缩机的安装。
65.以上内容是结合具体的可选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。