專利名稱：具有防止液體阻塞的滑板的螺旋式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有螺旋及門轉子(gaterotor)的正排量旋轉式壓縮機。
制造在殼體內設有滑板的單螺旋壓縮機來改變壓縮機的容積已是人人皆知的。
這種結構在許多專利中都有揭示，如US4,261,691/4,579,513或5,087,182。
由這些壓縮機所碰到的一個嚴重的問題是發生在當壓縮機用于一冰箱或空調機并且在部分或完全充滿液態致冷劑的情況下啟動時。在工業界這種現象是眾所周知的，并且許多情況下都能發生一泄漏的噴射閥、一比蒸發器較冷的壓縮機等。
如壓縮機在啟動時其中有足夠的液體，通常的結果是壓縮機的性能降低，降低的意義在于所產生的可觀壓力進入到螺旋的槽中，它們必須壓縮一種不可壓縮的流體、液態致冷劑，而不是壓縮可壓縮的致冷氣體；眾所周知這種壓縮液體的現象就是通常馬達不能啟動壓縮機并發生故障的“液體阻塞”。
螺旋壓縮機中一般所用的方案為采用滑板處于壓縮機容積最小的位置上時、(一般為滿負荷的15％至20％左右)來啟動壓縮機。
在此情況下，一旦槽停止與吸氣口連通，它開始與排出口對齊；這樣在槽中就不會發生壓縮，并且它能夠泵送液體而不發生液體阻塞。
盡管如此，這種方案還有許多缺陷；首先，這通常要求提供對滑板在至少三個位置上進行控制15％容積的起始位置、40％或50％左右容積的部分負荷位置和滿負荷位置(僅有15％容積位置和滿負荷的壓縮機可能在這兩者之間變化太多)；由于滑板通常由一活塞控制，這意味著實現的控制必須提供三個位置，這比具有簡單的兩個位置的活塞要復雜得多得多，(兩個位置時則只需)向活塞施加一壓力或不加壓力。另一種方案是通過甚至更復雜的連續控制提供具有無限量位置的活塞。
第二個缺陷是，在15％容積時，壓縮機在冷凝器中產生壓力非常慢；由于壓縮機壓力通常用來將所噴射的液體移入壓縮機中以使之冷卻，不論這種液體是油還是液態致冷劑，這樣就會因液體不噴射時而產生壓縮機滯塞的危險。
在非噴油壓縮機(OIF壓縮機)中，在壓縮機中沒有噴射油，只有來自冷凝器的液態致冷劑，在50％容積左右時啟動壓縮機是必須遵循的，以便快速地產生壓力并且在將近10秒鐘內開始液體噴射。
在新一代的單螺旋壓縮機中，其中兩個滑板單獨操作，一個在啟動時是無負荷的，這意味著另一個滑板必須在滿負荷位置啟動；如果有液體，當在槽的整個長度上發生壓縮時，液體阻塞的所有后果都將發生。
本發明的目的在于提供一種具有至少一個容積控制滑板的單螺旋壓縮機，這種滑板由止推裝置移動并且其特點在于，當壓縮機停止時彈性裝置將滑板移動到一部分負荷位置并且完全被壓縮且一旦輸出壓力超出一設定值時不影響滑板的位置。
這一值可以定在1.2至2倍的吸入壓力之間，且最好定在大約1.5倍的吸入壓力。
本發明的工作情況如下在啟動時，由于彈性裝置的作用滑板是部分負荷的；即使存在液體，也不會發生液體阻塞。
值得注意的是，在50％左右的容積控制位置時仍會在一封閉槽中發生壓縮；1比3的壓縮比是慣例，在槽與排出口對齊之前槽的體積為槽停止在與吸入口對齊時體積的三分之一左右；這樣當槽充滿液體時，將發生液體阻塞。盡管如此，已經發現通過對具有兩個滑板(一個在啟動時完全未負荷，我們將記作滑板A，另一個具有兩個位置滿負荷和大約為一半負荷，將記作滑板B)的壓縮機進行試驗，如果滑板B設置成相應的一半壓縮機的壓縮是在壓縮機的底部，那么在一半負荷情況下啟動壓縮機而不存在液體阻塞是可能的。液體阻塞發生在當滑板在滿負荷情況下啟動時。如果滑板B是部分負荷，壓縮產生得太慢以致不能在壓縮機發生故障之前開始液體噴射。
如果滑板B承壓縮機的上部，壓縮機甚至能在完全充滿液體的條件啟動，而不會發生液體阻塞。
通過用一個壓力探頭和/或穿過驅動壓縮機的馬達的電路的強度觀察槽中的壓力可證明不存在液體阻塞。
在上述的兩種情況下，當有液體阻塞時，壓力和強度通常在開始時是一樣的，過了一段時間，壓力是開始時的許多倍，強度仍極高，表現出馬達不再加速而發生故障了。
在那兩種情況下(滑板9處于低位或高位)，壓縮機為了倒空液體需花上幾分之一秒的時間。
在那之后，壓縮機立即開始在冷凝器中產生壓力；作用在滑板端部的壓力壓縮彈性裝置并將滑板帶到滿負荷位置。
由于另一側完全不起作用，壓縮機然后處于50％負荷并且能夠在冷凝器中快速地為液體噴射產生壓力。
對輸送大約200cfm在3600rpm下操作R22的單螺旋的試驗已表明充滿一半或完全充滿液體的壓縮機在0.15至0.3秒之間被倒空；并且如彈簧的彈性裝置設定為當排出壓力達到吸入壓力的1.5倍時被壓縮，滑板在2至3秒內恢復到滿負荷位置。
這樣實際上沒有延遲達到噴射壓力。
同時，在止推裝置控制滑板位置的情況下，一個活塞僅需要兩個位置，并且通過在活塞后面施加或不施加排出壓力都可以實現。
通過以下結合附圖對本發明的一個較佳實施例的描述可對本發明有較全面的了解；其中

圖1是沿圖2中線I-I’的橫截面圖；圖2是沿圖1中的線II-II’的橫截面圖；圖3示出了沿圖中線III-III’的橫截面圖；圖4示出了圖3的另一種結構。
在圖1中，安裝在通過軸承3和4可轉動地支撐的軸2上的螺旋1有與兩個對稱的門轉子(gate-rotor)7，8的齒6嚙合的螺紋5。螺旋和門轉子在殼9中都可轉動。當用于一致冷系統時，殼9通常裝備有一個或多個滑板10，滑板最好根據美國專利第4,571,166號制成。滑板10通過止推裝置、如活塞12在軸向可動，再通過如油壓或排出壓縮氣體的流體動力裝置所驅動。
殼9有一吸入或低壓口13與吸入管14連通。排出口41與螺旋1的高壓端38緊靠的門轉子接近。通過一高壓端密封件15在高壓端38處的螺旋1相對殼9被密封，其詳細內容在美國專利4,475,877中有介紹。
根據美國專利5,087,182號，殼9包括一與殼內的主孔17橫向的環形壁或環16，并且螺旋1可轉動地位于其中。壁16有一外端面37，一由螺栓19固定的端板18靠于其上。輔助螺栓20由端板18伸向端部密封件15拉住端部密封件15使其靠住軸承4并且經過一墊片21靠到端板18上；這樣留下一間隙11。
還可以看見其中容納有滑板10和其固定支架52的槽22，該槽22在與間隙11隔開的軸向位置處結束。
根據已有技術，在螺旋1和密封件15之間的容積通過螺旋中的一個或多個孔26與吸入壓力連接。
下文所描述的本發明有如圖2所示的兩個門轉子和兩個滑板，但也可用于具有單個門轉子和單個滑板的單螺旋式壓縮機。
在大多數現有的螺旋式壓縮機中，兩個滑板10a和10b是不同的，一個有兩個位置即滿負荷和無負荷，另一個為滿負荷和接近半負荷；前者記為滑板A，后者記為滑板B。
當滑板A處于如圖2所示的壓縮機底部時，由于螺旋按箭頭50的方向轉動，這正在壓縮的壓縮機底部。此時，壓縮機可在半充滿液體的情況下啟動，而不發生液體阻塞，但當它完全充滿時仍會發生液體阻塞。
當滑板A處于底部而滑板B處于頂部時，那么壓縮機可在充滿液體的情況下啟動而不發生液體阻塞。
為什么以本發明可以啟動壓縮機而如果滑板處于滿負荷條件下又不能的原因不清楚；無論是滿負荷還是部分負荷，在這兩種情況下槽都必須充滿液體并且應發生對不可壓縮液體的壓縮。很可能在第一螺旋轉動過程剛開始時，槽是滿的，但在壓縮機開始運行一點點之后，在液體和/或壓降中有足夠的運動以產生閃蒸氣體并且其后由任一槽所吸入的液體體積小于排出以前槽所達到的最小體積；并且可能只是程度的問題，即當滑板滿負荷時這一現象不足以阻止液體阻塞，但當槽僅壓縮其長度的一半時是足夠的，且當槽不是在底部而是在上部時(滑板B在上部)尤其如此。
圖3示出了圖2中的滑板B。
滑板由諸如活塞12和桿51的止推裝置推動。由一泵引入的壓力、例如油壓，或排出氣體壓力是通過一管60放在活塞之后的以將滑板移動到部分負荷位置；當壓力從管60中卸去后，在滑板端部54處的壓力將活塞推回并使線53與線56接觸，而保證滑板滿負荷。
依據法國專利2,562,167制造的(其它結構也可，只要不改變本發明)滑板的固定部分所示為52，可動部分為10。
在圖3上，所示的可動部分10是在啟動時的位置上由彈簧裝置24a部分地打開的。
可動部分10在線53和54之間延伸；在可動部分的邊緣53和固定部分的邊緣55之間有間隙56，通過它液體或氣體可逸出并且返回到吸入口；這樣在一眾所周知的方式，當槽完全處于邊緣53以外的區域時壓縮過程開始。
應當注意到，滑板10在啟動時并不完全打開；當需要部分負荷時，排出壓力或油壓施加在活塞12之后面，推動滑板直至邊緣54達到線57處(壓力最好是在固定部分52的高壓端；見圖1)。
一螺栓58限制彈簧24a引起的位移以控制將要打開的寬度56使其達到一足以讓液體在啟動時逸出的程度，而不在槽中產生一過壓力，但是小得足夠使壓縮機有最大容積并盡快地在冷凝器中產生壓力。圖4示出了一種不同的結構，有推動滑板10并位于管59中的桿51b，管中有一彈簧24b。
在圖4中，所示的滑板10是處于啟動后的幾秒鐘時；在壓縮機排出端產生的壓力推抵可動滑板10的端部，并且已將邊緣從彈簧24b伸展時開始所占的位置54處移到位置54b；在此位置，可動部分10被壓在固定部分52上，滑板處于滿負荷位置。
為此，無論是在圖3，4中還是其它等同的方案中，彈簧的計算應當是當排出壓力達到1.2至2倍的吸入壓力之間、一般在1.5倍左右的設定值時，彈簧能被完全壓縮。
應當注意，一旦達到該壓力，無論是圖3還是圖4的情況，如果沒有彈動裝置就可能發生滑板占據該位置，壓縮機傳送同樣的氣流就象這些裝置不存在一樣。
還應當注意所示的本發明具有一推動滑板的活塞，但本發明可能容易地被改動而使活塞位于滑板相對側進行拉動；或者使由牽引操縱的那些彈性裝置而不是壓縮，例如接裝到可動部分10的高壓側。
權利要求
1.一種單螺旋壓縮機，具有至少一個容積控制滑板(10)，該滑板(10)由止推裝置(12)移動，該滑板是唯一一個在壓縮機啟動時將處于保證壓縮的位置上的部件，其特征在于，彈性裝置(24)當壓縮機停止時將滑板保持在部分負荷的位置上并變形，在啟動過程中一旦壓縮機的排出壓力達到設定值時就使滑板達到滿負荷位置。
2.如權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，當排出壓力達到大致為吸入壓力的1.5倍時，所述彈性裝置使滑板達到滿負荷位置。
全文摘要
一種單螺旋式壓縮機，至少具有一個容積控制滑板(10)，滑板(10)由止推裝置(12)移動，在壓縮機啟動時，該滑板是唯一一個處于保證壓縮的位置上的部件，其中彈性裝置(24)當壓縮機停止時將滑板保持在部分負荷的位置上并變形，以在啟動過程中一旦壓縮機的排出壓力達到一設定值時，就使滑板達開滿負荷位置。
文檔編號F04C28/00GK1145455SQ9611181
公開日1997年3月19日 申請日期1996年8月8日 優先權日1995年8月9日
發明者貝爾納·西蒙 申請人:貝爾納·西蒙