Винтовой компрессор (варианты) - RU2684053C2

Чертежи

Показать все 18 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к винтовому компрессору, включающему в себя корпус компрессора с расположенным в нем пространством винтовых роторов, два расположенных в пространстве винтовых роторов и установленных на корпусе компрессора с возможностью вращения в каждом случае вокруг оси винтового ротора винтовых ротора, которые их винтовыми контурами входят во взаимное зацепление и взаимодействуют в каждом случае с граничащими с ними и частично охватывающими их поверхностями уплотняющих стенок для принятия подводимой газообразной среды через расположенное в корпусе компрессора пространство пониженного давления и для ее отдачи в области расположенного в корпусе компрессора пространства высокого давления, причем газообразная среда в образованных между винтовыми контурами и граничащими с ними поверхностями уплотняющих стенок уплотняющих камерах захватывается при пониженном давлении с всасываемым объемом и сжимается при высоком давлении до конечного объема, а также по меньшей мере один расположенный в золотниковом канале корпуса компрессора и граничащий с обоими винтовыми роторами поверхностями уплотняющей стенки золотника золотник, который является подвижным в направлении перемещения параллельно осям винтовых роторов и выполнен воздействующим на конечный объем и/или начальный объем.

Такие винтовые компрессоры известны из уровня техники, в частности из публикаций US 5257291 А и DE 3422573 А1.

Такие винтовые компрессоры имеют проблему точной регистрации положения золотника.

Эта проблема решена винтовым компрессором ранее описанной разновидности согласно изобретению посредством того, что по меньшей мере для одного золотника предусмотрено устройство регистрации положения, что устройство регистрации положения имеет сопряженный по меньшей мере с одним золотником элемент индикации местоположения, что по меньшей мере один элемент индикации местоположения взаимодействует с детекторным элементом, который простирается параллельно направлению перемещения золотника, и вдоль которого элемент индикации местоположения является подвижным при перемещении по меньшей мере одного золотника, и что детекторный элемент сопряжен с устройством обработки данных, которое регистрирует соответствующее положение элемента индикации местоположения вдоль детекторного элемента.

Преимущество решения согласно изобретению, прежде всего, состоит в том, что оно, при простом своем построении, делает возможным очень точное обнаружение местоположения.

Прежде всего, в винтовом компрессоре, который имеет два золотника, причем первый золотник выполнен воздействующим, по меньшей мере, на конечный объем, а второй золотник выполнен воздействующим, по меньшей мере, на начальный объем, предусмотрено, что для обоих золотников предусмотрено одно устройство регистрации положения, которое включает в себя сопряженный с первым золотником первый элемент индикации местоположения и сопряженный со вторым золотником второй элемент индикации местоположения, что оба элемента индикации местоположения взаимодействуют с общим детекторным элементом, который простирается параллельно направлению перемещения золотников, и вдоль которого элементы индикации местоположения являются подвижными при перемещении золотников, и что детекторный элемент сопряжен с устройством обработки данных, которое регистрирует соответствующие положения первого элемента индикации местоположения и второго элемента индикации местоположения вдоль детекторного элемента.

Это решение имеет то существенное преимущество, что с его помощью имеется возможность точной и, прежде всего, одновременной регистрации также и для двух золотников их положений, прежде всего, с помощью единственного детекторного элемента.

При этом относительно размещения детекторного элемента до сих пор не было сделано каких-либо конкретных указаний.

В соответствии с изобретением детекторный элемент расположен в проходящем внутри корпуса компрессора параллельно направлению перемещения детекторном канале таким образом, что детекторный элемент является оптимально защищенным от внешних воздействий посредством детекторного канала в пределах корпуса компрессора, при этом детекторный канал является запираемым посредством крышки таким образом, что посредством крышки является возможным простой доступ к детекторному каналу.

Относительно выполнения детекторного канала до сих пор не было сделано каких-либо конкретных указаний.

Таким образом, выгодное решение предусматривает, что детекторный канал образован посредством выполненного в виде паза углубления в основной части корпуса, которое охватывает крышка.

Другое выгодное решение предусматривает, что крышка, как таковая, имеет дополняющее детекторный канал, выполненное в виде паза углубление.

Для обеспечения возможности простого монтажа детекторного элемента с крышкой, выгодное решение предусматривает, что детекторный элемент простирается в пределах углубления крышки таким образом, что детекторный элемент может быть снят совместно с крышкой, и в соответствующих случаях, может быть заменен.

Кроме того, предпочтительно, предусмотрено, что по меньшей мере один элемент индикации местоположения расположен в детекторном канале и является подвижным в нем в направлении перемещения.

Относительно соединения по меньшей мере одного элемента индикации местоположения по меньшей мере с одним золотником до сих пор не было сделано каких-либо конкретных указаний.

Таким образом, теоретически, соединение между элементом индикации местоположения и золотником может быть произведено без соприкосновения.

Тем не менее, для надежного отображения положения по меньшей мере одного золотника является выгодным, когда по меньшей мере один элемент индикации местоположения сопряжен с соответствующим золотником посредством соединительной детали механическим способом, и таким образом элемент индикации местоположения имеет возможность жестко связанного с соответствующим с золотником совместного перемещения.

Для осуществления соединения между подвижным в детекторном канале соответствующим элементом индикации местоположения и золотником, предпочтительно, предусмотрено, что соответствующая соединительная деталь пронизывает вытянутый проход между детекторным каналом и принимающим по меньшей мере один золотник золотниковым каналом.

Является особо выгодным, когда соответствующая соединительная деталь и проход совместно направляют соответствующий золотник закрепленным от проворота образом в направлении перемещения таким образом, что тем самым одновременно реализовано закрепленное от проворота направление золотника без потребности в отдельном направлении посредством паза в золотнике и пазового сухаря в корпусе компрессора.

До сих пор взаимодействие между по меньшей мере одним элементом индикации местоположения и детекторным элементом не оговаривалось более подробно.

Таким образом, наиболее предпочтительное решение предусматривает, что соответствующий элемент индикации местоположения взаимодействует без соприкосновения с детекторным элементом таким образом, что регистрация положения элемента индикации местоположения может быть произведена свободным от износа способом.

Предпочтительно, при этом детекторный элемент производят из магнитострикционного материала, а элемент индикации местоположения производит в его местоположении локальное магнитное протекание через детекторный элемент, которое может в этом случае быть зарегистрировано посредством схемы обработки в детекторном элементе.

Особо выгодное решение предусматривает управление, которое управляет золотниковым приводом для соответствующего золотника и посредством устройства регистрации положения регистрирует перемещение соответствующего золотника.

Тем самым, управление способно не только к перемещению соответствующего золотника с помощью золотникового привода, но и к точному отслеживанию выполненного перемещения.

Это является выгодным, прежде всего, когда золотниковый привод реализуют в виде приводимого в действие посредством текучей среды цилиндрового приспособления.

Наиболее предпочтительно, управление может быть применено в том случае, когда управление позиционирует соответствующий золотник с регулировкой по положению.

Иными словами, управление, с одной стороны, управляет золотниковым приводом, а с другой стороны, посредством регистрации положения соответствующего золотника может регистрировать, достигнуто ли требуемое положение или нет, и в таком случае, также посредством соответствующего управления золотниковым приводом, может точно к этому положению золотник подводить, и удерживать его в нем, например, длительное время.

Таким образом, имеется возможность посредством программы управления компрессором в составе управления или вышестоящего управления задавать отдельные положения соответствующего золотника или, в соответствующих случаях, нескольких золотников, и подводить их затем и удерживать с помощью управления с регулировкой по положению таким образом, что являются возможными любые промежуточные положения между крайними положениями, что позволяет приводить в действие винтовой компрессор оптимальным образом.

При этом является, прежде всего, выгодным, когда управление обнаруживает положения золотников с учетом по меньшей мере одного или нескольких параметров, таких как уровень давления при низком давлении, уровень давления при высоком давлении, температура газообразной среды при высоком давлении и при низком давлении, число оборотов винтовых роторов, потребление мощности приводным двигателем, параметры газообразной среды, прежде всего хладагента, и предельные значения использования винтового компрессора.

Относительно размещения двух золотников относительно друг друга до сих пор не было сделано каких-либо конкретных указаний.

Таким образом, предпочтительным образом, предусмотрено, что первый золотник и второй золотник расположены лежащими друг за другом в их направлении перемещения.

В случае двух располагающихся друг за другом золотников предусмотрено, прежде всего, что первый золотник и второй золотник имеют идентичные внешние контуры.

Предпочтительно, два располагающихся друг за другом золотника применяют таким образом, что первый золотник и второй золотник в положении соединения выполнены с возможностью позиционирования в положении соединения непосредственно примыкающими друг к другу и являются совместно подвижными в направлении перемещения.

Альтернативно этому, для двух располагающихся друг за другом золотников является возможным, что первый и второй золотники выполнены с возможностью позиционирования в разделенном положении на расстоянии друг от друга с образованием между ними промежуточного пространства.

Альтернативно выполнению двух располагающихся последовательно друг за другом золотников другое выгодное решение предусматривает, что первый золотник имеет непосредственно граничащие друг с другом поверхности уплотняющих стенок золотника, из которых в каждом случае одна обращена к одному из винтовых роторов, и что второй золотник имеет расположенные на расстоянии друг от друга области поверхностей уплотняющих стенок, из которых в каждом случае одна граничит с одним из винтовых роторов, и между которыми расположены поверхности уплотняющих стенок золотника первого золотника.

При таком размещении двух золотников является возможным, с помощью первого золотника, предпочтительное воздействие на конечный объем, а с помощью второго золотника, посредством расположенных на расстоянии друг от друга поверхностей уплотняющих стенок золотника, воздействие на начальный объем.

Предпочтительно, при этом предусмотрено, что первый золотник установлен с опорой на второй золотник.

Предпочтительно, при этом первый золотник оперт в золотниковом канале второго золотника.

Кроме того, предпочтительно, предусмотрено, что поверхности уплотняющих стенок золотника первого золотника и поверхности уплотняющих стенок золотника второго золотника примыкают друг к другу.

Кроме того, решение согласно изобретению обращено к задаче уменьшения шумообразования в винтовом компрессоре ранее описанной разновидности.

Эта задача в винтовом компрессоре ранее описанной разновидности или в винтовом компрессоре согласно одному из вышеприведенных признаков согласно изобретению решена посредством того, что первый золотник и второй золотник расположены в их направлении перемещения лежащими друг за другом, что первый золотник расположен на обращенной к области высокого давления стороне второго золотника, и что первый золотник относительно второго золотника направлен посредством телескопической направляющей.

Посредством телескопической направляющей первого золотника, дополнительно к направлению первого золотника в предусмотренном для этого золотниковом канале, уменьшена подвижность второго золотника во время приведения в действие винтового компрессора согласно изобретению, прежде всего, во время возникновения пульсаций давления, и тем самым, уменьшено также шумообразование посредством первого золотника в результате пульсаций давления.

Наиболее предпочтительным является при этом, когда телескопическая направляющая имеет меньший люфт (зазор) поперечно направлению перемещения, чем направление первого золотника через принимающий его золотниковый канал.

Тем самым, подвижность первого золотника далее ограничена, и таким образом также ограничено обусловленное подвижностью при пульсациях давления шумообразование.

При этом, прежде всего, является выгодным, когда телескопическая направляющая имеет неподвижно соединенную со вторым золотником направляющую деталь, по которой первый золотник посредством направляющей втулки подвижно направлен в направлении перемещения.

Такое выполнение телескопической направляющей создает особо простым способом возможность уменьшения подвижности первого золотника относительно золотникового канала.

Другое выгодное решение предусматривает, что первый золотник направлен по направляющей детали исключительно посредством направляющей втулки.

Посредством такого решения направление первого золотника относительно второго золотника может быть выполнено еще более точным без необходимости в препятствовании подвижности первого золотника в направлении перемещения.

Особо целесообразным является, когда направляющая втулка расположена на обращенном ко второму золотнику конце первого золотника.

Относительно размещения направляющей втулки предполагаются возможными самые разные варианты.

Например, предполагается расположение направляющей втулки на конце первого золотника.

Тем не менее, особо целесообразное решение предусматривает, что направляющая втулка расположена в предусмотренном в первом золотнике внутреннем направляющем гнезде для направляющей детали.

Для дальнейшего уменьшения шумообразования в винтовом компрессоре согласно изобретению, кроме того, предпочтительно, предусмотрено, что первый золотник неподвижно соединен с поршневым штоком, который ведет к цилиндровому приспособлению для перемещения первого золотника, и что первый золотник посредством принимающей поршневой шток направляющей втулки подвижно направлен в направлении перемещения относительно корпуса компрессора.

Посредством такого решения создают другое дополнительное направление первого золотника относительно корпуса компрессора, которое еще более уменьшает перемещение первого золотника относительно корпуса компрессора и, прежде всего, относительно золотникового канала.

Прежде всего, при этом предусмотрено, что поршневой шток расположен на лежащей напротив второго золотника стороне первого золотника.

Предпочтительно, поршневой шток простирается при этом параллельно направлению перемещения.

Относительно размещения направляющей втулки наиболее предпочтительным является, когда она неподвижно удерживается на корпусе компрессора.

Кроме того, предпочтительно, предусмотрено, что люфт между направляющей втулкой и поршневым штоком поперечно направлению перемещения является меньшим, чем люфт поперечно направлению перемещения направляемого в золотниковом канале золотника.

Прежде всего, для двух расположенных последовательно друг за другом золотников предусмотрено, что первый золотник и второй золотник имеют идентичные внешние контуры.

Такое решение позволяет направление обоих золотников в общем золотниковом канале особо простым способом.

Кроме того, для двух располагающихся последовательно друг за другом золотников выгодным является такое применение, когда первый золотник и второй золотник выполнены с возможностью позиционирования в положении соединения непосредственно примыкающими друг к другу и являются совместно подвижными в направлении перемещения.

Кроме того, для двух располагающихся последовательно друг за другом золотников предусмотрено, что первый и второй золотники выполнены с возможностью позиционирования в разделенном положении на расстоянии друг от друга с образованием промежуточного пространства.

Другие признаки и преимущества изобретения являются предметом последующего описания, равно как и графического представления нескольких вариантов осуществления.

На чертеже показано:

Фиг. 1 - перспективный вид первого варианта осуществления винтового компрессора согласно изобретению,

Фиг. 2 - разрез вдоль линии 2-2 на фиг. 1,

Фиг. 3 - разрез вдоль линии 3-3 в области устройства регистрации положения,

Фиг. 4 - увеличенный разрез подобно фиг. 2 в области устройства регистрации положения и золотников при максимальной мощности и наименьшем объемном отношении,

Фиг. 5 - представление подобно фиг. 4 при максимальном подаваемом объеме и наибольшем объемном отношении,

Фиг. 6 - представление подобно фиг. 4 при примерно трех четвертях мощности,

Фиг. 7 - представление подобно фиг. 4 при примерно половинной мощности,

Фиг. 8 - представление подобно фиг. 4 при примерно одной четверти мощности,

Фиг. 9 - увеличенное представление регистрирующего устройства положения и элементов индикации местоположения в соединении с золотником,

Фиг. 10 - увеличенное перспективное представление элемента индикации местоположения устройства регистрации положения,

Фиг. 11 - разрез подобно фиг. 3 через второй вариант осуществления винтового компрессора согласно изобретению с расположенными друг в друге золотниками,

Фиг. 12 - схематическое представление второго варианта осуществления винтового компрессора согласно изобретению с расположенными друг в друге золотниками подобно фиг. 4 при наибольшем объемном отношении и наибольшей мощности,

Фиг. 13 - представление подобно фиг. 12 при наибольшем объемном отношении и наименьшей мощности,

Фиг. 14 - представление подобно фиг. 12 при наименьшем объемном отношении и наибольшей мощности,

Фиг. 15 - разрез подобно фиг. 2 через третий вариант осуществления винтового компрессора согласно изобретению,

Фиг. 16 - разрез подобно фиг. 4 через третий вариант осуществления винтового компрессора согласно изобретению,

Фиг. 17 - увеличенное представление первого и второго золотника согласно фиг. 16, и

Фиг. 18 - разрез подобно фиг. 8 через третий вариант осуществления золотника согласно изобретению.

Представленный на фиг. 1 вариант осуществления винтового компрессора 10 согласно изобретению включает в себя обозначенный в целом ссылочным обозначением 12 корпус компрессора, который имеет всасывающее присоединение 14, посредством которого осуществляется всасывание всасываемой газообразной среды, прежде всего хладагента, и напорное присоединение 16, посредством которого осуществляется подача сжатой до высокого давления газообразной среды, прежде всего хладагента.

Как представлено на фиг. 2 и 3, в пространстве 18 винтовых роторов корпуса 12 компрессора в каждом случае предусмотрены два вращательно-подвижных вокруг осей 22, 24 винтовых роторов винтовых ротора 26, 28, которые их винтовыми контурами 32 и 34 входят во взаимное зацепление и взаимодействуют с граничащей с ними по периметру поверхностью 36 или же 38 уплотняющей стенки пространства 18 винтовых роторов для приема подводимой в граничащее с всасывающей стороны с винтовыми контурами 32, 34 пространство 42 низкого давления газообразной среды, ее сжатия и подачи под высоким давлением в пространство 44 высокого давления в корпусе 12 компрессора.

При этом газообразная среда, прежде всего хладагент, содержится в образованных между винтовыми контурами 32, 34 и граничащими с ними поверхностями 36, 38 уплотняющих стенок уплотняющих камерах под низким давлением во всасываемом объеме и сжимается под высоким давлением до конечного объема.

Для приспосабливания винтового компрессора 10, например, к требуемым в циркуляционном контуре хладагента условиям эксплуатации, приспосабливание рабочего состояния винтового компрессора 10 производят, с одной стороны, относительно объемного отношения, которое демонстрирует соотношение между максимальным захваченным всасываемым объемом и вытолкнутым конечным объемом, а с другой стороны, относительно мощности компрессора, которая демонстрирует долю действительно сжатого винтовым компрессором объемного расхода по отношению к максимальному сжимаемому посредством винтового компрессора 10 объемного расхода.

Для приспосабливания рабочего состояния в первом, представленном на фиг. 2-8 варианте осуществления, первый золотник 52 и второй золотник 54 располагают последовательно друг за другом в предусмотренном в корпусе 12 компрессора золотниковом канале 56, причем золотниковый канал 56 простирается параллельно осям винтовых роторов 22, 24, и направляет первый золотник 52 и второй золотник 54 в область их не граничащей с винтовыми роторами 26, 28 направляющей краевой поверхности 58.

Первый золотник 52 обращен к области 44 высокого давления и расположен, таким образом, со стороны высокого давления, а второй золотник 54 относительно первого золотника 52 расположен со стороны низкого давления.

Кроме того, каждый из обоих золотников 52 и 54 имеет еще граничащую с винтовым ротором 26 поверхность 62 уплотняющей стенки золотника и граничащую с винтовым ротором 28 поверхность 64 уплотняющей стенки золотника, причем частичные поверхности представляют собой поверхности 36 и 38 уплотняющих стенок, а также образованные корпусом 12 компрессора поверхности 66 и 68 уплотняющих стенок корпуса, которые также представляют собой частичные поверхности поверхностей 36 и 38 уплотняющих стенок и которые дополняют поверхности 36 и 38 уплотняющих стенок, которые совместно с винтовыми контурами 32 и 34 участвуют в образовании уплотняющих камер.

Первый золотник 52 и второй золотник 54, как представлено на фиг. 2, а также фиг. 4-8, выполняют таким образом, что они являются идентичными в отношении образования ими поверхностей 62 и 64 уплотняющих стенок золотников, а также направляющей краевой поверхности 58, и таким образом они имеют возможность подвижного направления в простирающемся параллельно осям винтовых роторов 22, 24 направлении 72 перемещения в золотниковом канале 56 корпуса 12 компрессора.

При этом первый золотник 52 образует обращенную к области 44 высокого давления, задающую конечный объем уплотняющих камер выпускную кромку 82 с возможностью перемещения посредством смещения первого золотника 52 в направлении 72 перемещения, причем кромка задает посредством ее положения относительно располагающейся со стороны высокого давления концевой поверхности 84 пространства 18 винтовых роторов конечный объем образуемых уплотняющих камер и, таким образом, объемное отношение.

Этот принцип размещения золотников известен и описан, например, в WO 93/18307, который документ рекомендован относительно описания принципа функционирования.

Как представлено на фиг. 2 и 4-8, первый золотник 52 и второй золотник 54 имеют обращенные друг к другу торцовые поверхности 86 и 88, с помощью которых они, как например, представлено на фиг. 4 и 5, имеют возможность такого расположения по отношению друг к другу, что поверхности 62 и 64 уплотняющих стенок золотников первого золотника 52 и второго золотника 54 переходят друг в друга.

Кроме того, первый золотник 52 и второй золотник 54, дополнительно к золотниковому каналу 56, направлены относительно друг друга посредством телескопической направляющей 92, которая имеет внутреннюю направляющую деталь 94 и направляющее гнездо 96, причем направляющее гнездо 96 предусмотрено в первом золотнике 52, а направляющая деталь 94 удерживается на втором золотнике 54 и выступает своей торцовой поверхностью 88 таким образом, что она является захватываемой в направляющее гнездо 96 в первом золотнике 52.

Кроме того, предпочтительно в окружающем направляющую деталь 94 внутреннем пространстве 102 второго золотника 54, предусмотрена еще и нажимная пружина 104, которая служит для приведения в действие первого золотника 52 относительно второго золотника 54 таким образом, что торцовые поверхности 86 и 88 являются подвижными в направлении друг от друга.

Для смещения первого золотника 52, как представлено на фиг. 2, предусмотрено цилиндровое приспособление 112, которое включает в себя цилиндровую камеру 114 и поршень 116, причем поршень 116 соединен с поршневым штоком 118, который осуществляет соединение с первым золотником 52, а именно, например, с выступом 122 первого золотника 52, который расположен, например, на его противоположной торцовой поверхности 86 стороне.

Кроме того, цилиндровое приспособление 112 расположено, прежде всего, на противоположной второму золотнику 54 стороне первого золотника 52, предпочтительно, в располагающемся со стороны высокого давления участке 124 корпуса 12 компрессора, который расположен с примыканием к золотниковому каналу 56 и с примыканием к области 44 высокого давления и, таким образом, на противоположной пространству 42 низкого давления стороне корпуса 12 компрессора.

Второй золотник 54 выполнен с возможностью перемещения посредством цилиндрового приспособления 132, которое включает в себя подвижный в цилиндровой камере 134 поршень 136, причем цилиндровая камера 134 простирается, прежде всего, в продолжение золотникового канала 56 в располагающемся со стороны низкого давления участке 142 корпуса, в котором со стороны привода расположены подшипниковые узлы для винтовых роторов 26 и 28, которые приводит в действие, например, приводной вал 144.

Прежде всего, поршень 136 формируют монолитным со вторым золотником 54, он имеет площадь поршня, которая соответствует, по меньшей мере, площади поперечного сечения второго золотника 54.

Со стороны низкого давления участок 142 корпуса, который принимает цилиндровую камеру 134 для цилиндрового приспособления 132 для перемещения второго золотника 54, расположен в той области корпуса 12 компрессора, которая расположена противоположно располагающемуся со стороны высокого давления участку 124 корпуса для приема цилиндровой камеры 114 для цилиндрового приспособления 112.

Первый золотник 52 и второй золотник 54 имеют возможность совместного смещения посредством цилиндровых приспособлений 112 и 132 таким образом, что торцовые поверхности 86 и 88 прилегают друг к другу в положении соединения, и оба золотника 52, 54 имеют возможность, также в положении соединения, совместного перемещения, как единый золотник, который простирается от располагающейся на всасывающей стороне концевой поверхности 126 в направлении располагающейся на стороне высокого давления концевой поверхности 84, а его выпускная кромка 82 участвует в задании объемного отношения, причем, как представлено на фиг. 4, винтовой компрессор 10 всегда подает максимальный объемный расход в этом положении соединения.

В зависимости от положения выпускной кромки 82 относительно концевой поверхности 84 может быть приспособлено объемное отношение, которое поднимается по мере уменьшения расстояния от выпускной кромки 82 до концевой поверхности 84, и достигает своей максимальной величины, когда выпускная кромка 82 расположена на наименьшем необходимом для минимизации конечного объема расстоянии от концевой поверхности 84, как например, представлено на фиг. 5.

При потребности в дополнительном изменении мощности компрессора, то есть фактически подаваемого объемного расхода, производят, как, например, представлено на фиг. 6, разделение торцовых поверхностей 86 и 88 посредством перемещения золотников 52 и 54 друг от друга в разделенное положение. В разделенном положении второй золотник 54 является недействующим и, таким образом, в разделенном положении положение торцовой поверхности 86 первого золотника 52 задает начальный объем.

До тех пор, пока выпускная кромка 82 не находится в положении, в котором она задает минимально возможный конечный объем, соотношение начального объема, заданного посредством торцовой поверхности 86, к конечному объему, заданному посредством выпускной кромки 82, тем не менее, не является изменяемым.

Если, тем не менее, первый золотник 52, как представлено на фиг. 7, смещен в направлении области 44 высокого давления настолько, что выпускная кромка 82 расположена на минимальном расстоянии от концевой поверхности 84, или смещена за нее во входящее в состав пространства 44 высокого давления входное пространство 146 для первого золотника 52, изменение начального объема 86 является возможным без изменения конечного объема, поскольку в этом случае он постоянно остается минимальным.

Для устранения действия второго золотника 54 в разделенном положении, его вводят, прежде всего, посредством цилиндрового приспособления 132 в участок 142 корпуса, причем цилиндровая камера 134 наделена такими размерами, что она одновременно включает в себя входное пространство 148 для второго золотника 54 и создает, таким образом, возможность удаления второго золотника 54 от первого золотника 52 настолько, что торцовая поверхность 88 более не воздействует на начальный объем.

Таким образом, второй золотник 54 позволяет воздействовать на начальный объем посредством того, что он либо для образования положения соединения золотников 52, 54 прилегает своей торцовой поверхностью 88 к торцовой поверхности 86 первого золотника 52, что позволяет максимизировать, таким образом, начальный объем, либо имеет возможность такого удаления собственной торцовой поверхности 88 от торцовой поверхности 86 первого золотника 52, что второй золотник 54 более не производит какого-либо воздействия на начальный объем.

Для регистрации положений первого золотника 52 и второго золотника 54 предусмотрено обозначенное в целом ссылочным обозначением 152 устройство регистрации положения, которое включает в себя простирающийся параллельно направлению 72 перемещения золотников 52, 54 и, таким образом, параллельно осям винтовых роторов 22, 24 детекторный элемент 154, который выполнен с возможностью регистрации положения элементов 156 и 158 индикации местоположения.

При этом элемент 156 индикации местоположения неподвижно соединен с первым золотником 52, а именно с примыкающей к торцовой поверхности 86 конечной областью 162 первого золотника 52, а элемент 158 индикации местоположения соединен со вторым золотником 54, а именно с его примыкающей к торцовой поверхности 88 конечной областью 164, как представлено, прежде всего, на фиг. 9.

Как представлено на фиг. 10, каждый из этих элементов индикации местоположения 156 или же 158 включает в себя обозначенную в целом ссылочным обозначением 174 вилочную деталь, которая ограничивает своими двумя вилочными плечами 176 и 178 располагающийся между ними промежуток 182, через который простирается вытянутый детекторный элемент 154. Каждая из этих вилочных деталей 174 соединена с соответствующим золотником 52, 54 посредством соединенной с соответствующей конечной областью 162 или же 164 соединительной детали 172.

Предпочтительно, вилочные плечи 176 и 178 несут магниты 184 или же 186, магнитное поле которых протекает через детекторный элемент 154 на месте нахождения магнитов 184, 186.

При этом детекторный элемент 154 образован из магнитострикционного материала таким образом, что соответствующее место 188 магнитного протекания детекторного элемента 154 посредством магнитов 184, 186 обнаруживается посредством обозначенного в целом ссылочным обозначением 192 устройства обработки данных, причем устройство обработки данных 192 производит, например, в детекторном элементе 154 звуковые волны, которые позволяют распознавать в проницаемых посредством магнитных полей от магнитов 184, 186 местах 188 обратное отражение таким образом, что устройство 192 обработки данных оказывается способным к обнаружению на основе времени прохождения отраженных звуковых волн положений тех мест 188, в которых происходит магнитное протекание через магнитострикционный детекторный элемент 154.

Соединительные детали 172, которые удерживаются в соответствующих конечных областях 162, 164 золотников 52, 54, пронизывают вытянутый, выполненный в форме прорези проход 194, который выполнен в образующей золотниковый канал 56 стенке 196 корпуса и имеет длину, которая допускает в разделенном положении полное вхождение второго золотника 54 во входное пространство 148 и положение первого золотника 52, соответствующее минимальному начальному объему, то есть положение согласно фиг. 8, а также положение первого золотника 52, соответствующее минимальному объемному отношению, иными словами, максимальному расстоянию от выпускной кромки 82 до концевой поверхности 84 со стороны высокого давления, и кроме того, допускает в положении соединения положение второго золотника 54 совместно с первым золотником 52, соответствующее максимальному объемному отношению и минимальному объемному отношению.

Каждая соединенная с соответствующей конечной областью 162 и 164 соответствующего золотника 52 или же 54 соединительная деталь 172 образует совместно с выполненным в форме прорези проходом 194 для соответствующего золотника 52, 54 предохранитель от проворачивания, подобный направлению, выполненному посредством пазового сухаря и паза, таким образом, что тем самым отпадает необходимость в предусмотрении в золотниках 52, 54 пазов, которые имеют возможность взаимодействия с выступающими в золотниковый канал 56 пазовыми сухарями.

Проход 194 постоянно поддерживают на уровне давления в пространстве 42 низкого давления, проход тем самым служит также для удержания направляющих краевых поверхностей 58 золотников 52, 54 прилегающими к золотниковому каналу 56 таким образом, что золотники 52, 54 не имеют возможности нажатия в результате образующегося между золотниковым каналом 56 и направляющей краевой поверхностью 58 высокого давления посредством поверхностей 62, 64 уплотняющих стенок золотников на винтовые роторы 26, 28.

При этом уплотнение прохода 194 против более высоких давлений, прежде всего также высокого давления, происходит посредством выполненного с малыми допусками просвета между золотниковым каналом 56 и направляющей краевой поверхностью 58 золотников 52, 54.

Для приема вилочной детали 174 и детекторного элемента 154 на противоположной золотниковому каналу 56 стороне стенки 196 основной части 198 корпуса предусмотрено углубление 204, которое закрыто крышкой 212, которая, со своей стороны, имеет обращенное к углублению 204 углубление 214 таким образом, что углубления 204 и 214 совместно дополняют друг друга и образуют, например, вследствие этого простирающийся параллельно направлению 72 перемещения вытянутый детекторный канал 216, в котором, с одной стороны, простирается детекторный элемент 154, и в котором, с другой стороны, имеют возможность перемещения вилочные детали 174, которые охватывают с обеих сторон детекторный элемент 154 своими вилочными плечами 176, 178 и позиционируют магниты 184, 186 таким образом, что их магнитное поле протекает через детекторный элемент 154 в каждом случае на заданном месте 188.

Предпочтительно, крышка 212 выполнена таким образом, что в ее углублении 214 детекторный элемент 154 расположен таким образом, что детекторный элемент 154 совместно с устройством 192 обработки данных удерживается исключительно на крышке 212 с возможностью совместного с ней снятия, в то время как вилочные детали 174 простираются в детекторном канале 216, прежде всего, как в углублении 214, так и в углублении 204.

Для перемещения золотников 52 и 54 в предусмотренные для них положения, как представлено на фиг. 2, предусмотрено управление 218, которое способно посредством соединения с устройством 152 регистрации положения к обнаружению фактических положений золотников 52, 54.

При помощи управления 218, как представлено на фиг. 1 и 2, цилиндровыми приспособлениями 112 и 132 управляют для позиционирования золотников 52, 54.

Для этого, например, магнитными клапанами ML1 и ML2 управляют для управления цилиндровым приспособлением 112, а магнитными клапанами MV1 и MV2 управляют для управления цилиндровым приспособлением 132.

Таким образом, имеется возможность позиционирования золотников 52, 54 при помощи управления 218 с регулировкой по положению, иными словами, точного подведения их, например, в заданные программой управления компрессором положения золотников 52, 54 и удержания там.

Такую программу управления компрессором выполняет, например, вышестоящее управление компрессором.

В представленном варианте осуществления эта программа управления компрессором встроена в управление 218, причем являются известными, прежде всего, границы использования винтового компрессора 10 и параметры газообразной среды, иными словами, прежде всего хладагента, которые параметры могут быть зарегистрированы, например, посредством датчика давления SPN (фиг. 2) - низкое давление, посредством датчика давления SPH (фиг. 1) - высокое давление, и посредством датчика температуры STH - температура газообразной среды на стороне высокого давления (фиг. 2), а также посредством датчика температуры STN - температура газообразной среды на стороне низкого давления.

Кроме того, управление 218 способно осуществлять, прежде всего, также регистрацию эксплуатационных параметров не представленного, прежде всего, электрического приводного двигателя относительно числа оборотов, потребления мощности, напряжения и температуры.

Кроме того, управление 218 способно к регистрации, прежде всего, также давления смазки, расхода смазки, состояния смазки и температуры смазки.

Кроме того, управление 218, прежде всего посредством внешнего сигнала, также способно к заданию потребной мощности компрессора, например, для холодильной установки, в которой работает винтовой компрессор 10.

По некоторым из этих выбранных значений, прежде всего по информации по газообразной среде, например по хладагенту, по давлению и температуре на стороне высокого давления и на стороне низкого давления, а также по числу оборотов винтовых роторов 26, 28, или по другим из этих вышеупомянутых значений посредством управления 218 с помощью программы управления компрессором является возможным обнаружение для соответствующего рабочего состояния оптимального положения золотников 52, 54 и задание его с регулировкой по положению.

Во втором варианте осуществления винтового компрессора согласно изобретению, как представлено на фиг. 11-14, золотники 52 и 54 выполнены иным образом.

В этом варианте осуществления второй золотник 54' расположен в золотниковом канале 56 и направлен в нем с помощью своей направляющей краевой поверхности 58'. Кроме того, второй золотник 54' образует внешние поверхности 62'₂ и 64'₂ уплотняющих стенок золотника, которые непосредственно присоединены к поверхностям 66 и 68 уплотняющих стенок корпуса, причем поверхность 62'₂ уплотняющей стенки золотника граничит с винтовым ротором 26, а поверхность 64'₂ уплотняющей стенки золотника - с винтовым ротором 28.

При этом второй золотник 54' выполнен в поперечном сечении в форме полумесяца таким образом, что он образует, со своей стороны, золотниковый канал 236, в котором направлен своей направляющей краевой поверхностью 238 первый золотник 52'.

Первый золотник 52' образует, со своей стороны, поверхности 62'1 и 64'1 уплотняющих стенок золотника, которые расположены между поверхностями 62'₂ и 64'₂ уплотняющих стенок золотника и непосредственно примыкают к поверхностям 62'₂ и 64'₂ уплотняющих стенок золотника таким образом, что поверхность 62'₂ уплотняющей стенки золотника граничит с винтовым ротором 26, а поверхность 64'₂ уплотняющей стенки золотника - с винтовым ротором 28.

Таким образом, поверхности 62'₂ и 64'₂ уплотняющих стенок золотника второго золотника 54' и поверхности 62'1 и 64'1 уплотняющих стенок золотника первого золотника 52' дополняют поверхности 66 и 68 уплотняющих стенок корпуса к поверхностям 36 и 38 уплотняющих стенок, которые расположены с охватыванием винтовых контуров 32 или же 34.

Кроме того, первый золотник 52' образует выпускную кромку 82', которая расположена обращенной к области 44 высокого давления, и посредством расстояния которой от концевой поверхности 84 имеется возможность задания конечного объема сопоставимым с первым вариантом осуществления способом.

Второй золотник 54' воздействует на начальный объем, а именно посредством положения впускных кромок 242 поверхностей 62'₂ и 64'₂уплотняющих стенок золотника, а именно, прежде всего, их расстояния от концевой поверхности 126 со стороны низкого давления.

В этом варианте осуществления первым золотником 52' управляют посредством расположенного, прежде всего, с всасывающей стороны цилиндрового приспособления 132', причем поршень 136' в этом случае формируют монолитным с первым золотником 52' и с возможностью перемещения в цилиндровой камере 134', в то время как вторым золотником 54' управляют посредством расположенного, прежде всего, со стороны высокого давления цилиндрового приспособления 112'.

Такое размещение золотников известно и описано, например, в DE 32 21 849 A1, который документ рекомендован относительно описания принципа функционирования.

Тем же способом, как в первом варианте осуществления, положения первого золотника 52' и второго золотника 54' могут быть зарегистрированы посредством устройства 152 регистрации положения, причем также и элементы 156 и 158 индикации местоположения соединены с первым золотником 52' или же со вторым золотником 54', а именно посредством жестко связанных с этими золотниками 52' и 54' соединительных деталей 172, которые пронизывают проход 194 тем же способом, как в первом варианте осуществления, таким образом, что элементы 156 и 158 индикации местоположения являются подвижными в детекторном канале 216 вдоль детекторного элемента 154 и, тем же способом, как в первом варианте осуществления, регистрация положения элементов 156 и 158 индикации местоположения может быть произведена посредством устройства 192 обработки данных.

При этом элементы 156 и 158 индикации местоположения, предпочтительно, выполнены тем же способом, как в первом варианте осуществления, в виде вилочных деталей 174, и снабжены магнитами 184 и 186.

В остальном, все те элементы, которые являются идентичными с таковым первого варианта осуществления, снабжены для второго варианта осуществления теми же ссылочными обозначениями таким образом, что относительно их выполнения может быть произведена полная отсылка к первому варианту осуществления.

В третьем варианте осуществления, который в первооснове представляет собой вариант первого варианта осуществления и представлен на фиг. 15-18, между первым золотником 52 и вторым золотником 54 эффективная телескопическая направляющая 92'' выполнена таким образом, что внутренняя направляющая деталь 94'' неподвижно соединена со вторым золотником 54, прежде всего, ввинчена с помощью резьбовой цапфы 222 в резьбовое отверстие 224 поршня 136, и простирается параллельно направлению 72 перемещения.

Прежде всего, внутренняя направляющая деталь 94'' вследствие этого расположена неподвижно относительно поршня 136 и своими краевыми поверхностями 226 образует направленное параллельно направлению 72 перемещения направление для первого золотника 52.

Для точного направления первого золотника 52 относительно второго золотника 54, первый золотник 52 в области направляющего гнезда 96'' для направляющей детали 94'' снабжен обозначенной в целом ссылочным обозначением 232 направляющей втулкой, которая точно направлена по краевой поверхности 226 направляющей детали 94''.

Предпочтительно, при этом направляющая втулка 232 расположена на обращенном к поршню 136 второго золотника 54 конце 234 направляющей детали 94'' таким образом, что направляющая втулка 232 является направленной во всех положениях первого золотника 52 относительно второго золотника 54 на наименьшем возможном удалении от поршня 136.

Прежде всего, направляющая втулка 232 простирается лишь на части протяженности направляющего гнезда 96'' параллельно направлению 72 перемещения, предпочтительно, менее чем на половине протяженности, более предпочтительно, менее чем на четверти протяженности направляющего гнезда 96'' в направлении 72 перемещения.

Тем самым, точное направление первого золотника 52 относительно второго золотника 54 исключительно по внутренней направляющей детали 94'' и по скользящей по ее краевой поверхности 226 направляющей втулке 232 достигнуто таким образом, что, как представлено на фиг. 18, например, в положении частичной нагрузки 25% первый золотник 52 посредством внутренней направляющей детали 94'' и направляющей втулки 232 по-прежнему точно направлен относительно второго золотника 54, который, со своей стороны, получает точное направление посредством направления поршня 136 во входном пространстве 148 относительно участка корпуса 142.

Кроме того, первый золотник 52, как представлено на фиг. 15, 16 и 18, предпочтительно неподвижно, соединен с поршневым штоком 118, который захватывает также, например, посредством резьбовой цапфы 242 в резьбовое отверстие 244 в первом золотнике 52 таким образом, что вследствие этого также осуществляют неподвижную фиксацию поршневого штока 118 относительно первого золотника 52.

Прежде всего, резьбовое отверстие 244 для резьбовой цапфы 242 расположено в выступе 122 первого золотника 52.

Кроме того, поршневой шток 118 снабжен простирающейся параллельно направлению 72 перемещения краевой поверхностью 246, которая скользящим образом направлена в направляющей втулке 252, которая, со своей стороны, опять-таки, расположена в гнезде 254 направляющей втулки, которое неподвижно соединено с участком корпуса 142 со стороны низкого давления и с участком корпуса 124 со стороны высокого давления.

При этом направляющая втулка 252 предоставляет поршневому штоку 118 единственное точное направление относительно участков 142 и 124 корпуса и, таким образом, точное направление первого золотника 52 относительно участков 142, 124 корпуса, которое производится дополнительно к направлению первого золотника 52 в золотниковом канале 56.

В целом, направленный таким образом с люфтом в золотниковом канале 56 первый золотник 52 тем самым получает еще дополнительно направление посредством телескопической направляющей 92'', образованной посредством направляющей втулки 232 и неподвижно соединенной со вторым золотником 54 внутренней направляющей детали 94'', и, кроме того, посредством точного направления поршневого штока 118 посредством направляющей втулки 252 относительно участков 142 и 124 корпуса таким образом, что возможное, в зависимости от обстоятельств, шумообразование в результате люфта направления первого золотника 52 в золотниковом канале 56, прежде всего грохотание при приведении в действие винтового компрессора согласно изобретению, может быть предотвращено, поскольку телескопическая направляющая 92'' и направление поршневого штока 118 посредством направляющей втулки 252 имеют меньший люфт, чем таковой для первого золотника 52 в золотниковом канале 56, и вследствие этого улучшают направление первого золотника 52.

Поскольку направляющая втулка 232 скользит по краевой поверхности 226 внутренней направляющей детали 94'' с малыми допусками, продувка направляющего гнезда 96'' является обязательной.

По этой причине, как представлено на фиг. 17, направляющее гнездо 96'' снабжают продувочным каналом 262, который оканчивается в направляющем гнезде 96'', например вблизи направляющей втулки 232, и простирается, исходя из направляющего гнезда 96'', в направлении поверхностей 62, 64 уплотняющих стенок золотников, обращенных от направляющей краевой поверхности 58, например, в направлении выполненного в форме прорези прохода 194 таким образом, что выгодным образом является возможным беспрепятственный газовый обмен между направляющим гнездом 96'' и пребывающим под высоким давлением пространством для приема устройства 152 регистрации положения. Предпочтительно, продувочный канал 262 дополнительно снабжен вставленным дросселем 264, который позволяет управлять газовым обменом между направляющим гнездом 96'' и пространством для приема устройства 152 регистрации положения для демпфирования, таким образом, перемещения первого золотника 52 относительно направляющей детали 94''.

При этом продувочный канал 262, предпочтительно, оканчивается в участке 266 направляющего гнезда 96'', который расположен между направляющей втулкой 232 и ограждающей стенкой 268 направляющего гнезда 96''.

Для обеспечения простого монтажа направляющей детали 94'', прежде всего, для завинчивания резьбовой цапфы 222 в резьбовое отверстие 224 первый золотник 52 снабжен в области противоположного его концу 234 конца 276 обеспечивающим доступ к направляющему гнезду 96'' отверстием 274, которое, предпочтительно, расположено соосно направляющему гнезду 96'', однако, в процессе эксплуатации газонепроницаемым образом закрыто посредством заслонки 278, например завинченной в отверстие 276 заглушки.

Тем не менее, отверстие 276 позволяет при монтаже направляющей детали 94'' захватывать инструментом, прежде всего, при завинчивании резьбовой цапфы 222 в резьбовое отверстие 224 в направляющем гнезде 96'' со стороны конца 274, и вращать со стороны расположенного противоположно резьбовой цапфе 222 конца направляющей детали 94'' элемент 282 геометрического замыкания направляющей детали 94'' для завинчивания резьбовой цапфы 222 в резьбовое отверстие 224. В последующем, в этом случае запирание отверстия 276 производится посредством заслонки 278.

В остальном, все элементы, которые являются идентичными таковым из вышеприведенных вариантов осуществления, снабжены теми же ссылочными обозначениями, таким образом, относительно их описания, возможна всеобъемлющая отсылка к выполнениям согласно вышеприведенным вариантам осуществления.

Реферат

Группа изобретений относится к винтовому компрессору. Компрессор включает в себя корпус, два винтовых ротора (26, 28), по меньшей мере один золотник (52, 54), который является подвижным в направлении перемещения параллельно осям ротора (26, 28), устройство (152) регистрации положения по меньшей мере для одного золотника, которое имеет сопряженный по меньшей мере с одним золотником элемент (156, 158) индикации местоположения. По меньшей мере один элемент (156, 158) взаимодействует с детекторным элементом (154), который простирается параллельно направлению перемещения по меньшей мере одного золотника (52, 54) и вдоль которого элемент (156, 158) является подвижным. Элемент (154) сопряжен с устройством (192) обработки данных, которое регистрирует соответствующее положение элемента (156, 158) вдоль элемента (154). Элемент (154) простирается параллельно направлению (72) перемещения по меньшей мере одного золотника (52, 54). Элемент (156, 158) является подвижным вдоль элемента (154). Элемент (154) сопряжен с устройством (192), которое регистрирует соответствующее положение элемента (156, 158) вдоль элемента (154). Элемент (154) расположен в детекторном канале (216), проходящем внутри корпуса параллельно направлению (72) перемещения и закрытом крышкой. Группа изобретений направлена на обеспечение точной регистрации положения золотников. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 18 ил.

Формула