CN103206817A - 可调式节流装置及应用该可调式节流装置的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调式节流装置，包括节流座、滑动装设于节流座内的节流孔板及自动调节节流孔板在节流座内位置的调节机构；调节机构包括第一调节组件及第二调节组件；第一调节组件包括安装于节流座一侧的第一缸体、滑动装设于第一缸体内的第一活塞、连接于第一活塞上的第一活塞杆及连接于第一活塞与第一缸体的底端之间的第一弹性元件；第二调节组件包括安装于节流座另一侧的第二缸体、滑动装设于第二缸体内的第二活塞、连接于第二活塞上的第二活塞杆及连接于第二活塞与第二缸体的底端之间的第二弹性元件，第一活塞杆及第二活塞杆抵顶于节流孔板的左右两侧。还提供一种应用上述节流装置的空调系统。

Description

可调式节流装置及应用该可调式节流装置的空调系统

技术领域

本发明属于节流装置，尤其涉及一种可调式节流装置及应用该可调式节流装置的空调系统。

背景技术

在大型中央空调制冷系统（如螺杆机）中，节流装置是系统中非常重要的一个部件，节流装置在空调系统中的主要起到使通过节流装置的冷媒由高温高压的液态冷媒变为低温低压的液态冷媒，目前的节流方式很多，如热力膨胀阀、电子膨胀阀、节流孔板等节流方式，考虑到价格问题，很多中低端机组都采用节流孔板，使用孔板节流最大的问题是机组在某些工况下（例如机组启动过程，部分负荷运行过程）供液量过大，导致机组压缩机带液压缩，从而导致压缩机出现抱轴现象。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种可调式节流装置，旨在解决现有节流孔板对管路流量不可调节，压缩机因供液量过大而带液压缩，进而导致压缩机抱轴、烧毁的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种可调式节流装置，其包括节流座、滑动装设于所述节流座内的节流孔板及可自动调节所述节流孔板在所述节流座内的相对位置的调节机构；

所述调节机构包括第一调节组件及第二调节组件；

所述第一调节组件包括安装于所述节流座一侧的第一缸体、滑动装设于所述第一缸体内的第一活塞、连接于所述第一活塞上并伸入所述节流座内的第一活塞杆及连接于所述第一活塞与所述第一缸体的底端之间的第一弹性元件；

所述第二调节组件包括安装于所述节流座另一侧的第二缸体、滑动装设于所述第二缸体内的第二活塞、连接于所述第二活塞上并伸入所述节流座内的第二活塞杆及连接于所述第二活塞与所述第二缸体的底端之间的第二弹性元件，所述第一活塞杆及所述第二活塞杆抵顶于所述节流孔板的左右两侧。

进一步地，所述可调式节流装置装设于一管路上，所述节流孔板上开设有一节流孔，所述节流座于所述管路的流体流动方向上开设有二通孔，所述节流孔与所述通孔在所述管路的流体流动方向上至少部分重叠。

进一步地，所述节流孔与所述通孔在所述管路的流体流动方向上重叠的面积至少是所述节流孔的截面积的20%-30%。

进一步地，所述节流孔与所述通孔的孔径相同。

进一步地，所述第一弹性元件与所述第二弹性元件均为螺旋弹簧。

进一步地，所述节流孔板在所述节流座内滑动的方向与所述管路的流体流动方向相互垂直。

进一步地，所述第一缸体的底端与所述第一活塞之间形成第一空间，所述第一调节组件还包括设置于所述第一缸体之外并与所述第一空间相连通的第一连接管；所述第二缸体的底端与所述第二活塞之间形成第二空间，所述第二调节组件还包括设置于所述第二缸体之外并与所述第二空间相连通的第二连接管。

进一步地，所述节流座包括安装座及封盖于所述安装座上的盖体，所述安装座包括板体、相对设置的二第一侧壁及相对设置的二第二侧壁，所述二第一侧壁与所述二第二侧壁由所述板体的周缘同向延伸而成，所述第一侧壁的长度方向与所述节流孔板的滑动方向相一致，所述第一缸体安装于其中一第二侧壁上，所述第二缸体安装于另外一第二侧壁上。

进一步地，所述节流孔板的上下两侧分别与所述二第一侧壁的内表面接触。

本发明实施例的另一目的在于提供一种空调系统，其包括压缩机、蒸发器及冷凝器，所述冷凝器的进口端与所述压缩机的排气口相连通，所述蒸发器的出口端与所述压缩机的吸气口相连通，所述冷凝器的出口端与所述蒸发器的进口端相连通，所述空调系统还包括上述的可调式节流装置，所述可调式节流装置串联设置在所述冷凝器的出口端与所述蒸发器的进口端之间，所述可调式节流装置的所述第一调节组件与所述压缩机的吸气口相连通，所述第二调节组件与所述压缩机的排气口相连通。

进一步地，所述空调系统还包括连接于所述第二调节组件与所述压缩机的排气口的排气管及连接于所述第一调节组件与所述压缩机的吸气口的吸气管，所述排气管和吸气管上均设置有截断阀。

本发明的空调系统利用压缩机的吸气口的气体及排气口的气体并结合第一调节组件和第二调节组件来调节节流孔板的位置，实现了空调系统对节流孔板的自动调节，进而实现了对管路内流量的控制，避免了压缩机因供液量过大而使压缩机带液压缩，避免压缩机抱轴、烧毁。

附图说明

图1是本发明实施例提供的空调系统的结构示意图。

图2是图1的空调系统的可调式节流装置的结构图。

图3是图2的空调系统的可调式节流装置的A向视图。

图4是图3的空调系统的可调式节流装置沿线B-B的剖视图，此时可调式节流孔板处于机组启动前的状态。

图5示出了图4的可调式节流装置处于机组满载时的状态。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明实施例提供的空调系统100包括压缩机10、蒸发器20及冷凝器30。所述冷凝器30的进口端31与所述压缩机10的排气口11相连通，所述蒸发器20的出口端21与所述压缩机10的吸气口12相连通，所述冷凝器30的出口端32与所述蒸发器20的进口端22相连通。所述空调系统100还包括可调式节流装置40，所述可调式节流装置40串联设置在所述冷凝器30的出口端32与所述蒸发器20的进口端22之间。所述可调式节流装置40装设于蒸发器20的进口端22和冷凝器30的出口端32之间的管路13上，用以调节管路13内的流量。

请同时参阅图2至图4，所述可调式节流装置40包括内设一容置空间（未标示）的节流座50、滑动装设于所述容置空间内的节流孔板41及调节机构60。所述调节机构60能够自动调节所述节流孔板41在所述容置空间内的相对位置，该调节机构60包括用以通入低压气体的第一调节组件61及用以通入高压气体的第二调节组件70。

所述第一调节组件61包括安装于所述节流座50一侧的底端封闭的第一缸体62、滑动装设于所述第一缸体62内的第一活塞63、连接于所述第一活塞63上并伸入所述节流座50内的第一活塞杆64及连接于所述第一活塞63与所述第一缸体62的底端之间的第一弹性元件65。

所述第二调节组件70包括安装于所述节流座50另一侧的底端封闭的第二缸体71、滑动装设于所述第二缸体71内的第二活塞72、连接于所述第二活塞72上并伸入所述节流座50内的第二活塞杆73及连接于所述第二活塞72与所述第二缸体71的底端之间的第二弹性元件74。所述第一活塞杆64及所述第二活塞杆73抵顶于所述节流孔板41的左右两侧，在这里需要指出的是，所谓的“左右两侧”的意思是节流孔板41上的垂直于所述节流孔板41的相对两侧。

所述可调式节流装置40的所述第一调节组件61与所述压缩机10的吸气口12相连通，第一调节组件61通入压缩机10的低压气体；所述第二调节组件70与所述压缩机10的排气口11相连通，第二调节组件70通入压缩机10的高压气体。

当第二调节组件70内通入高压气体，而第一调节组件61内未通入低压气体时，高压气体对第二活塞72产生压力，当通入的高压气体对第二活塞72产生的压力大于第二弹性元件74产生的压力时，第二活塞72朝向所述节流座50移动（从图4中看来向左移动），第二活塞杆73也朝向所述节流座50向左移动，并推动节流孔板41在节流座50内向左滑动，从而改变节流孔板41对管路13的截流面积，这里所说的截流面积是指节流孔板41所阻挡的管路13的截面积。高压气体对第二活塞72产生的压力与第二弹性元件74产生的压力平衡后节流孔板41所在位置即是节流孔板41调节后的位置。

当第一调节组件61内通入低压气体、同时第二调节组件70内通入高压气体，高压气体对第二活塞72产生的压力记为M1，低压气体对第一活塞63产生的压力记为F1，第二弹性元件74产生的压力记为M2，第一弹性元件65产生的压力记为F2，当M1、F1、M2、F2四者达到平衡时，节流孔板41的位置即是当前应处的位置。

本发明实施例的空调系统100利用压缩机10的吸气口12的气体及排气口11的气体并结合第一调节组件61和第二调节组件70来调节节流孔板41的位置，实现了空调系统100对节流孔板41的自动调节，进而实现了对管路13内流量的控制，避免了压缩机10因供液量过大而使压缩机10带液压缩，避免压缩机10抱轴、烧毁。

在本实施例中，所述节流孔板41上开设有一节流孔42，所述节流座50于所述管路13的流体流动方向上开设有二通孔51。所述节流孔42与所述通孔51在所述管路13的流体流动方向上至少部分重叠，以使压缩机10在刚刚启动时，管路13中至少有液体通过。

在本实施例中，所述节流孔42与所述通孔51在所述管路13内的流体流动方向上重叠的面积至少是所述节流孔42的截面积的20%-30%，以使空调系统100启动时不会因节流孔板41孔径太大而导致供液量过大，进而引起压缩机10吸气带液等现象。在本实施例中，空调系统100启动前，所述节流孔42与所述通孔51在所述管路13内的流体流动方向上重叠的面积是所述节流孔42的截面积的20%-30%。

所述节流孔42与所述通孔51的孔径相同。在本实施例中，节流孔42的孔径和通孔51的孔径按标准机组的冷量设计。

在本实施例中，所述第一弹性元件65与所述第二弹性元件74均为螺旋弹簧。在其他实施例中，第一弹性元件65可为两端分别连接于第一缸体62的底端与所述第一活塞63上的第一弹性橡胶绳（图未示）；第二弹性元件74可为两端分别连接于第二缸体71的底端与所述第二活塞72上的第二弹性橡胶绳（图未示）。

所述节流孔板41在所述节流座50内滑动的方向与所述管路13的流体流动方向相互垂直。当所述节流孔板41上的节流孔42与节流座50上的通孔51完全重叠时，节流孔42与二通孔51所形成的贯通孔垂直于节流孔板41。

压缩机10的吸气口12通过吸气管14与第一调节组件61连接，所述第一缸体62的底端与所述第一活塞63之间形成第一空间66，吸气口12处的气体通过吸气管14通入第一空间66内。在本实施例中，所述第一调节组件61还包括设置于所述第一缸体62之外并与所述第一空间66相连通的第一连接管67，吸气管14连接于第一连接管67上。所述吸气管14上设置有第一截断阀16，用以接通或截断吸气管14中的介质。

压缩机10的排气口11通过排气管17与第二调节组件70连接，所述第二缸体71的底端与所述第二活塞72之间形成第二空间75，排气口11处的气体通过排气管17通入第二空间75内。排气管17连接于所述第二调节组件70与所述压缩机10的排气口11。所述第二调节组件70还包括设置于所述第二缸体71之外并与所述第二空间75相连通的第二连接管76，排气管17连接于第二连接管76上。所述排气管17上设置有第二截断阀77，用以接通或截断排气管17中的介质。

所述节流座50包括安装座52及封盖于所述安装座52上的盖体53。所述安装座52包括板体54、相对设置的二第一侧壁55及相对设置的二第二侧壁56，所述二第一侧壁55与所述二第二侧壁56由所述板体54的周缘同向延伸而成，所述第一侧壁55的长度方向与所述节流孔板41的滑动方向相一致，所述第一缸体62安装于其中一第二侧壁56上，所述第二缸体71安装于另外一第二侧壁56上。所述盖体53上开设所述二通孔51中的其中一通孔51，所述安装座52的板体54上开设所述二通孔51中的另外一通孔51。所述节流孔板41的上下两侧分别与所述二第一侧壁54的内表面接触，以使节流孔板41在节流座50内滑动地更稳定。

空调系统100启动前，由于高压气体压力和低压气体压力相同，此时利用第一弹性元件65和第二弹性元件74分别通过第一活塞杆64和第二活塞杆73将节流孔板41控制在空调系统100启动前状态，如图4所示，此时，所述节流孔42与所述通孔51在所述管路13内的流体流动方向上重叠的面积是所述节流孔42的截面积的20%-30%，系统启动时不会因节流孔板41的节流孔42的孔径太大而导致压缩机10供液量过大，而引起压缩机10吸气带液现象。机组启动后，随着高压气体压力的升高和低压气体压力的降低，高压气体作用在第二活塞72上的压力M1和低压气体作用在第一活塞63上的压力F1也随之改变，当高压气体作用在第二活塞72上的压力M1越来越大、低压气体作用在第一活塞63上的压力F1越来越小时，第二弹性元件74产生的压力记为M2，第一弹性元件65产生的压力记为F2，根据力平衡条件：M1=F1+M2+F2，此时节流孔板41就会不断的向左移动，最终到达一个新的平衡位置，当高压气体的压力与低压气体的压力的差值足够大时，节流孔板41会滑动到最左端，节流孔板41的节流孔42的孔径与节流座50的通孔51的孔径刚好重合，此时，所述节流孔42与所述通孔51在所述管路13内的流体流动方向上重叠的面积是所述节流孔42的截面积的100%，也就是说，整个节流装置的节流通径就是节流孔板41的通径，也是此节流装置的极限孔径，如图5所示。系统运行过程中，节流孔板41会根据M1、F1、M2、F2来调节合理的节流孔板41位置，以达到最佳运行状态。

此节流孔板41在实际运用过程中还需要结合相应的电控程序来完善其不足的地方，例如，当空调系统100在小压差工况运行时，系统的排气量不变，而高压气体和低压气体之差比较小，再使用二者作用到活塞上的力之差来调节节流孔板41的位置，就很可能导致最终稳定后的节流孔径不够大，导致此时的供液量不足，引起低压保护等问题，所以需要电控程序来控制低压气体的压力，此时需要断开低压气体进入第一调节组件61的通路，即第一截断阀16工作，只利用高压气体的压力来推动节流孔板41，高压气体的压力与第二弹性元件74的弹力平衡后，节流孔板41会达到最佳位置，以防止系统出现低压保护等情况。当系统在大压差工况下运行时，系统的供液量过大，此时需要断开高压气体进入第二调节组件70的通路，即第二截断阀77工作，只利用低压气体的压力来推动节流孔板41，进而缩小流过所述节流装置的液体流量，防止压缩机带液压缩。

现有的节流装置一般都是单孔板节流，其节流孔径固定后就不会再更改，系统在运行过程中也不会发生变化，那么就会出现在某些小负荷工况下供液量过大，导致系统带液压缩，进而导致压缩机10出现抱轴、烧毁等现象。而本发明的可调式节流装置40能在启动过程或者部分负荷过程等工况下自动调节流量，在满足系统各个工况运行的同时，保证系统在小负荷运行阶段时节流装置自动调节通径大小，使系统安全稳定地运行，防止因供液量过大、引起带液压缩而导致的压缩机10抱轴、烧毁等现象。

综上所述，本发明的有益效果：

1.本发明可防止系统在启动过程中出现带液运行所导致的压缩机10带液压缩、跑油等现象。

2.本发明可以使系统在运行过程中自动调节流过节流装置的液体的流量，让系统在最佳和最安全的状态下运行。

3．本发明可以单独使用第一调节组件61或单独使用第二调节组件70，也可以同时使用第一调节组件61和第二调节组件70的方式来调节流过节流装置的液体的流量大小。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种可调式节流装置，其特征在于：所述可调式节流装置包括节流座、滑动装设于所述节流座内的节流孔板及调节机构；

所述调节机构能够调节所述节流孔板在所述节流座内的相对位置，该调节机构包括第一调节组件及第二调节组件；

所述第一调节组件包括安装于所述节流座一侧的第一缸体、滑动装设于所述第一缸体内的第一活塞、连接于所述第一活塞上并伸入所述节流座内的第一活塞杆及连接于所述第一活塞与所述第一缸体的底端之间的第一弹性元件；

所述第二调节组件包括安装于所述节流座另一侧的第二缸体、滑动装设于所述第二缸体内的第二活塞、连接于所述第二活塞上并伸入所述节流座内的第二活塞杆及连接于所述第二活塞与所述第二缸体的底端之间的第二弹性元件，所述第一活塞杆及所述第二活塞杆抵顶于所述节流孔板的左右两侧。

2.如权利要求1所述的可调式节流装置，其特征在于：所述可调式节流装置装设于一管路上，所述节流孔板上开设有一节流孔，所述节流座于所述管路的流体流动方向上开设有二通孔，所述节流孔与所述通孔在所述管路的流体流动方向上至少部分重叠。

3.如权利要求2所述的可调式节流装置，其特征在于：所述节流孔与所述通孔在所述管路的流体流动方向上重叠的面积至少是所述节流孔的截面积的20%-30%。

4.如权利要求2所述的可调式节流装置，其特征在于：所述节流孔与所述通孔的孔径相同。

5.如权利要求1所述的可调式节流装置，其特征在于：所述第一弹性元件与所述第二弹性元件均为螺旋弹簧。

6.如权利要求2所述的可调式节流装置，其特征在于：所述节流孔板在所述节流座内滑动的方向与所述管路的流体流动方向相互垂直。

7.如权利要求1所述的可调式节流装置，其特征在于：所述第一缸体的底端与所述第一活塞之间形成第一空间，所述第一调节组件还包括设置于所述第一缸体之外并与所述第一空间相连通的第一连接管；所述第二缸体的底端与所述第二活塞之间形成第二空间，所述第二调节组件还包括设置于所述第二缸体之外并与所述第二空间相连通的第二连接管。

8.如权利要求1-7任一项所述的可调式节流装置，其特征在于：所述节流座包括安装座及封盖于所述安装座上的盖体，所述安装座包括板体、相对设置的二第一侧壁及相对设置的二第二侧壁，所述二第一侧壁与所述二第二侧壁由所述板体的周缘同向延伸而成，所述第一侧壁的长度方向与所述节流孔板的滑动方向相一致，所述第一缸体安装于其中一第二侧壁上，所述第二缸体安装于另外一第二侧壁上。

9.如权利要求8所述的可调式节流装置，其特征在于：所述节流孔板的上下两侧分别与所述二第一侧壁的内表面接触。

10.一种空调系统，其包括压缩机、蒸发器及冷凝器，所述冷凝器的进口端与所述压缩机的排气口相连通，所述蒸发器的出口端与所述压缩机的吸气口相连通，所述冷凝器的出口端与所述蒸发器的进口端相连通，其特征在于：所述空调系统还包括如权利要求1-9任一项所述的可调式节流装置，所述可调式节流装置串联设置在所述冷凝器的出口端与所述蒸发器的进口端之间，所述可调式节流装置的所述第一调节组件与所述压缩机的吸气口相连通，所述第二调节组件与所述压缩机的排气口相连通。

11.如权利要求10所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统还包括连接于所述第二调节组件与所述压缩机的排气口的排气管及连接于所述第一调节组件与所述压缩机的吸气口的吸气管，所述排气管和吸气管上均设置有截断阀。

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