專利名稱：往復(fù)式密封壓縮機(jī)的抽吸設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及往復(fù)式密封壓縮機(jī)的抽吸設(shè)備，這種類型的壓縮機(jī)在抽吸進(jìn)口管和機(jī)殼內(nèi)的抽吸腔之間直接進(jìn)行抽吸。
往復(fù)式密封壓縮機(jī)一般設(shè)有抽吸的消聲系統(tǒng)(濾聲器)，這種系統(tǒng)設(shè)在機(jī)殼之內(nèi)，用來在抽吸致冷流體時(shí)減弱所產(chǎn)生的噪聲。但是這種系統(tǒng)或器件會(huì)因氣體過熱和流量限制致制冷本領(lǐng)降低和降低了壓縮機(jī)的效率。由塑料來制造上述濾聲器曾在使這種濾聲器最優(yōu)化方面意味著一種顯著的進(jìn)展，但是，由于這樣的器件，仍然給壓縮機(jī)帶來了很大的損耗。
在往復(fù)式壓縮機(jī)中，活塞的運(yùn)動(dòng)以及使用只在整個(gè)循環(huán)中不工作時(shí)才打開的抽吸閥與排放閥，會(huì)在抽吸管道和排放管道中產(chǎn)生脈沖式氣流。這種氣流是造成噪聲的原因之一，可以用兩種形式傳送到周圍環(huán)境中由于激勵(lì)了壓縮機(jī)內(nèi)腔的或是其機(jī)械系統(tǒng)中其它器件的諧振頻率；或是激勵(lì)了制冷系統(tǒng)即蒸發(fā)器、冷凝器的管道的以及此壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的上述器件的連接管的諧振頻率。在第一種情形，噪聲傳遞給機(jī)殼，機(jī)殼再把它擴(kuò)散到周圍環(huán)境中。
為了減弱由上述脈沖氣流產(chǎn)生的噪聲，采用了消聲系統(tǒng)(濾聲器)。這類系統(tǒng)可以分為耗散系統(tǒng)與反應(yīng)系統(tǒng)。耗散消聲系統(tǒng)吸收聲能，但卻造成了不希望有的壓力損失。另一方面，反應(yīng)式消聲器總是反射部分聲能，因而能減少壓力損失。耗散式消聲器更多地用在脈動(dòng)高的排放式系統(tǒng)中。反應(yīng)式消聲系統(tǒng)最好用于抽吸，因?yàn)檫@可以減少壓力損失。濾聲器中這樣的壓力損失主要是在更為敏感壓力損失效應(yīng)的抽吸情形，成為降低壓縮機(jī)效率的原因之一。
在采用通常的消聲器時(shí)造成壓縮機(jī)效率降低的另一個(gè)原因是被抽吸的氣體過熱。在這種氣體進(jìn)入壓縮機(jī)然后進(jìn)到壓縮缸的這段時(shí)間內(nèi)，由于從存在于壓縮機(jī)內(nèi)的幾個(gè)熱源的熱傳導(dǎo)，氣體的溫度升高。溫度的升高造成比容的加大，從而減小了致冷的質(zhì)量流。由于壓縮機(jī)的制冷本領(lǐng)正比于此質(zhì)量流，質(zhì)量流的減少便會(huì)降低壓縮機(jī)效率。
隨著濾聲器設(shè)計(jì)的進(jìn)展已能減少上述的負(fù)效應(yīng)。
在既有的結(jié)構(gòu)中，來自抽吸管道并排入機(jī)殼內(nèi)的氣體，在到達(dá)濾聲器和被抽引向壓縮缸內(nèi)(間接抽吸)之前，通過壓縮機(jī)內(nèi)的幾個(gè)主要熱源。氣體的這種循環(huán)是會(huì)有助于馬達(dá)的冷卻的。由于這一原因還由于濾聲器通常是金屬的，壓縮機(jī)的效率就會(huì)因氣體過熱而降低。
為了追求更有效的壓縮機(jī)，人們根據(jù)更有效的原理開發(fā)了消聲系統(tǒng)。不是使氣體通過壓縮機(jī)內(nèi)各個(gè)已加熱的部分，而是把它直接抽入抽吸濾聲器內(nèi)(美國(guó)專利No.1591239-54242056)。另一種方法則是在壓縮機(jī)的抽吸管道內(nèi)應(yīng)用噴嘴或喇叭口管(美國(guó)專利4486153)，這樣可將上述氣體流導(dǎo)入進(jìn)口管與抽吸濾聲器之間。此外，這種濾聲器已開始用具有合適隔熱性質(zhì)的塑料制造。這種種改進(jìn)顯著地提高了制冷密封壓縮機(jī)的效率。雖然如此，因采用抽吸式濾聲器導(dǎo)致的過熱與負(fù)載損耗仍然代表壓縮機(jī)效率損失中的顯著部分。
在當(dāng)代技術(shù)中已知的往復(fù)式密封壓縮機(jī)中，來自蒸發(fā)器的氣體進(jìn)入機(jī)殼然后通過抽吸式濾聲器，由此抽入氣缸體中限定的氣缸之內(nèi)，并在此壓縮到足夠打開排放閥的壓力。所述氣體在通過排放閥與排放濾聲器排放出后，脫離壓縮機(jī)內(nèi)部，導(dǎo)向制冷系統(tǒng)的冷凝器。在這種壓縮機(jī)中，排放式濾聲器常為密封的，也即氣體并未釋放入機(jī)殼內(nèi)，而抽吸式濾聲器則是與所述機(jī)殼內(nèi)成流體通連的。
壓縮機(jī)在機(jī)殼內(nèi)側(cè)有一低壓對(duì)其效率帶來兩個(gè)負(fù)面影響。在壓縮循環(huán)大部分期間，在氣缸內(nèi)的氣體比機(jī)殼內(nèi)的氣體處于一更高的壓力下。這一壓力差通過活塞和氣缸之間的間隙在從氣缸向機(jī)殼內(nèi)產(chǎn)生一氣體泄漏。然后，在發(fā)生在機(jī)殼內(nèi)側(cè)和氣缸之間的壓力平衡的作用下，氣體通過抽吸過虎器再進(jìn)入氣缸。這一氣體的溫度高于返回到蒸發(fā)器氣體的溫度，這就使上述的泵出的質(zhì)量流減少。
泵出質(zhì)量流的減少引起制冷能力和效率的損失，和(由于通過活塞-氣缸間隙的泄漏引起的損失)。
在氣缸內(nèi)和機(jī)殼內(nèi)之間的壓力差也在活塞頂部產(chǎn)生一個(gè)力，其通過連桿傳遞到偏心輪和軸承上。力的強(qiáng)度決定了活塞和軸承的尺寸所述力越大，所述部件的尺寸越大，所以，能量的消耗或軸承中的粘度能量損失越大。
本發(fā)明的目的是提供一種往復(fù)式密封壓縮機(jī)的抽吸設(shè)備，這種壓縮機(jī)包括密封式機(jī)殼，它具有使氣體進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)的抽吸進(jìn)口管；抽吸孔，它設(shè)在位于機(jī)殼內(nèi)的氣缸的蓋部上并與此抽吸進(jìn)口管形成流體通連，此設(shè)備包括有抽吸裝置，此裝置具有與上述抽吸進(jìn)口管密封地連接的第一端和與上述抽吸孔密封地連接的第二端，以使低壓氣體能從此抽吸進(jìn)口管直接導(dǎo)入抽吸孔，與機(jī)殼內(nèi)側(cè)形成密封，所述抽吸裝置為抽吸出的氣體提供隔熱與隔聲。
在這種方案中，來自制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器的氣體在氣缸內(nèi)被壓縮和通過排出過濾器排入冷凝器之前不間斷地直接進(jìn)入氣缸內(nèi)，這能相對(duì)于機(jī)殼內(nèi)側(cè)總是形成密封。
下面參考附圖描述本發(fā)明，附圖中

圖1示意地以垂直縱剖圖表明了制冷系統(tǒng)中所用的并按既有技術(shù)構(gòu)造的往復(fù)式密封壓縮機(jī)；圖2示意地表明了一種往復(fù)式密封壓縮機(jī)以及相關(guān)聯(lián)的依據(jù)既有技術(shù)構(gòu)制的制冷系統(tǒng)；圖3示意地并以部分視圖表明了一種往復(fù)式密封壓縮機(jī)以及相關(guān)聯(lián)的依據(jù)本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)形式的制冷系統(tǒng)；圖4示意地并以部分視圖表明了一種往復(fù)式密封壓縮機(jī)，以及依據(jù)本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)形式的制冷系統(tǒng)。
圖5示意地并以前視圖表明了本發(fā)明的抽吸裝置的結(jié)構(gòu)形式。
下面說明實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。
如附圖所示，用于制冷設(shè)備的這種制冷系統(tǒng)通常包括由適當(dāng)管道連接的冷凝器10，后者接收這種往復(fù)式的密封壓縮機(jī)20高壓側(cè)的高壓氣體并將高壓氣體輸送給毛細(xì)管30，在此，此致冷流體膨脹，與把低壓氣體輸送到密封壓縮機(jī)20的低壓側(cè)的蒸發(fā)器40通連。
如圖1所示，此密封壓縮機(jī)20包括一機(jī)殼21，此機(jī)殼內(nèi)通過彈簧懸掛著包括氣缸體的馬達(dá)-壓縮機(jī)單元，其中的氣缸22有一在其內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞23，此氣缸體受馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)，抽吸和壓縮致冷氣體。所述氣缸22有一開口端為閥板24封閉，此閥板固定于前述氣缸體上并設(shè)有抽吸孔與排放孔24a,24b。氣缸體還帶有一個(gè)蓋部，它安裝在所述閥板24上，并與此閥板在內(nèi)部限定出一抽吸室25與一排放室26，它們通過各相應(yīng)的抽吸孔24a和排放孔24b，與氣缸22保持有選擇的流體通連。這種有選擇的通連是由各抽吸閥25a與排放閥26a打開和關(guān)閉相應(yīng)的抽吸孔與排放孔而確定的。
上面所謂的抽吸室只是指抽吸閥25a上游氣缸蓋的容積。
密封壓縮機(jī)20的高壓側(cè)與冷凝器10之間的通連是通過一排放管27進(jìn)行的，此排放管有一個(gè)通向設(shè)在機(jī)殼21表面上的孔的端部使前述排放室26與冷凝器10通連，還有一個(gè)通向排放室26的另一端部。
機(jī)殼21還帶有一個(gè)抽吸進(jìn)口管28，它安裝在設(shè)于機(jī)殼21的進(jìn)口孔中并通向此機(jī)殼的內(nèi)部，與位于機(jī)殼21外部的抽吸管道通連同時(shí)連接著蒸發(fā)器40。在此結(jié)構(gòu)中，來自機(jī)殼21的氣體進(jìn)入安裝于抽吸室25前的抽吸式濾聲器50內(nèi)，用來在抽吸閥25a打開期間減弱抽引到氣缸22內(nèi)氣體的噪聲。這種結(jié)構(gòu)具有前述的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，如圖3-5所示，在蒸發(fā)器40與密封壓縮機(jī)20的抽吸室25內(nèi)部之間安裝有與這些部分互連的抽吸裝置60，此抽吸裝置設(shè)在機(jī)殼21內(nèi)，并至少是在其長(zhǎng)部的一部分上包括一例如由韌性材料制的抽吸導(dǎo)管60，此抽吸導(dǎo)管的第一端61與抽吸進(jìn)口管28連接，而其第二端62則與抽吸室25的氣體入口部連接，抽吸導(dǎo)管60密封地安裝到抽吸進(jìn)口管28與抽吸室25上，得以將低壓氣體從蒸發(fā)器40直接和密封地導(dǎo)引到抽吸室25內(nèi)，對(duì)抽出的氣體提供熱能和聲能的隔絕。在本發(fā)明的另一個(gè)結(jié)構(gòu)方案中，上述抽吸導(dǎo)管60的第二端62是與直接抽入到氣缸22內(nèi)的氣體通連，例如使此第二端62密封式地直接與抽吸孔24a連接。
根據(jù)本發(fā)明，此密封壓縮機(jī)20的機(jī)殼21內(nèi)不再有抽吸式濾聲器50。在如圖4所示的結(jié)構(gòu)方案中，此抽吸式濾聲器50安裝在抽吸進(jìn)口管28的上游。將這種濾聲器安裝到殼21的外部時(shí)允許采用更高容量的濾聲器和更大直徑的管道，同時(shí)能以較低的壓力損失來提供相同的消聲效果。由于制冷能力正比于抽吸壓力，壓力損失越少，壓縮機(jī)效率也越高。這種濾聲器的布置方式在允許氣體通其內(nèi)時(shí)，防止了它像在既有技術(shù)結(jié)構(gòu)中那樣不合適地被加熱，雖然如圖3所示安裝的組件產(chǎn)生的噪聲水平與如先有技術(shù)那樣安裝的組件產(chǎn)生的噪聲水平很相似。
根據(jù)本發(fā)明，上述抽吸導(dǎo)管60經(jīng)設(shè)計(jì)成按連續(xù)導(dǎo)管生產(chǎn)，為了避免干擾被抽吸的氣流，構(gòu)制這種導(dǎo)管的材料要能使傳遞給機(jī)殼21的噪聲與振動(dòng)最小，并能避免進(jìn)入的氣體過熱。為了具備上述質(zhì)量，使抽吸導(dǎo)管60所具結(jié)構(gòu)能對(duì)熱傳導(dǎo)有很高的熱阻，例如使這種結(jié)構(gòu)采用具有低熱導(dǎo)率特性(不良的導(dǎo)熱體)同時(shí)具有良好消聲的材料。
因?yàn)楸怀槲臍怏w與機(jī)殼內(nèi)沒有任何連接，所以，所述氣體不可能激發(fā)腔內(nèi)的共振。因?yàn)槌槲拿}動(dòng)是低能量的，所以從外部管到壓縮機(jī)沒有大的激發(fā)。
雖然沒有圖示，也可以采用其他的抽吸管結(jié)構(gòu)，例如，由在密封條件下相互連接的抽吸管部分形成的導(dǎo)管。在任何一種方案中，抽吸管道裝置應(yīng)定位，使以一連接機(jī)殼21與蒸發(fā)器40允許液體連通的抽吸管的延伸部操作，不使抽吸入口管28和壓縮機(jī)氣缸22之間中斷。
要求抽吸管道有韌性是由于在機(jī)械組件與機(jī)殼21之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而這些部件的安裝則是通過韌性彈簧。這種韌性會(huì)防止所述管道在壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中或者在運(yùn)輸和搬運(yùn)中發(fā)生破裂。
抽吸導(dǎo)管60還將其尺寸選定成可使因抽吸管道和蒸發(fā)器的波動(dòng)導(dǎo)致的脈動(dòng)流所產(chǎn)生的噪聲減至最小。
抽吸導(dǎo)管60尺寸的另一特性是其相對(duì)于抽吸進(jìn)口管28上游管的更大的直徑。抽吸導(dǎo)管60的直徑確定為使氣流負(fù)載損失減少，氣流來自抽吸進(jìn)口管28，然后導(dǎo)入抽吸腔25或也直接導(dǎo)入抽吸孔24a。
由于氣流的特性、抽吸導(dǎo)管60的較短長(zhǎng)度和較大的直徑，與既有技術(shù)中所用抽吸濾聲器中存在的壓力損失相比，如果采用該過濾器可以減少壓力損失。
采用抽吸導(dǎo)管60可以在氣體進(jìn)入氣缸內(nèi)之前減短其在機(jī)殼內(nèi)的氣體路徑。由于減短了這種路徑，被抽吸的氣體的過熱效應(yīng)就較小，這就提高了制冷能力與制冷效率。
在本發(fā)明的對(duì)于抽吸裝置60的結(jié)構(gòu)方案中，如圖5所示，此抽吸裝置取彎管形式，彎成帶圓形側(cè)面的U字形，內(nèi)部設(shè)置有或包含有(例如通過物料注射)至少一個(gè)彈簧件63，使此彎管始終保持在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的狀態(tài)下，以防其在例如壓縮作業(yè)期間由于壓差的影響而塌縮。
由于抽吸密封，機(jī)殼21內(nèi)側(cè)壓力高于抽吸壓力，并引起氣體通過活塞23和氣缸22之間的間隙泄漏。這一泄漏使機(jī)殼21內(nèi)側(cè)的壓力增加到一吸入和排出壓力之間的一個(gè)中間壓力值，通常接近壓縮開始?jí)毫蛪嚎s結(jié)束壓力之間的一個(gè)中間壓力值。
在機(jī)殼中的壓力增加使壓縮機(jī)開始每次新的操作是以一較小的負(fù)載工作，所以在工作時(shí)要求一個(gè)來自電機(jī)的低的轉(zhuǎn)矩。在吸入和壓縮開始時(shí)，機(jī)殼21內(nèi)側(cè)處于高于氣缸22內(nèi)側(cè)的壓力，這使氣體泄漏進(jìn)入后者。當(dāng)氣缸22中的壓縮壓力高于機(jī)殼21內(nèi)側(cè)壓力時(shí)(這直到排出結(jié)束時(shí)才發(fā)生)，氣體泄漏改變方向，從氣缸22內(nèi)側(cè)向機(jī)殼21內(nèi)側(cè)進(jìn)行。由于這種現(xiàn)象的特性，向機(jī)殼內(nèi)側(cè)的泄漏超過了其他方向的泄漏，直到在機(jī)殼21中達(dá)到一中間平衡壓力。在這種情況下，如果及時(shí)統(tǒng)計(jì)，泄漏就不存在，這就減少了由于活塞23和氣缸22之間的泄漏所引起的損失。
以本發(fā)明的方案，因?yàn)樵跈C(jī)殼21內(nèi)的壓力是在壓縮開始?jí)毫蛪嚎s結(jié)束壓力之間的中間值，所以，作用于活塞23頭上的壓力差低于先有技術(shù)壓縮機(jī)中所觀察到的。因?yàn)閭鬟f到軸承上的力小于先有技術(shù)壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)中所觀察到的，所以，對(duì)于軸承的操作有一較小的負(fù)載狀態(tài)，這就增加了其可靠性。所傳遞的較小的力的另一優(yōu)點(diǎn)是減少了由于軸承的粘性磨損引起的機(jī)械損失。由作用于活塞上的較小的壓差所產(chǎn)生的另一重要的優(yōu)點(diǎn)是在全部循環(huán)中的較小的機(jī)械變形。較小的變形使無用體積減少，并產(chǎn)生更高的制冷能力，這是由于機(jī)構(gòu)部件的較小的磨損和成本減少，因?yàn)槠鋭傂阅軠p少到實(shí)際變形的同樣水平，而能使用較便宜的材料。
權(quán)利要求
1．往復(fù)式密封壓縮機(jī)的抽吸設(shè)備，這種壓縮機(jī)包括密封式機(jī)殼(21)，它具有使氣體進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)的抽吸進(jìn)口管(28)；抽吸孔(24a)，它設(shè)在位于機(jī)殼(21)內(nèi)的氣缸(22)的蓋部上并與此抽吸進(jìn)口管(28)形成流體通連，特征在于此設(shè)備包括有抽吸裝置(60)，此裝置具有與上述抽吸進(jìn)口管(28)密封地連接的第一端(61)和與上述抽吸孔(24a)密封地連接的第二端(62)，以使低壓氣體能從此抽吸進(jìn)口管(28)直接導(dǎo)入抽吸孔(24a)，與機(jī)殼(21)內(nèi)側(cè)形成密封，所述抽吸裝置(60)為抽吸出的氣體提供隔熱與隔聲。
2．權(quán)利要求1所述的抽吸設(shè)備，特征在于所述抽吸裝置(60)在其延伸部的至少一部分上設(shè)有對(duì)熱傳導(dǎo)具有高熱阻的結(jié)構(gòu)。
3．權(quán)利要求2所述的抽吸設(shè)備，特征在于，所述抽吸裝置(60)在其延伸部的至少一部分上設(shè)有柔性導(dǎo)管。
4．權(quán)利要求3所述的抽吸設(shè)備，特征在于所述柔性導(dǎo)管是由低熱導(dǎo)率材料制成。
5．權(quán)利要求4所述的抽吸設(shè)備，特征在于所述抽吸導(dǎo)管(60)的尺寸取定成能減少到達(dá)抽吸進(jìn)口管(28)處氣流的載荷損失。
6．權(quán)利要求5所述的抽吸設(shè)備，特征在于所述抽吸導(dǎo)管(60)確定成可使被抽出的氣流在抽吸進(jìn)口管(28)與抽吸孔(24a)之間不中斷。
7．權(quán)利要求6所述的抽吸設(shè)備，特征在于所述抽吸裝置(60)的第二端(62)是密封地并直接地與抽吸室(25)相連。
8．權(quán)利要求7所述的抽吸設(shè)備，特征在于所述抽吸導(dǎo)管(60)取“環(huán)”管形式，彎成帶圓形側(cè)面的U字形，內(nèi)部設(shè)置有至少一個(gè)彈簧件(63)，使此彎管始終保持在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的狀態(tài)下。
9．權(quán)利要求1所述的抽吸設(shè)備，特征在于此設(shè)備包括有安裝在抽吸進(jìn)口管(28)上游的抽吸式濾聲器(50)。
全文摘要
往復(fù)式密封壓縮機(jī)的抽吸設(shè)備,此壓縮機(jī)包括具有使氣體進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)的抽吸進(jìn)口管(28)的密封式機(jī)殼(21)以及設(shè)在位于機(jī)殼(21)內(nèi)的氣缸(22)的蓋部上并與抽吸進(jìn)口管(28)形成流體通連的抽吸孔(24a),所述設(shè)備包括抽吸裝置(60),后者具有與抽吸進(jìn)口管(28)密封連接的第一端(61)和與抽吸孔(24a)密封連接的第二端(62),以使低壓氣體能從抽吸進(jìn)口管(28)直接導(dǎo)入抽吸孔(24a),相對(duì)于機(jī)殼內(nèi)側(cè)密封,抽吸裝置為此被抽出的氣體提供隔熱與隔聲。
文檔編號(hào)F04B39/00GK1218543SQ9719453
公開日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1997年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月10日
發(fā)明者迪特馬·埃里?！げ鞴隆だ蛄? 馬西奧·路易斯·托代斯卡特, 法維安·法戈蒂 申請(qǐng)人:巴西船用壓縮機(jī)有限公司