一种调节压缩机有效气缸容积的电磁变容装置

技术领域

本申请涉及制冷压缩机技术领域，尤其涉及一种调节压缩机有效气缸容积的电磁变容装置。

背景技术

随着国民经济的发展，人民生活水平的逐步提高。老百姓对冰箱、冷柜的节能、保湿保鲜等要求越来越高。压缩机作为冰箱、冷柜的核心部件，是制冷器具各项品质提升的关键。根据制冷系统技术特性，制冷器具在不同环温下对压缩机制冷量需求差异很大。例如，16℃环温下冰箱热负荷只有32℃环温下热负荷的一半左右，这就在客观上要求，16℃环温下压缩机提供更小的冷量输出，以保证冰箱系统的高效运行；同时16℃环温下压缩机小冷量输出可以减少因压缩机冷量输出过大引起的箱内温度波动。因此，为了满足冰箱在不同环境温度下运行时的冷量需求差异、保证制冷系统高效运行，宽冷量高效压缩机是一种客观需求。

目前行业内变转速压缩机可实现宽冷量输出，较大程度上满足制冷器具不同环温下的高效制冷需求。但近年来随着制冷系统效率要求不断提升，对压缩机冷量宽度范围提出了更高要求，尤其希望变转速压缩机能提供更小的冷量输出以满足制冷系统在低环温下高效运行，进一步降低低环温下制冷系统耗电量。目前的变转速压缩机通过转速变化调节冷量输出，因受润滑系统、减振系统等特性限制，最低转速设计在1000rpm左右，转速进一步降低的难度较大。定转速压缩机气缸排量输出恒定，在制冷系统使用中，通过调节其运行时间与开机率控制一段时间内的平均冷量输出，满足不同环温下制冷系统的冷量需求。但这种冷量调节方式相对于变转速压缩机而言效率略差；且低环温下压缩机冷量输出远大于系统冷量需求，系统运行效率偏低、箱内温度控制精度略差。因此，需要设计一种有效气缸容积调节结构，可实现制冷压缩机在同一转速下产生不同的排气量和制冷量；对于变转速压缩机而言其是一种很好的辅助性制冷量调节结构，对于定转速压缩机可以实现变冷量输出。

中国专利申请公开号CN108317072A，公开日为2018年07月24日，名称为“气缸容积可调式直线压缩机”，公开了一种气缸容积可调式直线压缩机，包括外壳，以及设置在所述外壳中的定子、活塞和气缸，所述活塞的头部可滑动的设置在所述气缸中，所述气缸沿其轴线方向可调节的安装在定子上。但是压缩机仅能在出厂时进行气缸容积的调节，并不能在压缩机运行时进行调节，仍未解决上述问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术中在低环温条件下对变转速压缩机最低转速下的制冷量及定转速压缩机的制冷量输出偏大的问题，提供了一种可在压缩机运行时调节有效气缸容积的电磁变容装置，同一压缩机可实现两种有效气缸容积，对于变转速压缩机，可输出比在最低转速下最小制冷量更低的制冷量；对于定转速压缩机，可实现两档排气量和制冷量。

一种调节压缩机有效气缸容积的电磁变容装置，包括气缸，气缸上设有径向孔，径向孔与气缸孔相连；气缸上还设有连接件，连接件上设有连通径向孔的排气孔，排气孔的直径大于或等于径向孔的直径；连接件内滑动设有一阀芯，阀芯与排气孔相交，阀芯上设有配合排气孔的通气段，阀芯通气段的直径小于排气孔的直径；阀芯还包括主体段，主体段的直径大于排气孔的直径；连接件两侧还设有驱动阀芯的电磁铁，通过左、右两端的电磁铁分别通电来控制阀芯的左右移动，当阀芯的通气段与排气孔对齐时，气缸孔内的气体可通过径向孔和排气孔连通从而排除缸外，实现一种气缸容积；而当通气段完全避开排气孔时，排气孔被封堵，实现另一种气缸容积；如此通过阀芯的移动控制径向孔的连通与阻断，从而可在压缩机运行过程中调节有效气缸容积；实现同一压缩机有两种有效气缸容积，对于变转速压缩机，可输出比在最低转速下最小制冷量更低的制冷量；对于定转速压缩机，可实现两档排气量和制冷量。

作为优选，径向孔为直孔。考虑到气体流动阻力，采用直孔流动阻力较小，孔的通流效率较高。

作为优选，连接件的两侧分别设有电磁铁。可以通过胶粘、螺纹连接或其他形式紧固在连接件上，两侧的电磁铁交替作用阀芯，实现阀芯的双向移动。

作为优选，阀芯采用软磁材料制成。电磁铁通电后，阀芯会被磁化，待到阀芯被吸到一侧后电磁铁断电，此时，电磁铁外框与阀芯之间会有残余吸力，为了减少电磁铁断电后阀芯的剩磁，阀芯采用软磁材料。

作为优选，连接件采用软磁材料制成。连接件两侧导向套管的长度不能盖过阀芯，这样可以使连接件和电磁铁组合结构的吸力相比纯电磁铁在同一行程下可以得到增强；同时，连接件两侧的导向套管可以更方便的将连接件和电磁铁连接起来。

作为优选，连接件上设有安放孔，安放孔内设有弹性定位元件，弹性定位元件和阀芯配合。弹性定位元件轻微压住阀芯，避免处于自由状态下的阀芯左右滑动而影响通气效果，此外，如果阀芯的主体段与排气孔上端不贴合；气缸内的气体就会从阀芯和连接件阀孔的间隙逸出，进而损失压缩机的制冷量，因此，阀芯弹性定位元件顶住阀芯，还起到一定的密封作用。

作为优选，连接件上设有配合阀芯的阀孔，阀孔两端分别向外延伸设有导向套管，阀芯位于阀孔和导向套管内；阀芯的横截面形状为圆形

本发明具有如下有益效果：同一压缩机可在运行过程中实现两种有效气缸容积，对于变转速压缩机，可输出比在最低转速下最小制冷量更低的制冷量；对于定转速压缩机，可实现两档排气量和制冷量。

附图说明

图1为气缸装配第一实施例的电磁变容装置后的爆炸图。

图2为图1所示实施例气缸径向孔处于连通状态下的剖面图（两端电磁铁未示出）。

图3为图1所示实施例气缸径向孔处于阻断状态下的剖面图（两端电磁铁未示出）。

图4为图1所示实施例中连接件的结构示意图。

图5为图1所示实施例中阀芯的结构示意图。

图6为图1所示实施例中电磁铁的外框示意图（线圈和骨架未示出）。

图中：气缸1 径向孔1a 电磁铁2 外框尾部台阶2a 弹性定位元件3 连接件4排气孔4a 安放孔4b 导向套管4c 阀芯5 主体段5a 通气段5b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例

如图1到图6所示，一种调节压缩机有效气缸容积的电磁变容装置，包括气缸1，气缸1上设有径向孔1a，径向孔1a为直孔。气缸1上还设有连接件4，连接件4为长方体结构，连接件4通过螺钉固定在气缸1外，连接件4的一侧与气缸1贴合，连接件4上设有连通径向孔1a的排气孔4a，径向孔1a和排气孔4a同轴设置，排气孔4a的直径大于或等于径向孔的直径；连接件4内滑动设有一阀芯5，阀芯5与排气孔4a相交，阀芯5的横截面形状为圆形，阀芯5上设有配合排气孔4a的通气段5b，通气段5b的直径小于排气孔4a的直径，阀芯5还包括主体段5a，主体段5a的直径大于排气孔4a的直径；连接件4上设有配合阀芯5的阀孔，阀芯5的主体段5a和阀孔属于间隙配合，图2和图3中为了直观显示阀芯5和阀孔的配合关系进行了夸大处理，实际间隙没有图中那么大。阀孔两端分别向外延伸设有导向套管4c，阀芯5位于阀孔和导向套管4c内。电磁铁2内有线圈骨架，骨架内径大于连接件4的导向套管4c外径，连接件4的导向套管4c两侧各紧固一个相同的电磁铁2，连接件4上设有安放孔4b，安放孔4b内设有弹性定位元件3，弹性定位元件3轻微压住阀芯5，弹性定位元件3可采用弹簧或具有弹性作用的橡胶柱，实施例中采用了橡胶柱。安放孔4b和排气孔4a平行设置，阀孔位于安放孔4b和排气孔4a构成的平面上。

当左侧电磁铁2通电而右侧电磁铁2不通电时，会将阀芯5吸往左侧，顶住左侧电磁铁2的外框尾部台阶2a，此时，阀芯5的通气段5b会与连接件4的排气孔4a对齐，气缸1的径向孔1a属于连通状态。

当左侧电磁铁2不通电而右侧电磁铁2通电时，会将阀芯5吸往右侧，顶住右侧电磁铁2的外框尾部台阶2a，此时，阀芯5通气段5b左侧的主体段5a会与连接件4的排气孔4a对齐，气缸1的径向孔1a属于阻断状态。

本发明的有益效果是：通过阀芯5的左右移动，来控制气缸1径向孔1a的连通和阻断，这两种状态可实现同一压缩机在运行过程中有两种有效气缸1容积，对于变转速压缩机，可输出比在最低转速下最小制冷量更低的制冷量；对于定转速压缩机，可实现两档排气量和制冷量。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。